[bái chì dēng]

白炽灯

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白炽灯将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。自1879年,美国发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝白炽灯以来,经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进,白炽灯的发光效率也相应提高。1959年,美国在白炽灯的基础上发展了体积和衰光极小的卤钨灯。白炽灯的发展趋势主要是研制节能型灯泡。不同用途和要求的白炽灯,其结构和部件不尽相同。白炽灯的光效虽低,但光色和集光性能很好,是产量最大,应用最广泛的电光源。
中文名
白炽灯
外文名
Incandescent Lamp
读 音
bái chì dēng
发明者
托马斯·阿尔瓦·爱迪生
别 名
钨丝灯
发明日期
1879年

技术原理 编辑

丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。由电流通过灯丝加热至白炽状态产生光的一种光源。是最早出现的电灯。
一只点亮的白炽灯的灯丝温度高达3000℃。正是由于炽热的灯丝产生了光辐射,才使电灯发出了明亮的光芒。因为在高温下一些钨原子会蒸发成气体,并在灯泡的玻璃表面上沉积,使灯泡变黑,所以白炽灯都被造成“大腹便便”的外型,这是为了使沉积下来的钨原子能在一个比较大的表面上弥散开。
钨跟空气中的氧化合生成一薄层蓝色的三氧化二钨和氧化钨的混合物。原因是空气里的氧气使高温的钨丝氧化了。所以钨丝灯泡要抽成真空,把空气统统清除出去。
有时怕抽气机抽不干净,还要在灯泡的感柱上涂一点红磷。红磷受热会变成白磷,白磷很容易同氧气反应,生成固态的五氧化二磷,玻壳里残留的氧气也被消除了。
但是白炽灯用久了玻壳会变黑,再过一段时间会烧断,因为钨丝比起炭丝来,在真空里的升华速度要快得多。当白炽灯点亮温度升得很高的时候,钨的升华仍然十分严重。长时间的高温使钨丝表面的钨原子升华扩散,然后一层又一层地沉积到玻壳的内表面上,使玻壳慢慢黑化,钨的蒸发也使钨丝越来越细,最后烧断。灯丝工作温度越高钨升华的越快,白炽灯的使用寿命就越短。

组成结构 编辑

白炽灯用耐热玻璃制成泡壳,
白炽灯 白炽灯
内装钨丝。泡壳内抽去空气,以免灯丝氧化,或再充入惰性气体(如氩),减少钨丝受热升华。因灯丝所耗电能仅一小部分转为可见光,故发光效率低,一般为10~15流/瓦。
白炽灯,主要由玻壳、灯丝、导线、感柱、灯头等组成。
玻壳做成圆球形,制作材料是耐热玻璃,它把灯丝和空气隔离,既能透光,又起保护作用。白炽灯工作的时候,玻壳的温度最高可达100℃左右。
:是用比头发丝还细得多的钨丝,做成螺旋形。看起来灯丝很短,其实把这种极细的螺旋形的钨丝拉成一条直线,这条直线竟有1米多长。
白炽灯里的钨丝害怕空气。如果玻壳里充满空气,那么通电以后,钨丝温度升高到2000℃以上,空气就会对它毫不留情地发动袭击,使它很快被烧断,同时生成一种黄白色的三氧化钨,附着在玻壳内壁和灯内部件上。
导线:两条导线表面上很简单,实际上由内导线、杜美丝和外导线三部分组成。内导线用来导电和固定灯丝,用铜丝或镀镍铁丝制做;中间一段很短的红色金属丝叫杜美丝,要求它同玻璃密切结合而不漏气;外导线是铜丝,任务就是连接灯头用以通电。
感柱:一个喇叭形的玻璃零件就是感柱,它连着玻壳,起着固定金属部件的作用。其中的排气管用来把玻壳里的空气抽走,然后将下端烧焊密封,灯就不漏气了。
灯头是连接灯座和接通电源的金属件,用焊泥把它同玻壳粘结在一起。

光电参数 编辑

额定电压

灯泡的设计电压称为额定电压。光源(灯泡)只能在额定电压下工作才能获得各种规定的特性。如果低于额定电压使用,光源的寿命虽然可以延长,但发光强度不足,发光效率降低。如果在高于额定电压下工作,发光强度变强,但寿命缩短,故要求电源电压能达到规定值。

功率

灯的额定功率是指灯泡(管)的设计功率值,单位为W(给定某种气体放电灯的额定功率与其镇流器损耗功率之和称为灯的全功率)。

额定光通量

在额定电压下工作,灯泡辐射出的是额定光通量,一般是指点燃100 h后的灯泡的初始光通量,以lm为单位。对于某些灯泡,例如反射型灯泡还应规定在一定方向的发光强度。
由于灯丝形状的变化、真空度(或充气纯度)的下降、钨丝蒸发粘附在灯泡内壁等因素,白炽灯在使用过程中光通量会衰减。充气白炽灯内气体的对流使蒸发的钨不像真空白炽灯那样均匀散布在玻壳内部,而集中在灯头上方(指灯头在上的安装方式),光通衰减情况较好。
灯在给定点燃时间后的光通量与其初始光通量之比,称为光通量维持率,通常用百分比表示。

发光效率

灯泡的发光效率是指灯泡消耗单位电功率所发出的光通量(简称光效),以lm/W为单位。

寿命

灯泡的寿命一般有两种意义:(1)全寿命:指灯泡从开始使用到点燃失效,或者根据某种规定标准点到不能再使用的状态的累计时间;(2)在规定条件下,同批寿命试验灯所测得寿命的算术平均值称为平均寿命。产品样本上列出的光源寿命一般指平均寿命。白炽灯的平均寿命为1000 h。
白炽灯的寿命受电源电压的影响,电源电压升高,灯泡寿命将大大降低。灯丝在工作过程中各处变细的速度不同(由于材料或制造方面的原因),在局部地方蒸发加速,该处的温度也就加速提高,甚至蒸发迅速而最终烧断。灯丝温度的变化使得灯的寿命和光效都会产生变化,同一个灯泡光效越高寿命就越短。
白炽灯的启动性能好,从对灯施加电压到发出额定光通量为止,只需数百毫秒的时间,在如此短的点熄灭时间内,其瞬间过渡电流约为额定电流的7-10倍,通常在数百毫秒到数秒内的燃点熄灭周期内,就大致可使寿命缩短2-8%。
频繁开关白炽灯,使钨丝出现急冷急热,温度发生反复变化,又由于钨丝内部晶体呈纤维状,表现出各向异性,导致热应力。当热应力超过材料高温下的弹性极限时,将发生局部塑形变形,经过一定循环次数后,即可能引起热疲劳裂纹,有些裂纹联合起来形成主裂纹。这些区域就成了应力敏感处。另一方面,钨丝的急冷急热,产生热冲击现象。这种热冲击产生的热应力,远远大于钨丝正常发光时的恒定的热应力,而且这种应力以冲击式的高速加在钨丝上,容易在已存在的应力敏感区出现应力集中,使裂纹纵深扩展而导致钨丝点熄间断裂。[1]

光谱能量(功率)分布

白炽灯是热辐射光源,具有连续的光谱能量(功率)分布。

色温、显色指数

白炽灯是低色温光源,一般为2400~2 900K,显色性很好,显色指数99~100。
白炽灯当电源电压变化时,除寿命有很大变化外,光通、光效、功率等也都有很大变化。[2]

基本特点 编辑

优点:
1、光源小、便宜,具有种类极多的灯罩形式,并配有轻便灯架、顶棚和墙上的安装用具和隐蔽装置。
2、通用性大,彩色品种多,具有定向、散射、漫射等多种形式。
3、能用于加强物体立体感、白炽灯的色光最接近于太阳光色,显色性好,光谱均匀而不突兀。白炽灯(包含卤素灯)的光谱是连续而且平均的,拥有极佳演色性的优点;而荧光灯、LED是离散光谱,演色性低,低演色性光源不但会让人觉得颜色不好看、对于健康及视力也有害。传统灯泡还有可调光、耐点灭及无汞的优点。白炽灯有一个其他大部分类型发光产品不具备的优点,即适合频繁启动的场合。
4、白炽灯和卤钨灯相比较,卤钨灯与一般白炽灯相比光效离低,体积不大,便于光控翻,色越校高,显色性好,特别适用于电视转播照明、绘图、摄影及建筑物泛光照明等。但制造方便,成本低,启动快,线路简单,被大量采用。
缺点:
在所有用电的照明灯具中,
白炽灯 白炽灯
白炽灯的效率是最低的。它所消耗的电能只有约2%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。在这一点上,卤素灯就比一般的白炽灯要长很多。
卤素灯的外形一般都是一个细小的石英玻璃管,和白炽灯相比,其特殊性就在于钨丝可以“自我再生”。实际上,在这种灯的灯丝和玻璃外壳中充有一些卤族元素,如碘和溴。当灯丝发热时,钨原子被蒸发向玻璃管壁方向移动。在它们接近玻璃管时,钨蒸气被“冷却”到大约800℃并和卤素原子结合在一起,形成卤化钨(碘化钨、溴化钨)。卤化钨向玻璃管中央移动,又落到被腐蚀的灯丝上。因为卤化钨很不稳定,遇热后就会分解成卤素蒸气和钨,这样钨又在灯丝上沉积下来,弥补了被蒸发的部分。如此循环,灯丝的使用寿命就会延长很多。所以,卤素灯的灯丝就可以做的相对较小,灯体也很小巧。卤素灯一般用在需要光线集中照射的地方,比如用于写字台或居室局部的照明。

发明历史 编辑

人类使用白炽灯泡已有128年的历史了。
爱迪生 爱迪生
早在爱迪生之前,英国电技工程师斯旺(j.Swan)从19世纪40年代末即开始进行电灯的研究。经过近30年的努力,斯旺最终找到了适于做灯丝的碳丝。
白炽灯的发明,美国通常归功于爱迪生,英国则归功于斯旺。两位发明家的竞争十分激烈,专利纠纷几乎不可避免,后来,两人达成协议,合资组建了爱迪生──斯旺电灯公司,在英国生产白炽灯。
1845年,辛辛那提的斯塔尔提出可以在真空泡内使用碳丝。英国的斯旺按照这种思路,用一条条碳化纸作灯丝,企图使电流通过它来发光,但是,因当时抽真空的技术还很差,灯泡中的残余空气,使得灯丝很快烧断。因此,这种灯的寿命相当短,仅有一两个小时,不具有实用价值。
1878年,真空泵的出现,使斯旺有条件再度开展对白炽灯的研究。
1878年12月18日,斯旺试制成功了第一只白炽电泡。此后不久,他还在纽卡斯尔化学协会上展示过他的碳丝灯泡。而当他的有关白炽电灯的实验报道在美国发表之后,也曾给爱迪生以直接的帮助。
1879年1月,他发明的白炽灯当众试验成功,并获得好评。
1879年,爱迪生也开始投入对电灯的研究,他认为 ,延长白炽灯寿命的关键是提高灯泡的真空度和采用耗电少,发光强、且价格便宜耐热材料作灯丝,爱迪生先后试用了1600多种耐热材料,结果都不理想。
1879年10月21日的傍晚,美国的T.A.爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝)白炽灯,率先将电光源送入家庭。爱迪生采用碳化棉线作灯丝,把它放入玻璃球内,再启动气机将球内抽成真空。结果,碳化棉灯丝发出的光明亮而稳定,足足亮了10多个小时(45个小时)。就这样,碳化棉丝白炽灯诞生了,爱迪生为此获得了专利。
之后爱迪生还一直致力于白炽灯的改进,为了提高灯泡的质量,延长灯泡的寿命,爱迪生想尽一切办法寻找适合制灯丝的材料。在爱迪生研制白炽灯泡灯丝材料的过程中,曾试验过棉线、木材的细条、稻草、纱纸、线、马尼拉麻绳、马鬃、钓鱼线、麻栗、硬橡皮、栓木、藤条、玉蜀黍纤维,甚至人的胡须、头发。
1880年,爱迪生又研制出碳化竹丝灯,使灯丝寿命大大提高,同年十月,爱迪生在新泽西州自行设厂,开始进行批量生产,这是世界最早的商品化白炽灯。
1880年,斯旺在发明白炽电灯后申请了专利。
1880年5月初,爱迪生试验过的植物纤维材料共约6000种。在很长的一段时间里,爱迪生派遣了很多人前往世界各地寻找适合于制作灯丝的竹子。直至1908年的9年间,日本竹一直是供应碳丝的主要原料。
1881年,白织灯正式投产。而在灯泡投产之后,他未能像爱迪生那样建立相应的发电站和输电网。这样就使得爱迪生后来居上,成了人们公认的白炽电灯的发明家。英国的斯旺也于1881年在新堡郊外本威尔设厂。
十九世纪后半叶,人们开始试制用电流加热真空中灯丝的白炽电灯泡。
1907年,A.贾斯脱发明拉制钨丝,制成钨丝白炽灯。
1908年,现代的钨丝白炽灯由美国发明家库利奇试制成功。发光体是用金属钨拉制的灯丝,这种材料最可贵的特点是其熔点很高,即在高温下仍能保持固态。
1913年,美国的I.朗缪尔发明螺旋钨丝,并在玻壳内充入氮,以抑制钨丝的挥发。这是继灯丝由炭丝改钨丝后白炽灯的又一重要革新。直到目前为止,充气仍然是抑制钨丝蒸发的基本措施。
1912年,日本的三浦顺一为使灯丝和气体的接触面尽量减小,将钨丝从单螺旋发展成双螺旋,发光效率有很大提高。1915年发展到充入氩氮混合气。
1935年,法国的A.克洛德在灯泡内充入氪气氙气,进一步提高了发光效率。
1959年,美国在白炽灯的基础上发展了体积和光衰极小的卤钨灯。白炽灯的发展史是提高灯泡发光效率的历史。白炽灯生产的效率也提高得很快。
1978年10月,英国举行电灯发明百周年纪念,而美国则于一年后的11月举行。
20世纪80年代,普通白炽灯高速生产线的产量已达8000只/小时,并已采用计算机进行质量控制。
2010年,澳大利亚政府推出了一项逐步采用节能荧光照明设备,以减少温室气体排放的计划,将禁止使用白炽灯泡

操作技巧 编辑

延长使用

办法只有降低温度,降低灯丝温度可以达到延年益寿的目的。钨丝工作温度高达2700℃时,灯泡点亮不到1个小时就熄灭;钨丝工作温度下降到1700℃,使用寿命可以延长到1000个小时以上。
可是,这并不是个好办法。降低钨丝的工作温度,也就是降低它的白炽程度,会使白炽灯的发光效率降低,远不如温度高时那么明亮。
于是,问题就这样明明白白地摆在了人们的面前:要想白炽灯更多地发光,就得提高灯丝的工作温度;要想减少钨丝的蒸发以延长灯的寿命,又得降低它的体温。这是矛盾的。
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提高效率

经过多年的研究,人们注意到,当灯泡里充有空气的时候,虽然灯丝很快会被氧化,但是钨的蒸发却变慢了。原因其实很简单。空气是由多种成分组成的,使钨氧化的只是占空气总量1/5的氧气;至于其余的大约占4/5的氮气,它不仅没有参与对钨的破坏作用,反而阻碍钨分子的运动,降低钨的蒸发速度。
过去人们为了保证白炽灯寿命,不得不把玻壳中的空气抽走。可以把气体不会跟钨发生化学反应的氮气充到玻壳里去。
如果灯泡里是真空的,那么当钨丝接通电源,温度升高后,钨的分子就会大量地脱离灯丝,玻壳里一旦充进了氮气,白炽的灯丝周围就会形成一薄层稳定的气体保护层。这样钨丝的蒸发速度就慢得多了。结果是出现了充氮气的白炽灯泡。
但是因为氧气或水蒸汽都会在钨丝工作时跟它起氧化反应,所以对充气的含氧量和含水量都有极严格的要求,充气使钨丝的蒸发速度变慢,同样的使用期限可以使灯丝在更高的温度下工作,所以充气灯泡的发光效率比真空灯泡要高。一般来说,充气灯泡的发光效率要比真空灯泡高出1/3以上。

研发进展 编辑

综述

由于白炽灯的耗电量大,寿命短, 性能远低于新一代的新型光源,为了节能环保,保护环境,白炽灯已被一些绿色光源所代替,被要求渐渐退出市场,一些国家已禁止生产和销售白炽灯。但是,节能灯含有汞,和许多电子产品一样,在国内,由于缺乏电子产品回收机制,随意丢弃对土壤和水源的污染不容忽视。

中国

淘汰白炽灯的重要意义
中国是白炽灯的生产和消费大国,2010年白炽灯产量和国内销量分别为38.5亿只和手机派水货手机报价10.7亿只。据测算,中国照明用电约占全社会用电量的12%左右。如果把在用的白炽灯全部替换为节能灯,年可节电480亿千瓦时,相当于减少二氧化碳排放4800万吨,节能减排潜力巨大。逐步淘汰白炽灯,不仅有利于加快推动中国照明电器行业技术进步,促进照明电器行业结构升级优化,而且也将为实现"十二五"节能减排目标、应对全球气候变化做出积极贡献。
淘汰白炽灯的可行性
当前,在全球大力推动节能减排、积极应对气候变化的形势下,很多国家纷纷出台淘汰白炽灯路线图,加快淘汰低效照明产品。中国自1996年实施绿色照明工程以来,照明行业迅速发展,全社会节能减排意识显著提高,为淘汰白炽灯创造了较好的政策环境、行业基础和社会氛围,为淘汰白炽灯路线图的发布实施奠定了良好基础。
政策环境
“十一五”期间,中国提出了单位GDP能耗降低20%,主要污染物排放减少10%的约束性目标,通过一系列政策措施推动节能减排。2012年,已经建立了较完善的高耗能产品淘汰和节能产品推广政策体系,包括发布高耗能产品淘汰目录、实施能效标准标识、推行政府强制采购、开展政府财政补贴等,为促进白炽灯企业合理转型、推动高效照明行业健康发展创造了良好的政策环境。
行业基础
2010年,中国白炽灯总产量38.5亿只,年产量1亿只以上大型企业约10家,占全行业总产量的70%以上。在国家相关政策的支持下,这些大型白炽灯生产企业先后开始转产节能灯等高效照明产品,为行业平稳过渡奠定了基础。
2010年,中国节能灯总产量约42.6亿只,约占全球总产量的80%;其中,年产量5000万只以上规模企业约20家,占全行业总产量的82.2%。经过多年努力,中国节能灯产品质量水平日益提高,一些企业产品质量和工艺水平已达到世界领先水平。此外,半导体照明等新兴高效照明技术发展迅速,在射灯、筒灯、隧道灯等领域逐步得到应用。因此,高效照明产品及技术的日益成熟为逐步淘汰白炽灯提供了重要保障。
社会意识
随着经济社会的发展和人民生活水平的提高,居民照明节电意识普遍增强,"绿色照明"理念深入人心,高效照明产品市场占有率逐年提高,淘汰低效照明产品、选用高效照明产品已逐渐成为社会共识。
世界主要国家和地区淘汰白炽灯情况
自2007年初澳大利亚政府率先宣布以立法形式全面淘汰白炽灯开始,先后有十几个国家和地区陆续发布了白炽灯淘汰计划。这些国家和地区淘汰白炽灯计划主要有以下几个特点:
一是淘汰时间。在淘汰进程上,大多数国家的起始时间主要集中在2010-2012年。
二是淘汰范围。并非禁止所有白炽灯,重点在于淘汰普通照明用白炽灯,特殊用途白炽灯并不在淘汰范围之内。
三是淘汰方式。大部分国家和地区采取分阶段淘汰方式,从大功率白炽灯逐步向小功率白炽灯延伸,从低光效白炽灯向高光效白炽灯延伸。
四是中期评估。部分国家和地区在淘汰过程中设置了实施效果评估环节,根据高效照明技术发展和前期政策实施情况来调整后期政策。
淘汰白炽灯方案
(一)指导思想
全面落实科学发展观、加快经济发展方式转变,大力推进节能减排,积极应对气候变化,制定并实施科学有效、符合中国国情的淘汰白炽灯路线图,实现照明产业结构调整优化和整体能效水平提升,为实现“十二五”节能减排目标、加快经济发展方式转变作出积极贡献。
(二)基本原则
坚持顺应国际潮流与推动中国行业发展相结合;坚持加强政策引导与深化市场机制相结合;坚持实施分阶段淘汰与发展替代技术相结合。
(三)法律依据
中华人民共和国节约能源法》第十六条规定:"国家对落后的耗能过高的用能产品、设备和生产工艺实行淘汰制度。淘汰的用能产品、设备、生产工艺的目录和实施办法,由国务院管理节能工作的部门会同国务院有关部门制定并公布"。明确了相关政府部门在制定淘汰政策和措施中的职责。
《中华人民共和国节约能源法》第十七条规定:“禁止生产、进口、销售国家明令淘汰或者不符合强制性能源效率标准的用能产品、设备;禁止使用国家明令淘汰的用能设备、生产工艺”。明确了生产经营单位、组织或个人在执行高耗能产品淘汰制度中的法律职责。
(四)淘汰计划
中国淘汰白炽灯路线图拟以国家发展和改革委员会、国家质量监督检验检疫总局、国家工商行政管理总局、海关总署等部门联合公告的形式发布并实施。中国淘汰白炽灯路线图分为五个步骤(见附表),包括:
第一步骤:2011年10月1日,发布中国淘汰白炽灯政府公告及路线图,并将2011年10月1日至2012年9月30日设为过渡期。
第二步骤:2012年10月1日起,禁止销售和进口100瓦及以上普通照明用白炽灯。
第三步骤:2014年10月1日起,禁止销售和进口60 瓦及以上普通照明用白炽灯;依据能效标准,禁止生产、销售和进口光效低于能效限定值的低效卤钨灯。
第四步骤:2015年10月1日至2016年9月30日,对前期政策进行评估,调整后续政策。
第五步骤:2016年10月1日起,禁止销售和进口15 瓦及以上普通照明用白炽灯。
(五)淘汰范围
淘汰目标产品为普通照明用白炽灯,具体类型为:
--电源电压:220V;
--灯头:E14、E27螺口型和B22卡口型;
--泡壳:透明、磨砂、类似于磨砂效果的涂层或内涂白等经过表面处理的形式。
淘汰目标产品不包括反射型白炽灯、聚光灯、装饰灯等其它类型白炽灯以及特殊用途白炽灯。

澳洲

2009年停止生产,最晚在2010年逐步禁止使用传统的白炽灯。 澳大利亚是世界上第一个计划全面禁止使用传统白炽灯的国家。澳大利亚政府20日宣布一项计划,将最晚在2010年开始逐步禁止使用传统的白炽灯,代之以更加节能的日光灯等节能灯具。这是澳大利亚倡议的减排温室气体以阻止全球气候变暖的措施之一。

加洲

2012年前禁用白炽灯 加拿大自然资源部部长加里.伦恩2007年4月25日宣布,加拿大定于2012年开始禁止销售白炽灯。加拿大是继澳洲后第二个宣布将禁用白炽灯的国家。

台湾

规划2010年开始执行白炽灯禁产政策,2012年全面禁产。 经济部能源局昨日在行政院产业科技策略会议中宣布,2012年起已逐步推动传统白炽灯退出公家机关、饭店、医院甚至一般住家,预订三年后逐步停产,最迟在2012年,耗电较多的传统白炽灯就将全面停产、禁用。

日本

到2012年止,停止制造销售高能耗白炽灯 日本政府日前宣布截至2012年,日本将全面禁止使用白炽灯。专家预计,该禁令将使荧光灯、紧凑型荧光灯的使用数量大幅增加,并最终随着LED效率的提高以及成本的降低,增加LED照明的需求。

美国

2012年1月到2014年1月。大多数白炽灯泡将于2014年在美国市场上禁止销售。 2007能源独立和安全法案规定:从2012年1月到2014年1月间,美国要逐步淘汰40W、60W、75W及100W白炽灯泡,以节能灯泡取代替换。

欧盟

欧盟在环保方面的标准一直是全球最高的,有关的规范也是最严格的。就白炽灯的使用来说,欧盟委员会早在2007年3月,就制订出具体时间表,逐步淘汰这种浪费能源、二氧化碳排放量相对较高的产品。2008年底,欧盟宣布27个成员国已就一份白炽灯限制方案达成协议,为防止全球气候变暖,各国将在2012年前停止欧盟内家用白炽灯的销售,而改用能效较高的节能灯。根据计划,该方案在欧洲议会批准后,从2009年3月起分阶段实施。2012年8月31日,欧盟境内全面禁售白炽灯泡的最后期限到来。这之后,理论上讲,欧盟境内任何商家将不能再进货和出售白炽灯泡。已售出的白炽灯使用寿命结束后,将退出历史舞台。
欧洲联盟2009年9月起禁止销售100瓦传统灯泡,2012年起禁用使用所有瓦数的传统灯泡。英国首相布朗2007年上任后也宣布英国将一体遵行,改用省电日光灯。2008年,零售商开始停卖150瓦灯泡,2009年将停卖60瓦灯泡。零售卖场就开始停止100瓦灯泡补货,自愿停售期到2012年结束,之后政府才颁惩罚规则。

韩国

2013年底前禁止使用白炽灯 南韩[第四次能源利用合理化基本计划]决定,将阶段性地调高白炽灯的最低能耗标准,并在2013年底前予以淘汰。

衍生产品 编辑

随着新产品的不断出现,新型光源也不断诞生,譬如LED发光二极管,是一种半导体固体发光器件,被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上;电光功率转换可超过10%,相同照明效果比传统光源节能80%以上。
2000年代起,则以发光二极管(LED)及高强度气体放电灯(High Intensity Discharge,HID)照明开始发展流行。前者的优点是非常长寿,现已陆续地用于交通灯、手电筒、汽车上之刹车灯及指挥灯之上。后者其实是多种技术的统称(钠灯亦属于HID)。很多最新汽车使用的气车头灯(Xenon HID)、放映机使用的金属卤化物灯(Metal Halide),都是属于HID。
荧光灯
大部分白炽灯会把消耗能量中的98%转化成无用的热能,只有约2%的能量会成为光。相比之下,荧光灯(Fluorescent lamp,亦称光管)的效率高很多,接近10%。故此很多地方,特别是夏天需要空气调节的商场、大楼都会使用萤光灯照明以节省电力。小型的萤光灯(节能灯泡)把萤光灯及启动电子结合,使用标准电灯泡的接口,用以替代普通白炽灯泡。例如一个26瓦的节能灯泡,发出的亮度为11瓦,热量为15瓦。发出相同亮度11瓦的白炽灯泡耗电多四倍,达100瓦;放出热量多六倍,达90瓦。
卤素灯
很多家居内的电灯仍然是以普通白炽灯为主。卤素灯泡亦变得较为流行,特别是光源需要集中的情况,例如家居的射灯,汽车车头灯,经常会使用卤素灯泡。良好的卤素灯泡可以达到3.5%的效率。例如一个60瓦的卤素灯泡,亮度可等同一个100瓦的普通灯泡。但是卤素灯泡体积细小,运作时温度非常高。在家居应用时需要特别防护,防止引起火灾。
至于而户外的街灯照明,以钠灯(Sodium vapor lamp)最为常见。低压钠灯发出的是单调的橙色光线,但是它的效率却相对较高。高压钠灯色效率稍低,但颜色较为丰富。
智能LED灯
2014年澳大利亚发明家研制出一款能用智能手机控制开关、变换颜色的LED灯泡。这款灯泡安装简易,使用寿命更长达25年。这款名为LIFX的智能灯泡能与智能手机的应用程序(App)连接,使用者可根据喜好转换灯泡色调,也可以预设起床开灯的时间,同时也能用传统开关控制灯泡。LIFX的耗电量仅为普通白炽灯的1/10,荧光灯管的1/2,安装过程与普通灯泡一样。
型式
光源效率
(LM/W)
平均寿命
(小时)
特性
使用范围
普通灯泡
NORMAL INCANDESCENT LAMPS
8--18
1000
安装及使用容易,立即可以启动,成本低
住宅之基本照明及装饰性照明
反射灯泡
REFLECTOR LAMPS
8--18
1000
反射灯泡可以做聚光投射
反射灯泡可用于重点照明
卤素灯
HALOGEN LAMPS
12--24
2000--3000
体积小,亮度高,光色较白,安装易,寿命较普通灯光长
商业空间之重点照明

应用现状 编辑

我国绿色照明工程的宗旨是推动节约能源、保护环境和提高照明质量,以适应和服务于我国社会进步和现代化进程。主要目标是
1· 推广应用高效照明产品;
2· 推进照明节电,实现照明节电10%的目标,预期到2010年照明节电累计1032亿kW·h;
3· 通过节电,减少温室气体排放,到2010年累计减排二氧化碳4130万吨碳;
4· 提高高效照明产品的质量和水平,扩大生产能力和出口量;
5· 提高公众节能环保意识,更清楚了解高效照明系统的好处。
其措施之一是严格限制低光效的普通白炽灯应用:这已成为全世界各国节能减排的共同要求。
一般应使用荧光灯,主要是自镇流荧光灯代替白炽灯;在一些开关频繁、要求调光、有特殊装饰要求的场所,以及商场重点照明等,宜选用卤素灯。
限制白炽灯应用,当前重点是宾馆和家庭两类场所:对宾馆主要靠设计师、装饰工程师和建设单位共同努力,增强节能观念和责任来解决;对家庭主要靠政府运用价格政策引导。

选用方法 编辑

普通白炽灯:适用于需要调光、要求显色性高、迅速点燃、频繁开关及需要避免对测试设备产生高频干扰的地方和屏蔽室等。因体积较小,并可制成各种功率的规格,同时易于控光、没有附件、光色宜人等,故特别适于艺术照明和装饰照明。小功率投光灯还适用于橱窗展示照明和美术馆陈列照明等。适用于事故照明。因白炽灯光效低,寿命短、电能消耗大、维护费用高,使用时间长的工厂车间照明不宜采用。

注意事项 编辑

白炽灯泡内的灯丝,
普通白炽灯
普通白炽灯 (13张)
是用很细的钨丝绕制成的。电灯正常工作时温度达到2000℃以上,虽然还达不到钨丝的熔点3370℃,但这样的高温却可以使钨丝表面的一部分原子蒸发出来。因此,灯泡用久后,玻璃泡会慢慢变黑,灯丝会慢慢变细,变得粗细不再那么均匀。由于导体的电阻与其横截面积有关,细的地方单位长度的电阻比粗的地方单位长度电阻大,由知,细的地方发热功率比粗的地方大,因此,越细的地方温度就越高。发热不均匀,不仅会使灯丝变形,而且还会使螺旋形的灯丝匝数的间距不均匀,从而导致发热更加不均匀,匝数越密的地方,温度越高。而对于大多数导体来说,电阻与温度有关,温度越高,电阻越大。
一般人认为: 电灯开启前,灯丝是冷的,它的电阻很小;在开灯的一瞬间,通过灯丝的电流很大,约是正常发光时电流的十倍左右。因此,开灯的一瞬间,灯丝的发热功率比正常发光时要大得多,这就有可能使变细、变密部分的灯丝温度达到或超过钨丝的熔点,致使灯丝被熔化。所以灯泡用久了,在开灯的时候,灯丝易从变细、变密的地方烧断。
但开启瞬间的温度还未升高,灯丝反而容易断,其实这里面还有一个重要原因:灯丝与引线支架的连接不牢,造成一定的接触电阻,尤其在开灯瞬间其消耗的功率大幅增加,加上灯丝本身的热量,就容易造成局部过热而烧断灯丝。
以上问题主要还是由于白炽灯生产技术的不足造成的,相信如果能大幅度减少以上不足,造出更加灯丝直径更加均匀,绕制螺距更加均匀,连接部分更加牢固的白炽灯,就可以进一步提高其寿命了。

退市事件 编辑

白炽灯显色性好,光谱均匀,更接近太阳光,无汞这些优点是其他替代光源所无法达到的,故在没有更好的替代产品的情况下就退市白炽灯面临着质疑。
业内专家普遍认为,想要彻底完成白炽灯退市计划,必须要政府和企业联合起来共同来推进。事实上,禁令的难以推进,很大程度上是因为照明行业混乱 无序的市场环境以及过低的技术研发程度。政府应该制定行业转型的标准规范,加大照明企业的技术研发投入,来提升产品的节能性,以规范行业的发展。
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参考资料
词条标签:
自然学科 科技 物理学