电气照明技术第一章

什么是电气照明技术？
电气照明指利用电能转变为光能，进行人工照明的 各种设施。
电气照明技术是指选用合适的灯具和合理的布局方 式，以实现对光的控制和分配。
涉及电学、光学、生理学、心理学等学科
高压汞灯
高压钠灯
课程在专业中的地位与作用
光源与照明专业培养目标：本专业培养基础扎实、实践能 力强、综合素质高，掌握照明用光源尤其是半导体照明的 物理基础、电路驱动、发光材料、灯具设计及照明检测的 基础知识，能够在半导体照明行业从事新型照明产品的相 关研发设计、制造应用和技术管理等工作的复合型高级工 程技术人才。
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第一，随温度升高黑体辐射总能量迅速增加。 第二，随温度升高，黑体辐射曲线最大值移向短波， 具有最大辐射功率的波长与黑体温度成反比。
实际现象：当物体加热时颜色变化是红->黄-> 蓝。
当温度在2000~5000K时，黑体的辐射温度越高， 最大辐射功率的波长就移向可见光区。
的面积为dA时，则该立体角为：
d
dA r2
（2）光强：光源向给定方向的立体角元dω内发射的光通量dΦ与该立体角之比，
单位坎德拉（cd）。
I d
d
（3）平均光强：若光通量是I均匀的，则在立体角ω内的平均光强为：
照度：被照面上单位面积入射的光通量，单位勒克斯（lx）。
平均照度为
E d dA
概述
什么是照明？ 什么是电气照明技术？ 电气照明技术在本专业中的地位 电气照明技术课程的主要内容和教学目标
什么是照明？
利用人工光或自然光，或提供人们足够的照 度（一般照明），或提供良好的识别（道路 照明、广告标示等），特征的强调（建筑照 明、重点照明等），或创造舒适的光环境 （住宅照明等）、营造特殊的氛围等（商业 舞台照明），及其他特殊目的（生化、医疗、 植物栽培等）的手段。
课程在专业中的地位：基础课程，介绍了本专业涉及的各 种电光源以及各种照明设计原理，为后续课程及就业打下 基础。
相关课程：光源与照明概论、气体放电物理、色度学、光 源与照明检测技术、灯具设计实践等。
课程内容和目标
照明技术基本知识 电光源和照明灯具 照度计算 照明设计 照明设计实例
基础知识 照度计算 照明设计
光的辐射特性
辐射能量Qe：光源辐射出来的光的能量，单 位J。
辐射通量（辐射功率）Φe：光源在单位时间 内辐射出去的总能量，单位W。
光谱辐射通量
光谱辐射通量Φλ：单位波长间隔内的辐射通量，单位W/m。
辐 线表射示通。量实的际光测谱量分是布e,将：波辐长射分通e 成量 若随dd干波e波长长随段波（长5变~化10的n规m律），，常测用量每曲
单个原子发射的是线光谱，而分子光谱接近连 续谱线。
人工光源常用的辐射源有：热辐射、气体放电、 电致发光
热辐射
当物体被加热到高温时，组成它的原子或分子 将产生热运动，相互碰撞从而使电子获得能量而被激 发，产生辐射。 （1）黑体辐射
黑体就是入射的光辐射完全被吸收，没有反射和 透射的完全辐射体。因此黑体的热辐射将只取决于温、 度，温度一定，其光谱能量就一定。 普朗克定律：描述的是不同温度下黑体光谱辐射功率 与波长的函数关系。这种形式的辐射就是热辐射， 黑体辐射是具有连续光谱成分的复合辐射。
亮度：单位投影面积上的发光强度。某方向的发光强度dI与包含被观察 点的面元dA在垂直于观察者方向上的投影面积dAcosθ之比，用于描述 发光面或反光面上光的明亮程度，考虑了光的辐射方向。单位坎德拉每 平方米（cd/m2）。
L
dI
dAcos
光的辐射
辐射的产生
产生光辐射的主要是最外层电子，在被激发迁 移吸收能量而在去激发跃迁时电子的能量随之释放， 该能量就被转化成光能自发向外辐射，形成了光的 辐射。
光通量Φ：单位时间内光辐射能量的大小，是说明光源发光能力的基本 量，单位流明（lm）。
780
Km 0 e,V ()d Km 380 e,V ()d
发光强度（光强）
（1）立体角：任意一个封闭的圆锥面所围的空间。以圆锥的顶点为球心，半径
为r的球面被锥面截得的面积来度量，单位球面度（sr）。设锥面在球面上截得
教材及参考书籍
教材： 谢秀颖，电气照明技术（第二版），中国电力出
版社
参考书籍： 肖辉，电气照明技术（第二版），机械工业出版
社 夏国明，电气照明技术（第二版），中国电力出
版社 赵德申，建筑电气照明技术，机械工业出版社
考核方式
期末考试（80%）+ 平时考查（20%）
平时考查的形式：习题 + 不定期签到
一波长段的辐射通量。
光谱光效能K(λ)：度量由辐射能所引起的视觉能力，单位lm/W。 光谱光效率V(λ)：
Km是人眼在555 nm（黄V 绿(光) ） 下K的(光)谱光视效能（明视觉条件下）或者
在507nm下的光谱光视效能（暗K视m觉条件下），K(λ)是在波长λ下的光
谱光视效能。
常用的光度量
第一章 绪论
光 光与视觉 光与颜色 绿色照明
第一节 光
光的本质：电磁波（电磁辐射），能量的一种存在 形式
光的理论描述：微粒论（牛顿）、波动论（惠更 斯）、电磁波理论（麦克斯维尔）、量子论（普朗 克）
可见光：380~780 nm（紫外：100 ~ 380 nm；红外： 780 nm ~ 1 mm）
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照度决定了能否看清一个物体。照度是照明工程中最常 用的术语和物理量之一，作为考察照明效果的量化指标。
（1）在40W的白炽灯下1米远处的照度约为30lx，家 搪瓷伞形白色灯罩可增加为70lx
（2）满月晴朗月空下位0.2lx
（3）晴朗白天室内为100~500lx
1lx的照度能辨别物体的轮廓，5~10lx看书模糊，短 时阅读照度不应低于50lx。
钨丝辐射
与黑体辐射原理相同，性能相似，能承受2000K以 上高温，在可见光区域选择辐射率较高，其能量分布 是连续光谱，与辐射温度有密切的关系。
在可见光区域内的选择辐射率更高，辐射功率 的峰值偏向于可见光区。
钨丝辐射波长范围很大：少部分可见光，少部分 紫外线，大部分红外线，随着温度的升高可见光比红 外线增加速度更快，尽可能提高工作温度就会提高辐 射光效。