所谓电光源,就是将电能转化为光能的一种装置或器件,我们日常生活中常用的照明光源大多是电光源。那么,电光源有哪些类型?不同类型电光源有哪些种类?本文对电光源的类型及不同类型电光源的种类进行了介绍,对光源知识感兴趣的朋友可以了解一下!
电光源有哪些类型?
电光源按照用途不同可分为:照明光源、辐射光源、稳定光源、背光源等,这里仅介绍用于照明的电光源。
照明光源品种很多,按发光形式分为热辐射光源、气体放电光源和电致发光光源3类。
(1)热辐射光源。指电流流经导电物体,使之在高温下辐射光能的光源。包括白炽灯和卤钨灯两种。
(2)气体放电光源。指电流流经气体或金属蒸气,使之产生气体放电而发光的光源。气体放电有弧光放电和辉光放电两种,放电电压有低气压、高气压和超高气压三种。弧光放电光源包括:荧光灯、低压钠灯等低气压气体放电灯,高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等高强度气体放电灯,超高压汞灯等超高压气体放电灯,以及碳弧灯、氙灯、某些光谱光源等放电气压跨度较大的气体放电灯。辉光放电光源包括利用负辉区辉光放电的辉光指示光源和利用正辉区辉光放电的霓虹灯,二者均为低气压放电灯。
(3)电致发光光源。指在电场作用下,使固体物质发光的光源。它将电能直接转变为光能。包括场致发光光源和发光二极管两种。
不同类型电光源的种类:
1.热辐射光源
(1)白炽灯
白炽灯主要由灯头、灯丝、玻璃泡组成。灯丝用高熔点的钨丝材料绕制而成,并封入玻璃泡内,玻璃泡抽成真空,再充入惰性气体氩或氮,以提高灯泡的使用寿命。白炽灯结构简单、价格低廉、使用方便、启动迅速、显色性好,因此得到了广泛使用。白炽灯的主要缺点是发光效率低、寿命短。
(2)卤钨灯
卤钨灯是在白炽灯的基础上改进而成。卤钨灯由灯丝(钨丝)和耐高温的石英灯管组成,在管内充有适量卤素(碘或溴)和惰性气体。被蒸发的钨和卤素在管壁附近化合成卤化物。卤化物由管壁向灯丝扩散迁移,在钨丝周围形成一层钨蒸气,一部分钨又重新回到钨丝上。这样钨不致沉积在管壁上,既防止了灯管发黑,又有效抑制了钨的蒸发,提高了光源的使用寿命。
卤钨灯具有体积小、寿命长、显色性好、发光效率高等优点,但使用了石英玻璃管,故价格较贵。卤钨灯的功率一般较大,主要用于大面积照明场所或投光灯。
2.气体放电光源
(1)荧光灯
荧光灯俗称日光灯,它是利用汞蒸气在外加电压作用下产生弧光放电,发出少许可见光和大量紫外线(紫外线再激励管内的荧光粉使之发出可见光),使之发出大量的可见光。荧光灯具有发光效率高、光色好、表面温度低等优点。但是荧光灯的显色性稍差,有频闪效应。
照明荧光灯有以下几种光色:日光、冷白光、暖白光。日光色荧光灯接近自然光,应用最广泛。
(2)高压汞灯
高压汞灯又称为高压水银灯,它是靠高压汞蒸气放电产生的紫外线激发涂在玻璃外壳内壁上的荧光粉而发出荧光。高压汞灯由灯头、玻璃外壳、石英放电管3个部分组成。
(3)金属卤化物灯
金属卤化物灯是在高压汞灯灯管内壁添加某些金属卤化物,并依靠金属卤化物的循环作用,不断向电弧提供相应的金属蒸气。其特点是功率大、尺寸小、光效高、光色好及抗电压波动稳定性高,常用在体育馆、高大厂房、繁华街道等场所。
(4)高压钠灯
高压钠灯是利用高压钠蒸气放电发光的一种弧光气体放电光源。其光效高、寿命长,但显色性差、启动时间长,广泛应用于街道、广场及大型车间等场所。
(5)管形氙灯
管形氙灯(长弧氙灯)是利用高压氙气放电产生强光的弧光放电灯。其显色性好、功率大、光效高,俗称“人造小太阳”,适用于广场、机场、海港等照明。
3.电致发光光源
LED灯也称为发光二极管,是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的少数截流子和多数截流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、白色的光。LED灯具有高效节能、超长寿命、绿色环保、直流驱动、无频闪、光效率高、安全系数高等优点,广泛应用于建筑照明工程中,发展前景相当广阔。
不同类型电光源性能比较:
从上面的介绍可以看出:光效较高的有高压钠灯、金属卤化物灯和荧光灯等;显色性较好的有白炽灯、卤钨灯、荧光灯、金属卤化物灯、LED灯等;寿命较长的,目前国内生产的光源有高频无极荧光灯、高压汞灯和高压钠灯、LED灯:能瞬时启动、再启动的光源是白炽灯、卤钨灯、LED灯等。输出光通量随电压波动变化最大的是高压钠灯,最小是荧光灯。维持气体放电灯正常工作不至于自熄这是很重要的,从实验得知荧光灯当电压降至160V、HID灯电压降至190V 就要自熄。
气体放电灯的功率因数都很低,大约在0.4~0.55左右,目前国内、国外标准对电子镇流器都要求功率因数达到0.9以上,采用电感镇流器的点灯回路其功率因数可采用单灯电容补偿至0.85以上。