电子常识
白炽灯将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。白炽灯的发展趋势主要是研制节能型灯泡。不同用途和要求的白炽灯,其结构和部件不尽相同。白炽灯的光效虽低,但光色和集光性能很好,是产量最大,应用最广泛的电光源。
白炽灯,主要由玻壳、灯丝、导线、感柱、灯头等组成。
玻壳做成圆球形,制作材料是耐热玻璃,它把灯丝和空气隔离,既能透光,又起保护作用。白炽灯工作的时候,玻壳的温度最高可达100℃左右。
灯丝:是用比头发丝还细得多的钨丝,做成螺旋形。看起来灯丝很短,其实把这种极细的螺旋形的钨丝拉成一条直线,这条直线竟有1米多长。
白炽灯里的钨丝害怕空气。如果玻壳里充满空气,那么通电以后,钨丝温度升高到2000℃以上,空气就会对它毫不留情地发动袭击,使它很快被烧断,同时生成一种黄白色的三氧化钨,附着在玻壳内壁和灯内部件上。
导线:两条导线表面上很简单,实际上由内导线、杜美丝和外导线三部分组成。内导线用来导电和固定灯丝,用铜丝或镀镍铁丝制做;中间一段很短的红色金属丝叫杜美丝,要求它同玻璃密切结合而不漏气;外导线是铜丝,任务就是连接灯头用以通电。
感柱:一个喇叭形的玻璃零件就是感柱,它连着玻壳,起着固定金属部件的作用。其中的排气管用来把玻壳里的空气抽走,然后将下端烧焊密封,灯就不漏气了。
灯头是连接灯座和接通电源的金属件,用焊泥把它同玻壳粘结在一起。
①显色性好:用白炽灯照明时颜色失真很小,显色指数可达95—97。它很适合在要求有良好辨色条件的场合下(如美术馆、商品橱窗等)照明。
②色温很低:白炽灯偏红黄,色温为2700~2900K,在低照度照明时会使人感到舒适。所以白炽灯很适合卧室、客厅等生活居室照明。
③启动性能好:白炽灯点燃后,灯的光输出很快达到额定值。不需要启动时间。这对生活照明和应急照明是非常重要的,是白炽灯的最大优点之一。
④外形美观:白炽灯的外形可按需要做成各种样子,其美观的外形还可用于装饰照明和艺术照明。
⑤体积小,成本低:白炽灯的发光体尺寸可以做得很小,使其结构紧凑,造价低廉。
①发光效率低:白炽灯的发光效率只有8—151m/w,比荧光灯低。
②寿命短:白炽灯的寿命只有1000h,比荧光灯寿命短。
③耗电多:在同样的照度情况下,白炽灯比荧光灯耗电多,电费高。
日光灯又称作荧光灯,日光灯两端各有一灯丝,灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气,灯管内壁上涂有荧光粉,两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线,使荧光粉发出柔和的可见光。
日光灯的工作特点:日光灯管在开始点燃时需要一个高电压,正常发光时只允许通过不大的电流,这时灯管两端的电压低于电源电压。
在图示的电路中,当开关接通的时候,电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离,产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀,辉光产生的热量使U型动触片膨胀伸长,跟静触片接通,于是镇流器线圈和灯管中的灯丝就有电流通过。电流通过镇流器、启辉器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热,发射出大量电子。这时,由于启辉器两极闭合,两极间电压为零,辉光放电消失,管内温度降低;双金属片自动复位,两极断开。在两极断开的瞬间,电路电流突然切断,镇流器产生很大的自感电动势,与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子,在灯管两端高电压作用下,以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中,碰撞管内氩气分子,使之迅速电离。氩气电离生热,热量使水银产生蒸气,随之水银蒸气也被电离,并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下,管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。
日光灯正常发光后。由于交流电不断通过镇流器的线圈,线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍线圈中的电流变化。镇流器起到降压限流的作用,使电流稳定在灯管的额定电流范围内,灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压低于启辉器的电离电压,所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。
1 、任何情况下,应采用细管径(管径≤26mm)灯管,即T8、T5等类型,取代T12灯管,有明显的节能环保效果。
2 、任何情况下,都应采用三基色荧光灯,不应再选用卤粉荧光灯。三基色灯管具有光效高、显色好、寿命更长的优势。虽价格贵(约贵一倍),但由于其光效高,不仅节能效果好,降低了运行成本;而且由于使用灯数减小,节省了灯具及镇流器的费用,反而使照明系统的总初建费用降低。
3 、采用大功率灯管:在功能照明场所(除外装饰性要求),应选择不小于4呎(近似1200mm)长灯管,即T8型36W、T5型28W,其光效更高。
4 、一般情况宜采用中色温灯管:光源的色表(用相关色温表示)选择,除建筑色彩特殊要求外,一般可根据照度高低确定:简单说,高照度(》750lx)宜用冷色温(高色温),中等照度(约200~1000lx)用中色温,低照度(≤200lx)用暖色温(低色温)。因为暖色温光在低照度下使人感到舒适,而在高照度下就感到燥热;而冷色温光在高照度下感到舒适,在低照度时感到昏暗、阴冷。多数场所的照度在200~750lx之间,用中色温光源更好;而且中、低色温的荧光灯光效比高色温灯更高,也有利节能。
光源:白炽灯的光线是全色光,普通日光灯是单色光,在单色光的日光灯光下观看会使某下颜色发生色变,即颜色不真实,新型的三基色日光灯是全色日光灯,三基色日光灯光下看物体的颜色则比较真实。
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。
工作原理: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(主要波长为2537埃=2537×10-10m)。所消耗的电能约60%可以转换为紫外光。其他的能量则转换为热能。
日光灯由灯管内表面的荧光物质吸收紫外光后释放出可见光。不同的荧光物质 会发出不同的可见光。一般紫外光转换为可见光的效率约为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。
发光效率:普通白炽灯的发光效率仅有7~19lm/W,而荧光灯可达27~67lm/W,节电显著;
使用寿命:普通白炽灯寿命为1000小时,而荧光灯可达1500~5000小时(但频繁启动对荧光灯寿命影响很大);
适应电压变化的性能:在额定电压使用时,白炽灯寿命一般为1000小时。如电压升高10%,发光效率增加17%,而寿命则降低28%,即降低280小时;如电压降低10%,寿命虽可延长,但发光效率减小19%,因此白炽灯在适应电压变化的性能上比日光灯差。
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