什么是电灯?电灯,即用电作能源的人造照明用具,能将电转化为光,大大推动了人类文明的进步。常见的电灯种类有白炽灯、荧光灯、LED灯等。工作原理电灯是将电能转化为光能,以提供照明的设备,出现于第二次工业革命,其工作原理是:电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000℃以上)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℃以上,灯丝在处于白炽状态时,就像烧红了的铁能发光一样而发出光来
什么是电灯?
电灯,即用电作能源的人造照明用具,能将电转化为光,大大推动了人类文明的进步。常见的电灯种类有白炽灯、荧光灯、LED灯等。工作原理{练:lǐ}
电灯是将电能转化为光能,以提供照明的设备,出现于第二次工业革命,其工作原理是:电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000℃以上)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℃以上,灯丝在处于白炽状态时,就像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,从能量的转换角度看,电灯发光时,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。电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。亚博体育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(拼音:bù)够真实
(即显色性不高【读:gāo】)
发明历史{shǐ}
最早实用的电灯是白炽灯,但早在白{读:bái}炽灯诞生之前,英国人汉弗莱·戴维用2000节电池和两根炭棒制成了弧光灯(读:dēng),但这种(繁体:種)弧光灯亮度太强产热太多又不耐用,一般场所根本无法使用。
1854年《读:nián》,移民美国的德{dé}国钟表匠亨利·戈贝尔用一根放在真空玻璃瓶里的碳化竹丝,制成了首个有实际效用的电灯,持续亮了400个小时,不过他并没及时申请专利。1860年,英国人约瑟夫·斯旺也制成了碳丝电灯,但他未能获得使碳丝保持长时间工作的良好真空环境。直到1878年,英国的真空技术发展到合(拼音:hé)乎需要的程度,他才发明真空下用碳丝通电的灯泡,并且获得英国专利。斯旺自己的【读:de】屋子是英国用电照明的第一所私人住宅。
1874年,加拿大的两名电气技师申请了一项电灯专利:在玻璃泡之下充入氮气,以通{tōng}电的碳杆发光,但他们没有足够财力继续完《读:wán》善这项发明,于是在1875年把专利卖给了爱迪生。爱迪生购入专利后尝试改良灯【练:dēng】丝,终于在1880年制造出能持续亮1200个小时的碳化竹丝灯。
不过,美国专利局判爱迪生的碳丝白炽灯发明落于人后,专利无效。打了多年的官司后,亨利·戈培尔赢得专利,最后爱迪生从戈贝尔贫困的遗孀手上买(拼音:mǎi)下专利。在英国,斯旺控告爱迪生侵犯专(繁体:專)利,后来他们在法庭之外和解,于1883年在英国建立一家联合公司。斯旺后来把他的股权及专利都卖给了爱迪生。[1-2]
20世纪初,碳化灯丝被钨丝取代,钨丝白炽灯(繁:燈)沿用至今。
1938年,荧光灯(繁:燈)诞生。1998年白光LED灯诞生。
效能比【读:bǐ】较
大部分电灯会把消耗能量中的90%转化成无(繁:無)用的热能,只少于10%的能量会成为光。相比之下【读:xià】,萤光灯(Fluorescent lamp,亦称光管) 的效《读:xiào》率高很多,接近40%,所产生的热只是相同亮度的白炽灯的六分一。故此很多地方,特别是夏天需要空气调节的商场、大楼都会《繁体:會》使用萤光灯照明以节省电力。小型的萤光灯(节能灯泡)把萤光灯及启动电子结合,使用标准电灯泡的接口,用以替代普通白炽灯泡。例如一个26瓦的节能灯泡,发出的亮度为11瓦,热量为15瓦
发出相同亮度11瓦的【练:de】白炽灯泡耗电多四倍,达100瓦;放出热量【读:liàng】多六倍,达(繁:達)90瓦。
很多家居内的电灯仍然是以普通电灯为主。卤素灯泡渐渐变得较为流行,特别是光源需要集中的情况,例如家居的射灯,汽车车头灯,经常会使用卤素灯泡。良好的卤素灯泡可(练:kě)以达到15%的效率【pinyin:lǜ】。它是将电灯的普通玻璃换成更耐热的石英玻璃(卤素灯的温度很高,在2100度左右),并在灯泡中充入卤族元素气体(碘或溴),就是卤素灯了。卤素和钨利用温差在灯泡内部进行分解与合成的循环,以延长灯丝寿命
但是石英玻【读:bō】璃并不能像普通玻璃那样隔离紫外光{pinyin:guāng}。所以,如果你长时间暴露在它的紫外光照射下,皮肤会变成古铜色。
白炽灯[繁体:燈]发黑原因
在电灯内发亮的是钨丝,钨丝可以在很高的温度下保持稳定而不会融化,而是直接升华成气体,等关灯后,温度下降,钨气又重新凝华成固体覆(练:fù)在了灯泡内壁上,因为钨是黑色固体,所以(读:yǐ)白炽灯用久了以后,钨在灯内壁反复累积,灯泡就会变黑了。
电灯是有寿命的,一般发黑后,寿命也就不长了,黑色的灯泡会影响照明质量,而且也不美观,所以(pinyin:yǐ)用时间太长发黑的灯泡不如尽快换掉,尤其是显眼位置,需要良好照明的地方要尽早的换,以免灯泡突然坏掉而没有备用灯泡,影响的正常{读:cháng}的照明(míng)和生活,造成各种不便。
电灯的寿(繁体:壽)命跟灯丝的温度有关,因为温度越高,灯丝就越容易升华(钨直接变成钨气),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《繁体:瞭》灯的寿命。所以,电灯的功率(瓦数)越大,寿{pinyin:shòu}命就越短。
种类用【练:yòng】途
照明电光源一般分为白炽灯、气体放电灯和其他电光源三大类,在绿色照明工程中,可根据具体情况澳门新葡京,选择各种光源[yuán]。
白bái 炽灯
(Incandescent lamp)
- 普通白炽灯即一般常用的白炽灯泡
用(极速赛车/北京赛车pinyin:yòng)途:居室、客厅、大堂、客房、商店、餐厅、走道、会议室、庭院。
运用(yòng)方式:台灯、顶灯、壁灯、床头灯、走廊灯等。
卤钨灯
(tungsten halogen lamp)
填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯。具有普通照明白(pinyin:bái)炽灯的全部特点,光效和寿命比普通照明白炽灯提高一倍以上,且体积小{练:xiǎo}。
用途:会议室、展览展示厅、客厅、商业照明、影视舞台、仪器仪表、汽车、飞机以及其(pinyin:qí)它{pinyin:tā}特殊照明。
气体《繁体:體》
#28discharge lamp#29
- 低气压放电灯#28 low pressure #28vapor#29 discharge lamp#29 #281#29荧光灯#28fluorescent lamp#29
(俗称{繁:稱}日光灯)
特点:光效高{读:gāo}、寿命长、光色好。
荧光灯有直管型、环型、紧凑型等,是应用范围十分广泛的节能照明光{练:guāng}源。
用直管型荧光灯取代白炽灯,节电70~90%,寿命长[繁:長]5~10倍;
对直管型荧光灯进行升级《繁:級》换代,节电15~50%;
用紧凑型荧【繁体:熒】光灯取代白炽灯,节电70~80%,寿命长5~10倍;
气(繁体:氣)体放电灯
#28high intensity discharge lamp-HID#29
高强度气体放{练:fàng}电灯有:荧光高压汞灯、高压钠灯和金属卤化物灯。
高压汞《拼音:gǒng》灯
特点:寿命长、成本(běn)相对较低。
用途:道路照明、室内外工业照明、商业照明。高压(繁:壓)钠灯
特点:寿命长、光效高、透【拼音:tòu】雾性强。
用途:道路照明、泛光照明、广guǎng 场照明、工业照明等。
卤化huà 物灯
特点:寿(繁:壽)命长、光效高、显色性好。
用途:工业照明、城市亮化工[pinyin:gōng]程照明、商业照明、体育场馆照明以及道路lù 照明等。陶瓷金卤{练:lǔ}灯
特点:性能优于一般金卤灯[繁:燈]。
用(读:yòng)途:商场、橱窗、重点展示及商业街道照明。
低压(繁体:壓)钠灯
特点:发光效率特高、寿命长、光(guāng)通维持率高、透雾性强,但显色性差。
用途:隧道(练:d皇冠体育ào)、港口、码头、矿场等照明。
高《gāo》频无极灯
(electrodeless lamp)
特点:超{chāo}长寿《繁体:壽》命(40000~80000小时)、节能、无电极、瞬间启动和再启动、无(繁体:無)频闪、显色性好。
用途:公共建筑、商店、隧道、步行街、高杆路灯、保安和安全照[练:zhào]明及(jí)其他室外照明。
卤素灯(繁体:燈)泡
卤素灯(Halogen lamp),亦称钨卤灯泡,是白炽灯的一种。原理是在灯泡内注入碘或溴等卤素气体。在高温下,蒸发的钨丝与卤素进行化学作用,蒸发的钨会重新凝固在钨丝 上,形成平衡的循环,避免钨丝过早断裂。因此卤素灯泡比白炽灯更长寿。此外,卤[繁体:滷]素灯泡亦能以比一般白炽灯更高的温度运作,它们的亮度(dù)及效率亦更高《拼音:gāo》
不过在 这温度下,普通玻璃可(拼音:kě)能会软化。因此卤素灯泡需要采用熔点更高的石英玻璃。而由于石英玻璃不能阻隔紫外线,故此卤素灯泡通常都而需要另外使用紫外线滤镜。卤素灯泡上的水晶玻璃如果有油,会造成玻璃上温度不直播吧一,减低灯泡的寿命。因此换卤素灯泡时要避免人手触及灯泡的玻璃
用途:汽车前灯,宾馆/酒(pinyin:jiǔ)店大厅,展台照明。
LED灯{pinyin:dēng}
发光原理lǐ
50年前人们已经了解半导体材料可《kě》产生光线的基本知识,第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,它的基本结{繁:結}构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子(pinyin:zi)上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以LED的抗震性能好。
LED结(繁:結)构
发光【练:guāng】二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层,称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中,注入的少shǎo 数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这《繁体:這》种利用注入式电致发光原理制作的【pinyin:de】二极管叫发光二极管,通称LED。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关
LED光(pinyin:guāng)源的特点
- 电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。
- 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80%
- 适用性:很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境
- 稳定性:10万小时,光衰为初始的50%
- 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级
- 对环境污染:无有害金属汞
- 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿篮橙多色发光。如小电流时为红色的LED,随着电流的增加,可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色
- 价格:LED的价格比较昂贵,较之于白炽灯,一只LED的价格就可以与几只白炽灯的价格相当,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成。
现代显示屏【读:píng】使用LED做背光源的显示技术。
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