灯 泡
灯泡是光源的一种,在你了解灯泡前你需要先了解很多有趣的基本概念,这些概念都与灯泡和灯具有关。
电光源中最重要的7个概念――灯泡的:额定电压、额定电流、光通量、平均寿命、光衰减率、色温、瓦/光通量
在同种灯泡耗电相同条件下,灯泡的瓦/光通量越大,灯就越亮,寿命就越短。灯泡的瓦/光通量越小,灯就越暗,寿命就越长。实际上,电光源
师就在上述7个指标参数中寻找适合的平衡点,研发不同亮度、不同寿命的灯泡,满足不同用户的照明需求。
一 光
在照明工程中,光是指辐射能的一部分,即能产生视觉的辐射能。从物理学的观点上讲,光是电池波谱的一部分。波长范在380nm~780nm之间,是人类眼睛可观察到的光,称可见光。波长从380nm增加时,光的颜色从紫色开始,按蓝、绿、黄、橙、红的顺序逐渐变化。
二 颜色
一个物体在被某一段电磁波照射下,该物体吸收并改变了电磁波长,向外释放新的电磁波,进入人的视觉就是颜色。
对可见光电磁波长很敏感的人,对颜色就很敏感。
对可见光电磁波不敏感的人,就是色盲患者。
在商场购物时,商品在不同色温白炽灯的照射下,商品的颜色会与实际的颜色不一样。在选购以颜色为主的产品时,应在接近太阳的色温下挑选。
三 电磁辐射能波谱
宇宙射线
Y射线
X射线
紫外线
可见光
红外线
雷达频率
FM频率
AM频率
紫、蓝、绿、黄、橙、红色
紫外线
(人类视觉的)可见光
红外线
紫外线和红外线波长是最接近人类可见光的电磁能波谱。实际上,灯泡发光时所产生的电磁波均包含着紫外线、可见光和红外线。
紫外线对反光杯镀铝层有白化作用,时间长了会降低反光杯的反光率。
红外线在反光杯内被反光杯镀铝层反射回灯泡,使灯泡继续升温,过高的温度会缩短灯泡使用寿命。
三 紫外线
紫外线波长在可见光的左侧,由100nm~400nm组成。人们发现,紫外线能消毒杀菌,从而研发了紫外线灯,现已大量应运于医疗和食品工业。
四 紫外线灯
将电能转化成尽可能多的紫外线波长的装置。
五 红外线
红外线波长在可见光的右侧,实际上红外线就是热能。人们发现,红外线能加热,烘干食品,从而研发了红外线灯。
六 红外线灯
将电能转化成尽可能多的红外线热能的装置。
七 激光
一段非常特殊的电磁能波谱,其最大的特点是:该段电磁能波长不能改变被照物体所释放的波长。换句话说,如某波长的红色激光,无论照射到任何物体上,该物体不会吸收改变其反射的波长,也就是说,红色激光照射到任何颜色的物体上,其颜色仍为红色,其它颜色的激光也是如此。所以,激光不能作照明光源。
八 温度
这是一个很有趣的现象。温度对电子元件和工业产品有着致命的影响,如:汽车需要用水降温、电脑需要散热风扇等。温度对灯泡和灯具也是一样。
一个有趣的例子,你知道一杯热水和一杯冷水的区别吗?看上去都是一样的,用手触摸,一杯感觉是冷的,一杯感觉会烫手。冷、烫都是人的神精反射,问
是为什么水会冷、会热?
九 加热
无论是用火,还是用电,或电磁,加热的过程就是红外热能在介质中聚积的过程。
十 散热
散热的过程就是介质释放红外热能的过程。
十一 光源
可见光的发光体,就是光源。光源可以由剧烈的化学反应产生,如:极光、火光。也可以由电能转换,如:各种照明灯泡。
十二 点光源
发光体小于3 ㎜为点光源。点光源可以通过聚光型反光杯聚光照明,发光体越小,聚光性越好。点光源灯泡主要用于电筒和手提灯,照明要求不高,成本低,使用寿命都不长。由于高品质灯泡市场不大,各灯泡厂不太重视。也有寿命长达2000小时以上的点光源灯泡,但价格昂贵。
十三 电光源
由电能转换成光能的装置,称电光源。由于转换的方式不同,电光源分为冷光源和热光源。
十四 冷光源
在电能转换光能的过程中,靠电子原理及萤光粉的作用,只产生很少量的热能,将更多的电能转换成光能的光源,如:日光灯、节能灯等。冷光源的电光能转换率高,是普能真空白炽灯的6倍。缺点是发光体大,无法通过反光杯聚光(HID高压氙气灯属冷光灯)。
十五 热光源
靠灯丝耗电所产生的温度发光的光源。耗电越大,灯丝温度就越高,灯就越亮。白炽灯属热光源,热光源电光能转换率低,不节能,但白炽灯发光体小,能通过聚光型反光杯聚光照明。
十六 功率
电压(V)x 电流(A)= 功率(W)。 功率越大,就是耗电越大。 那么,24V的灯泡亮,还是220V的灯泡亮?这要取决于电流,如:
220V 110W 灯泡:220V x 0.5A = 110W x 20流明, 总光通量为:2200流明。
24V 240W 灯泡: 24 V x 10A = 240W x 20流明, 总光通量为:4800流明。
十七 光通量
单位时间内,灯泡向360°方向所辐射的总的光能量,称为光通量,其物理单位为流明(Lm)。
例如:220V40W普通真空灯的光通量为: 350流明(Lm)。
220V40W节能灯的光通量为: 2100流明(Lm)。
在耗电相同的情况下,节能灯比普通白炽灯亮6倍。
十八 照明灯泡
100多年来,电的出现,科学家们就没有停止过对灯泡的研究。白炽灯是最早出现的电光源产品,其发展也经历了多个阶段。最初的产品人们已意识到氧气会使灯丝通电后迅速升温而被烧断,从而发明了真空灯泡。在以后的几十年里,科学家们发现将单一惰性气体,如氪气、氖气、氩气、氙气等气体封装在灯泡内,与真空灯泡相比,灯会更亮一些,寿命也会更长一些。在自然界中,氪气相对容易提取,所以氪气灯泡较便宜。
十九 白炽灯泡
靠灯丝温度发光的照明灯泡。灯泡功率越大,耗电越大,温度也越高,灯就越亮。
二十 卤气
将多种惰性气体按比例混合的气体称为卤气。
二十一 卤素灯
封装卤气的白炽灯泡,统称为卤素灯。与普通白炽灯相比,卤素灯更亮、寿命更长。卤素灯泡被广泛用于现代汽车照明。由于卤气配方保密,卤气昂贵,所以卤素灯泡通常都做得很小,而且格也较贵。
二十二 灯泡外壳玻璃
白炽灯是靠温度发光的,温度可通过耗电来增加,而灯泡外壳玻璃能承受得住高温吗?普通灯泡用的是普通玻璃。为了提高灯泡玻璃的耐温性,在玻璃里添加石英,就是通常所说的石英灯,也就是较亮较高温的灯泡。如果还需要更亮,温度就要求更高,就需要在玻璃里加铅,也就是所谓的卤素灯专用高铅玻璃。中国的高铅玻璃主要靠进口。
卤素灯的工作原理很复杂,可以理解为卤气始终在参与灯丝的修复工作。卤气需要很稳定的内循环,当灯泡玻璃表面很脏,会影响卤气的正常内循环,灯泡寿命会缩短,所以灯泡玻璃表面必须保持干净。
二十三 光衰减率
卤气在卤素灯内所起的作用很复杂,简单的说:卤气始终参与着灯丝的修复工作,卤气元素会在修复灯丝过程中漫漫消耗,所以灯的亮度会逐渐衰减。
飞利浦的
是:当灯泡寿命使用过半时,灯泡的光通量不应低于原光通量的75%。国内很多灯泡不合格的主要指标就是光衰减过快。
二十四 平均寿命
工业上,灯泡的制造厂检测灯泡的平均寿命
较复杂,某一个灯泡的使用寿命不能代表一批灯泡的使用寿命。高品质灯泡制造厂检测灯泡平均寿命的方法是:在额定电压电流条件下,将1000个灯泡同时点亮,再将灯泡的实际寿命分为3个百分段。
第一百分段:0% ~ 5% —— 低于平均寿命
第二百分段:5% ~ 40% ——
平均寿命
第三百分段:40% ~ 100% —— 高于平均寿命
二十五 色温
当我们在谈论某种光是偏红还是偏白时,谁也说不清楚。光学上就提出了色温这一概念。色温是指一个纯黑的物体,一直加热,该物体的颜色会按顺序从黑、深红、浅红、黄、白、蓝变化。光学上用0000K表示。 为了容易记住,你可以将色温理解为光的颜色与太阳光颜色的对比。太阳的色温约为5500K~6500K。
低于太阳光色温的为暖色温,暖色温给人舒适、柔和、安全的感觉。所以,家庭、高档餐厅、酒店应选用暖色温照明。
接近或高于太阳光色温的为高色温。
相机闪光灯的色温应接近太阳光的色温,如果拍出的照片偏红,相机闪光灯的色温已低于太阳色温。如果照片偏蓝,相机闪光灯的色温已高于太阳色温。
光的色温与光源的温度没有直接关系,只是人的视觉见到高色温,会感到刺眼,感觉更亮。事实上,当用滤色镜滤掉红色光波时,色温就会提高。许多汽车在大灯上粘贴的蓝色透明塑料纸,提高了色温,却降低了光通量。
白炽灯光源通常只能获得暖色温,如汽车灯泡。而冷光源却能获得较高的色温,例如日光灯。
二十七 瓦/光通量
每1瓦功率所产生的光通量,称为瓦/光通量。这是灯泡寿命最重要的指标。
瓦/光通量决定着灯泡的
寿命: 瓦/光通量越大,灯泡使用寿命就越短;
瓦/光通量越小,灯泡使用寿命就越长。
例如,某一点光源卤素灯泡,设计瓦/光通量为20流明, 6V6W即可发光120流明,平均寿命为200小时(先进的限流电子技术,能延长灯泡的寿命)。如果将瓦/光通量提高到25流明,灯泡的平均寿命缩短为20小时;如果将瓦/光通量再提高到30流明,灯泡的平均寿命仅为5分种。
如果将瓦/光通量降低到10流明,灯泡的平均寿命可长达3000小时以上。 汽车仪表灯更换难度大,所以设计的瓦/光通量很低,灯泡的使用寿命就长。
二十八 LED——发光二极管
数十年前,人类就发明了LED(发光二极管)。近十年,LED技术不断发展,LED的电光能转化率大大提高,而且还在不断的提高。LED开始大量被研发成照明光源,LED节能、长寿是不争的事实,也是未来照明的发展方向。
LED作为电光源的一种,也必须遵循电光源的7项原则。
目前,LED在国内还没有国家标准。