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什么是电光源?电光源的类型及特点

凡是能将电能转变为光能的设备都可称之为电光源,其广泛的应用于日常照明、工农业生产、国防和科研等方面,许多的用户对于电光源的类型和特点还不是很清楚,本文就为大家进行简单的介绍,对光源知识感兴趣的朋友可以了解一下!

电光源

什么是电光源?

能将电能转变为光能的设备称为电光源。电光源根据发光原理可以分为气体放电光源、热辐射光源和场致发光光源。气体放电光源是利用电流通过气体(或蒸气)时,使气体电离放电发出可见光,如荧光灯、荧光高压汞灯等;热辐射光源是利用电能把耐高温、低挥发性的灯丝加热到白炽程度而发出可见光,如白炽灯、卤钨灯等;场致发光光源是利用物质与电场发生作用发出可见光,如发光二极管(LED)等。

电光源的类型:

1.热辐射型电光源

热辐射型电光源主要有白炽灯、卤钨灯两种。

白炽灯是电光源中最古老,也是最常见的品种,它的派生种类也最多。白炽灯的制造工艺成熟、成本低、光色柔和及显色性好,显色指数高达95~99,近似为自然光,无须任何附件配合工作,调光方便,且无启动时间,但发光效率较低,一般只有5~20lm/w,寿命也较短,通常只有1000小时左右。

卤钨灯是继白炽灯之后改进而成的,它是在装有钨丝的灯管内,充人微量的卤素或卤化物构成的电光源。钨丝点亮后,在高温下能挥发出钨蒸气,在灯管内壁附近温度较低的区域与卤素化合成卤化钨,由于对流的作用,卤化钨又在钨丝表面的高温区分解出钨,再返回到钨丝表面。如此将不断地挥发、分解与返回,因此,钨丝不会很快变细,灯管也不会发黑,故卤钨灯具有寿命长(一般为2000小时)、光效高(20~30lm/W)的特点,而且还具有体积小、亮度强、使用方便、价格便宜等一系列优点。

白炽灯和卤钨灯都是依靠电流通过灯内的钨丝产生热效应而发光的,钨丝属于金属导体,在电路中显示纯电阻性,不影响供电电源的交流参数,对电源质量不会产生危害,对电源设备不构成影响。

3.气体放电型电光源

气体放电型电光源主要有普通型(即标准型)荧光灯、节能型荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等品种。

普通型荧光灯是诞生最早的气体放电型电光源,外形为直管状,且管径较粗(T12,φ938mm)。它能够发出近似自然光的白光,光色好,显色指数高达70~80,光线柔和,发光效率高(大多为40~70lm/w),平均寿命2000~3000小时。

节能型荧光灯是上世纪八十年代以后发展起来的,主要有细管径T8型(φ26mm)和超细管径T5型(φ16mm)两种类型。T8型的显色指数可达60,发光效率高达701m/w;T5型的显色指数提高到80,发光效率更是高达85lm/w,性能非常优越。

除了T8、T5型管状节能荧光灯外,还有细管H灯、U型灯和双D灯,通常称它们为紧凑型节能灯。这些灯体积小、重量轻、亮度高、功耗低、寿命长,因此应用十分广泛。上述几种荧光灯在使用时,必须由镇流器和启辉器配合工作。

高压汞灯是利用汞放电时产生的高气压获得可见光的电光源,它的发光效率较高,一般为30~60,使用寿命长达2500~5000小时。它的缺点是显色性差,显色指数为30~40,而且不能瞬间启动,并要求电源的电压波动不能太大,还需要镇流器的配合方能工作。

高压钠灯是一种高强度气体放电灯,它的发光效率非常高,可达90~100lm/w,寿命可达3000小时,其光色柔和,透雾性强,唯独显色指数较低,只有20~25,在工作时需要镇流器、启辉器的配合。

金属卤化物灯集中了荧光灯、高压汞灯和钠灯的优点,是目前世界上最理想的气体放电型电光源,它的发光效率一般为80左右,显色指数高达65~85,使用寿命大多在10000小时以上,是名副其实的高效、节能、广用、长命灯。该灯在工作时也需要镇流器的配合。

4.白色发光二极管灯

发光二极管(LED)自从1962年开始生产以来,一直主要用作电子装置的显示和图象用光源。随着半导体工艺技术和纳米技术的飞速发展,近几年来,以块状氮化像(GaN)单晶基材的成长及其有关的成长技术,取得了引人注目的成果,以氮化像为材料的白色发光二极管应运而生,成为继白炽灯、各类气体放电型电光源之后的一颗耀眼的新星。单芯片白色发光二极管,是一种含InGaN活性层的GaN发光二极管,In的高浓度扩散成为提高发光效率的主要手段,其白色光获取的机理分为两种:其一是结合蓝色L.ED和黄磷,通过蓝光和磷发射的黄光混合后产生白色光;其二是通过紫外线LED与红、蓝、绿磷的组合而产生白色光。白色lED的正向压降大多为3.5V左右,额定电流为2~20mA,亮度高达600mcd,发光效率现已超过60lm/w,远远优于白炽灯泡。

以氮化像为基础而制成的高亮度白色发光二极管,是新一代节能高效环保型绿色光源,它的发光强度分别为荧光灯的4~6倍和白炽灯的15~30倍,能够连续工作10万小时,其寿命比普通白炽灯泡延长了100倍。一种发光面积小于1平方厘米、功耗为3瓦的白色发光二极管,能产生相当于60瓦白炽灯泡发出的光强。当前,发达国家都在竟相研究、开发并推广使用高亮度白色发光二极管,以取代传统的电光源。由于白色发光二极管体积小、亮度强、耗电低、寿命长,而且几乎无温升,故非常适合于商住楼宇的一般照明、交通、展示、广告、方向牌的照明及应急照明和无线电话(如彩屏手机)、游戏机、摄录机、数码像机、笔记本电脑、彩屏PDA,以及建筑、舞台、手术、飞机等照明场合。随着高亮度、高效率白色发光二极管制造技术飞跃的进步,从而将开创出新的照明应用领域及照明文化,必将成为二十一世纪照明光源的主角。

电光源的特点:

1.高显色性

随着照明技术水平的提高,人们对电光源的要求也逐步提高,不但发光效率要高,而且发出的光的颜色也要求好,使用被照物体的颜色失真很少,即光源的显色性要高。

2.长寿命

光源寿命是人工照明中一项重要的经济技术指标。延长寿命可降低光源成本,节省资源。

3.低成本

要降低光源的成本,首先就是降低光源材料的成本,以廉价的大量易得材料取代稀有贵重材料,其次就是优化光源结构,提高生产效率,使用高效的自动化生产线等。

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