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光源的基础知识

光源:

通俗的讲就是能够自身发光的物体就是光源,但是我们通常所说的光源主要是指可见光波段的光源,即380nm-760nm的照明光源。

光源的种类:
按照光源的形成可分为自然光源和人造光源。
自然光源:太阳,闪电,生物光源
人造光源:油灯,蜡烛,电光源

今天我们来聊一聊电光源的发光原理和特性。

1、白炽灯

作为我们这一代人最熟悉的电光源应该就是电灯泡,也称为白炽灯。

△电灯泡的结构图

一颗电灯泡的结构可以简单地分为3部分:灯头、灯芯,和玻璃泡壳。其中灯芯的构造是发光的重要条件。当电流从锡焊点进入,到达电阻较大的钨丝处时开始发热,到达一定温度后,钨丝就会产生热辐射并发光。

优点:显色性好、光线柔和,光线均匀,易调光,启动快,瞬间启动,无需配件,无电磁干扰,维护简单方便,初始成本低。

缺点:温度高、易碎、易炸、安全性差,光效低,寿命短,维护次数多,耗电量大、运行成本高,不节能。由于白炽灯特别耗电,使用寿命短,性能远低于新一代的新型光源,为了节约能源,保护环境,白炽灯目前已被其他绿色光源所代替。

2、卤钨灯

填充气体中含有部分卤族元素的充气白炽灯称为卤钨灯。其工作原理和白炽灯一致:电流流过钨丝使钨丝加热发光。和白炽灯相比,卤钨灯的光效和使用寿命得到提高。常见的卤钨灯有:低压:花生米石英灯,石英杯,大直径反射卤钨灯。
高压:石英杯,硬玻璃卤钨射灯,双端石英管。

说起来并不陌生的舞台灯,汽车灯以及MR11、MR16,豆胆杯(QR80、QR111),PAR20,PAR30,PAR38等等。

优点:成本低,易调光,色温恒定,光谱全,显色指数接近日光,启动快。

缺点:寿命短,只有暖色温,发热大,与金卤灯及LED相比光效低。由于卤钨灯的特性,常用于一些对于光的品质要求高的地方,如博物馆,画廊,珠宝店等,以及应急照明等。

3、荧光灯

荧光灯发光的原理是气体原子被电离时所激发引起的气体放电。灯具管壁上有汞和荧光粉的存在,当通入电流时,稀有气体中会产生放电,并激发荧光粉发光。

优点:
光效较高,最高可达104lm/W,流明维持率高,光衰小,多种色温可选,光源的色温主要取决于管壁涂的荧光粉。寿命较长可达12000小时,减低维护费用,采购成本低,容易替换。

缺点:体积较大,灯具设计比较困难,只能用于基础照明,显色性一般多为Ra80+,调光较为复杂,需要特殊的驱动电器,会有电磁干扰。

常见的荧光灯:T5,T8,T12及紧凑型的荧光灯也称为“节能灯”。由于荧光灯的特性,适合大面积均匀照明,常用于照明要求一般的办公室,大堂照明。
4HID(高强度气体放电灯)

管内建立电弧,发光管表面负载超过3W/c㎡的放电灯。包括高压汞灯,高压钠灯和金属卤化物灯等。

优点:光效比较高,光通维持率高,紧凑的尺寸,寿命较长,减低维护费用。

缺点:一般不能瞬时启动,熄灭后要等灯管冷却才能再点亮,一般要10分钟左右。由于高强度气体放电灯(HID)的启动和熄灭延时的特性,不适用于家居和酒店这种开关灵活的场所。

5LED

LED全称为半导体发光二极管,它由半导体材料制成的,半导体可以被划分为P型半导体和N型半导体。N型半导体带额外电子,P型半导体带额外“空穴”,电子可以在空穴之间移动,电子的流动就会产生电流,当有正向电流通过时,电子就会与P区的空穴进行结合并释放出能量,这种能量以光子的形式存在,这就是半导体发光二极管发光的原理。

常见LED灯具的种类:

我们将LED灯具和前面的几种灯具的性能来对比一下:
优点:LED灯具体积小,色彩变化多,易控制,响应快,低故障,绿色环保。

缺点:散热问题,部分能量变成热损耗,加速芯片和封装老化。显色性不容易做高常见LED灯珠类型:
类型1:

类型2:

类型3:

本次的灯具基础知识就讲到这里,想了解更多调光照明信息,欢迎关注我们的公众号euchips