光与光源基本知识实用教案

1、第一篇、有关光的常用术语 光通量：光源在单位(dnwi)时间内发出的光量。 单位(dnwi)：流明（lm） 光强 I：光源在单位(dnwi)立体角中发出的光量。简言之就是在某一特定方向角内所发射的光量。 单位(dnwi)：坎德拉（cd） 第一页，共35页。 照度 E：单位面积上受到的光通量 单位：勒克司（lux lx） 亮度（辉度）L：光源在某一方向(fngxing)上的单位投影面、单位立体角的光通量。也就是说，从某一方向(fngxing)看到的物体反射光线的强度。 单位：坎德拉/米2（cd/m2）第二页，共35页。光源(gungyun)光通量（lm）光强（cd）照度(zho d)（lux）亮

2、度(lingd)（cd/m2）眼睛第三页，共35页。 色温：当光源发出光的颜色与“黑体”在某一温度下的颜色相同时，这个(zh ge)温度称为该光源的色温。色温低，红黄光成分越高；色温高，蓝白色光成分多。 单位：开尔文（K） 暖色：3300K 中间色3300K5300K 冷白色5300K 第四页，共35页。 显色性 显色指数Ra：光源(gungyun)对被照物体呈现其本身颜色的程度。也就是越接近日光，显色性越好。白炽灯显色指数为100。 光效：是指电能转化成光能的效率。 单位：lm/W 第五页，共35页。表 1-1 各种( zhn)光源的色温表 1-2 各种( zhn)光源的光效和显色性第六页，

3、共35页。第二篇、光源的基础知识 1. 光源的种类： 常用光源主要有三大类白炽灯、低气压放电灯、高强度放电灯。低高压气体放电灯又统称(tngchng)气体放电灯。电流通过灯丝使灯丝炽热发光的就是白炽灯，通过特殊电气装置，使灯内气体击穿放电而发光的光源叫气体放电灯。第七页，共35页。 1.1 白炽灯白炽灯PAR灯普通(ptng)白炽灯泡石英(shyng)卤素灯 （卤钨灯）冷光(lnggung)（射）灯单端卤钨灯双端卤钨灯第八页，共35页。 1.2 低气压气体(qt)放电灯荧光灯类直管日光灯环型荧光灯紧凑型节能灯第九页，共35页。 1.3 高强度气体(qt)放电灯高强度气体(qt) 放电灯（HID

4、灯）水银灯 （高压(goy)汞灯）金属卤化物灯（金卤灯）高压钠灯普通高压钠灯高显色高压钠灯普通金属卤化物灯陶瓷内管金属卤化物灯第十页，共35页。1.3 高强度气体(qt)放电灯金属(jnsh)卤 化物灯 （金卤灯）普通(ptng)金属卤化物灯陶瓷内管金属卤化物灯第十一页，共35页。2. 光源的性能和参数 2.1 白炽(bi ch)灯 2.1.1光输出特性 白炽(bi ch)灯一般发光效率较低，在十几lm/W范围，光色为暖色调。色温在2700K-3000K之间。但显色性好，为100，接近日光。白炽(bi ch)光源的流明维持性能较好 ，主要与光源质量有关，如钨丝蒸发，泡壁发黑等。第十二页，共35

5、页。 2.1.2 电气性能. 一般为直接电源(dinyun)供电，卤钨灯有的需加变压器装置。不需要镇流器、启动器等装置，能瞬时启动，受环境温度影响小。一般白炽光源发热量较大。灯泡功率一般在1000W以内，更以小功率为主。第十三页，共35页。 2.1.3寿命 白炽灯寿命短，一般不超过3000小时。影响灯泡寿命的主要是灯丝(dn s)的蒸发。 2.1.4外观特性 白炽灯多为点光源，体积紧凑。 第十四页，共35页。 2.2 低气压放电灯（荧光灯） 荧光灯分普通荧光灯和三基色荧光灯 2.2.1光输出特性 荧光灯发光(f un)效率高，可达到数十 lm/W，有的可达到80 lm/W 。光色范围大，可根据

6、要求调整生产。显色性普通荧光灯约在70以下，但三基色光源显色性得到改善。可达到90以上。三基色荧光灯的光通维持率较普通荧光灯有很大提高。第十五页，共35页。 2.2.2 电气性能. 荧光灯的点灯离不开镇流装置和启动装置。有普通铁芯（电感）镇流器和电子镇流器两类。电感镇流器启动需借助(jizh)启辉器，而电子式则可实现瞬时启动。荧光灯启动、工作对温度有要求一般在20-30为最佳，在低于-20时会发生启动困难。荧光灯发热量较小，功率一般在100W以内。第十六页，共35页。 2.2.3寿命 荧光灯寿命较白炽灯寿命有很大提高，一般超过(chogu)8000小时。影响灯管寿命的主要是阴极的寿命（全寿命、

7、有效寿命）。 2.2.4外观特性 荧光灯多为线光源，呈管状。 第十七页，共35页。 2.3 高强度气体(qt)放电灯（HID灯） HID灯主要有金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯三种类型 第十八页，共35页。 2.3.1光输出特性 HID灯发光效率高，可达到100 lm/W以上。钠灯(n dn)的效率最高，汞灯光效最低 （约50lm/W） 。在光色方面，钠灯(n dn)色温最低（约2000K），汞灯色温最高（约5800K），而金卤灯光色范围最广（3000K6000K）。其中钠灯(n dn)的显色性最差（20），汞灯其次（40），金卤灯最好（65以上）。三种光源中，金卤灯光衰退最大，汞灯次之，钠灯

8、(n dn)的衰退率最低。第十九页，共35页。 2.3.2 电气性能. HID灯的点灯同样离不开镇流装置和启动装置，我们把这种装置叫镇流器和触发器。HID灯的启动较为困难，特别(tbi)是它的再启动性很差同时，在低于-20时会发生启动困难。HID灯的特点就是亮度强，功大高，发热量大。第二十页，共35页。 2.3.3寿命 HID灯寿命也很长，一般超过8000小时，有的甚至达到12000小时。而且灯泡工作环境（供电(n din)质量、点灯位置等）对光源寿命也有影响。 2.3.4外观特性 HID灯多为点光源，高功率的光源体积较大。 第二十一页，共35页。 2.4 关于光源的重要(zhngyo)参数及

9、特性 2.4.1光输出有关的参数 *光通量、光效 *色温、显色性 *光通维持率第二十二页，共35页。 2.4.2 电气性能. *启动性能： a）启动快慢(kuimn) b）再启动特性 *点灯线路 *可调光性 *发热量 第二十三页，共35页。 2.4.3寿命 *光源全寿命、有效寿命 *影响光源寿命的因素： a）供电电源的供电质量 b）点灯方向(fngxing) c）开关频度 第二十四页，共35页。 2.4.4外观特性 *灯头(dngtu) *外形尺寸 *发光中心点第二十五页，共35页。 2.5 各种( zhn)光源的参数性能一览表（表1-3） 光效色温显色性光通维持率启动性能电感镇流器电子镇流器

10、可调光性发热低约15lm/W2700K3000K100较好瞬时启动受环境温度影响小卤钨灯配电子变压器易于调光大短10003000小时体积紧凑普通荧光灯较高约6 070lm/W3300K6000K6070一般启动需借助启辉器受环境温度影响大成本低可靠性好节能、可瞬时启动、重量轻需配调光镇流器小长800012000小时线状光源三基色荧光灯高约6590lm/W2700K6000K80好启动需借助启辉器受环境温度影响大成本低可靠性好节能、可瞬时启动、重量轻需配调光镇流器小长800012000小时线状光源和紧凑型紧凑型节能灯高约6 075lm/W2700K6000K80较好瞬时启动受环境温度影响大不能调

11、光小长800012000小时体积紧凑金属卤化物灯高约7590lm/W4000K6000K65以上一般启动需借助触发器受环境温度影响大再启动性差成本低可靠性好调光困难大长800012000小时点光源高压钠灯高约75130lm/W约2000K约25好启动需借助触发器受环境温度影响大再启动性差成本低可靠性好调光困难大长800012000小时点光源高压汞灯较高约60lm/W约4000K透明泡5000K以上约50一般启动慢受环境温度影响大再启动性差成本低可靠性好调光困难大长800012000小时点光源外观特性荧光灯HID灯寿命电气性能光源种类光输出特性白炽灯第二十六页，共35页。 2.6 各种( zhn

12、)光源的优缺点 名称优点缺点白炽灯1.价廉2.一点就亮3.显色性好1.光效低2.寿命短荧光灯1.光效较高2.寿命较长3.光线柔和1.价格贵2.须带镇流器、起辉器金卤灯1.光效高2.寿命长3.显色性好1.须带镇流器、触发器2.再次启动能力差3.电源要求高钠灯1.光效最高2.寿命最长3.启动性能好1.须带镇流器、触发器2.显色性差第二十七页，共35页。 2.7 各种光源的优点以及使用场所白炽灯的特点及应用范围特点：光谱连续，显色性好，Ra=100有高度集光性，便于再分配，易于控光，也易于作装饰灯开关次数对寿命影响小；不需附件，瞬时点燃，使用方便价格便宜光效率为15-20lm/W，效率较低，同时寿命

13、较低应用范围：光色宜人，可在室内创造轻松、亲切、温暖的气氛，适用于饭店、客房、住宅、餐厅照明功率小，体积小，无附件，易于作控光艺术照明和装饰照明便于调光，用于舞台、舞厅、俱乐部、饭店、餐厅等需要调光的场所；需要灯频繁开关的场所，如走廊、楼梯间、厕所、工作台、车间局部照明用于显色性要求(yoqi)较高的场所，如商店、医院（临床诊断场所）、餐厅及进行彩色印刷、调色、绘画、印染等的场所可瞬时点燃，适用于应急照明因电磁波干扰不允许使用气体放电灯的场所因频闪影响视觉效果的场所第二十八页，共35页。卤钨灯的应用范围卤钨灯的应用范围(fnwi)应用范围应用范围(fnwi)：用于博物馆、纪念馆等展品照明用于博

14、物馆、纪念馆等展品照明用于商店贵重物品、工艺品的展示照明用于商店贵重物品、工艺品的展示照明用于商场和百货公司橱商、柜台、货贺的定向照明用于商场和百货公司橱商、柜台、货贺的定向照明用于饭店、宾馆等处走廊、电梯照明用于饭店、宾馆等处走廊、电梯照明用于住宅室内装饰照明用于住宅室内装饰照明用于检验物品时高显色、高照度照明用于检验物品时高显色、高照度照明第二十九页，共35页。荧光灯的特点及应用范围荧光灯的特点及应用范围特点：特点：发光效率高，是白炽灯的三倍，节能效果显著；发光效率高，是白炽灯的三倍，节能效果显著；显色性较好，显色性较好，Ra为为70-80，高显色荧光灯可达，高显色荧光灯可达98；涂有不同

15、荧光粉的灯管可以制成不同颜色或不同光色的荧光灯涂有不同荧光粉的灯管可以制成不同颜色或不同光色的荧光灯表面亮度低，眩光程度较轻；表面亮度低，眩光程度较轻；光输出受环境温度影响较明显，高温和低温环境都不适用光输出受环境温度影响较明显，高温和低温环境都不适用开关次数影响灯管寿命，不适于频繁启动的场所开关次数影响灯管寿命，不适于频繁启动的场所应用范围：应用范围：适用于粗细视觉工作场所、长时间连续工作的场所（如仪表电器装配、试验室、印刷车间、适用于粗细视觉工作场所、长时间连续工作的场所（如仪表电器装配、试验室、印刷车间、缝纫车间、表面处理车间等）以及办公楼、教室、医院、商店、设计室、制图室、阅览缝纫车间

16、、表面处理车间等）以及办公楼、教室、医院、商店、设计室、制图室、阅览室、住宅等场所；室、住宅等场所；需要需要(xyo)正确识别色彩的场所，如化学试验室、表面处理检验处、柜台等正确识别色彩的场所，如化学试验室、表面处理检验处、柜台等日光色荧光灯适用于无天然采光场所的照明，如主控室照明、地铁车站照明等；日光色荧光灯适用于无天然采光场所的照明，如主控室照明、地铁车站照明等；适用于悬挂高度为适用于悬挂高度为4M以下的场所。以下的场所。第三十页，共35页。高压钠灯特点及应用范围高压钠灯特点及应用范围特点：特点：高压钠灯发光效率高，达高压钠灯发光效率高，达55-120lm/W，节能效果显著；，节能效果显著

17、；高压钠灯的灯光透雾性好，灯泡寿命长，达高压钠灯的灯光透雾性好，灯泡寿命长，达16000-24000小时小时高压钠灯缺点是光色偏黄和显色性差（高压钠灯缺点是光色偏黄和显色性差（Ra为为23-25），电源），电源(dinyun)电压变化时，电压变化时，光通变化较大，不适于室内照明光通变化较大，不适于室内照明适宜场所：适宜场所：广泛用于道路、广场、铁路、港口、工矿、隧道等场所的室外照明，室内照明仅用广泛用于道路、广场、铁路、港口、工矿、隧道等场所的室外照明，室内照明仅用在对显色性没有要求的仓库等处在对显色性没有要求的仓库等处广泛用于夜景照明工程、庭院照明等。广泛用于夜景照明工程、庭院照明等。第三十

18、一页，共35页。金属卤化物灯的特点及应用范围金属卤化物灯的特点及应用范围特点：特点：发光效率较高（发光效率较高（50-80lm/W），为日光色，显色指数较好（），为日光色，显色指数较好（Ra为为60-80），可满足对颜色），可满足对颜色有一定要求的场所应用有一定要求的场所应用适用场所：适用场所：（1）适用于体育馆、展览馆、商场）适用于体育馆、展览馆、商场(shngchng)、工厂车间等室内照明，也可用于、工厂车间等室内照明，也可用于街道、停车场、体育场、车站、码头、工地等户外大面积照明，目前还广泛用于夜街道、停车场、体育场、车站、码头、工地等户外大面积照明，目前还广泛用于夜景照明。景照明。第三十二页，共35页。 2.8 各种( zhn)光源的灯头 灯头光源名称功率品牌E27普通电子节能灯9W-26W欧司朗白炽灯40-100W金卤灯70W-150W高压钠灯70W高压钠灯70W-150W亚字牌E40金卤灯175W-2000W欧司朗高压钠灯150-1000WRX7S双端金卤灯70W-150W欧司朗FC-2双端金卤灯250W-400W双端高压钠灯250W-4