照明技术(照明光源)课件.ppt

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1、第四章照明电光源刘红宇第一节概述2。钨丝的辐射自然界中不存在真实的黑体，灯泡用的钨丝并不是黑体。通过实验及分析可知：钨丝热辐射的波长范围很广，其中可见光部分仅占很少的比例，紫外线也很少，绝大部分是红外线。钨丝辐射随着工作温度升高而增加，其中可见光部分比红外线增加得更快，因此，钨丝的工作温度越高，灯的光效就越高。第一节概述二、气体放电原理在电场的作用下，载流子在气体(或蒸气)中产生和运动，从而使电流通过气体(或蒸气)的过程称为气体放电；气体放电的种类很多,用得较多的是辉光放电和弧光放电。辉光放电一般用于霓虹灯和指示灯。弧光放电可有很强的光输出，照明光源都采用弧光放电。第一节

2、概述原理:辉光放电:在低压气体中显示辉光的放电现象。例如，在低压气体放电管中，在两极间加上足够高的电压时，或在其周围加上高频电场，就使管内的稀薄气体呈现出辉光放电现象，其特征是需要高电压而电流密度较小。辉光的部位和管内所充气体的压强有关，辉光的颜色随气体的种类而异。荧光灯、霓虹灯的发光都属于这种辉光放电。第一节概述弧光放电:产生高温的气体放电现象，它能发射出耀眼的白光。通常是在常压下发生，并不需要很高的电压，而有很强的电流。例如把两根炭棒或金属棒接于电压为数十伏的电路上，先使两棒的顶端相互接触，通过强大的电流，然后使两棒分开使两端间保持不大的距离，这时电流仍能通过空隙

3、，而使两端间维持弧形白光，称之为“电弧”。维持电弧中强大电流所需的大量离子，主要是由电极上蒸发出来的。电弧可作为强光源（如弧光灯）、紫外线源（太阳灯）或强热源（电弧炉、电焊机等）。第一节概述二、常用电光源1．电光源的分类根据光的产生原理，电光源主要分为两大类。一类是以热辐射作为光辐射原理的电光源，包括白炽灯和卤钨灯，它们都是用钨丝为辐射体，通电后使之达到白炽温度，产生热辐射。这种光源统称为热辐射光源，目前仍是重要的照明光源，生产数量极大。另一类是气体放电光源，它们主要以原子辐射形式产生光辐射。根据这些光源中气体的压力，可分为低压气体放电光源和高压气体放电光源。常用低压气体

4、放电光源有荧光灯和低压钠灯；常用高压气体放电光源有高压汞灯、金属卤化物灯、高压钠灯、氙灯等。2．常用电光源(1)普通白炽灯。普通白炽灯是最早出现的电光源，称作第一代电光源，其结构如图所示。由玻壳、灯丝、支架、引线和灯头等部分组成。现在白炽灯的灯丝一般采用耐高温且不易蒸发的钨丝，并卷曲成螺旋形状。玻璃壳内抽成真空，或充入惰性气体阻止灯丝蒸发。玻璃壳的形状一般采用，如梨子形、球形、圆柱形、尖形等轴对称的形式。玻璃壳一般是透明的；为了防止眩光，可以对玻璃壳内表面进行“磨沙”处理，或者“内涂”白色材料，或者使用白色玻璃壳，使其具有漫射的性质。为了加强某一方向上的光强，可在玻璃壳内

5、镀上金属反射层，形成反射面，增加定向投射。另外，还可以用彩色玻璃构成灯的外壳，用作装饰照明。白炽灯的灯头有不同的规格，常见的是插口灯头和螺口灯头。实用白炽灯自爱迪生1879年发明以来，历经改进，现在仍然是广泛使用的电光源之一。由于是热辐射光源，所以光谱功率连续分布；显色性好，显色指数可以达到95以上；色温一般在2400~2900K，属于低色温光源；白炽灯的功率因数接近于1，可以瞬时点亮，没有频闪；因为构造简单，所以易于制造，价格便宜。但是，白炽灯的发光效率低，由于辐射集中于红外线区，大致只有2%~3%的电能转化为可见光。它的平均寿命通常只有1000小时左右。并且，白炽灯不

6、耐震。现在，利用新的技术和材料，正在努力改善白炽灯的性能。例如，采用新的硬质玻璃或者石英玻璃作为外壳；缩小灯的体积，增加灯内气压。这样，可以进一步抑制灯丝的蒸发，延长灯泡的寿命；进一步的提高灯丝温度，增加可见光在总辐射能量中的比例，提高白炽灯的发光效率，改善白炽灯的色温。白炽灯的另一个特点是：它的光通量、发光效率和使用寿命会受到电源电压的巨大影响，如图所示。从图上能看出，光通量和电压正向变化，可以很方便的利用白炽灯的这种特点，构成调光灯。白炽灯的类别：第一部分：灯泡名称中有代表性的文字拼音的第一个字母。第二部分：灯泡的额定电压。第三部分：灯泡的额定功率(有些灯泡也以额定电

7、流表示）(2)卤钨灯。灯泡内充入的气体中含有卤族元素（氟、氯、溴、碘）或者卤化物的热辐射光源叫做卤钨灯，如图。卤钨灯能够实现钨的再生循环，从而大大减小钨丝的蒸发量。循环的简单过程是：当点亮卤钨灯时，由于高温，钨丝蒸发出钨原子并向周围扩散。卤素（目前，普遍采用碘、溴两种元素）与之反应形成卤化钨，卤化钨的化学性质不稳定，扩散到灯丝附近时，因为高温，卤化钨又分解为钨原子和卤素，钨原子会重新沉积于钨丝上，而卤素再次扩散到外围进行下一次的循环。卤钨灯抑制了钨丝的蒸发，改善了一般白炽灯因为钨丝蒸发而沉积在灯泡内壁，造成玻璃壳发黑的现象，提