物理小知识之生活中常见的电光源

物理小知识之生活中常见的电光源

　　电光源是我们日常生活中常用的一种光源类型，是指将电能转换为光能的器件或装置，例如白织灯、卤钨灯、荧光灯等。以下是小编为大家整理的物理小知识之生活中常见的电光源，供大家欣赏。

　　最早使用的电光源是白炽灯，就是我们平常所说的电灯。它是根据热辐射原理制成的，钨丝达到炽热状态，只有少部分电能转化为可见光，消耗的电能大多转化为热能，发光效率很低。所以白炽灯照明浪费了大量的电能。

　　钨丝到500℃时开始发出可见光，随温度的增加，从红橙黄白逐渐变化。白炽灯发出的光是全色光，但各种色光的成分比例是由发光物质（钨）以及温度决定的，比例不平衡就会导致颜色走色，所以在白炽灯下物体的颜色不够真实（即显色性不高），这也是在商场等公共场所不使用白炽灯照明的原因之一。

　　为提高光效，在40年代初发明了荧光灯，因其光色接近日光又称日光灯。日光灯管两端各有一灯丝，灯管内充有稀薄的汞蒸气，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。与白炽灯相比，日光灯光效有了很大提高，节省电能。

　　日光灯的一个主要部件是镇流器，它利用自感原理，日光灯启动时提供瞬时高压;灯管正常工作时，降压限流，保证日光灯在稳定的低压环境下工作，延长日光灯的使用寿命。但镇流器功耗大，重量重，体积大，又有噪音。日光灯在50Hz的交流电压下工作，随着电压、电流的变化，日光灯的发光也有周期性的明暗变化，从而产生闪烁。这种闪烁虽然不易被人觉察，但长期在日光灯下工作，眼睛容易疲劳，会影响视力。

　　随着科技的发展，近几年又发明了一种新型的电光源──节能灯，电子节能灯的核心部分是灯管和电子镇流器。灯管涂有三基色荧光粉，三基色荧光粉是一种高效荧光粉，能发出更亮的光，比标准日光灯更接近太阳光，这种荧光粉可以大大提高发光效率。

　　电子镇流器的工作原理：由整流电路将50Hz的交流电整流成直流电，再由高频发生电路将直流电转变成30kHz左右的高频交流电，然后经过LC电路后对灯供电。节能灯中的LC电路利用了自感现象。电子镇流器采用电子元件，功耗小，重量轻，可以方便地安装在灯内，大大减小灯的重量，更突出的特点是提高工作频率后，感觉不到灯的闪烁，启动方便，无噪音，节约电能。一只9W的节能灯相当于60W白炽灯的光效。另外灯管可以做成各种形状，可以起到装饰的效果，所以节能灯成了室内装修的时尚灯。由于电子节能灯发光效率高，无污染、无噪音、无闪烁，被人们誉为绿色光源。它将成为家庭使用的主要电光源。

　　什么是电光源？

　　所谓电光源，是指将电能转换为光能的器件或装置，例如白织灯、卤钨灯、荧光灯等。电光源自最初的白炽灯诞生以来，已有百余年的历史，随着科学技术的不断发展，相继涌现出众多的电光源品种，以适应各种场合的照明需求。进入二十世纪下半叶以后，世界性的能源短缺和火力发电厂二氧化碳排出量造成的温室效应，以及许多新的应用领域对电光源的性能提出了新的要求等，促使电光源向着节能、环保、安全、长寿等方面发展，并取得了一系列令人瞩目的成就。

　　电光源的分类：

　　（1）按电光源的发光原理主要分为两大类，即热辐射光源和放电光源。

　　①热辐射光源是当物体受热且热能足够大时，使原子或分子发生激烈的相互碰撞而激发产生的光的发射。电光源是利用电流将物体加热到白炽程度而产生的光。属于热辐射光源的灯有白炽灯、卤钨灯。

　　②放电光源是指在电场作用下，载流子在气体（或蒸气）中产生和运动，而使电流通过气体（或蒸气）的过程。这个过程导致光的发射，可作为光源，即放电光源。这种光源具有发光效率高、使用寿命长等特点，有较好的发展前途。

　　（2）按放电媒质分类

　　①气体放电灯，是利用气体中的放电发光，例如氩灯、氛灯等。

　　②金属蒸气灯，是利用金属蒸气（如汞蒸气、钠蒸气等）中的放电，而主要由金属蒸气产生光，例如汞灯、钠灯等。

　　常用电光源类型：

　　①卤钨灯。卤钨灯除在灯泡内充入惰性气体外还充入有少量的卤族元素（氟、氯、溴、碘），这样对防止玻壳黑化，具有较高的效能。

　　②荧光灯。荧光灯属于放电光源，是靠低压汞蒸气放电，利用放电过程中的电致发光和荧光质的光致发光，形成光源。

　　③钠灯：与汞灯一样也是靠放电而发光。如在灯管内放入适量的钠和惰性气体，就成为钠灯。钠灯具有省电、光效高、透雾能力强等特点，钠灯分为高压钠灯和低压钠灯。

　　④金属卤化物灯：金属卤化物灯也是一种气体放电灯。这种灯的优点是发光体小，光色和日光相似，显色性也较高，光效也较高，达701m/W左右。

　　⑤氩灯：氩灯也是一种弧光放电灯。其具有功率大、光色好、体积小、亮度高、启动方便等优点，人们称誉它为“小太阳”。

　　⑥LED光源：LED被称为第四代照明光源或绿色光源，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。

　　LED电光源的特点：

　　a.发光效率高，节能效果好。

　　b.白光光谱质量好，光谱中没有紫外线和红外线，属健康光源。

　　c.寿命长：光通量衰减到70%的理论寿命达5万~10万h。

　　d.响应时间短，适合于频繁开关以及高频运作的场合。

　　e.绿色环保，LED组成材料里无有害和污染环境成分。

　　f.控制灵活，易于调光，可以实现多种彩色效果。

　　g.具有良好的显色性，对物体的色泽还原效果好。

　　h.LED单面发光，是防止产生光污染的理想光源。

　　LED的环保特征是在LED构成的各种材料里，不会对环境产生污染，同时，LED照明的发光效率非常高，可以节省大量的电能，这也是世界各国竞相发展这一照明技术的重要原因，随着LED成本的进一步降低，LED会广泛应用在照明的各个领域。