盘点白炽灯、节能灯、荧光灯、LED灯各自特点

作者:8288  于 2012-11-28 08:23 发表于 最热闹的华人社交网络--贝壳村

作者分类:网络文摘|通用分类:房前屋后|已有8评论

盘点白炽灯、节能灯、荧光灯、LED灯各自特点

  10月1日起正式禁止进口和销售100瓦及以上普通照明白炽灯,白炽灯淘汰路线进入到了落实阶段。在此,OFweek半导体照明网编辑盘点白炽灯、节能灯、荧光灯和LED灯各自的优缺点,以飨广大网友。

  白炽灯

  白炽灯又叫做电灯泡,它的工作原理是电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000多摄氏度)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摄氏度以上,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。白炽灯发光时,大量的电能将转化为热能,只有极少一部分(可能不到1%,没计算过)可以转化为有用的光能。

盘点白炽灯、节能灯、荧光灯、LED灯各自特点

  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的偏色,所以在白炽灯下物体的颜色不够真实。

  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。日光灯两端发黑过程是:钨丝的升华直接变成钨气,这些钨气体遇到温度较低的灯管壁又凝华在灯管壁上而发黑的,

  当钨丝升华到比较细瘦时,通电后就很容易烧断,从而结束了灯的寿命。所以白炽灯的功率越大,寿命就短。

  缺点:

  在所有用电的照明灯具中,白炽灯的效率是最低的。它所消耗的电能只有很小的部分,即12%-18%可转化为光能,而其余部分都以热能的形式散失了。至于照明时间,这种电灯的使用寿命通常不会超过1000小时。

  荧光灯

  荧光灯又叫做日光灯,它的工作原理:日光灯管简单的说是个密闭的气体放电管。管內主要气体为氩(argon)气(另包含氖neon或氪krypton)气压约大气的0.3%。另外包含几滴水銀——形成微量的水银蒸汽。水银原子约佔所有气体原子的千分之一的比例。

  日光灯管是靠着灯管的汞原子,由气体放电的过程释放出紫外光(主要波長为2537埃=2537×10-10m)。所消耗的电能约60%可以转换为紫外光。其他的能量則转换为热能。

  日光灯由灯管內表面的荧光物质吸收紫外光后释放出可見光。不同的荧光物质会发出不同的可見光。一般紫外光转换为可見光的效率约为40%。因此日光灯的效率约为60%×40%=24%——大约为相同功率钨丝电灯的两倍。

盘点白炽灯、节能灯、荧光灯、LED灯各自特点

  缺点:

  荧光灯其缺点是生产过程和报废后对环境有污染,主要是汞污染,不环保。随着工艺改进,改用汞齐汞污染逐步减轻。

  节能灯

  节能灯又叫紧凑型荧光灯(国外简称CFL灯)具有光效高(是普通灯泡的5倍),节能效果明显,寿命长(是普通灯泡的8倍),体积小,使用方便等优点。它的工作原理和日光灯基本相同。

  节能灯除了白色(冷光)的外,现在还有黄色(暖光)的。一般来说在同一瓦数之下,一盏节能灯比白炽灯节能80%,平均寿命延长8倍, 热辐射仅20%。非严格的情况下,一盏5瓦的节能灯光照可视为等于25瓦的白炽灯,7瓦的节能灯光照约等于40瓦的,9瓦的约等于60瓦的。

盘点白炽灯、节能灯、荧光灯、LED灯各自特点

  缺点:

  节能灯的电磁辐射还来自电子与汞气发生的电离反应,同时,节能灯需要添加稀土荧光粉,由于稀土荧光粉本身有放射性,节能灯还会产生电离辐射(即放射线核辐射),相比电磁辐射对人体侵害的不确定性,过量放射线核辐射对人体危害更值得关注。另外,由于节能灯工作原理的限制,灯管中汞也就不可避免地成为一大污染源。1只普通节能灯的含汞量约5毫克,仅够沾满一个圆珠笔尖,但渗入地下后可能造成1800吨水受污染。

  LED灯

  LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,

  晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。

  最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

  对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射,峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法,构造简单、成本低廉、技术成熟度高,因此运用最多。

盘点白炽灯、节能灯、荧光灯、LED灯各自特点

  缺点:

  LED灯对比其他照明灯具价格比较高。此外,目前LED行业缺乏统一标准,各企业生产产品质量不一,光效、显色性和寿命等各方面还存在很多不确定性,但LED技术也在不断地进步,相信有一天LED技术一定会日趋成熟,走进平常百姓家。



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发表评论 评论 (8 个评论)

0 回复 light12 2012-11-28 22:07
美国CFL灯是不是最好不用做台灯?
0 回复 8288 2012-11-29 00:39
light12: 美国CFL灯是不是最好不用做台灯?
没有确实的数据来证实文中所述的稀土荧光粉本身有放射性这种说法
为安全起见换LED灯比较好些吧
不过在美国市场上的这类产品应该是安全的
1 回复 8288 2012-11-29 00:42
light12: 美国CFL灯是不是最好不用做台灯?
日前,节能灯电磁辐射超过公众照射安全值经媒体报道后,让不少市民产生忧虑。记者就此采访了本市及环保部有关专家后得知,节能灯的电磁辐射危害程度远不及X光这种电离辐射,且具有“通电有,断电即无”的特点,在生活中只要注意和节能灯保持安全距离,完全不必恐慌。
  经检测,市面上几乎所有节能灯在近距离(10厘米以内)所产生的电磁辐射,都超过了国家关于电磁辐射防护的相关规定。环保部辐射环境监测技术中心高级工程师向元益表示,“根据现行的《电磁辐射防护规定》,公众照射安全值应该在40伏/米以内,这是考虑到人体对环境电磁辐射的耐受程度,而现在我们对市场上买回的不同品牌节能灯进行检测后发现,它们的数值大多在200—300伏/米。”
  本市环境保护产业协会核辐射专家冯维恒说:“镇流器在产生瞬间高压时,会产生一定的电磁辐射,但这不是全部。节能灯的电磁辐射还来自电子与汞气发生的电离反应。”他告诉记者,由于稀土荧光粉本身有放射性,节能灯还会产生电离辐射。
  在对市场进行抽样调查之后,冯维恒表示自己所检测的节能灯中,超过95%的产品在电磁辐射方面超过40伏/米的标准,而从电离辐射角度来说,也有20%的产品辐射水平在0.18至0.25微西弗特每小时之间,这超过了本市室内本地水平0.13微西弗特每小时。“相比之下,节能灯在电离辐射方面不如白炽灯安全。”
  专家表示,在没有针对性标准的时候,节能灯的各个生产厂家不会受到统一的安全标准约束。建议节能灯厂家将自己产品的电磁辐射强度进行标识,例如通过类似能效标志那样的图形告诉消费者,同时给予一些使用常识提醒,包括不适合过近距离长时间使用等。
  “有电磁辐射并不意味着恐慌,节能灯只要合理使用,就对人们有益而无害。”对人们害怕电磁辐射的心情,向元益表示理解,但他表示,节能灯并没有想象中那么可怕。电磁辐射始终存在于我们的生活之中,人体对此有一定的耐受能力,因此,如果不是长时间持续地使用节能灯,就对健康没有害处。“通常来说,与节能灯保持一定安全距离是有必要的,对于一般的节能灯,建议保持在1.5米到2米之外。”电磁辐射的特点是随电而生,即通电就有,断电即无,而且随着距离的拉长,电磁辐射强度会迅速衰减。“根据目前节能灯的性能,建议大家不要用在台灯或者床头灯等距离人体较近的地方。而在其他地方,如办公场所的天花板等区域使用是安全的。”

http://www.hnagri.gov.cn/web/hnagrizw/yjgl/kpxj/content_97920.html
1 回复 light12 2012-11-29 01:33
8288: 日前,节能灯电磁辐射超过公众照射安全值经媒体报道后,让不少市民产生忧虑。记者就此采访了本市及环保部有关专家后得知,节能灯的电磁辐射危害程度远不及X光这 ...
我想美国的要有问题,有人会告厂商
0 回复 玮哥 2012-11-29 02:52
LED有点贵,全换的话没有一千块换不下来
0 回复 8288 2012-11-29 06:42
玮哥: LED有点贵,全换的话没有一千块换不下来
costco或ebay有卖不用一千大洋这么多
1 回复 arkone 2012-11-29 08:07
看来在几种灯中,LED是最节能的,但成本最高。希望LED技术进步,不断降低价格。
0 回复 芳华 2012-12-8 06:03
学习了

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