白炽灯、日光灯、led的发光原理

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1、白炽灯、日光灯、LED的发光原理  评论:1条 查看:2240次 taoluezheLED发表于2008-01-0514:241．白炽灯根据白炽灯技术，主要有四种灯泡形式，分别为钨丝灯（tungsten-filament）、卤钨灯(tungstenhalogen)、石英卤素灯(quartzhalogen)及红外线反射灯(infra-lamps，简称IR灯)。1.1白炽灯的发光原理白炽灯是将电能转化为光能以提供照明的设备。其工作原理是：电首先被转化成了热，将灯丝加热至极高的温度（钨丝，熔点达3000℃多），这时候组成灯丝的元素

2、的原子核外电子会被激发，从而使得其向较高能量的外层跃迁，当电子再次向低能量的电子层跃迁时，多余的能量便以光的形式放出来了。同时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000℃以上，灯丝在处于白炽状态时，就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。灯丝的温度越高，发出的光就越亮。故称之为白炽灯。白炽灯是由发光用的金属钨丝、与外界电源相通的电极，尾部的密封部分组成。一般将灯泡里面抽成真空或充入其它惰性气体，利用钨的熔点高的特点，将其制造成丝状，通入电流后，钨丝便发光，并有一部分电能转化为热能。在使用白炽灯时，注意不要去处

3、接触灯泡，第一，灯泡表面温度很高，容易烫着手；第二，灯泡在工作时，钨丝在很高的温度下变软，如果晃动灯泡，容易使灯泡损坏。在刚开关刚闭合时钨丝最容易烧断。1.2灯丝材料做灯丝的材料要求具有一定的电阻率、机械强度、化学稳定性和低挥发(即高熔点)。钨满足以上这些基本要求，当然这并不是说只有这一种材料，事实上还有铼，钼，钽，锇以及金属碳化物。1.3为何选择钨丝？一是因为其电阻大，当电流通过时钨丝时，就可以消耗电流，以发热，当达到一定温度时就可以发光，当然这个加热过程是非常快的。二是因为其挥发的慢，同时，在灯泡里充满着惰性气体，可以有

4、助于降低钨丝的挥发。为什么选钨丝，那时人们长久以来经验的结果。当爱迪生发明电灯的时候，传说他试验了包括植物纤维、动物毛发和人的头发在内的一千多种（也有说两千多种）材料，很多不适合作灯丝。主要原因是内阻小，或者熔点低，或者亮度不合适等等。最后爱迪生选择的并不是今天我们广泛采用的钨丝。后来人们经过多次改进才选择了钨作灯丝。1.4为何叫碘钨灯？利用电流通过钨丝的时候产生几千度的高温并且发光，钨丝在高温下会挥发，并在温度较低的灯泡玻璃上凝结，导致透明度严重降低，照明效率下降，钨丝挥发严重时会断裂，完全损坏。为了解决钨丝高温下挥发的问

5、题，现在普遍的做法是向灯泡内充入碘等卤素，碘会在高温下和钨原子结合，并在高温的钨丝上将碘化钨还原为钨，从而大大延长了灯泡的使用寿命。这也是现在很多灯泡简称碘钨灯的原因。卤素灯工作在高温下，很多电能白白的变成了热能，而没有转化为光能，因此，卤素灯发光效率低。灯丝工作在高温下，在车辆行驶中的颠簸十分不利，容易损毁。家里的灯泡更脆弱，碰几下就完蛋了。卤素灯丝工作在密闭的玻璃球或者管内，外壳一旦破损，灯泡就牺牲了。白炽灯的显色性：白炽灯发出的光是全色光，但各种色光的成份比例是由发光物质（钨）以及温度决定的。比例不平衡就导致了光的颜色

6、的偏色，所以在白炽灯下物体的颜色不够真实。（即显色性不高）在商场购衣物时很容易上当。白炽的寿命与功率：白炽灯的寿命跟灯丝的温度有关，因为温度越高，灯丝就越容易升华（钨直接变成钨气）。所以，白炽灯的功率（瓦数）越大，寿命就越短。 2.日光灯2.1日光灯构造日光灯管两端装有灯丝，玻璃管内壁涂有一层均匀的薄荧光粉，管内被抽成真空度103-104毫米汞柱以后，充入少量惰性气体，同时还注入微量的液态水银。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。2.2日光灯工作特点灯管开始点燃时需要一个高电压

7、，正常发光时只允许通过不大的电流，这时灯管两端的电压低于电源电压。2.3电感整流器与启辉器作用电感镇流器是一个铁芯电感线圈，电感的性质是当线圈中的电流发生变化时，则在线圈中将引起磁通的变化，从而产生感应电动势，其方向与电流的方向相反，因而阻碍着电流变化。起辉器在电路中起开关作用，它由一个氖气放电管与一个电容并联而成，电容的作用为消除对电源的电磁干扰并与镇流器形成振荡回路，增加启动脉冲电压幅度。放电管中一个电极用双金属片组成，利用氖泡放电加热，使双金属片在开闭时，引起电感镇流器电流突变并产生高压脉冲加到灯管两端。在正常发光过程

8、中，镇流器的自感还起着稳定电路中电流的作用。图1日光灯电路图2.4日光灯的工作原理日光灯的整体电路如图1所示。其工作原理是：当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启辉器的两极。220伏的电压立即使启辉器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触