第三章 电光源
动车组设备第三章第二节照明系统
光源在单位时间内，向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光 通量，单位为1m（流） 一个100W的白炽灯，在220V的电压下发出的光通量为1250lm； 一个40W的荧光灯，在220V的电压下发出的光通量为2440lm。
2
第二节 动车组照明系统
❖发光效率 光通量与该光源所消耗的电功率之比，称为发光效率，单位
紧急事故照明是在正常照明因故障熄灭的情况下， 供继续工作或人员疏散用的照明，照明必须采用能 瞬时可靠点燃的光源，一般采用白炽灯或卤钨灯。
13
第二节 动车组照明系统
4、保证照明的质量：首先是要在量的方面， 创造合适的照度(或亮度)；而在质的方面， 要解决眩光、光的颜色、阴影等问题。
5、保证光源的显色性和色温 6、保证照度的稳定性
16
第二节 动车组照明系统
3.厕所及洗脸间的照明 采用DC100V、20W及40W（残疾人用）
的白色荧光灯，可兼作应急灯。 4.多功能室照明 多功能室的为DC100V、40W荧光灯兼应
急灯。
17
断路器
室内灯接触器
返回
TIC车照明控制电路 18
19
本节思考题 1、照明设计中一般应遵循哪些原则？ 2、动车组照明分为哪些类型？ 3、照明出现问题时有哪些原因？
为lm/W（流明/瓦） 例如100W白炽灯的发光效率（12.5lm/W）比40W荧光灯的
发光效率（61Im/W）要低。 ❖发光强度
光源在某一特定方向上单位立体角内辐射的光通量 ❖照度
单位面积上接收的光通量称为照度，单位为lx（勒） 在1lx的照度下，我们仅可以看见四周的情况。
工作场所必需的照度为20～100lx。
20
12
第二节 动车组照明系统
04《影视照明技术》灯具及器材
第三章、影视照明灯具及器材
二、光源
第8页，共80页。
第三章、影视照明灯具及器材
二、光源
（1）热辐射光源（固体）工作原理：通过电流流经导电物体，
使之在高温下辐射光能的光源。
主要包括：白炽灯和卤钨灯
第9页，共80页。
第三章、影视照明灯具及器材
二、光源
A、白炽灯：是传统的电灯，没有附加的电路，通上电源就能点 亮,使用非常方便。
3、特殊效果灯具
传 媒 演 播 厅 筒 子 灯
第48页，共80页。
第三章、影视照明灯具及器材
三、灯具的分类
3、特殊效果灯具
第49页，共80页。
第三章、影视照明灯具及器材
三、灯具的分类
3、特殊效果灯具（２）电源自灯电脑灯是20世纪80年代出现的照明技术与电脑技术相结合的新 型灯具。电脑灯内部可分为三大部分：其一是电脑电路；其二是 机械部分，最后是光源部分，电脑灯的光源大部分都是高亮度的 金属卤化物灯泡。
第32页，共80页。
第三章、影视照明灯具及器材
三、灯具的分类
透镜聚光灯和无透镜聚光灯工作原理：
第33页，共80页。
第三章、影视照明灯具及器材
三、灯具的分类
菲涅尔聚光灯：
第34页，共80页。
第三章、影视照明灯具及器材
回光灯
三、灯具的分类
回光灯
第35页，共80页。
第三章、影视照明灯具及器材
追光灯
携带电源 现在的便携式新闻灯，用电池 作为灯的电源。
第4页，共80页。
第三章、影视照明灯具及器材
二、光源
能发光的物质叫光源。 世界上能发光的物质很多，光源大体上可以两大类：即自然光 源和人工光源。
电气照明3第二章 电光源
★频闪效应
在以一定频率变化的光线照射下,观察到的物体运动呈现静
止或不同于实际运动状态的现象
★消除频闪效应的方法 移相、使用电子镇流器
精品PPT
四、光源型号命名
1. 白炽光源的型号(xínghào)命名
第1部分：字母，表征光源名称特征的汉语拼音首字母
第2、3部分：数字，表征电光源的光电特性
2. 气体(qìtǐ)放电光源的型号命名
已成为人类不可或缺的产品。
精品PPT
电光源发展(fāzhǎn)简史
第四代光源-无极灯
无极灯属于第四代照明产品，无灯丝
(dēnɡ sī)，无电极，是无电极气体放电荧光
灯的简称。无极灯是综合应用光学、功率电
子学、等离子体学、磁性材料学等领域最新
科技成果研制开发出来的高新技术产品，是
一种高光效、长寿命、高显色性，代表照明
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。
（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。）
钨丝辐射的范围很广，可见光占很少比例，紫外线也很少，绝 大部分是红外线，辐射随温度升高而增加，可见光增加更快， 工作温度越高，灯的光效率越高。
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电光源发展(fāzhǎn)简史
第二代和第三代电光源
20世纪(shìjì)30-40年代，人类又相续发明了直管荧光灯、
低压钠灯、高压汞灯（第二代电光源）。到本世纪(shìjì)70年代
细管径荧光灯、紧凑型荧光灯、高压钠灯、金卤灯也相续被人类
电光源原理复习题及答案
《电光源原理》综合复习课内容第一章 复习题1．不可见光的分类。
不可见光中波长比红光长的光称为红外线，波长比紫光短的光称为紫外线，波长小于200 nm 的光称为真空紫外，真空紫外光只能在真空中传播。
2．人眼的视觉状态分类。
人眼的视觉状态分为明视觉、暗视觉和中介视觉。
3．照明光源的光学参数有哪些？照明光源的光学参数有光通量、光强度、光照度、光亮度和光量。
4．光强的基本单位——坎德拉(cd)的定义。
1坎德拉是频率为Hz 1210540⨯的单色辐射源在给定方向上的发光强度，该方向上的辐射强度为sr W /6831。
5．光源颜色的含义。
光源的颜色有两方面的含义：色表和显色性。
6．光源的颜色与光谱能量分布的关系。
光源的颜色是由它的光谱能量分布决定的。
光源的光谱能量分布决定了它的色表和显色性。
但是光源的色表不能决定它的光谱能量分布，即“同色异谱”现象。
第二章 复习题1．基尔霍夫定律的具体内容。
基尔霍夫定律的内容：物体的光谱辐射出度()T M ,λλ和物体的光谱吸收率()T ,λα之间存在一定的比例关系；而且这一比例关系与辐射体的性质无关，只是波长λ和温度T 的函数()T f ,λ。
即：()()()T T M T f ,,,λαλλλ=2．用作白炽灯灯丝的材料有哪些方面的要求？用作白炽灯灯丝的材料应当满足以下几方面的要求：（1）熔点高；（2）蒸发率小；（3）可见辐射选择性好；（4）有合适的电阻率；（5）加工容易；（6）机械强度好。
3．白炽灯的充气要注意哪些问题？白炽灯的充气问题可以归结为以下几点：（1）充气能抑制钨的蒸发，所充气压越高，效果越好。
或使灯的寿命延长，或使灯的光效提高。
（2）由于气压越高，功率损失也越大，所以对一定输入功率和灯丝结构的白炽灯来说存在着一个最佳的充气压。
（3）充入的惰性气体（氙、氪、氩）的分子量越大，抑制钨蒸发的效果越好，气体的热导损失也越小。
对于高压充气灯泡，还应掺入一定比例的氮气，以免发生放电现象。
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。
教科版高中物理选修2-3：新型电光源_课件1
发光二极管
20世纪90年代以后，发光二极管技术有 了两大突破。一是以氮化镓（GaN）为材料 的白光发光二极管脱颖而出；二是发光二极 管的功率已达到1W~10W的水平。这样一来， 发光二极管可以用于照明了。
发光二极管与传统的白炽灯及各类气体
放电灯相比，有一系列突出的优点：
1.在同样的亮度下，发光二极管的耗电 量仅约为普通白炽灯的10%，节能灯的 20%~30%，而寿命却在8万小时以上，比白 炽灯长10~100倍。
散，使两主电极之间产生放电，并很快过渡 到两主电极之间的弧光放电。在灯点燃的初 始阶段只有少数的汞蒸发，是低气压的汞蒸 气放电。经过4min~10min，汞全部蒸发，进 入稳定的高气压（达105Pa数量级）的汞蒸气 放电。这就是我们平常看到的高压汞灯从启 动到正常工作需要一段时间的原因。
高压汞灯除了具有高的发光效率外，还
新型电光源
1.白炽灯
固体被加热到很高的温度时，就会发出 耀眼的白光，这种状态称为白炽。利用这一 原理制成的灯称为白炽灯。目前白炽灯用的 固体材料主要为钨丝。钨丝产生的辐射大部 分位于人眼看不到的红外区，因此白炽灯的 发光效率很低，只有约5%的电能转化成了 可见光但由于其成本较低，目前仍然是照明 的主要用灯。
如图4-4-2所示，高压汞灯分为内外两层：外 层是一个耐高温的硬质玻璃壳，在玻璃壳内壁均 匀地涂有荧光粉；内层是一个耐高温、耐高压的 透明石英玻璃制成的发光管。发光管内充有适量 的汞和为降低启动电压并具有保护电极作用的氩 气。在放电管两端的钼箔上封接有钨丝绕制成的 电极。为了使启动容易，在灯头侧的主电极旁装
能发出强的紫外线，因而不仅可以照明，还 可以用作晒图、保健日光浴、化学合成塑料 及橡胶的老化试验、荧光分析、探伤等生产 过程的光源。由于高压汞灯有较高的发光效 率，且其发光体小，亮度高，所以适于室外 照明。但是它的光色偏蓝、绿，少红色成分， 所以被照物体不能完全显示原来的颜色。
电光源培训课件
大面积单相供电也会产生一定的频闪现象
分相供电 电容移相 直流供电
改善
第三章 电光源
§3-2 荧光灯
月光色 冷白色 暖白色
6500K 微弱天空光相似 接近自然光
4300K 日出2H以后的太阳直射光
2900K
与白炽灯近似 红光成份多
第三章 电光源
§3-2 荧光灯
四、荧光灯的特点及应用
寿 命 长 光 通 衰 减 少
72％
可
见 光
28 ％
第三章 电光源
§3-2 荧光灯
二、荧光灯的分类
1、按启动方式分类 2、按功率分类 3、按灯管形状和结构分类
• 直管型荧光灯 • 高光通单端荧光灯 • 紧凑型荧光灯
§3-2 荧光灯
第三章 电光源
第三章 电光源
§3-2 荧光灯
三、光电特性 1、电压的波动影响其使用寿命。 2、开关次数对寿命的影响 3、环境温度和湿度的影响 4、闪烁与频闪现象 5、其它特性
如：高压钠灯、高压汞灯、金属卤化物灯和氙 灯等。
二、结构和工作原理
辅助电极 主电极
外壳
发光管
第三章 电光源
§3-3 高压气体放电灯（躲藏）
三、躲藏特性比较
灯型
特性 材料
高压荧光汞灯
汞、 Na 、Ar荧光粉
金卤灯
金属卤化物、汞
温度
400~5000C
700~10000C
光效
镭 色温 寿命 启动时间
32~60Lm/W
-50C 无 法 启 动
§3-2 荧光灯
第三章 电光源
湿度过高对荧光灯的启动和工作不利。 严重影响其使用寿命！
相对湿度在60%以下 对荧光灯的工作是有利 的，75 % ~85 %时 是最不利的
电光源原理
电光源原理
电光源是一种常见的光源，它通过电能转化为光能，广泛应用于照明、显示和通信等领域。
电光源的原理主要是通过电流激发物质发生光发射的现象，下面我们来详细了解一下电光源的原理。
首先，电光源的原理涉及到电能和光能的转化过程。
当电流通过电光源中的导体时，导体内部的原子或分子会受到激发，电子跃迁的过程中释放出能量，这些能量的释放形式就是光。
这就是电光源通过电能转化为光能的基本原理。
其次，电光源的原理还涉及到发光物质的选择。
常见的电光源发光物质有白炽灯丝、荧光粉、LED等。
这些发光物质在受到电流激发后，能够产生不同颜色和亮度的光。
这也是电光源在照明和显示中能够呈现多彩光效的原理。
另外，电光源的原理还包括光的发射和调控。
在电光源中，光的发射是通过发光物质受激发而产生的，而光的调控则是通过控制电流的大小、频率和波形来实现的。
这样就可以实现不同亮度、颜色和闪烁频率的光效。
此外，电光源的原理还涉及到光的传播和利用。
一旦光能被发射出来，它会以电磁波的形式传播出去，可以通过透镜、反射器、光纤等光学器件对光进行控制和利用，实现照明、显示和通信等功能。
总的来说，电光源的原理是通过电能激发发光物质产生光，然后通过光的调控和利用实现各种应用。
随着科技的发展，电光源的原理也在不断完善和创新，为人类生活带来了更加便利和丰富的光明世界。
第三章 电光源《电气照明技术(第3版)》课件
一、气体放电的全伏安特性
通过改变电源电压 U0 ，测量在不同放电电流时的灯管 电压 U ，就可得到气体放电的“全伏安特性曲线”。
U I
U / V 非自持放电
D
UZ
C
B
自持放电
G
A
E
F
H
A
辉光放电
弧光放电
U0
R
O
10-9
10-6
10-3
10-1
10 I /A
a) 工作电路
b) 全伏安特性
图 3-4 气体放电灯
4.控制电路的影响 控制电路类型对荧光灯的效率、寿命都有影响。
启辉器预热电路中，灯的寿命取决于开关次数 高频电子镇流器点灯点灯电路中，频繁开关不影响灯管寿 命 5.寿命 发射物质，开关次数
6. 流明维持（光通量衰减）： 灯管在寿命期间光输出随点燃时间变化的情况因素：荧光
粉材料的损伤，钠含量，污染物质的沉积
第三章 电光源
3.1 概述 3.2 白炽发光和热辐射 3.3 气体放电 3.4 荧光灯 3.5 高强度气体放电灯（HID） 3.6 场致发光光源 3.7 各种常用电光源的性能比较与选用
基本概念
一、定义
电光源：将电能转换成光学辐射能的器件。
二、分类：按照工作原理分类
（1）热辐射光源：白炽灯、卤钨灯； （2）气体放电光源：荧光灯、高压钠灯、金属卤化 物灯等； （3）固体发光光源
（a）自带镇流器或一体化紧凑型 （b）与灯管中的控制电路分离的灯管 （c）配适配器的可拆离灯管
4. 特种荧光灯：
（1）平板（平面）荧光灯 （2）无极荧光灯 图3-20 无极灯的结构原理图
5.其他
3.5 高强度气体放电灯（HID）
电光源
电光源的种类搜集
前 言
利用电能做功，产生可见光的光源叫电 光源。电光源的发明促进了电力装置的建设。 电光源的转换效率高，电能供给稳定，控制和 使用方便，安全可靠，并可方便地用仪表计数 耗能，故在其问世后一百多年中，很快得到了 普及 。它不仅成为人类日常生活 的必需品 ， 而且在工业、农业、交通运输以及国防和科学 研究中，都发挥着重要作用。
低压钠灯
低压钠灯是基于低压 钠蒸气放电发光的电 光源。 发光效率高达 200lm/W，寿命长达 10000-20000h。 光衰小，寿终时尚可 达到80-85％的初始光 通量，其寿命通常可 以达到20000h。 低压钠灯仅辐射单色 的黄光，显色性较差。 通常运用在高速公路、 高架铁路、隧道、桥 梁、港口等。
气体放电光源
气体放电光源是利用气体放电发光原理制成的。 外界电场加速放电管中的电子，通过气体 （包括某些金属蒸气）放电而导致原子发光的光 谱，如日光灯，汞灯，钠灯，金属卤化物灯气体 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 3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。此种光源具 有分立的线状谱。
普通白炽灯
卤钨灯
发光原理：卤钨循环原理 特点：体积小、功率集中、 寿命长（长达1500-2000h)、 光效为10-30lm/W、色温 （2800-3000k），但是价 格高、耐震性差。 用途：舞台照明、剧场、 画室、摄影棚、汽车飞机 等特殊照明。
卤钨灯珠和卤钨灯杯
卤钨灯珠
特性： 胆内填充高纯卤化物，防止钨丝蒸发，光衰慢， 发光效率高，一般为15-20lm/W。 色温为2900k，属于暖色调。 显色性十分好，一般显色指数Ra=100。 灯珠增加特殊防护涂层，有效隔除紫外线，增 强对被照物的保护，防止被照物褪色。 低压型灯珠的额定电压为12v，必须配 合石英灯电子变压器使用。 平均寿命为3000小时。 常用灯脚类型：G4/G5.3。
楼宇自动化 第三章 楼宇照明系统(第1-4节)课堂笔记及练习题
楼宇自动化第三章楼宇照明系统（第1-4节）课堂笔记及练习题主题：第三章楼宇照明系统（第1-4节）学习时间：2017年4月17日—4月23日内容：第三章楼宇照明系统这周我们将学习第三章中的第1-3节，主要了解照明系统的基本概念、照明种类、光源种类、照明的计算，对下周学习照明计算打下基础。
第一节照明系统概述1.照明种类正常照明（Normal Lighting）：在自然采光不足或夜间，提供必要的照度，满足人们生产、生活正常进行而采用的照明系统。
事故照明（Emergency Lighting）:工作照明因事故而中断时，暂时工作或人员疏散用照明。
警卫值班照明（On-duty Lighting）:重要场所，如值班室、警卫室、门房等地方所设的照明。
障碍照明（Obstacle Lighting）:置于高大建筑物的顶部，作为飞行障碍标志的照明。
彩灯和装饰照明（Decorative Lighting）:建筑物轮廓线上，彰显建筑物的艺术造型，以营造氛围。
2.照明设计步骤一般，照明系统按照如下步骤进行设计。
1）考虑照明方式、种类和照度标准照明方式可分为一般照明、局部照明、混合照明。
一般照明是指在整个场所或场所的某个部分照度基本均匀的照明方式。
局部照明是指局限在工作部位的固定或者移动的照明方式。
当局部需要高照度并对照射方向有要求，这样的场所常采用局部照明。
混合照明是指一般照明与局部照明共同组合的照明方式。
其中，一般照明不低于20勒克斯。
照明的种类可分为正常照明、事故照明、警卫值班照明、障碍照明、彩灯和装饰照明。
照度标准对于住宅建筑起居室来说，常设为30-75勒克斯。
办公建筑照度标准一般设为75-200勒克斯。
绘图室一般在300-500勒克斯。
国外的照度标准要比我国的高，而且照度标准也不是绝对的，应该根据实际情况进行调整。
2）确定光源及灯具类型，并进行布置3）照度计算并确定光源的安装功率4）确定照明的配电系统5）导线型号、规格、敷设方式6）智能照明控制系统7）照明平面布置图及主要设备及材料清单等3.电光源介绍电光源主要性能指标有光通量（luminous）、照度(illuminance)、光源发光效率(luminous efficacy)、显色性(colour rendering)、显色指数(colour redering index)、色温(colour temperature)、眩光(glare)。
电光源发光原理及外观形成PPT模板
一、电光源的类型→（一）热辐射发光电光源 热辐射发光电光源主要是利 用电流流经导电物体，使其 在高温下辐射光能的光源。 热辐射发光电光源包括白炽 灯和卤钨灯（又称卤素灯）。
白炽灯
卤钨灯
一、电光源的类型→（二）气体放电发光电光源→ 1．弧光放电电光源 低气压放电电光源主要有荧光灯（即低压汞灯）和低压钠灯。
一、电光源的类型→（二）气体放电发光电光源→ 1．弧光放电电光源
高强度放电电光源主要有金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯和超高压 氙灯。、电光源的类型→（二）气体放电发光电光源→ 1．弧光放电电光源
超高压氙灯及其应用
一、电光源的类型→（二）气体放电发光电光源→ 2．辉光放电电光源
线光源主要是指各种线形灯具、反射距离较小的反光灯槽等发光面较窄的灯具。不同的线型给人以不 同的视觉感受，如直线往往给人严肃、安宁之感，具有延伸、指引的效果；曲线给人一种流动、柔美 之感，具有装饰的效果。
二、电光源的形式与应用→（二）线光源 面光源是指通过较大面积的滤光罩面透射光线的光源，它具有均匀、柔和的特点，是理想的
照明手段。
天花使用面光源使空间更加通透明亮
天花使用面光源使空间更加通透明亮
观察下列图片，说一说图片中分别运用了哪些光源形式。
室内照明设计
二、电光源的形式与应用→（一）点光源
点光源是指体量相对较小 的单体灯具所提供的光源， 如筒灯、射灯、吸顶灯等 都是点光源灯具。
二、电光源的形式与应用→（一）点光源
点光源可在特定的区域中打造局部空间集中、明确醒目的效果。当点光源聚 集在一起时，可创造出浪漫、温馨的空间氛围。
二、电光源的形式与应用→（二）线光源
辉光放电电光源是利用稀薄气体自持放电发出辉光的一类电光源。辉光放电电光源的主 要类型是霓虹灯。霓虹灯具有效率高，能耗低，湿度低，形状，颜色灵活多样，寿命长 等特点。
电光源课程设计
电光源课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握电光源的基本概念，包括光的概念、光源的分类及特性；2. 学生能描述常见电光源的工作原理及其在生活中的应用；3. 学生能了解并解释电光源的节能环保特点及其在我国能源战略中的重要性。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并比较不同电光源的性能及适用场景；2. 学生能通过实验操作，掌握电光源的使用方法和安全注意事项；3. 学生能运用电光源相关知识，解决实际生活中的问题，提高实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电光源，培养对物理科学的兴趣和探究精神；2. 学生能认识到电光源在节能减排、环境保护方面的重要性，树立绿色环保意识；3. 学生在学习过程中，培养合作、交流、分享的团队精神，提高自我学习和解决问题的能力。
本课程针对初中年级学生，结合电光源相关知识，注重理论联系实际，以提高学生的科学素养和实践能力为核心。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握电光源的基本知识，培养其节能环保意识，并提高解决实际问题的能力。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，采用多元化的教学手段，确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 电光源基本概念：光的产生与传播，光源的定义与分类，常见电光源的介绍；教学安排：1课时，结合教材第一章内容进行讲解。
2. 电光源工作原理：白炽灯、荧光灯、LED灯的工作原理及其性能特点；教学安排：2课时，结合教材第二章内容进行讲解。
3. 电光源的应用：生活中电光源的应用场景，节能灯、太阳能灯等新型电光源的介绍；教学安排：2课时，结合教材第三章内容进行讲解。
4. 电光源的节能环保特性：电光源在节能减排中的作用，我国相关政策及推广情况；教学安排：1课时，结合教材第四章内容进行讲解。
5. 电光源实验操作：动手实践，了解不同电光源的使用方法，观察其发光效果；教学安排：2课时，结合教材第五章内容进行实验操作。
6. 电光源安全与维护：使用电光源的安全注意事项，日常维护保养方法；教学安排：1课时，结合教材第五章内容进行讲解。
鲁科版高中物理选修2-3：走进电光源的世界
一、热辐射电光源
碘钨灯应用碘钨循环原理，大大减少了钨的 升华量，所以它的工作温度可提高到3000℃，发 光效率也提高很多，一只100W的碘钨灯的亮度相 当于一只500W的白炽灯的亮度。与白炽灯相比， 照明用碘钨灯还具有体积小、光色好、寿命长等 优点。
二、气体放电光源
气体放电光源是电流流经气体或金属蒸气时， 使之产生气体放电而发光的光源，创括荧光灯、 低压钠灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、 碳弧灯等。
高压汞灯(图4-30）是一种效率高、寿命长、 发光体小、亮度高的电光源，适合于室外照明， 但它的光色偏蓝、绿，缺少红色成分，使被照物 体不能完全显现原来的颜色。
二、气体放电光源
高压汞灯常用输助电极启动。辅助电极通过 一只阻值为40-60kΩ的电阻R与不相邻的主电极相 连接(图4-31)。当灯接入电源后，辅助电极与相 邻的主电极之间加在220V的电压。由于两电极间 的距离只有2-3mm,在强电场的作用下，两电极之 间的气体被击穿，发生放电。开始是低压汞蒸气 和氩气放电，放电电流很大(5-6A)。低压放电时 放出的热量使管壁温度升高，汞逐渐气化。随着 汞的气化，汞蒸气的压强逐渐升高，电弧开始收 缩，逐步向高气压放电过渡。当汞全部蒸发后， 管压开始稳定，进入稳定的高压汞蒸气放电状态。
走进电光源的世界
教学目标
1．学习热辐射电光源和气体放电光源 2．学习电致发光光源
教学重难点
1．掌握各类光源 2．掌握各类光源的用途
电光源是将电能转化为光能的器件或装置。
电光源的种类很多，在生活、个产以及科学研 究领域中，能见到许多功能不同的电光源，如 照明用的白炽灯，加热用的红外灯、火蕾用的 紫外灯、捕杀害虫用的黑光灯、科研中的激光 器等。本节我们仅讨论照明光源。
3.3新型电光源-沪科教版选修2-3教案
3.3 新型电光源-沪科教版选修2-3教案一、教学目标1.理解电光源的概念和作用。
2.掌握新型电光源的构造和原理。
3.能够通过实验观察、记录、分析数据来探究新型电光源的特性。
二、教学重点1.新型电光源的构造和原理。
2.通过实验来探究新型电光源的特性。
三、教学难点1.理解新型电光源的工作原理。
2.学会使用仪器进行实验观察和数据分析。
四、教学内容和方法1. 教学内容1.电光源的概念和作用：电光源是指利用电磁场改变原子内部能量状态，使其发射光的装置。
2.新型电光源的构造和原理：新型电光源采用的是纳米技术，可以通过晶体管控制电流，实现快速开关，从而得到可控制的、稳定的、高亮度的光源。
3.实验探究新型电光源的特性：实验内容包括测量电流与光强的关系、测量电压与光强的关系、测量波长与光强的关系等。
2. 教学方法1.讲解法：通过讲解电光源的概念和新型电光源的构造和原理，让学生了解电光源的基本原理和新型电光源的优点。
2.实验法：通过实验让学生亲自操作测量仪器，掌握实验方法和数据记录分析技能。
3.提问法：通过提问来引导学生深入思考，加深对电光源的理解和认识。
五、教师提示1.实验操作前要认真检查仪器是否正常，并进行正确初始设置。
2.操作时要严格遵守实验室规定和安全要求，注意安全防护。
3.实验操作过程中要耐心等待，不要急于进行下一步操作，以保证实验数据正确性。
六、教学评估1.实验报告：学生需提交完整实验报告，并在报告中分析实验数据，总结实验结果，并对实验中出现的问题进行思考。
2.考试测评：通过期末考试来考察学生对于电光源的理解和掌握情况。
七、教学反思通过本次教学，教师将电光源的概念和新型电光源的构造和原理传授给学生，而且通过实验让学生全面掌握了新型电光源的特性。
教师在教学中注重实验操作、数据记录和结果分析，避免了学生单纯的理论学习，有助于学生更好地掌握实用技能。
但是，本次教学还可以改进实验方法和数据分析环节，使得实验结果更加精确和可靠。
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图3-21 HID灯的结构
二、HID灯的工作特性
（一）灯的启动与再启动 启动时间：4~10min 再启动时间：5~10min
（二）电源电压变化的影响
灯在点燃过程中，电源电压允许有一定的变化范围 （三）寿命与光通量维持 （四）灯的点燃位置
图3-23
寿命
白炽灯的光电参数与电源电压的关系
图 3-10 白炽灯光电参数与电源电压的关系
4、特点
便于控光 适于频繁开关 辐射光谱连续 显色性好 价格便宜 缺点：光效较低
（二）卤钨灯
填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯 1、卤钨循环的原理 白炽灯丝蒸发出来的钨，其中部分朝着泡壳壁方向 扩散。在灯丝与泡壳之间的一定范围内，其温度条件有 利于钨和卤素结合，生成的卤化钨分子又会扩散到灯丝 上重新分解，使钨又送回到了灯丝。 反应形式：
各种场所对灯性能的要求及推荐的灯见表3-6。
四、气体放电灯的稳定工作
U
c a b
镇流器： 与电弧串联的电阻或电感 等统称为镇流器。
U3 U1 U2
I
I3 I1 I2
0
放电灯与电阻串联时的伏安特性 图 36 放电灯与电阻串联时的伏—安特性
3.4 荧光灯
一、概念：
为了把放电过程中产生的紫外线辐射转化为可 见光，低压汞蒸气弧放电灯在它的玻璃管内壁上涂 有荧光材料。 特点：高效能，良好的光输出，光输出的持久性， 颜色的多样性，较长的使用寿命。
（一）白炽灯 1、结构
白炽灯结构图
各种白炽灯的外形
2、白炽灯的类别
规格：一般可以分为真空灯泡和充气灯泡 型号意义：
譬如，普通照明灯泡的型号为“PZ220-100”。 P—“普(pu)”的第一个字母；Z—“照(zhao)”的 第一个字母；220—灯泡的额定电压(V)；100—灯泡 额定功率(W)。
3、光电参数
三、LED的常用产品及其应用
常用产品 （1）单个LED发光器 （2）LED组合模块 （3）LED灯具 应用 （1）各类仪器指示灯 （2）交通信号灯 （3）城市景观照明 （4）室内功能照明（酒店、卖场、办公等）
四、有机发光二极管
（Organic Light Emitting Diode即OLED）
图3-15 荧光灯光电参数随电压的变化
2.光色： 可利用改变荧光粉的成分来得到不同的光色、色温和 显色指数。 荧光粉： （1）卤磷酸盐荧光粉， （2）三基色稀土银光粉， （3）多光谱带荧光粉
3.环境温、湿度的影响
最佳工作环境：温度--20~35，相对湿度--60%； 典型荧光灯的光输出随温度的变化 见P60 图4-16； 4.控制电路的影响 控制电路类型对荧光灯的效率、寿命都有影响。 启辉器预热电路中，灯的寿命取决于开关次数 高频电子镇流器点灯点灯电路中，频繁开关不影响灯管寿 命 5.寿命 发射物质，开关次数
3.6 场致发光光源
场致发光（电致发光）：由于某种适当物质与电场 相互作用而发光的现象。 发光二极管：一种将电能直接转化为光能的固体元 件，可作为有效的辐射光源 特点：体积小，寿命长，可靠性高，便于控制
一、LED的原理和结构
（一）单色LED：由发光片来产生光，其材料的分子结构 决定了发光的波长（光的颜色） （二）白色LED：先产生蓝光，再借助于荧光物质间接产 生宽带光谱来合成白光。 （1）光转换型
2、钨丝的辐射
同温度（3000K）下黑体和钨的辐射曲线见图。 钨丝的工作温度越高，热辐射光源的光效就越高。
20
4500
10 8
维恩位移定律
可见 光区
黑体(每1cm 2)
光谱辐射出射度/(kW m nm )
相对能量
-1
15
T(K)
4000
6 4 2 0
-2
. .
钨(每2.27cm 2)
10
钨(每1cm 2)
max
3500
500
1000
1500
2000
2500
3000 波长/nm
5
3000 2500 2000
图 3-2 同温度(3000K)下黑体和钨辐射的曲线
图3-2 同温度（3000K）下黑体和钨的辐射曲线
500
1000
1500
波长/nm
图 3-1 黑体辐射曲线
图3-1 黑体辐射的相对能量分布
三、白炽灯和卤钨灯
3.1
概述
一、热辐射特性
1、黑体辐射
黑体在任何温度下，可将辐射在它表面的任何波长的能量 全部吸收；当黑体加热时，其光谱辐射出射度与它的温度T、 波长λ 的关系见P49图3-1 黑体辐射的相对能量分布 随温度升高，黑体辐射的总能量迅速增加；黑体辐射曲线 的最大值向短波方向移动，温度越高，最大辐射功率的波长越 接近可见光。
3、结构与技术参数
图4-12 卤钨灯外形
4、特点
提高灯的使用寿命； 比一般白炽灯的紫外辐射多
5、应用
一般照明用； 投光照明用； 其他
6、注意事项
要避免出现冷端； 管壁温度高，不能与易燃物接近；引线应采用耐 高温导线； 避免震动和撞击，不宜作移动式局部照明。
3.3 气体放电
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”。
（1）平板（平面）荧光灯 （2）无极荧光灯 图3-20 无极灯的结构原理图
5.其他
3.5 高强度气体放电灯（HID）
“高强度气体放电灯(HID-High Intensity Discharge)”是高压汞灯、金属卤化物灯和高压 钠灯的统称，是高压弧光放电灯。 常简称为：高压汞灯、金卤灯、高压钠灯
一、HID灯的结构
二、工作电路
1. 开关型启动电路（预热式）
2. 变压器型启动电路（快速启动、瞬时启动）
S
L
Un
N L
L
Un
N
Un
b) 快速启动
N
c) 瞬时启动
a) 预热启动
图 3-荧光灯的启动电路 14 荧光灯的启动电路 图3-
三、工作特性
1. 电源电压变化的影响 电压增高----灯管电流变大----电极过热----灯管发黑，寿命 缩短； 电压偏低----工作电流小----加剧阴极发射物质的溅射，寿命 缩短；
（2）气体放电光源：荧光灯、高压钠灯、金属卤化 物灯等； （3）固体发光光源
基本概念
二、分类：按照工作原理分类
（1）热辐射光源：利用电能使物体加热到白炽程度 而发光的光源；如：白炽灯、卤钨灯； （2）气体放电光源：利用气体或蒸气的放电而发光 的光源；如：荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯等； （3）固体发光光源：某些固体材料与电场相互作用 而发光的现象；如：LED、OLED；
1、辉光放电灯：阴极暗区，也成为阴极位降区是辉光放电的 特征区域； 辉光放电时光强沿管轴的分布见图。 2、弧光放电灯：等离子区，气体放电主要产生在此； 1）低气压弧光放电灯：1%大气压时，低压汞灯、低压钠灯被 激发； 2）高气压弧光放电灯：很高的气压下，辐射的光谱有很强的 连续成分，HID灯就是利用这一原理得到连续光谱。
HID灯各参数与电源电压的关系
三、HID灯的工作线路
L L Un C
灯 控制极
Un C
TR
D C1
灯
Un 900V峰值
a) HID灯通用线路
b) 金属卤化物灯的外触发电路
L a TR D C1
灯
L b D C 900V峰值 C1 TR c
控制极 灯
图 3-25 HID灯的工作线路
3～4 kV 峰值
6. 流明维持（光通量衰减）： 灯管在寿命期间光输出随点燃时间变化的情况因素：荧光 粉材料的损伤，钠含量，污染物质的沉积
7.闪烁与频闪效应：
8.高频工作特性
四、电子镇流器
1.工作原理 一种电源转换器，将输入的电源电流进行频率、波形和幅 度的改变，给灯管提供符合要求的能源，同时还具有灯的启 动和输入功率的控制等作用。 2.电子镇流器的基本线路 电子镇流器的组成框图见P63图3-21。
1）工频灯管 2）高频灯管 3）直流灯管
3. 按灯管形状和结构分类
（1）直管型荧光灯 （a）T8灯管 （b）T5灯管 （2）高光通单端荧光灯 （3）紧凑型荧光灯（CFL） 图3-14 几种紧凑型荧光灯 （a）自带镇流器或一体化紧凑型 （b）与灯管中的控制电路分离的灯管 （c）配适配器的可拆离灯管
4. 特种荧光灯：
一、气体放电的全伏安特性 通过改变电源电压 U 0 ，测量在不同放电电流时的灯管 电压 U ，就可得到气体放电的“全伏安特性曲线”。
U / V 非自持放电 D C B A
自持放电
G
U I
UZ
E A
F H
辉光放电 10
-6
弧光放电 10
-1
U0
a) 工作电路
R
O
10
-9
10
-3
10
I /A
b) 全伏安特性
(靠近灯丝)W nX WXn A(靠近灯泡)
灯管壁最低温度为250
C
WI 2+A + I 2 WI 2+A W+2I +A W+2I +A
焊泥 钼箔处最高温度为350
C
灯丝支架
钨丝
区域 1
区域 2
区域 3
图 3-11 卤钨循环的简化机理
卤钨循环示意图
2、卤素的选择
（1）碘钨灯：碘再生循环的温度适合许多灯泡 的设计。 （2）溴钨灯：能在室温下以气体的形式填充入 泡壳内，简化生产过程。
控制极
Un
b) 金属卤化物灯的外触发电路