1、 随着电光源工业技术的发展，各种新光源产品不仅在数量随着电光源工业技术的发展，各种新光源产品不仅在数量上，而且在质量上都有很大的提高，各种发光效率高、显色上，而且在质量上都有很大的提高，各种发光效率高、显色性好、使用寿命长的新型电光源不断出现。本章主要介绍建性好、使用寿命长的新型电光源不断出现。本章主要介绍建筑电气照明中常用的电光源的种类、主要性能指标、电光源筑电气照明中常用的电光源的种类、主要性能指标、电光源的结构、工作原理以及电光源的选择和应用。的结构、工作原理以及电光源的选择和应用。第四章第四章 照明电光源照明电光源techbook 一、电光源的分类一、电光源的分类 根据光的产生原理，电
2、光源可以分为两大类，即热辐射发根据光的产生原理，电光源可以分为两大类，即热辐射发光光源和气体放电发光光源。电光源分类如图：光光源和气体放电发光光源。电光源分类如图：第一节第一节 概述概述techbook 1热辐射发光光源热辐射发光光源 热辐射发光光源是利用电流将灯丝加热到白炽程度而产热辐射发光光源是利用电流将灯丝加热到白炽程度而产生热辐射发光的一种光源。生热辐射发光的一种光源。例如白炽灯和卤钨灯，它们都是以钨丝作为辐射体，通例如白炽灯和卤钨灯，它们都是以钨丝作为辐射体，通电后使之达到白炽程度时产生热辐射。电后使之达到白炽程度时产生热辐射。（白炽状态：白炽状态：物体温度达到物体温度达到1700以
3、上就发白光，这种状态叫白炽状态。）以上就发白光，这种状态叫白炽状态。）目前白炽灯仍是重要的照明光源。目前白炽灯仍是重要的照明光源。techbook 2 气体放电光源气体放电光源 气体放电光源是利用电流通过灯管中气体而产生放电发气体放电光源是利用电流通过灯管中气体而产生放电发光的一种光源，常用的气体放电光源有荧光灯、氖灯、钠灯、光的一种光源，常用的气体放电光源有荧光灯、氖灯、钠灯、荧光高压汞灯和金属卤化物灯等。荧光高压汞灯和金属卤化物灯等。气体放电光源具有发光效率高、使用寿命长等特点。气气体放电光源具有发光效率高、使用寿命长等特点。气体放电光源一般应与相应的附件配套才能接入电源使用。体放电光源一
4、般应与相应的附件配套才能接入电源使用。气体放电光源按放电的形式分为弧光放电灯和辉光放电气体放电光源按放电的形式分为弧光放电灯和辉光放电灯。灯。techbook（1）弧光放电灯弧光放电灯 弧光放电灯是利用气体弧光放电产生光。弧光放电灯是利用气体弧光放电产生光。弧光放电的特点是阴极位降较小。弧光放电的特点是阴极位降较小。【弧光放电：弧光放电：呈现弧状白光并产生高温的气体放电现象。无论在稀呈现弧状白光并产生高温的气体放电现象。无论在稀薄气体、金属蒸气或大气中，当电源功率较大，能提供足够大的电流薄气体、金属蒸气或大气中，当电源功率较大，能提供足够大的电流（几安到几十安），使气体击穿，发出强烈光辉，产生
5、高温（几千到上（几安到几十安），使气体击穿，发出强烈光辉，产生高温（几千到上万度），这种气体自持放电的形式就是弧光放电。通常产生弧光放电的万度），这种气体自持放电的形式就是弧光放电。通常产生弧光放电的方法是使两电极接触后随即分开，因短路发热，使阴极表面温度陡增，方法是使两电极接触后随即分开，因短路发热，使阴极表面温度陡增，产生热电子发射产生热电子发射。热电子发射使碰撞电离及阴极的二次电子发射急剧增。热电子发射使碰撞电离及阴极的二次电子发射急剧增加，从而使两极间的气体具有良好的导电性。弧光放电的特征是电压不加，从而使两极间的气体具有良好的导电性。弧光放电的特征是电压不高，电流增大的两极间电压反而
6、下降，有强烈光辉。高，电流增大的两极间电压反而下降，有强烈光辉。】techbook【还有一种弧光放电叫做冷阴极弧光放电，阴极由低熔点材料（如还有一种弧光放电叫做冷阴极弧光放电，阴极由低熔点材料（如汞）做成。阴极表面蒸发出的蒸气被电离，在阴极表面附近堆积成空间汞）做成。阴极表面蒸发出的蒸气被电离，在阴极表面附近堆积成空间正电荷层，此电荷层与阴极间极为狭窄区域内形成的强电场引起场致发正电荷层，此电荷层与阴极间极为狭窄区域内形成的强电场引起场致发射，使电流剧增，产生电弧。射，使电流剧增，产生电弧。弧光放电应用广泛。可用作强光光源，在光谱分析中用作激发元素弧光放电应用广泛。可用作强光光源，在光谱分析中
7、用作激发元素光谱的光源，在工业上用于冶炼、焊接和高熔点金属的切割，在医学上光谱的光源，在工业上用于冶炼、焊接和高熔点金属的切割，在医学上用作紫外线源（汞弧灯），等等。但是大电流电路开关断开时产生的弧用作紫外线源（汞弧灯），等等。但是大电流电路开关断开时产生的弧火极其有害，应采取灭弧措施。火极其有害，应采取灭弧措施。】techbook 弧光放电灯按其中气体压力的大小，又可分为低压气体弧光放电灯按其中气体压力的大小，又可分为低压气体放电光源和高压气体放电光源。放电光源和高压气体放电光源。低压气体放电光源低压气体放电光源包括荧光灯和低压钠灯，这类光源的包括荧光灯和低压钠灯，这类光源的气体压力低，组成
8、气体（主要是汞蒸气和钠蒸气）的原子距气体压力低，组成气体（主要是汞蒸气和钠蒸气）的原子距离比较大，互相影响较小，因此它们的光辐射可以看成是孤离比较大，互相影响较小，因此它们的光辐射可以看成是孤立的原子产生的原子辐射，这种原子辐射产生的光辐射是以立的原子产生的原子辐射，这种原子辐射产生的光辐射是以线光谱形式出现的。如荧光灯由原子辐射主要产生的是紫外线光谱形式出现的。如荧光灯由原子辐射主要产生的是紫外线辐射，但因荧光灯管壁上涂有荧光粉，在紫外线辐射作用线辐射，但因荧光灯管壁上涂有荧光粉，在紫外线辐射作用下，激发形成可见光。下，激发形成可见光。techbook 高压气体放电光源高压气体放电光源包括高
9、压汞灯、高压钠灯、金属卤化包括高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和氙灯。这类光源的特点是灯管中气压较高，原子之间物灯和氙灯。这类光源的特点是灯管中气压较高，原子之间距离比较近，相互影响比较大，电子在轰击原子时不能直接距离比较近，相互影响比较大，电子在轰击原子时不能直接与一个原子作用，从而影响了原子的辐射，因此这类辐射与与一个原子作用，从而影响了原子的辐射，因此这类辐射与低压气体放电光源有较大的区别。但其辐射原理仍然是气体低压气体放电光源有较大的区别。但其辐射原理仍然是气体中的原子辐射产生光辐射。高压气体放电光源管壁的负荷一中的原子辐射产生光辐射。高压气体放电光源管壁的负荷一般比较大，也就是灯的表
10、面积（玻璃壳外表面）不大，但灯般比较大，也就是灯的表面积（玻璃壳外表面）不大，但灯的功率较大，往往超过的功率较大，往往超过3Wcm2，因此又称为，因此又称为高强度气体高强度气体放电灯放电灯，简称，简称HID灯灯。techbook（2）辉光放电灯辉光放电灯 辉光放电灯是利用气体辉光放电产生光。辉光放电灯是利用气体辉光放电产生光。辉光放电的特点是阴极的位降较大（辉光放电的特点是阴极的位降较大（100V左右）。这类光左右）。这类光源通常需要很高的工作电压，如霓虹灯。源通常需要很高的工作电压，如霓虹灯。（辉光放电：辉光放电：气体在低气压状态下的一种自持放电。对玻璃圆柱状放电气体在低气压状态下的一种自持
11、放电。对玻璃圆柱状放电管两端施加电压，当压力处于管两端施加电压，当压力处于10.1托的范围时，由阴极逸出的电子在托的范围时，由阴极逸出的电子在气体中发生碰撞电离和光电离，此时放电管的大部分区域都呈现弥漫的气体中发生碰撞电离和光电离，此时放电管的大部分区域都呈现弥漫的光辉，其颜色因气体而异，故称辉光放电。）光辉，其颜色因气体而异，故称辉光放电。）techbook 二、电光源的命名方法二、电光源的命名方法 各种电光源型号的命名包括以下五部分：各种电光源型号的命名包括以下五部分：第一部分为字母，由电光源名称主要特征的三个以内汉语拼音字母第一部分为字母，由电光源名称主要特征的三个以内汉语拼音字母组成。
12、如组成。如PZ220-40，PZ是汉语拼音是汉语拼音“普通照明普通照明”两词的第一个字母两词的第一个字母的组合。的组合。第二部分和第三部分一般为数字，主要表示光源的电参数。如第二部分和第三部分一般为数字，主要表示光源的电参数。如PZ220-100表示灯泡额定工作电压为表示灯泡额定工作电压为220V，额定功率为，额定功率为100W。第四部分和第五部分为字母或数字，表示灯结构第四部分和第五部分为字母或数字，表示灯结构(玻璃壳形状或灯头玻璃壳形状或灯头型号型号)特征的特征的12个汉语拼音字母和有关数字组成。规定个汉语拼音字母和有关数字组成。规定E表示螺口，表示螺口，B表示插口。数字表示灯头的直径表示
13、插口。数字表示灯头的直径(mm)，如，如PZ220-100-E27，E27表示螺口式灯头，灯头的直径为表示螺口式灯头，灯头的直径为27mm。第四和第五部分作为补充部分，可在生产或流通领域中使用时灵活第四和第五部分作为补充部分，可在生产或流通领域中使用时灵活取舍。取舍。techbook 电光源型号的各部分按顺序直接编排。当相邻部分同为字母或数字时，中间用短电光源型号的各部分按顺序直接编排。当相邻部分同为字母或数字时，中间用短横线横线”-”分开分开(外资产品的命名方式有所不同外资产品的命名方式有所不同)。常用电光源型号命名方法见表。常用电光源型号命名方法见表。例如，20W直管荧光灯的型号为YZ20
14、RR，第一部分YZ指的是直管荧光灯，第二部分20表示灯的额定功率，第三部分RR说明灯的发光色为日光色。techbook第二节第二节 白炽灯白炽灯 凡是根据热辐射原理工作的光源都可称为白炽凡是根据热辐射原理工作的光源都可称为白炽灯。目前常用的白炽灯分两类，即普通白炽灯和卤灯。目前常用的白炽灯分两类，即普通白炽灯和卤钨灯。钨灯。一、白炽灯的构造一、白炽灯的构造 白炽灯泡是由钨丝、玻璃泡、灯头、支架和填白炽灯泡是由钨丝、玻璃泡、灯头、支架和填充气体等构成，见图。充气体等构成，见图。灯丝是白炽灯发光的主要部件，常用的灯丝形灯丝是白炽灯发光的主要部件，常用的灯丝形状有直线灯丝、单螺旋灯丝、双螺旋灯丝等。
15、灯丝状有直线灯丝、单螺旋灯丝、双螺旋灯丝等。灯丝的形状和尺寸大小对于白炽灯的寿命、发光效率都的形状和尺寸大小对于白炽灯的寿命、发光效率都有直接的影响，同样长短粗细的钨丝绕成双螺旋型有直接的影响，同样长短粗细的钨丝绕成双螺旋型比绕成单螺旋型的光效高。一般来说，灯丝结构紧比绕成单螺旋型的光效高。一般来说，灯丝结构紧凑，发光点小，利用率就高。凑，发光点小，利用率就高。techbook 玻璃壳的形式很多，但一般都采用与灯泡纵轴对称的形玻璃壳的形式很多，但一般都采用与灯泡纵轴对称的形式，如梨形、圆柱形、球型等，仅有很少的特殊灯泡是不对式，如梨形、圆柱形、球型等，仅有很少的特殊灯泡是不对称的称的(如全反射
16、灯泡的玻壳等如全反射灯泡的玻壳等)。玻壳的尺寸及采用的玻璃材。玻壳的尺寸及采用的玻璃材料则视灯泡的功率和用途而定。玻壳一般是透明的，但有些料则视灯泡的功率和用途而定。玻壳一般是透明的，但有些特种用途的灯泡则采用各种有色玻璃。为了避免眩光，玻壳特种用途的灯泡则采用各种有色玻璃。为了避免眩光，玻壳可以进行可以进行“磨砂磨砂“或或“内涂内涂“使其能形成漫反射；还有些灯使其能形成漫反射；还有些灯泡为了加强在某一方向上的发光强度，在玻壳上蒸镀了反射泡为了加强在某一方向上的发光强度，在玻壳上蒸镀了反射铝层。下图给出了各种功率、用途的白炽灯的外形。铝层。下图给出了各种功率、用途的白炽灯的外形。techboo
17、ktechbook 普通白炽灯玻璃泡内一般先抽成真空，然后充以一定比普通白炽灯玻璃泡内一般先抽成真空，然后充以一定比例的氩、氮混合气体。充气的主要作用是抑制灯丝上钨的蒸例的氩、氮混合气体。充气的主要作用是抑制灯丝上钨的蒸发，减小白炽灯光通量的衰减。发，减小白炽灯光通量的衰减。40W及以下的普通白炽灯，及以下的普通白炽灯，由于其工作温度不高，一般不填充其他混合气体，仅抽成真由于其工作温度不高，一般不填充其他混合气体，仅抽成真空即可。空即可。techbook 普通白炽灯的灯头起着固定灯泡和接通电源的作用。常用的普通白炽灯的灯头起着固定灯泡和接通电源的作用。常用的灯头形式有插口灯头形式有插口(B15
18、、B22)与螺口与螺口(E14、E27、E40)两种。两种。插口灯头接触面较小，灯功率大时接触处温度较高，所以常用于插口灯头接触面较小，灯功率大时接触处温度较高，所以常用于小功率普通白炽灯；反之，螺口灯头接触面大，可用于大功率灯小功率普通白炽灯；反之，螺口灯头接触面大，可用于大功率灯泡。下图是几种常用白炽灯头的外形。泡。下图是几种常用白炽灯头的外形。techbook二、白炽灯的工作原理二、白炽灯的工作原理 白炽灯泡是利用通过电流的钨丝被加热到白炽状态而发白炽灯泡是利用通过电流的钨丝被加热到白炽状态而发光的一种热辐射光源。普通白炽灯点燃时，随着钨丝的温度光的一种热辐射光源。普通白炽灯点燃时，随着
19、钨丝的温度上升和长时间的工作，钨丝逐渐蒸发变细，灯泡壳发黑，最上升和长时间的工作，钨丝逐渐蒸发变细，灯泡壳发黑，最后灯丝细到一定的程度就会熔断。特别是在白炽灯开灯的瞬后灯丝细到一定的程度就会熔断。特别是在白炽灯开灯的瞬间电流很大，由于温度的快速变化而产生机械应力，更容易间电流很大，由于温度的快速变化而产生机械应力，更容易使灯丝损坏。使灯丝损坏。为了防止钨丝氧化，抑制钨丝的蒸发，常在大功率白炽为了防止钨丝氧化，抑制钨丝的蒸发，常在大功率白炽灯的玻璃壳中充入情性气体，提高白炽灯的光效，增加白炽灯的玻璃壳中充入情性气体，提高白炽灯的光效，增加白炽灯的寿命。灯的寿命。techbook三、白炽灯的分类三
20、、白炽灯的分类 白炽灯的规格很多，分类方法不一，总的可分为真空灯白炽灯的规格很多，分类方法不一，总的可分为真空灯泡和充气灯泡。但白炽灯的分类方法较多的是根据其特性和泡和充气灯泡。但白炽灯的分类方法较多的是根据其特性和用途来分的，如普通白炽灯、舞台灯、照相灯、矿用灯、装用途来分的，如普通白炽灯、舞台灯、照相灯、矿用灯、装饰灯、反射灯、信号灯等。饰灯、反射灯、信号灯等。techbook四、白炽灯的光电参数四、白炽灯的光电参数 白炽灯是建筑和其他照明用得最广泛的一种光源，为了便白炽灯是建筑和其他照明用得最广泛的一种光源，为了便于选择和使用，对白炽灯的主要特性参数介绍如下：于选择和使用，对白炽灯的主要
21、特性参数介绍如下：(1)额定电压额定电压(Ur)灯泡上标注的电压即为额定电压。光源灯泡上标注的电压即为额定电压。光源(灯泡灯泡)只只有在额定电压下工作，才能获得各种规定的特性。白炽灯在工作时对电压的变有在额定电压下工作，才能获得各种规定的特性。白炽灯在工作时对电压的变化比较敏感，如果低于额定电压工作，光源的寿命虽可延长，但发光强度不足，化比较敏感，如果低于额定电压工作，光源的寿命虽可延长，但发光强度不足，发光效率降低；如果在高于额定电压下工作，发光强度变强，但寿命将缩短。发光效率降低；如果在高于额定电压下工作，发光强度变强，但寿命将缩短。(2)额定功率额定功率(Pr)白炽灯的额定功率是指灯泡上
22、标注的功率，也是白炽灯的额定功率是指灯泡上标注的功率，也是指所设计的灯泡在额定电压下工作时应能输出的功率。指所设计的灯泡在额定电压下工作时应能输出的功率。(3)额定光通量额定光通量()白炽灯参数中所给出的光通量是指灯泡在其白炽灯参数中所给出的光通量是指灯泡在其额定电压下工作时，光源所辐射出的光通量。它一般也是指光源在工作额定电压下工作时，光源所辐射出的光通量。它一般也是指光源在工作100h后的初始光通量。白炽灯泡的光通量会随着使用时间的增长、灯后的初始光通量。白炽灯泡的光通量会随着使用时间的增长、灯泡真空度的下降、钨丝的蒸发而衰减。泡真空度的下降、钨丝的蒸发而衰减。techbook (4)发光
23、效率发光效率()白炽灯泡的发光效率是指灯泡消耗单位电功率白炽灯泡的发光效率是指灯泡消耗单位电功率所发出的光通量所发出的光通量(简称光效简称光效)，单位为流明每瓦。，单位为流明每瓦。(5)使用寿命使用寿命()白炽灯泡的使用寿命是指从开始使用到点燃失白炽灯泡的使用寿命是指从开始使用到点燃失效的累计时间。由于使用时情况比较复杂，条件不尽相同，使每个灯泡效的累计时间。由于使用时情况比较复杂，条件不尽相同，使每个灯泡的使用寿命也不一样。因此参数中所列使用寿命通常是指平均使用寿命，的使用寿命也不一样。因此参数中所列使用寿命通常是指平均使用寿命，即在规定条件下，同批寿命实验所测得的寿命算术平均值。即在规定条
24、件下，同批寿命实验所测得的寿命算术平均值。影响灯泡使用寿命的主要因素是电压。影响灯泡使用寿命的主要因素是电压。(6)色温、显色指数色温、显色指数 白炽灯的色温较低，一般为白炽灯的色温较低，一般为2400-2900K，但显色性较高，显色指数，但显色性较高，显色指数Ra高达高达99100。techbooktechbook 如前所述，当电压变化时，白炽灯除了使用寿命有很大如前所述，当电压变化时，白炽灯除了使用寿命有很大变化外，对光通量、发光效率等都有较大影响。下图给出了变化外，对光通量、发光效率等都有较大影响。下图给出了白炽灯光电参数与电源电压的关系。白炽灯光电参数与电源电压的关系。techbook
25、五、白炽灯的应用五、白炽灯的应用 白炽灯是各类建筑和其他场所照明应用最广泛的光源之一，它作为第一代电白炽灯是各类建筑和其他场所照明应用最广泛的光源之一，它作为第一代电光源已有一百多年历史，虽然各种新光源发展很迅速，但白炽灯仍然是在不断研光源已有一百多年历史，虽然各种新光源发展很迅速，但白炽灯仍然是在不断研究和开发中的光源。这是因为白炽灯具有体积小、结构简单、造价低、不需要其究和开发中的光源。这是因为白炽灯具有体积小、结构简单、造价低、不需要其他附件，使用时受环境影响小，而且方便、光色优良、显色性好、无频闪现象等他附件，使用时受环境影响小，而且方便、光色优良、显色性好、无频闪现象等优点。所以，普
26、通白炽灯常用于日常生活照明，工矿企业照明，剧场、宾馆、商优点。所以，普通白炽灯常用于日常生活照明，工矿企业照明，剧场、宾馆、商店、洒吧等照明。店、洒吧等照明。装饰白炽灯是利用白炽灯玻璃壳的外形变化和色彩的不同，工作时起到一定装饰白炽灯是利用白炽灯玻璃壳的外形变化和色彩的不同，工作时起到一定的照明和装饰效果。通过装饰白炽灯不同的排列组合安装，能形成多种灯光艺术的照明和装饰效果。通过装饰白炽灯不同的排列组合安装，能形成多种灯光艺术风格。装饰白炽灯常用于会议室、客厅、节日装饰照明等。风格。装饰白炽灯常用于会议室、客厅、节日装饰照明等。反射型灯泡是在白炽灯玻璃泡的内壁上涂有部分反射层，能使光线定向反射
27、。反射型灯泡是在白炽灯玻璃泡的内壁上涂有部分反射层，能使光线定向反射。反射型白炽灯适用于灯光广告、橱窗、体育设置、展览馆等需要光线集中的场合。反射型白炽灯适用于灯光广告、橱窗、体育设置、展览馆等需要光线集中的场合。techbook第三节第三节 卤钨灯卤钨灯 卤钨灯属于热辐射光源，工作原理基本上与普通白炽灯卤钨灯属于热辐射光源，工作原理基本上与普通白炽灯一样，但结构上有较大的差别，最突出的差别就是卤钨灯泡一样，但结构上有较大的差别，最突出的差别就是卤钨灯泡内所填充的气体含有部分卤族元素或卤化物。内所填充的气体含有部分卤族元素或卤化物。一、卤钨灯的结构一、卤钨灯的结构 卤钨灯是由钨丝、充入卤素的玻
28、璃泡和灯头等构成。卤卤钨灯是由钨丝、充入卤素的玻璃泡和灯头等构成。卤钨灯有双端、单端和双泡壳之分。钨灯有双端、单端和双泡壳之分。techbook 上图为常用卤钨等的外形。图上图为常用卤钨等的外形。图a为双端管状卤钨灯的典型结构，灯呈管为双端管状卤钨灯的典型结构，灯呈管状，功率为状，功率为100-2000W，灯管的直径为，灯管的直径为8-10mm，长，长80-330mm。两端采用。两端采用磁接头，需要时在磁管内还装有保险丝。这种灯主要用于室内外泛光照明磁接头，需要时在磁管内还装有保险丝。这种灯主要用于室内外泛光照明。图。图b为单端引出的卤钨灯，这类灯的功率有为单端引出的卤钨灯，这类灯的功率有75
29、W、100W、150W和和250W等多种规格，灯的泡壳有磨砂的和透明泡的，单端型灯头采用等多种规格，灯的泡壳有磨砂的和透明泡的，单端型灯头采用E27。techbook 500W以上的大功率卤钨灯一般制成管状。为了使生成以上的大功率卤钨灯一般制成管状。为了使生成的卤化物不附在管壁上，必须提高管壁的温度，所以卤钨灯的卤化物不附在管壁上，必须提高管壁的温度，所以卤钨灯的玻璃管一般用耐高温的石英玻璃或高硅氧玻璃制成。的玻璃管一般用耐高温的石英玻璃或高硅氧玻璃制成。目前国内用的卤钨灯主要有两类：一类是灯内充入微量目前国内用的卤钨灯主要有两类：一类是灯内充入微量的碘化物，称为碘钨灯；另一类是灯内充入微量的
30、溴化物，的碘化物，称为碘钨灯；另一类是灯内充入微量的溴化物，即为溴钨灯。由于碘蒸气呈紫红色，吸收即为溴钨灯。由于碘蒸气呈紫红色，吸收5%的光线，所以的光线，所以碘钨灯的光效比溴钨灯低碘钨灯的光效比溴钨灯低45%，但碘在温度为，但碘在温度为1700以以上的灯丝和上的灯丝和250左右的管壁间循环，对钨丝没有腐蚀作用，左右的管壁间循环，对钨丝没有腐蚀作用，故需要灯管寿命长些就用碘钨灯；需要光效高的灯管可用溴故需要灯管寿命长些就用碘钨灯；需要光效高的灯管可用溴钨灯，但寿命短些。钨灯，但寿命短些。techbook二、卤钨灯的分类二、卤钨灯的分类 按充入灯泡内的不同卤素可分为碘钨灯和溴钨灯；按充入灯泡内的
31、不同卤素可分为碘钨灯和溴钨灯；按灯泡外壳材料的不同可分为硬质玻璃卤钨灯、石英玻按灯泡外壳材料的不同可分为硬质玻璃卤钨灯、石英玻璃卤钨灯；璃卤钨灯；按工作电压的高低不同可分市电型卤钨灯（按工作电压的高低不同可分市电型卤钨灯（220V）和）和低电压型卤钨灯（低电压型卤钨灯（6V/12V/24V）；）；按灯头结构的不同可分为双端、单端卤钨灯。按灯头结构的不同可分为双端、单端卤钨灯。techbook三、卤钨灯的工作原理三、卤钨灯的工作原理 当充入卤素物质的灯泡通电工作时，从灯丝蒸发出来的当充入卤素物质的灯泡通电工作时，从灯丝蒸发出来的钨，在灯泡壁区域内与卤素化合，形成一种挥发性的卤钨化钨，在灯泡壁区域
32、内与卤素化合，形成一种挥发性的卤钨化合物。卤钨化合物在灯泡中扩散运动，当扩散到较热的灯丝合物。卤钨化合物在灯泡中扩散运动，当扩散到较热的灯丝周围区域时，卤钨化合物分解成卤素和钨，释放出来的钨沉周围区域时，卤钨化合物分解成卤素和钨，释放出来的钨沉积在灯丝上，而卤素再继续扩散到温度较低的灯泡壁区域与积在灯丝上，而卤素再继续扩散到温度较低的灯泡壁区域与钨化合，形成卤钨循环。钨化合，形成卤钨循环。由于卤钨循环有效地抑制了钨的蒸发，所以可以延长卤钨由于卤钨循环有效地抑制了钨的蒸发，所以可以延长卤钨灯的使用寿命，同时可以进一步提高灯丝温度，获得较高的灯的使用寿命，同时可以进一步提高灯丝温度，获得较高的光效
33、，并减小了使用过程中的光通量的衰减。光效，并减小了使用过程中的光通量的衰减。techbook四、卤钨灯的工作特性四、卤钨灯的工作特性 (1)发光效率发光效率 卤钨灯与普通白炽灯相比，其光效要比普通白炽灯高卤钨灯与普通白炽灯相比，其光效要比普通白炽灯高上许多倍。另外，由于卤钨灯工作时是采用卤钨循环原理，较好地抑制上许多倍。另外，由于卤钨灯工作时是采用卤钨循环原理，较好地抑制了钨的蒸发，从而防止卤钨灯泡的发黑，使得卤钨灯在寿命期内的光维了钨的蒸发，从而防止卤钨灯泡的发黑，使得卤钨灯在寿命期内的光维持率基本维持在持率基本维持在100%。(2)色温和显色性色温和显色性 卤钨灯属低色温光源，其色温一般在
34、卤钨灯属低色温光源，其色温一般在28003200K之间，与普通白炽灯相比，光色更白一些，色调更冷一些，但之间，与普通白炽灯相比，光色更白一些，色调更冷一些，但显色性较好，显色指数显色性较好，显色指数Ra=100。(3)调光性能调光性能 卤钨灯也可以进行调光，但当灯的功率下调到某一值卤钨灯也可以进行调光，但当灯的功率下调到某一值时，由于其玻璃泡的温度下降较多，于是卤钨循环不能进行，这时相当时，由于其玻璃泡的温度下降较多，于是卤钨循环不能进行，这时相当于做白炽灯使用。同时由于卤钨灯的玻璃泡很小，此时玻璃泡容易发黑；于做白炽灯使用。同时由于卤钨灯的玻璃泡很小，此时玻璃泡容易发黑；另外游离的溴要腐蚀灯
35、丝，因此一般不主张对卤钨灯进行调光。另外游离的溴要腐蚀灯丝，因此一般不主张对卤钨灯进行调光。techbook常见卤钨灯参数见表：常见卤钨灯参数见表：techbook五、卤钨灯的应用五、卤钨灯的应用 由于卤钨灯与白炽灯相比，具有光效高、体积小、便于控制且具有由于卤钨灯与白炽灯相比，具有光效高、体积小、便于控制且具有良好的色温和显色性、寿命长、输出光通量稳定、输出功率大等优点，良好的色温和显色性、寿命长、输出光通量稳定、输出功率大等优点，所以在各个照明领域中都具有广泛的应用，尤其是被广泛地应用在大面所以在各个照明领域中都具有广泛的应用，尤其是被广泛地应用在大面积照明与定向投影照明场所，如建筑工地施
36、工照明、展厅、广场、舞台、积照明与定向投影照明场所，如建筑工地施工照明、展厅、广场、舞台、影视照明、商店橱窗照明及较大区域的泛光照明等。影视照明、商店橱窗照明及较大区域的泛光照明等。卤钨灯在使用时应注意以下问题：卤钨灯在使用时应注意以下问题：1)为了使在灯泡壁生成的卤化物处于气态，卤钨灯不适用于低温场为了使在灯泡壁生成的卤化物处于气态，卤钨灯不适用于低温场合。双端卤钨灯工作时，灯管应水平安装，其倾斜角度不得超过合。双端卤钨灯工作时，灯管应水平安装，其倾斜角度不得超过4，否则会缩短其使用寿命。否则会缩短其使用寿命。2)由于卤钨灯工作时产生高温由于卤钨灯工作时产生高温(管壁温度管壁温度600)，因
37、此，卤钨灯附，因此，卤钨灯附近不准放易燃物质，且灯脚引入线应用耐高温的导线。另外，由于卤钨近不准放易燃物质，且灯脚引入线应用耐高温的导线。另外，由于卤钨灯灯丝细长又脆，卤钨灯使用时，要避免震动和撞击，也不宜作为移动灯灯丝细长又脆，卤钨灯使用时，要避免震动和撞击，也不宜作为移动照明灯具。照明灯具。techbook第四节第四节 荧光灯荧光灯 荧光灯是低气压汞蒸气弧光放电灯，也被称为第二代光源。与白炽灯相比，具荧光灯是低气压汞蒸气弧光放电灯，也被称为第二代光源。与白炽灯相比，具有光效高、寿命长、光色和显色性都比较好的特点，因此在大部分场合取代了白炽有光效高、寿命长、光色和显色性都比较好的特点，因此在
38、大部分场合取代了白炽灯。灯。一、荧光灯的结构与原理一、荧光灯的结构与原理 1.荧光灯的结构荧光灯的结构 荧光灯主要由灯管和电极组成。荧光灯主要由灯管和电极组成。灯管内壁涂有荧光粉，将灯管内抽真空后加入一定量的汞、氩、氪、氖等气体。灯管内壁涂有荧光粉，将灯管内抽真空后加入一定量的汞、氩、氪、氖等气体。常见的荧光灯是直管状的，根据需要，灯管也可以弯成环形或其他形状。常见的荧光灯是直管状的，根据需要，灯管也可以弯成环形或其他形状。techbook 灯管两端有电极，它是气体放电灯的关键部件，并引出管外，也是灯管两端有电极，它是气体放电灯的关键部件，并引出管外，也是决定灯的寿命的主要因素。荧光灯的电极通
39、常由钨丝绕成双螺旋或三螺决定灯的寿命的主要因素。荧光灯的电极通常由钨丝绕成双螺旋或三螺旋形状，在灯丝上涂以发射材料（一般为三氧化物）。荧光灯的电极主旋形状，在灯丝上涂以发射材料（一般为三氧化物）。荧光灯的电极主要是用来产生热电子发射，维持灯管的放电。要是用来产生热电子发射，维持灯管的放电。荧光灯的附件有启辉器和镇流器。荧光灯的附件有启辉器和镇流器。启辉器启辉器（俗称跳泡）的主要元件（俗称跳泡）的主要元件是一个由两种膨胀系数不同的金属材料压制而成的双金属片（冷态触头是一个由两种膨胀系数不同的金属材料压制而成的双金属片（冷态触头常开）和一个固定触头。启辉器的主要作用是在灯管刚接电路时，启辉常开）和
40、一个固定触头。启辉器的主要作用是在灯管刚接电路时，启辉器双金属片闭合，有电流通过灯丝，对灯丝进行预热；双金属片断开的器双金属片闭合，有电流通过灯丝，对灯丝进行预热；双金属片断开的瞬间，镇流器产生高压脉冲，两电极之间气体被击穿，产生气体放电。瞬间，镇流器产生高压脉冲，两电极之间气体被击穿，产生气体放电。镇流器镇流器是一个有铁心的线圈，其主要作用就是启动时在启辉器的作用下是一个有铁心的线圈，其主要作用就是启动时在启辉器的作用下产生高压脉冲，在工作时用于平衡灯管电压。产生高压脉冲，在工作时用于平衡灯管电压。techbook 为使荧光灯能正常工作，选用与灯管配套的镇流器是非常重要的。近为使荧光灯能正常
41、工作，选用与灯管配套的镇流器是非常重要的。近年来，电子镇流器得到广泛应用，与电感镇流器相比，电子镇流器具有如年来，电子镇流器得到广泛应用，与电感镇流器相比，电子镇流器具有如下优点：能够提高灯的光效；光无闪烁；能瞬时启动且无启辉器；调光性下优点：能够提高灯的光效；光无闪烁；能瞬时启动且无启辉器；调光性能好；功率因数高；温升小；无噪声；体积小；重量轻。电子镇流器是由能好；功率因数高；温升小；无噪声；体积小；重量轻。电子镇流器是由低通滤波器、整流器、缓冲电容、高频功率振荡器和灯电流稳压器等五部低通滤波器、整流器、缓冲电容、高频功率振荡器和灯电流稳压器等五部分组成，上图所示为电子镇流器原理图。分组成，
42、上图所示为电子镇流器原理图。techbook2荧光灯的工作原理荧光灯的工作原理 当荧光灯接通电源时，当荧光灯接通电源时，在电源电压在电源电压的作用下，启辉器产生辉光放电，其动的作用下，启辉器产生辉光放电，其动触片受热膨胀与静触点接触形成通路，触片受热膨胀与静触点接触形成通路，电流通过并加热灯丝发射电子。电流通过并加热灯丝发射电子。但这时由于双金属片接触后金属片之间没有电压，辉光放电停止，动触片冷却恢但这时由于双金属片接触后金属片之间没有电压，辉光放电停止，动触片冷却恢复原来形状，在使触点断开的瞬间，电路突然切断，镇流器产生较高的自感电动复原来形状，在使触点断开的瞬间，电路突然切断，镇流器产生较
43、高的自感电动势，当接线正确时，电动势与电源电压叠加，在灯管两端形成高电压。在高电压势，当接线正确时，电动势与电源电压叠加，在灯管两端形成高电压。在高电压作用下，灯丝通电、加热和发射电子流，电子撞击汞原子，使其电离而放电。放作用下，灯丝通电、加热和发射电子流，电子撞击汞原子，使其电离而放电。放电过程中发射出的紫外线又激发灯管内壁的荧光粉，从而发出可见光。荧光粉的电过程中发射出的紫外线又激发灯管内壁的荧光粉，从而发出可见光。荧光粉的化学成分可决定其发光颜色，有日光色、暖白色、白色、蓝色、黄色、绿色、粉化学成分可决定其发光颜色，有日光色、暖白色、白色、蓝色、黄色、绿色、粉红色等。红色等。techbo
44、ok二、荧光灯的分类二、荧光灯的分类1.按灯管形状和结构分类按灯管形状和结构分类1）直管型直管型 直管型荧光灯按启动方式又可分为预热启动式、快速启动式和瞬时启动式。直管型荧光灯按启动方式又可分为预热启动式、快速启动式和瞬时启动式。(1)预热启动式：预热启动式：是荧光灯中用量最大的一种，这种荧光灯在工作时，需要有镇流是荧光灯中用量最大的一种，这种荧光灯在工作时，需要有镇流器、启辉器附件组成的工作电路。器、启辉器附件组成的工作电路。预热式荧光灯有预热式荧光灯有T12、T8和和T5等几种。等几种。T12(管径管径35mm)的功率范围为的功率范围为20125W。T8(管径管径25mm)的有用电感镇流器
45、的，功率范围为的有用电感镇流器的，功率范围为1570W；有用高频电子镇流器的，功率范围为；有用高频电子镇流器的，功率范围为1650W。T5(管径管径5mm)灯用电子镇流器，功灯用电子镇流器，功率范围为率范围为1435W。(2)快速启动式：快速启动式：是在灯管的内壁涂敷透明的导电薄膜是在灯管的内壁涂敷透明的导电薄膜(或在管内壁或外壁敷设导或在管内壁或外壁敷设导电条电条)，提高极间电场。在镇流器内附加灯丝预热回路，且镇流器的工作电压设计得比，提高极间电场。在镇流器内附加灯丝预热回路，且镇流器的工作电压设计得比启动电压高，所以在电源电压施加后的启动电压高，所以在电源电压施加后的1s就可启动。就可启动
46、。(3)瞬时启动荧光灯瞬时启动荧光灯 这种荧光灯不需要预热，可以采用漏磁变压器产生的高压瞬这种荧光灯不需要预热，可以采用漏磁变压器产生的高压瞬时启动灯管。时启动灯管。techbook2）紧凑型紧凑型 它一般使用直径为它一般使用直径为1016mm的细管弯曲或拼结成一定的的细管弯曲或拼结成一定的形状形状(U形、形、H形、螺旋形等形、螺旋形等)，以，以缩短放电管线形的长度。它可以广缩短放电管线形的长度。它可以广泛地用于替代白炽灯，在达到同样泛地用于替代白炽灯，在达到同样光输出的情况下，可以节约大量电光输出的情况下，可以节约大量电能。能。紧凑形荧光灯不仅光色好、光紧凑形荧光灯不仅光色好、光效高、能耗低
47、，而且寿命长。国外效高、能耗低，而且寿命长。国外厂家厂家(如飞利浦公司等如飞利浦公司等)产品的寿命产品的寿命已达到已达到800010000h。右图为。右图为几种常见的紧凑形荧光灯。几种常见的紧凑形荧光灯。techbook3）高光通单端荧光灯高光通单端荧光灯 这种灯管在一端有四个插脚，主要灯管有这种灯管在一端有四个插脚，主要灯管有18W（255mm）、）、24W（320mm）、）、36W（415mm）、）、40W（535mm）、）、55W（535mm）。它与直管型荧光灯相比优点为：结构紧凑、光通）。它与直管型荧光灯相比优点为：结构紧凑、光通输出高、光通维持好、在灯具中的布线简单许多、灯具尺寸与室
48、内吊顶输出高、光通维持好、在灯具中的布线简单许多、灯具尺寸与室内吊顶可以很好地配合。可以很好地配合。techbook2.按功率分类按功率分类1）标准型标准型 在标准点灯条件（环境温度在标准点灯条件（环境温度2025、湿度、湿度65%以下）下，为获得以下）下，为获得应有的发光效率，将管壁温度设计在最佳值（约应有的发光效率，将管壁温度设计在最佳值（约40），管壁负荷约），管壁负荷约300W/m2。2）高功率型高功率型 为了提高单位长度的光通输出，增加了灯的电流，管壁负荷设计约为了提高单位长度的光通输出，增加了灯的电流，管壁负荷设计约500W/m2。3）超高功率型超高功率型 为进一步提高光输出，管壁
49、负荷设计约为进一步提高光输出，管壁负荷设计约900W/m2。为此，灯管内通。为此，灯管内通常充入氖氩混合气和蒸气压低的汞齐（以控制汞蒸气压不要太高）。高功常充入氖氩混合气和蒸气压低的汞齐（以控制汞蒸气压不要太高）。高功率型灯和超高功率型灯一般是采用快速启动的方式工作的。率型灯和超高功率型灯一般是采用快速启动的方式工作的。techbook3.按灯管工作电源的频率分类按灯管工作电源的频率分类 荧光灯是非纯电阻性元件，工作在不同频率的电源电压情况下，管荧光灯是非纯电阻性元件，工作在不同频率的电源电压情况下，管压降不同。压降不同。1）工频灯管：工频灯管：工作在电源频率为工作在电源频率为50Hz或或60
50、Hz回路的灯管，一般与回路的灯管，一般与电感镇流器配套使用。目前市场中生产的主要是此种灯管。电感镇流器配套使用。目前市场中生产的主要是此种灯管。2）高频灯管：高频灯管：工作在工作在20100kHz高频状态下的灯管，高频电流是高频状态下的灯管，高频电流是与其配套的电子镇流器产生的。与其配套的电子镇流器产生的。3）直流灯管：直流灯管：工作在直流状态下的灯管。点灯回路从市电取用工频工作在直流状态下的灯管。点灯回路从市电取用工频（50Hz或或60Hz）交流电源经整流成直流后向灯管供电）交流电源经整流成直流后向灯管供电。techbook4.特种荧光灯特种荧光灯1）高频无极感应灯（无极荧光灯）高频无极感应
