1.电光源的分类
电光源按发光原理可分为热辐射光源、气体放电光源和半导体发光光源。各种电光源的适用场所及举例见表4-1。
(1)热辐射光源。主要是利用电流的热效应,将灯丝加热到白炽程度而发出可见光,如白炽灯、卤钨灯。
(2)气体放电光源。主要是利用电流激发气体电离和放电而发出可见光,如荧光灯、高压汞灯。
(3)半导体发光光源。指发光二极管,简称LED。发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成,一层带过量的电子,另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”,当有电流通过时,电子和空穴相互结合并释放出能量,从而辐射出可见光。
表4-1 各种电光源的适用场所及举例
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2.常见电光源
(1)白炽灯。白炽灯主要由灯丝、玻璃壳体、灯头等几部分组成。如图4-1所示。它是将灯丝加热到白炽的程度,利用热辐射发出可见光。白炽灯具有显色性好、结构简单、使用灵活、能瞬时点燃、无频闪现象、可调光、可在任意位置点燃、价格便宜等特点。因其极大部分辐射为红外线,故光效最低,按照节能要求,应限制使用。白炽灯的技术数据见表4-2。
图4-1 白炽灯
(2)卤钨灯。卤钨灯由封套、灯丝、支架、石英管、电极、溴或碘蒸气等组成,卤钨灯也是一种热辐射光源,如图4-2所示。灯管多采用石英玻璃,灯头一般为陶瓷制,灯丝通常做成螺旋形直线状,灯管内充入适量的氩气和微量卤素碘或溴,因此,常用的卤钨灯有碘钨灯和溴钨灯。
(3)荧光灯。灯管由灯头、灯丝、玻璃管等组成,灯管的两端各有一个由钨丝绕成的灯丝,受热后易发射电子。管内充入低压汞蒸气及少量氩气,内壁涂有荧光粉,如图4-3所示。荧光灯具有发光效率高、灯管表面亮度低、寿命长等优点。缺点是点燃迟、受环境温度、电压的变化影响大、有频闪效应、不适宜频繁开关、造价高等。
荧光灯按照灯管的形状可分为:直管荧光灯、环形荧光灯、紧凑型节能荧光灯三大类。具体光电参数见表4-3。
表4-2 白炽灯的光电技术参数(透明灯泡)
注:1.PZ指普通白炽灯泡,PZS指双螺旋普通白炽灯泡,PZQ指球形普通白炽灯泡,JZS指双螺旋低压36V普通白炽灯泡。
2.灯头型号中E指螺口式灯头,B指卡口式灯头。
图4-2 卤钨灯
a)卤钨灯 b)定向 c)管形
(4)高压汞灯。由灯头、石英放电管及玻璃外壳组成,如图4-4所示。与日光差别较大,显色性差,一般较少用于室内照明;具有光效高、寿命长等优点;缺点是受电压波动、环境温度影响大、显色性差、再起动时间长,不能用于事故照明和要求迅速点亮的场所。高压汞灯不宜频繁起动和关闭,否则将影响使用寿命。
(5)高压钠灯。高压钠灯是利用高压钠蒸汽放电而工作的,具有光效高、紫外线辐射小、透雾性能好、光通维持性好、可任意位置点燃、耐震等特点,但显色性差。它广泛用于道路照明,当与其他光源混光后,可用于照度要求高的高大空间场所。高压纳灯如图4-5所示。(www.xing528.com)
图4-3 荧光灯
a)直管形 b)紧凑形 c)环形
表4-3 常用荧光灯光电参数
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图4-4 高压汞灯
(6)金属卤化物灯。金属卤化物灯的结构与高压汞灯类似,如图4-6所示。但在放电管中除了充有汞和氢气外,还加充发光的金属卤化物(以碘化物为主)。金属卤化物灯发光效率高、显色性能好、但平均寿命短,被广泛地应用于体育馆、车站、广场、体育场、码头等需要大面积照明的场所。金属卤化物灯型号及参数见表4-4。
图4-5 高压钠灯
图4-6 金属卤化物灯
表4-4 金属卤化物灯型号及参数
(7)氙灯。氙灯利用高压氙气放电产生很强的电光源,和太阳光十分相似(俗称“人造小太阳”),显色性好、功率大、光效高。主要用于广场、港口、机场、发电站、体育场、大型建筑工地等大面积、高亮度的照明场所,更宜用于模拟自然光条件下的科研、生产、试验场合。氙灯如图4-7所示。
氙灯的寿命为1000h左右,发光效率达22~50lm/W。氙灯功率大、体积小,是目前世界上功率最大的光源之一,甚至可达几十万瓦,氙灯不用镇流器,灯管可直接接在市供电网络上,功率因数接近于1,使用方便,节省电工材料。长弧氙灯的技术数据见表4-5。
图4-7 氙灯
表4-5 长弧氙灯的技术数据
(8)LED节能灯。LED灯是利用发光二极管将电转化为光,属于典型的绿色照明光源,发光效率高、光线质量高、无辐射,而且可靠耐用、维护费用极为低廉等。可以应用在装饰照明和信号灯等方面,通过将大量LED灯组合后能够产生较好的效果,如电子显示屏、美观装饰、道路信号灯等。LED节能灯如图4-8所示。
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