节能灯指的是三基色的荧光灯,是20世纪80年代初从荷兰的飞利浦公司研制成功而传到中国的。节能灯以其体积小、寿命长、光效高、节能效果明显等特点,很快被人们所接受。正在逐步取代日光灯。其实节能灯也是日光灯,但和一般的日光灯比,节能灯的结构紧凑,工作原理也略有不同。下面笔者将丛结构和启动方式两方面对日光灯和节能灯进行比较。
结构:日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。节能灯是由灯管和电子镇流器组成。
日光灯管的两端各有一个灯丝,灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸汽,灯管内壁涂有荧光粉。节能灯管只有一个灯丝,内部充有的气体与日光灯相同,灯管内壁也涂有荧光粉,但荧光粉的材料与日光灯的不同。日光灯的内壁涂的是卤磷盐荧光粉,节能灯管涂的却是氧化铕、氧化钇等稀土荧光粉。节能灯比日光灯节能的关键在于所用的荧光粉。荧光粉都是由紫外线激发而发光的,所发光呈现红、绿、蓝三种基色,混在一起成白色。人眼对不同波长光的视觉灵敏度是不同的,人对黄绿光最为敏感,对红光、紫光比较迟钝。一个物体发出的光的视觉效果的好与坏,不仅决定于其中可见光成分的多少,还决定于不同频率光波成分的相对比例。光学技术中用显色指标显示复色光的视觉效果。例如:白炽灯依赖于高热的钨丝发光,波谱很宽,但人眼对其中很多成分没有视觉反应或反应较迟钝,所以白炽灯的显色指标很小。日光灯比白炽灯前进了一大步,它的显色指标高达55。节能灯选用的稀土荧光粉使得视觉效果很好的绿光占很大比例,而且谱线宽度较小,单色性较好的红绿蓝三种色光经适当配比混合后形成白光,因此节能灯的显色指标可达80以上。
启动方式:日光灯的开关闭合后,电源电压加在启动器上,由于启动器的特殊结构,使电路接通后瞬间又断开。在断开瞬间,镇流器由于自感现象会产生很高的感应电动势,这个自感电动势与电源电压加在一起,形成瞬间高压,加在灯管两端,使灯管中的气体导电,气体导电时发出的紫外线激发管壁上的荧光粉发出柔和的可见光。
节能灯是使用电子镇流器启动的。电子镇流器使用半导体元件先将220V的交流电整流成直流,再用电容滤波,然后经震荡电路和三极管将直流或低频交流电转换成高频高压电。此高压电即可驱动气体放电,节能灯不需要启动器。气体放电过程如下:灯丝加热到1160K时,开始发射电子,电子碰撞氩原子,氩原子获得能量后又撞击汞原子,汞原子吸收能量后跃迁到高能级,高能级不稳定,要自发的向低能级跃迁,跃迁时发出紫外线。
使用普通镇流器的日光灯使用的是50赫兹的交流电,每秒亮灭50次,感觉有闪烁。使用电子镇流器的节能灯供电频率已转换到20000赫兹,人眼感觉不到闪烁,可以保护眼睛。而且电子镇流器的智能化程度很高,若遇短路、开路、温度过高时电子镇流器可以按设定方式工作,极大提高了安全性。
使用注意事项:(1)节能灯使用时不宜频繁开启。开启时的瞬间高压极易损坏灯具。一般来说,开关一次等于持续10小时的节能灯的寿命。而且启动时的耗电量是正常工作时的3倍。(2)节能灯不宜使用在调光灯具中,调光灯具的电路大部分是将正常的正弦波削减掉一部分,从而降低输出电压的有效值,但这样的波形却使节能灯的电子镇流器无法工作。
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