常用电光源的分类
凡能够将其他方式的能量转换成光能,然后供给光通量的设备、用具统称为光源;而其间能够将电能转换为光能,然后供给光通量的设备、用具则称为电光源。常用的电光源有:①热致发光电光源(如白炽灯、卤钨灯等);②气体放电发光电光源(如荧光灯、汞灯、钠灯、金属卤化物灯等);③固体发光电光源(如LED和场致发光器材等)。在这三类电光源中,各种电光源的发光功率有较大不同,热致发光电光源如白炽灯,它使用斯蒂芬-玻尔兹曼规律:物体温度越高,它辐射出的能量越大。这可用公式E=μξT4表明。式中,E表明物体在温度T时单位面积和单位时间内的辐射总能量;μ表明斯蒂芬-玻尔兹曼常数(μ=5.6697×10-12W/(cm2·K4));ξ表明比辐射率,即物体外表辐射身手与黑体辐射身手的比值;T表明物体的绝对温度。使用热致发光原理制成的电光源制造简略和成本低,可是发光功率低,其他的能量则以热的方式耗费掉。
白炽灯的发光功率一般为7~20lm/W,发光功率仅有11%,红外、热能耗费别离占69%、20%;大部分能量被发热损耗了。而气体放电发光器材,如荧光灯(Florescent)、金卤灯(Halide)、高强度放电灯(HID)等气体放电发光器材的发光功率比热辐射电光源就要高许多,它们的发光功率为一般白炽灯的数十倍,一般情况下,能够逐渐用发光功率高的气体放电电光源代替热辐射电光源。
因为气体放电灯的功率能够做得较大(数千瓦),发光功率又高,是一种绿色照明电光源。常用电光源的分类如图1所示。
因为气体放电灯电光源在灯的发光功率和作业寿数方面具有白炽灯无与伦比的优势,因而,从它诞生之日起就一向遭到人们的广泛重视,由此派生的产品可谓奇光异彩。现在,市场上已有约5000多种电光源。热辐射电光源以一般白炽灯泡和卤钨系列灯泡为代表。气体放电电光源,首要是指弧光放电电光源和辉光放电电光源,例如荧光灯、高强度气体放电灯和霓虹灯等。弧光放电电光源又可分为低气压放电电光源和高强度放电电光源。
低气压气体放电电光源以荧光灯及节能灯为代表;高强度气体放电电光源以高压水银荧光灯、高压钠灯(国外还有低压钠灯)和金卤灯为代表。例如,高压钠灯的发光功率是白炽灯的8~10倍,寿数长、特性安稳、光通量保持率高,适用于在显色性要求不高的路途、广场、码头和室内巨大的厂房、库房等场所的照明场合使用。
金属卤化物灯,具有发光功率高、显色性好、功率大的特色,适用于剧院、总装车间等大面积照明场所使用。
单端紧凑型荧光灯的发光功率为50lm/W。选用一只9W、寿数为3000~5000h的节能灯完全能够代替40W的白炽灯泡;双端直管T12型的荧光灯的发光功率为55lm/W,寿数为3000~5000h,而现在的T5荧光灯的发光功率可达90~110lm/W,寿数可达8000~10000h。
近些年来,许多其他类型的新式电光源在不断地发生和开展,如准分子光源(ELS)、微波光源以及固体光源(如LED)等。而固体发光光源,如发光二极管、等离子体发光器材等,虽然它们的发光功率高,现在还不能得到大功率(如数百瓦),所以固体发光器材要进入大规模实用阶段还有一段距离,据分析在近十几年内,传统电光源将仍是干流(例如白炽灯和荧光灯等)。
(1)气休放电光源按放电方式区分
①弧光放电灯。这类气体放电电光源首要使用弧光放电柱发生光。阴极作业在较高温度下,所以又名热阴极灯。这类气体放电电光源一般需求专门的发动器材和线路才干作业,电光源首要有荧光灯、汞灯、钠灯等。
②辉光放电灯。这类气体放电电光源由辉光放电柱发生光,放电时阴极温度不高,所以又名冷阴极气体放电电光源。阳极到阴极的电压降较大(100V左右),电流密度小。霓虹灯即属此类。
(2)按放电时电流通过的媒质区分
①气体放电灯。使用气体的放电发光。如氙灯、荧光灯和氖灯等。
②金属蒸气灯。使用金属蒸气(如汞蒸气、钠蒸气等)发生光,如汞灯、钠灯等。
(3)按放电时灯内大气压的凹凸区分
①低气压灯。放电时,灯内气压为1%个大气压左右,如荧光灯、低压钠灯等。
②高气压灯。放电时,灯内气压为1~5个大气压,如高压汞灯、高压钠灯、高压氙灯等。
③超高气压灯。放电时,灯内气压大于10个大气压,如镝灯、钪钠灯、钠钪烟灯等。
其间高压汞灯的发光功率可达50lm/W,显色指数Ra超越65,色温4000~6000K,寿数也可到达约10000h,功率标准有35~3500W,已构成系列化。高压钠灯发光功率到达120lm/W,显色指数Ra为25,寿数到达24000h,功率标准有30~1000W。HID灯所发出的热量仅仅卤素灯的一半,灯具寿数可达2500h以上。
荧光灯比白炽灯节电70%,适用于在办公室、宿舍及顶棚高度低于5m的车间等室内照明场合使用。紧凑型荧光灯发光功率比一般荧光灯高5%,细管型荧光灯比一般荧光灯节电10%,因而,紧凑型和细管型荧光灯是当今“绿色照明工程”实施方案中推出的高效节能电光源。