白炽灯、荧光灯、节能灯和LED灯的常识.docx
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白炽灯、荧光灯、节能灯和LED灯的优缺点及区别
(1)白炽灯
白炽灯又叫做电灯泡,它的工作原理是电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000多摄氏度)时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000摄氏度以上,灯丝在处于白炽状态时,就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。
灯丝的温度越高,发出的光就越亮。
故称之为白炽灯。
白炽灯发光时,大量的电能将转化为热能,只有极少一部分(可能不到1%,没计算过)可以转化为有用的光能。
白炽灯发出的光是全色光,但各种色光的成份比例是由发光物质(钨)以及温度决定的。
比例不平衡就导致了光的颜色的偏色,所以在白炽灯下物体的颜色不够真实。
白炽灯的寿命跟灯丝的温度有关,因为温度越高,灯丝就越容易升华。
日光灯两端发黑过程是:
钨丝的升华直接变成钨气,这些钨气体遇到温度较低的灯管壁又凝华在灯管壁上而发黑的,
当钨丝升华到比较细瘦时,通电后就很容易烧断,从而结束了灯的寿命。
所以白炽灯的功率越大。
(2)荧光灯
荧光灯又叫做日光灯,它的工作原理:
日光灯管简单的说是个密闭的气体放电管。
管內主要气体为氩(argon)气(另包含氖neon或氪krypton)气压约大气的0.3%。
另外包含几滴水銀——形成微量的水银蒸汽。
水银原子约佔所有气体原子的千分之一的比例。
日光灯管是靠着灯管的汞原子,由气体放电的过程释放出紫外光(主要波長为2537埃=2537×10-10m)。
所消耗的电能约60%可以转换为紫外光。
其他的能量則转换为热能。
日光灯由灯管內表面的荧光物质吸收紫外光后释放出可見光。
不同的荧光物质会发出不同的可見光。
一般紫外光转换为可見光的效率约为40%。
因此日光灯的效率约为60%×40%=24%——大约为相同功率钨丝电灯的两倍。
(3)节能灯
节能灯又叫紧凑型荧光灯(国外简称CFL灯)具有光效高(是普通灯泡的5倍),节能效果明显,寿命长(是普通灯泡的8倍),体积小,使用方便等优点。
它的工作原理和日光灯基本相同。
节能灯除了白色(冷光)的外,现在还有***(暖光)的。
一般来说在同一瓦数之下,一盏节能灯比白炽灯节能80%,平均寿命延长8倍,热辐射仅20%。
非严格的情况下,一盏5瓦的节能灯光照可视为等于25瓦的白炽灯,7瓦的节能灯光照约等于40瓦的,9瓦的约等于60瓦的。
(4)LED灯
LED灯(LightEmittingDiode)又叫发光二极管,它是一种固态的半导体器件,可以直接把电转化为光。
LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由三部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子,中间通常是1至5个周期的量子阱。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。
LED灯具有体积小、耗电低、寿命长、无毒环保等诸多优点,LED灯具从室外装饰,工程照明,逐渐发展到家用照明。
在日常生活中,我们经常接触到白炽灯、荧光灯、节能灯和LED灯这样的概念。
但你真正了解这些灯有什么区别吗?
你知道各自的工作原理么?
你知道他们的优缺点么?
下面就让我们普及一下这几种灯的知识。
一、白炽灯
1、白炽灯又叫做电灯泡,自1879年,美爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝)白炽灯以来,经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进,白炽灯的发光效率也相应提高。
1959年,美国在白炽灯的基础上发展了体积和衰光极小的卤钨灯。
白炽灯的发展趋势主要是研制节能型灯泡。
2、工作原理:
电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000多摄氏度)时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000摄氏度以上,灯丝在处于白炽状态时,就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。
灯丝的温度越高,发出的光就越亮。
故称之为白炽灯。
白炽灯发光时,大量的电能将转化为热能,只有极少一部分可以转化为有用的光能。
3、优点:
功率小、耗电不高,而且还很便宜;具有定向、散射、漫射等多种形式;有很好的照明效果;通用性大,彩色品种多;启动性好。
4、缺点:
.光视效能低,寿命短,耗电量多,电费高。
不环保
小结:
白炽灯在国内比较少用了,在未来几年,白炽灯会成为历史。
在美国、澳大利亚等国家,白炽灯已经禁止使用了。
当然,白炽灯的光芒还是在人们心中的。
二、荧光灯
1、荧光灯属于气体放电光源 ,分为传统荧光灯和无极荧光灯。
。
2、工作原理:
传统型荧光灯即低压汞灯,是利用低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线,从而使荧光粉发出可见光的原理发光,因此它属于低气压弧光放电光源。
无极荧光灯即无极灯,它取消了对传统荧光灯的灯丝和电极,利用电磁耦合的原理,使汞原子从原始状态激发成激发态。
3、优点:
发光效率高;使用寿命长;光线柔和,光色宜人;有一定的装饰作用。
4、缺点:
会产生光衰;荧光灯显色性比不上白炽灯;灯光有闪烁现象,对视力有一定影响; 生产过程中和使用废弃后有汞污染。
小结:
随着人们对于健康和环保的日益关注,荧光灯带来的危害越来越被人们所诟病。
在现在这个以健康环保为主流的社会当中,汞污染以及对视力的影响这样严重的事情又怎么可能长久呢?
三、节能灯
1、节能灯,又称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯,是指含有灯头、镇流器和灯管,并使之为一体的荧光灯,这种灯在不顺坏淇结构时是不能拆卸的。
节能灯实际上就是一种紧凑型、自带镇流器的日光灯。
2、工作原理:
节能灯点燃时首先经过电子镇流器给灯管灯丝加热,灯丝开端发射电子(由于在灯丝上涂了一些电子粉),电子碰撞充装在灯管内的氩原子,氩原子碰撞后取得了能量又撞击内部的汞原子,汞原子在吸收能量后跃迁产生电离,灯管内构成等离子态。
灯管两端电压直接经过等离子态导通并发出紫外线,紫外线激起荧光粉发光。
3、优点:
结构紧凑、体积小;发光效率高,节省能源;可直接取代白炽灯泡;寿命较长。
4、缺点:
启动慢在节能灯下看东西会严重变色;在配色的工作场合不宜使用节能灯;节能灯使用的镇流器在产生瞬间高压时,会产生一定的电磁辐射,对人体侵害具有不确定性;节能灯需要添加稀土荧光粉,由于稀土荧光粉本身有放射性,节能灯还会产生电离辐射(即放射线核辐射),过量放射线核辐射会对人体产生危害。
小结:
节能灯现在被广泛运用在我国的家家户户中,给我们的生活带来了很多方便,可是它的种种缺点也是不可忽视的。
如果不加以创新,改正不足之处,难免会面临被淘汰的厄运。
四:
LED灯
1、LED灯也就是发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。
2、工作原理:
通过将电压加在LED的PN结两端,使PN结本身形成一个能级(实际上,是一系列的能级),然后电子在这个能级上跃变并产生光子来发光的。
3、优点:
节能;寿命长;便于运输;无频闪,纯直流工作,消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳;绿色环保。
不含铅、汞等污染元素,对环境没有任何污染;耐冲击,抗雷力强,无紫外线(UV)和红外线(IR)辐射。
无灯丝及玻璃外壳,没有传统灯管碎裂问题,对人体无伤害、无辐射;通用标准灯头,可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯;显色指数高,显色性好;
4、缺点:
市场上的LED灯具质量良莠不一,且价格比较昂贵。
小结:
很明显,只要LED灯的成本随led技术的不断提高而降低,而且LED市场有了统一的规范之后,节能灯及白炽灯必然会被LED灯具所取代。
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