在我们的日常生活中常用的照明光源有:白炽灯(即普通灯泡)、荧光灯(日光灯)、卤钨灯、高压水银灯、金属卤化物灯等。
通常我们可根据光源的工作原理可分为两大类:
一类是热辐射光源,如白炽灯、卤钨灯等。
另一类是光电光源,有气体放电灯,如氙灯,还有金属蒸汽灯,如水银灯(汞灯)和钠灯,放电光源按放电形式又可分为辉光放电和弧光放电,霓虹灯属于辉光放电,荧光灯、高压水银灯、钠灯等均属于弧光放电,下面简要介绍上述光源的结构、工作原理及使用方法。
白炽灯的发光原理讲解;
什么是白炽灯:
其实就是我们平时所见的透明玻璃外形的,可以看见内部灯丝结构的普通灯泡,下右图所示为家用照明用的白炽灯泡外形。白炽灯是一种将电能转化为光能的发光光源,白炽一词来源其发光原理。这种光源价格低廉,工艺简单,常用在要求不高的局部照明,但也因其功耗和亮度的局限,在我们的生活领域目前逐渐被节能灯,LED灯具等新型发光源所取代。
白炽灯的发光原理
白炽灯由玻璃泡、灯丝、灯头三部分组成。灯丝用熔点高和不易蒸发的钨丝做成,小功率的灯泡内抽成真空,大功率(大于40瓦)的灯泡内抽成真空后,充以惰性气体,如氩气等,灯泡的灯头,有插口式 和螺口式两种,功率超过300瓦的灯泡,一般都采用螦口灯头,因为螺口式灯头在电接触和散热方面 都比插口式灯头好。
白炽灯的发光原理:白炽灯是利用灯丝电阻电流的热效应(电能转换为热能),使灯丝温度上升到白炽程度而发光(热 能转换为光能)的,由于高温灯丝的蒸发,日久使用后在白炽灯玻璃壳内易产生沉积物而发黑,使其透 光性能降低而影响发光效率,所以白炽灯发光效率较低。
白炽灯的种类很多,按工作电压分,有6、12、 36、和220伏等四种,其中36伏以下属于低压灯泡,用于局部照明和携带照明,在安装白炽灯泡时,要注意灯 泡的工作电压与线路电压必须一致,若误把36伏灯泡接人220伏的线路,由于电压过高,流过灯丝的 电流过大,会使灯丝烧坏,相反,若误将220伏的灯泡接人36伏的线路,则由于电压过低,灯泡就会发 不出光来。
什么是卤钨灯(碘钨灯)?加卤族元素的高温灯具;
卤钨灯是在灯内充人微量卤族元素,使蒸发钨与卤元素起化学反应,以克服普通白炽灯玻璃壳易发黑的缺陷,卤钨灯的构造如下图所示,其工作原理与白炽灯基本相似,即利用灯丝电阻电流的热效应(电能转换为热能),使灯丝温度升高发光。也属于热辐射电光源,由于充入的卤元素不同,卤钨灯有碘钨灯和溴钨灯之分,而它们的工作原理是相同的。
管状卤钨灯
碘钨灯的管内充有适量的碘,管壁温度可达250℃以上(碘循环所需的温度),因而灯管用耐高温的石英玻璃制成,直径约10mm,壁厚1mm,灯丝沿玻璃管轴向安装,电源引线由两端接出,碘钨灯在亮燃时,钨丝蒸发的钨分子向管壁移动,这时管内的碘因受到灯丝加热而分解,变成原子状态,在管壁附近扩散,同钨发生化学反应,生成碘化钨,于是钨又沉积到灯丝上,而碘重新向管壁扩散,由此可见,碘能将蒸发出的钨分子送回灯丝,使碘钨灯寿命几乎是白炽灯的2倍。为了使灯管温度分布均匀,防止出现低温区,以保持碘钨循环的正常进行,必须水平安装碘钨灯,其倾斜角应小于±4°。
电源电压变化对灯管寿命影响很大,当电压超过额定电压的5%时,寿命将缩短一半所以,电源电压与额定值的偏差一般不应超过±2.5%,这就要求在安装碘钨灯的线路上最好不要有冲击性负荷。
碘钨灯不允许采用任何人工冷却措施(如电风扇吹、水淋等),以保证正常的碘钨循环碘钨灯工作时管壁温度高,因此,应与易燃物保持一定距离,碘钨灯管在安装前应用酒精擦去灯管外壁的油污,否则油污在高温下形成污点,影响亮度,灯座与灯脚一般用裸导线连接,在裸导线上要加穿耐高温的小瓷管,连接处要求接触良好,碘钨灯耐震性能差,不能用在震动较大的地方,更不能作为移动光源来使用。溴钨灯用硬质玻璃制造外壳,形状任意,安装位置不受限制,发光效率比碘钨灯约高4巧%,工作电压有24V、36V、110V和220v等四种,寿命较短,一般用作放映光源。
当然还有高压水银灯、金属卤化物灯等等