电光源及其选择

1
起居室
要求较高的艺术装修和豪华的场所
暖色调、低照度、需要宁静温馨的
2
卧室 气氛、在卧室内长时间阅读书写时
需要高照度
3
梳妆台
暖色调、显色性好、富于表现人的 肌肤和面貌，照度要求高
4
小厅
亮度高，连续点亮时间长，要求节 能
5
餐厅
以暖色调为主。显色性好，还原食 物色泽，增加食欲
6
书房
书写及阅读要求照度高，重点以照 明为主
瞬时
瞬时 1 无
大
小
较差 无
卤钨灯 60-5000
荧光灯 4-200
紧凑 荧光灯
5-55
高压汞灯 50-1000
高压 钠灯
35-1000
金属卤 化物灯
35-3500
14-30
44-87
30-50
70-100
52-130
15002000 95-99
28003300
107-108
瞬时
8000-15000
3.应用：大面积照明场所、电视播放照明、歌舞 厅、剧场、绘画、摄影、建筑物投光照 明、橱窗照明等。
4.使用时注意事项
（1）灯管表面温度高（250～600℃）不适于
有易燃、易爆物的场合，且管角引线耐 高温；
（2）安装水平，倾斜角范围±4°；
（3）不宜于做移动式照明； （4）定期用酒精或丙酮擦洗，保持其透光性。
• 显色性好的：卤钨灯、白炽灯、金属卤化物灯、荧光灯
95-100
95-99
60-95
60-80
• 寿命长的：高压钠灯、高压汞灯
10000-20000h 5000-6000h
• 能瞬时起动和再起动的：白炽灯、卤钨灯
瞬时
瞬时
• 输出光通量随电压波动最大的是高压钠灯，最小的是荧
光灯。
光源的性能指标
• 光源的性能指标包括光学性能指标和电学性能 指标。
• 重点 ： 描述电光源的光学性能指标有哪些？ 分别代
表什么含义？
光源的性能指标
一、光学性能指标 1.光通量（是衡量电光源发光能力的重要指标）
额定光通量--指电光源在额定工作条件下，无约束发 光工作环境下的光通量输出。
额定光通量的两种计量情况 ①初始光通量 （例如：卤钨灯） ②100h后的光通量 （例如：荧光灯）
光源的性能指标
二、光源的电学性能指标 1、额定电压UN 2、额定功率PN
三、环境条件对两种光源性能的影响 1、频闪效应--气体放电电光源在交流电源的作用下，其 光通量随电流一同作周期变化。 2、电压特性--指电光源电压与额定电压不符时，对其使 用造成的影响。 3、温度特性--指环境温度过高或过低会影响其使用性能。
3.附件：镇流器、启辉器、补偿电容器
4.使用时注意事项 （1）工作环境温度：18～25℃； （2）不宜频繁启动； （3）电源电压波动不宜超过±5%； （4）防止汞伤害； （5）有旋转物的场合不宜使用；
5.应用：图书馆、教室、办公室、隧道、地铁、 商店、室内装饰等
预热起动
瞬时起动 快速起动
（二）HID灯（High Intensity Discharge)
灯具造型应与环境相协调同时注意体现民族风格和地方特点以及个人爱好体现照明设计的表现照明器等级照明器主要性能应用说明依赖基本绝缘防止触电一旦绝缘失败靠周围环境提供保护否则易触及部分和外壳会带电安全程度不高适用于安全程度好的场合如空气干燥尘埃少木地板等条件下的吊灯吸顶灯除基本绝缘外易触及的部分和外壳有接地装置一旦基本绝缘失效时不致有危用于金属外壳的照明器如投光灯路灯庭院灯等采用双重绝缘或加强绝缘作为安全防护无保护导线地线绝缘性好安全程度高适用于环境差人经常触摸的照明器如台灯手提灯等采用安全电压交流有效值不超过50v灯内不会产生高于此值的电压安全程度最高可用于恶劣环境如机床工作灯儿童照明器的防触电保护分类结构开启型光源与外界空间直接接触无罩闭合型透明罩将光源包合起来但内外空气仍能自然流通密闭型透明罩固定处加严密封闭与外界隔绝相当可靠内外空气不能流通防爆型符合防爆电气设备制造检验规程的要求能安全地在有爆炸危险性介质的场所使用
炸裂。
（二）卤钨灯
1、结构和种类
碘或溴
结构：石英管、灯丝、支架、电极，内充入惰性气体
和少量卤族元素或相应的卤化物。
种类：溴钨灯（光效高）、碘钨灯（寿命长）
两端引出
单端引出
2.特点 优点：体积小、寿命长、发光效率高、寿命终 了时光通量为初始值的95％～98％、工 作温度高、光色得到改善、显色性好。 缺点：价格贵、功率大（100～2000W）、耐震 性能差、玻璃壳温度高。
• 高压钠灯：光通量维持好（75%）、寿命长（10000
～20000h）、显色性差、起动时间长 （4min）、发光效率高、亮度高等。
用于高大厂房、广场、车站、道路交通
• 高压汞灯：发光效率高、寿命长（5000～6000h）
显色性差（30～40）、起动时间长（4min） 广场、街道、建筑工地等。
• 金属卤化物灯：显色性好、发光效率高、亮度高、
2.发光效率（是表征光源经济效果的重要参数） 发光效率--指光源在额定状态下消耗1W电功率所发出 的光通量。
光源的性能指标
3.寿命（是衡量电光源可使用时间长短的重要指标） 全寿命--某光源从第一次点燃到不能使用的 时间。 平均寿命--取一组同一规格的电光源一同点 燃，至50％的损坏，所经过的小 时数。 有效寿命--电光源从点燃起，至光通量降低 到70-80%时，经过的小时数。
白炽灯
额定功率（W） 10-1500
发光效率 （lm/w）
平均寿命（h）
一般显色指数 Ra
色温（K）
表面亮度 （cd/㎡）
起动稳定时间
再起动稳定时 间
功率因数 闪烁
电压变化对光 通量输出的影
响 环境变化对光 通量输出的影
响 耐振性能
附件
7.3-25
10002000 95-99 24002900 107-108
安装使用注意事项： （1）二次回路与所有金属构架、建筑物等必须完全绝 缘； （2）变压器尽量靠近灯侧安装，一般放在支撑霓虹灯 的构架上，并用密封箱作防水保护，变压器中性 点及外壳必须可靠接地； （3）高压线路与金属构件的建筑物之间及地面之间应 保持50m的距离； （4）需配电容补偿器。
四、发光二极管
3.电压波动：不用HID灯； 4.机床：不用气体放电灯
5.有振动：不用卤钨灯；
6.悬挂高度在4m以上时，宜采用
高强气体放电灯。
• 按投资与年运行费用选
年运行费用包括电力费、年耗用灯泡费、照明装置的维护费以及折 旧费，其中电费和维护费占较大比重。
住宅光源的选择种类
序号 房间名称
基本要求
明亮、高照度、点亮连续时间长
电光源的选用
• 根据照明设施的目的与用途选
1.美术馆、商店、化学分析实验室、印染车间 Ra≥80 2.办公室、阅览室：高色温；休息场所：低色温 3.开关频繁：白炽灯、卤钨灯 4.须调光：白炽灯、卤钨灯
5.需瞬时点亮：不用HID灯
• 按环境要求选
1.低温：不用电感式荧光灯； 2.空调房：不用白炽灯和卤钨灯；
防暴防腐全塑荧光灯
防紫外线荧光灯 高显色性荧光灯
常用电光源
• 重点 1.举例说明电光源的分类？ 2.荧光灯的结构，镇流器的类型？ 3.常见光源中，不同光源的适用场合。 4.几种常见电光源的比较。
电光源的分类
白炽灯 真空灯
热辐射光源
充气灯
电光源
气体放电光源
卤钨灯 弧光放电灯
低气压灯 高气压灯
荧光灯 低压钠灯
（二）发光二极管的应用
1.优点：寿命长、可靠性高、节能、无噪声， 2.应用：普遍制作成指示灯、显示器、交通信
号灯、汽车灯、舞台聚光灯、红外线 灯，目前还多用于城市景观照明。
几种常见电光源的比较：
• 光效较高的：高压钠灯、金属卤化物灯、荧光灯
90-130lm/w
70-100lm/w
50-85lm/w
7
卫生间
光线柔和、灯泡开关次数频繁
8
门道楼梯 间储藏室
照度要求较低，开关频繁
适用光源 紧凑型、环型、直管荧光灯 白炽灯的花灯、台灯、壁灯、
重点照明用低压卤钨灯 白炽灯做一般照明
台灯可用紧凑型荧光灯
白炽灯为主
紧凑型荧光灯
白炽灯
紧凑型荧光灯 白炽灯 白炽灯
常 用 照 明 电 光 源 的 主 要 特 性 比 较
目录
• 概述 • 电光源的性能指标 • 常用的电光源 • 电光源的选择
内容介绍
• 电光源的种类 • 描述电光源的性能指标 • 常用电光源的结构、工作原理及特性 • 本章重点：①描述电光源的性能指标
②几种常用电光源的性能比较
电光源的发展史
• 什么叫“电光源”？ ---能把电能转换成光能，从而提供光通量 的器具设备
用显色指数Ra表示。 Ra=0～100 指数越高显色性越好
光源的性能指标
5.点燃时间和稳定时间（是衡量光源启动速度快慢的指标） 点燃时间--指光源接通电源到光源达到额定光通量输出 时所需要的时间。 再点燃时间--指光源正常工作时熄灭后再点燃所需要的 时间。 稳定时间--指光源点燃后达到额定光通量或额度状态的 时间。
×104 4-10min
瞬时 1 无
1-4S 0.33-0.7
有
10S 0.5-0.9
有
5-10min 10-15min
0.44-0.67 有
0.44 有
10-15min 0.4-0.6
有
大
较大
较大
较大
大
较大
小
大
大
较小
较小
较小
差
较好
较好
好
较好
好
无
有
有
有
有
有
光源的颜色分类及其适用场所
光源的颜色 相关色温/K 分类
（一）LED光源的特点 （1） 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之
间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高 压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。 （2） 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80% 。 （3） 适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正 方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适 合于易变的环境 （4） 稳定性：10万小时，光衰为初始的50%。 （5） 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED 灯的响应时间为纳秒级。
高压汞灯 高压钠灯 高压氙灯 金属卤化物灯
辉光放电灯 霓虹灯
氖灯
一、热辐射光源
（一）普通白炽灯 1、结构和种类 结构：由玻璃壳、灯丝、支架、引线和灯头等
几部分组成。
种类：（1）真空灯泡：一般＜40W
（2）充气灯泡：一般≥40W
工作原理：当钨丝因通电而加热至白炽状态
（2400~3000K）时，发出可见光。
（6） 对环境污染：无有害金属汞。 （7） 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通
过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，
实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的
LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄 色，最后为绿色。
（8） 价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几 只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当， 而通常每组信号灯需由上300～500只二极管构 成。
二、气体放电光源
电阻镇流
器
（一）荧光灯
电感镇流
器
1、荧光灯的结构和种类
电容镇流
器
结构：玻璃管、镇流器、启辉电子器镇流
器
种类：直管型、环型、紧凑型
插拔式 一体式
2.特点 优点：表面亮度低、光线柔和、发光效率高、 寿命长、属冷色光，适于办公、阅览 场所。 缺点：点燃慢、有频闪效应、可造成汞伤害、 显色性差。
Ⅰ
＜3300
Ⅱ
3300～5300
Ⅲ
＞5300
颜色特征
适用场所举例
暖 中间
冷
居室、餐厅、酒吧、陈 列室等
500010000
70-95
＞80
2500-6500 104
25006500
（5-10） ×108
1-4S
10S
1000020000 30-60
4400-5500
105
4-8min
1200024000
23-85
19003000 （6-8） ×108
4-8min
3000-10000
60-90
3000-7000 （5-78）
色温为（2700～2900K）：家庭、旅馆、饭店、 艺术照明、信号照明
色温为（<2500K）：红外线灯
4.使用时注意事项
（1）启动电流大（12～16IN），一个开关控→光通量↓18％ （3）使用时间↑→灯丝细→PL↓→光通量↓ （4）表面温度高（40～200℃），防止烫伤和
白炽灯的结构
灯
头
螺口灯头E
插口灯头B
类
型
聚焦灯头
特种灯头
2.白炽灯的特点
优点：具有高度的集光性，便于控制，适于频 繁开关，点燃和熄灭对灯的性能寿命影 响小，辐射光谱连续，显色性好，价格 便宜，使用方便，便于控光。
缺点：使用时放热，光效较低，寿命短。
3.应用
色温较高（3200K）：摄影、舞台、电影放映 光源
光源的性能指标
4.光色指标（是衡量光源颜色质量的指标） （1）色表--指光源的表观颜色。在定性分析时，常用相
关色温来度量。 色温--指光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐
射的光色相同时的温度，称为该光源的色温。 ①暖色光 相关色温＜3300K ②中见光 3300K≤相关色温≤5300K ③冷色光 相关色温＞5300K （2）显色性--指光源对被照物体颜色的显现能力。一般
• 电光源的分类？
热辐射光源：利用电能使物体（耐高温、低挥发）加 热到白炽程度而发光的光源。
气体放电光源：利用气体或蒸汽的放电而发光的 光源。
电光源图片
球型灯泡
爱迪生1879年发明
彩色灯泡
电光源图片
自镇荧光灯
直管荧光灯
冰箱灯泡
电光源图片
T5HO线形荧光灯
T5线形荧光灯 晒图机用荧光灯
电光源图片
重量轻等。 摄影、绘画、体育场、广场等。
高压钠灯
反射型高压钠灯
彩色金属卤化物灯
彩 色 金 属 卤 化 物 灯
高压钠灯
高压镝灯
高压汞灯
结构
镇流器 工作电路
三、霓虹灯
属辉光放电灯，其特点是高电压、小电流。
原理： 电源接通 →二次测产生15KV高压 →灯管内气体电离 →产生彩色辉光
性能：发光效率低、显色性差、耗能大、装饰效果强、 控制方便。