电光源分类及发光原理概述
灯的发光原理
灯的发光原理
灯的发光原理是利用电能或化学能转化为光能的物理现象。
以下是各类常见灯的发光原理：
1. 白炽灯：白炽灯的发光原理基于物体加热后发出可见光。
白炽灯中的灯丝通电后会发热，达到一定温度时，灯丝开始发射可见光。
由于灯丝是在加热器内不断加热，因此发光是一个连续过程。
2. 荧光灯：荧光灯的发光原理是利用荧光材料吸收电能并发出可见光。
荧光灯内部有荧光粉涂层，当灯泡发出的紫外线或蓝光照射到荧光粉上时，荧光粉会被激发，然后自身发出可见光。
荧光灯的发光是一个间接发光的过程。
3. LED灯：LED灯的发光原理是通过半导体材料产生的电子
元件将电能转化为光能。
当电流通过半导体材料时，会导致半导体中的电子跃迁，从而产生光子。
这种光子发射产生的光谱是很窄的，因此LED灯的发光通常是单色的。
LED灯的发光
是一个直接发光的过程。
4. 气体放电灯：气体放电灯的发光原理基于气体放电的产生强烈的电磁辐射。
例如，氖灯中的氖气放电以及氙灯和汞灯中的氙气和汞蒸气放电都能产生可见光。
气体放电灯的发光是通过激发放电产生较高的能量粒子，进而使气体分子发射光子。
总的来说，不同类型的灯具利用不同的原理将电能或化学能转化为光能，从而实现发光效果。
电光源分类及发光原理概述
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c.保护膜： 保护膜的作用是在玻璃和荧光粉之间形成一层致密的薄 膜，这层膜可以很好地使二者隔离开，使得析出的金属不至 于影响灯管性能表现。 分析：玻璃中的金属元素在长时间电子轰击下会逐渐析出， 并迁移到玻璃管内侧和汞形成汞齐，一方面使灯管发黑，一 方面使汞失效，使灯管的转换效率降低，光线被遮挡。 d.电子粉： 节能灯所采用的电子粉要满足如下条件：工作温度较低、 发射效率较高、寿命较长。涂覆电子粉浆，使灯丝上带有足 够发射的物质
脚距 脚径
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卤钨灯
卤钨灯是在白炽灯的基础上在灯内添加碘、溴等卤素， 使挥发的钨能重新回到灯丝上。这样，灯丝的温度就 可以比白炽灯高，光效也就更高，一般为15~35lm/W， 寿命也比白炽灯长。一般来说寿命可超过1000小时。 卤钨灯小而结实，配光容易，在寿命期的光通维持率 高，几乎可达100%。 应用范围： 大功率的卤钨灯可以用于车场、工场、建筑工地等处 进行照明，小功率的卤钨灯可以用作商店、展厅等处 的室内照明。
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f.惰性气体： 惰性气体由于化学性质极不活泼，几乎不与其他元 素反应，故此得名。由于它们在大气中含量极少，所以 也被称为稀有气体。惰性气体在节能灯中的作用是使得 电子的行程增加，因为电子的重量非常小，和相对很大 的惰性气体原子产生弹性碰撞，增加了和汞原子的碰撞 机会，增加了电离的机会，使发光的效能提高。我们常 用的惰性气体有氩气、氖气、氪气等等，我们还依据不 同的需要搭配出一些混合气体，用于不同需要的灯管。
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a.灯丝： b. 灯丝由钨丝为材料绕制而成，灯丝的尺寸都经过合理 的设计和选择，使提供给灯丝螺旋的热能够很快产生一个恰当 的温度，保证电子发射。同时，中空的丝体内能够存储更多的 发射材料，利于寿命的维持。
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第4章-照明电光源
第三节 卤钨灯
卤钨灯属于热辐射光源，工作原理基本上与普通白炽灯一样，但 结构上有较大的差别，最突出的差别就是卤钨灯泡内所填充的气体含 有部分卤族元素或卤化物。
一、卤钨灯的结构 卤钨灯是由钨丝、充入卤素的玻璃泡和灯头等构成。卤钨灯有双 端、单端和双泡壳之分。 上图为常用卤钨等的外形。图a为双端管状卤钨灯的典型结构，灯 呈管状，功率为100-2000W，灯管的直径为8-10mm，长80-330mm。 两端采用磁接头，需要时在磁管内还装有保险丝。这种灯主要用于室 内外泛光照明。图b为单端引出的卤钨灯，这类灯的功率有75W、 100W、150W和250W等多种规格，灯的泡壳有磨砂的和透明泡的，单 端型灯头采用E27。
射发光光源和气体放电发光光源。电光源分类如图：
1．热辐射发光光源 热辐射发光光源是利用电流将灯丝加热到白炽程度而
产生热辐射发光的一种光源。例如白炽灯和卤钨灯，它们 都是以钨丝作为辐射体，通电后使之达到白炽程度时产生 热辐射。目前白炽灯仍是重要的照明光源。
（白炽状态：物体温度达到1700℃以上就发白光，这种状态叫白炽状态。）
高压气体放电光源包括高压汞灯、高压钠灯、金属卤 化物灯和氙灯。这类光源的特点是灯管中气压较高，原子 之间距离比较近，相互影响比较大，电子在轰击原子时不 能直接与一个原子作用，从而影响了原子的辐射，因此这 类辐射与低压气体放电光源有较大的区别。但其辐射原理 仍然是气体中的原子辐射产生光辐射。高压气体放电光源 管壁的负荷一般比较大，也就是灯的表面积（玻璃壳外表 面）不大，但灯的功率较大，往往超过3W/cm2，因此又称 为高强度气体放电灯，简称HID灯。
【还有一种弧光放电叫做冷阴极弧光放电，阴极由低熔点材料 （如汞）做成。阴极表面蒸发出的蒸气被电离，在阴极表面附近堆积 成空间正电荷层，此电荷层与阴极间极为狭窄区域内形成的强电场引 起场致发射，使电流剧增，产生电弧。
电光源与灯具
荧光灯 65～78
镝灯
80
高压汞灯
40～60
卤化锡灯
50～60
氙 灯 22～50 高压钠灯
130
色表与色温的相应关系
色温 色表
色温
色表
2000K 橙色
4000 K
白中偏黄
2500K 浅橙色 4500～7500K 白色
3000K 橙白色 6000～6500 日光色
K
常用电光源的显色指数
电光源
白炽灯
白炽灯特点
结构简单，成本低。 有高度集光性，便于光的再分配。 可频繁操作，对寿命无影响，使用方便。 显色性好（99－100〕 无闪烁 寿命短（1000h〕 光效低（10～20lm/w ） 受电压影响大
2、卤钨灯
图 2.2 卤钨灯外形 a)两端引出 b)单端引出
卤钨灯特点
寿命提高（1500～2000h〕 光效提高（20～30lm/w) 体积小 显色性好 色温较高 不适于易燃易爆及多尘的场所 水平安装 耐震差
灯丝和电极、红外线和紫外线辐射小、污染小
（3）LED灯（二极管灯） LED的定义: LED是 Light Emitting Diode（发光二极管）
的缩写。广泛见于日常生活中，如家用电器的指示灯，汽 车后防雾灯等。目前在家庭装饰中也有应用。LED的最显 著特点是使用寿命长，光电转换效能高。
工作原理：PN结加正向电压时，电子和空穴在PN结处复合 而发光
相应显色指数的光源
2.3 照明器
一、组成：光源+灯具 二、灯具的作用：
对光源发出的光通量进行再次分配 防眩光，减少和防止光源的污染 对光源的机械保护
装饰、美化环境
三、照明器的特性
照明器的光学特性有： 配光曲线 保护角 效率
电光源根据原理的不同
电光源根据原理的不同
可以分为光电效应、荧光发射、激光发射等几种。
1. 光电效应：光电效应是指当光照射到金属或半导体表面时，由于光子的能量足够大，会引起材料中的电子跃迁，从而产生电流或电子释放的现象。
常见的光电效应器件包括光电二极管（Photodiode）和光电倍增管（Photomultiplier Tube）。
2. 荧光发射：荧光发射是指物质在受到光或其他能量激发时，发出比激发能量低的辐射光。
这种辐射光的波长一般比激发光的波长长，且在激发停止后仍可持续一段时间。
常见的荧光源包括荧光灯和荧光屏。
3. 激光发射：激光发射是指通过受激辐射的原理产生的一种高度一致的、高能量密度的光束。
激光器的工作原理是通过在光学腔内产生光子反射和受激放射作用，使光在腔内来回传播，并通过增强输出耦合镜产生激光束。
常见的激光器器件包括氦氖激光器、半导体激光器等。
电光源的分类
电光源的分类1.按发光原理可分为热辐射光源、气体放电光源和场致光源。
热辐射光源是用电把物体(阴极)加热至白炽状态而发光，如白炽灯和卤钨灯。
气体放电光源是让电流流经气体(如氩气、氪气、氙气、氖气)或金属蒸气(如汞蒸气),使之放电而发光。
根据发光时产生辉光或弧光，气体放电又分为辉光放电和弧光放电。
根据管内气体或金属蒸气压力高低，气体放电又分为低气压(30KPa以下,1Pa=1/133.3mmHg)放电、高气压(30Kpa-300KPa)放电和超高气压(300KPa以上)放电。
普通荧光灯、节能荧光灯、低压纳灯等即属低气压弧光放电；高压钠灯、高压汞灯和金属卤化物灯等即属高气压弧光放电；超高压汞氙灯、超高压氙灯等即属超高气压弧光放电；霓虹灯、冷阴极管、氖气灯等即属辉光放电。
场致光源是把发光体如荧光粉、砷化镓等置于光源的电极间，电极加上电压后将产生电场，它将激励发光体发光。
交流场致发光光源和发光二极管等即属场致放电。
2.按阴极(灯丝)情况可分为热阴极管和冷阴极管。
有灯丝并通以较大电流从而使灯管处于弧光放电状态放电的灯管称热阴极管。
没有灯丝或灯丝通以较小电流从而使灯管处于辉光放电状态放电的灯管称冷阴极管。
3.按发光波长或用途可分为照明光源和其他光源。
照明光源发出的是波长从380nm到780nm的可见光，用于照明，如上述白炽灯、卤钨灯、普通荧光灯、节能荧光灯、低压钠灯、高压钠灯、高压汞灯等。
其他光源发出的分别是波长780nm 以下的紫外光，如紫外线杀菌灯、黑光灯等和波长380nm以上的红外光，如红外灯等，他们都是不可见光，分别用于杀菌、紫外线鉴别、帮助作物生长和医疗等。
4.按玻壳形状可分为管型和泡型。
管型又可分为直管型、环型、双环型、方型、U型、2U型、3U型、4U型、5U型、H型、2H型、Π型、D型、2D型、L型、M 型、螺旋型、双螺旋型等等；泡型也可分为球型、矩型、圆锥型、椭球型、抛物型、梨型、蘑菇型、瓢型、烛光型、A型、B型、C型、E型、F型、G型、K型、M型、P型、R型、S型、T型等等。
建筑电气：电光源分类有哪些.doc
建筑电气：电光源分类有哪些
按电光源的发光原理电光源主要分为两大类。
（1）热辐射光源
热辐射光源是当物体受热且热能足够大，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。
属于热辐射光源的灯有白炽灯、卤钨灯。
（2）放电光源
放电是指在电场作用下，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，很有发展前途。
按放电形式分：
①辉光放电灯。
这种灯由辉光放电产生光。
放电要有阳极和阴极。
放电时，阴极温度不高，但要有足够的电子发射，又叫冷阴极灯。
②弧光放电灯。
是由弧光放电产生光。
阴极工作在较高的温度下，又叫热阴极灯，如荧光灯、汞灯、钠灯等。
电光源的介绍及应用
电光源的介绍及应用电光源指的是将电能转换为光能的期间或装置，广泛用于建筑物内外的日常照明和生活设施。
照明用电一般要占大型写字楼、商场等公共建筑物总用电量的15%~20%.一、电光源分类一般可以分为两类：1.照明光源照明光源是以产生可见光为目的，辐射出主要为人眼视觉的可见光谱（波长380~780纳米）的电光源，主要用于照明。
照明光源的规格品种非常之多，单只功率从0.1瓦到20千瓦，其产量要占到全世界电光源总产量的95%以上。
2.辐射光源辐射光源不是为照明用的，这些光源能够辐射出大量紫外线光谱（1~380纳米）和红外线光谱（780~1×106纳米）的电光源，它包括紫外线光源、红外光源和非照明光源。
在建筑物内用量不大，但往往又是不可或缺的。
此外还有一类相干光源，它通过激发态粒子在受激辐射作用下发光，这种光源称为激光光源。
建筑物内外主要用于景观装饰等方面，用量比较少。
二、结构不同类型的电光源有不同的结构，但一般都具有以下几部分的零部件：1.作为发光体的灯丝、电极、荧光粉；2.作为发光体外壳的玻璃、半透明陶瓷管、石英管；3.作为电源引线的导丝、芯柱、灯头；4.作为充填物的各类气体、贡、金属及其卤化物以及消气剂、各类涂层、绝缘件及黏结剂等。
三、电光源主要性能指标1.光量特性指标。
包括总光通量、亮度、光强、紫外线和红外线辐射量等。
2.光色特性指标。
包括光色、色温、显色性、色度和光谱分布等。
3.电气特性指标。
包括功率、灯电压、灯电流、启动特性、噪声、高次谐波等。
4.机械特性。
包括几何尺寸、灯结构和灯头规格等。
5.经济特性。
包括发光效率、使用寿命、产品价格和耗电量等。
6.心理特性。
包括灯外观和舒适性等。
四、常用电光源建筑物常用电光源的种类非常多，按照发光的形式大致可以分为三种：1 热辐射光源电流流经导电物体，使之在高温下辐射光能的光源。
主要包括白炽灯和卤钨灯（俗称碘钨灯）两种。
白炽灯是历史最悠久，适用范围最广的一种电光源，是第一代光源的代表。
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1、热辐射光源， 如:白炽灯，卤素光源 2、气体放电光源，如:节能灯、金卤灯 3、固体发光光源，如:发光二极管。
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人造光源
热辐射光源
固体发光（LED等）
气体放电光源
白炽灯
卤素光源
高压气体放电
低压气体放电
普通白炽灯泡
MR16、MR11灯杯 AR111/AR70
高压钠灯
直管荧光灯
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光源的发展（一）
照明的最佳光源当然是太阳。太阳以可见的光谱提供光线， 千百年来，人们的眼睛已经熟悉了这种光谱。现在人类已经 开始重视对自然光源的应用，一些创新的技术如侧窗、天窗、 光栅板和光线管道等，可将日光引入大楼内部，作为主要的 照明光源。
我们平常说的照明光源一般是指人工光源，又分物理光源 与电光源，而我们的商业产品一般为电光源。
求越高。 • 管径大于Ｔ8（含Ｔ8）的荧光灯管，启辉点燃电压较低。相对于220
Ｖ、50Ｈｚ工频交流电， 符合启辉点燃电压小于1／2电源电压定律。 可以采用电感式镇流器，进行启辉点燃运行。 • 管径小于Ｔ8的荧光灯管，启辉点燃电压较高。相对于220Ｖ、50Ｈ ｚ工频交流电， 不符合启辉点燃电压小于1／2电源电压定律。不能 采用电感式镇流器，进行启辉点燃运行。管径小于Ｔ8的荧光灯管， 必须匹配电子式镇流器。由电子式镇流器，产生启辉高压，将荧光灯 管击穿点燃。尔后，由电子式镇流器，驱动荧光灯管点燃运行。
物理光源主要是从人工取火开始，人工取火是一件意义十 分重大的发明 ，古人用火来防止野兽的攻击，烤制食物，夜 晚照明从而大大延长了活动时间
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太阳每时每刻都在向地球传送着光和热，有了太阳光，地球上的植物才 能进行光合作用。对于人类来说，太阳无疑是宇宙中最重要的天体。万物生 长靠太阳，没有太阳，地球上就不可能有姿态万千的生命现象，当然也不会 孕育出作为智能生物的人类。太阳给人们以光明和温暖，它带来了日夜和季 节的轮回，左右着地球冷暖的变化，为地球生命提供了各种形式的能源。起 初的人类在没有其他光源的情况下一直过着“日出而作，日落而息”的生活
何为光源
宇宙间的物体有的是发光的有的是不发光的我们把发光的物体 叫做光源。太阳、电灯、燃烧着的蜡烛等都是光源。光是能量辐射 的一部分体现。
物理学上指能发出一定波长范围的电磁波（包括可见光与紫外 线、红外线和X光线等不可见光）的物体。通常指能发出可见光的 发光体。凡物体自身能发光者，称做光源，又称发光体，如太阳、 恒星、灯以及燃烧着的物质等都是。但像月亮表面、桌面等依靠它 们反射外来光才能使人们看到它们，这样的反射物体不能称为光源。 在我们的日常生活中离不开可见光的光源，可见光以及不可见光的 光源还被广泛地应用到工农业，医学和国防现代化等方面。
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它们一般用于以下灯具
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气体放电光源 ---之低压气体放电光源
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低压气体放电灯常见产品
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它是利用低气压的汞蒸气在放电过程中辐射紫外线，从而使荧光粉发出可见光的原理发光， 因此它属于低气压弧光放电光源。荧光灯内装有两个灯丝。灯丝上涂有电子发射材料三元碳酸 盐（碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙），俗称电子粉。在交流电压作用下，灯丝交替地作为阴极和阳 极。灯管内壁涂有荧光粉。管内充有400Pa-500Pa压力的氩气和少量的汞。通电后，液态汞蒸 发成压力为0.8 Pa的汞蒸气。在电场作用下，汞原子不断从原始状态被激发成激发态，继而自发 跃迁到基态，并辐射出波长253.7nm和185nm的紫外线(主峰值波长是253.7nm，约占全部辐 射能的70-80％；次峰值波长是185nm，约占全部辐射能的10％)，以释放多余的能量。荧光粉 吸收紫外线的辐射能后发出可见光。
R80类反光灯泡
溴钨灯珠
高压金卤灯
紧凑型荧光灯
部分PAR光源
碘钨灯及其他
其他
水银灯及其他 8
热辐射光源
发光原理
光效
色温(k)
寿命(H)
其它
匹配灯具
当灯接入电 路中,电流 流过灯丝, 电流的热效 应,使白炽 灯发出连续 的可见光和 红外线.
白炽灯 8-16
卤素光源 12-24
开灯即亮,
2700K左右
AR111（AR70）的组成部分： a、铝反射罩 b、遮光罩 c、陶瓷灯头 d、灯珠
脚径
脚距
12
卤钨灯
卤钨灯是在白炽灯的基础上在灯内添加碘、溴等卤素， 使挥发的钨能重新回到灯丝上。这样，灯丝的温度就 可以比白炽灯高，光效也就更高，一般为15~35lm/W， 寿命也比白炽灯长。一般来说寿命可超过1000小时。 卤钨灯小而结实，配光容易，在寿命期的光通维持率 高，几乎可达100%。 应用范围： 大功率的卤钨灯可以用于车场、工场、建筑工地等处 进行照明，小功率的卤钨灯可以用作商店、展厅等处 的室内照明。
1000H左右
可连续调光, 结构简单,
价格廉,寿
命短光效低
台灯,顶灯, 壁灯,床头 灯,走廊灯
3000K左右
20003000H
灯杯角度可 控，碘钨灯 发热能力强 可用加热
天花灯,射 灯,格栅射 灯,壁灯,舞
台灯
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部分卤素光源
AR70、AR111 溴钨灯珠
石英灯杯
GU10灯杯
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最常用的还是以下两种
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直管荧光灯相关
• 直管型荧光灯管按管径大小分为：Ｔ12、Ｔ10、Ｔ8、Ｔ6、Ｔ5、Ｔ 4等规格。规格中“Ｔ+数字“组合，表示管径的毫米数值。其含义： 一个Ｔ＝1/8英吋，一英吋为25.4mm；数字代表Ｔ的个数。如Ｔ12 ＝25.4mm*1／8*12＝38mm。 T5=16mm
• 荧光灯管管径与其电参数的关系： • 1、荧光灯管，管径越细，光效越高，节电效果越好。 • 2、荧光灯管，管径越细，启辉点燃电压越高，对镇流器技术性能要
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光源的发展（二）
人类社会自钻木取火以来，经历了制造和使用动物油灯、 植物油灯、煤油灯到白炽灯、卤素光源、日光灯以致金卤 灯、LED光源的漫长历史过程。
1879年，爱迪生最先成功发明的是白炽灯。现代的白炽 灯是将电流通过一小圈钨丝，使钨丝受热而发亮。白炽灯 是照明领域最成功的产品。很长一段时间在家用照明应用 中占主导地位。然而由于白炽灯只能将约二十分之一的电 能转化为光能，效率很低且发光13小时灯丝就被烧断。
灯具的产生是围绕光源服务的，最初的灯笼罩也可以视 为灯具，而用来固定光源的辅助设备经过不断改进和演变， 也就出现了专用照明的物事——灯具。 现在灯具的种类和 款式已经成千上万，但有一点不会发生转变，照明产品因 为光源才会被叫做照明产品，灯具仅仅是一个载体，一个 保护，承载防水防尘防爆等功能。
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