螢光燈的發光原理及其優缺點
螢光燈是一種氣體放電燈,它是工業、商業、家庭照明中使用最廣泛的一種光源。
它的發光的原理是利用低壓汞蒸氣和螢光粉發光。
這是一張螢光燈管結構示意圖:可以看到管壁上有汞和螢光粉的存在,當通入電流時,稀有氣體中會產生放電,並激發螢光粉發光。
另外還有一種螢光燈——緊湊型螢光燈。它本質上也是螢光燈,與傳統螢光燈相比,只不過是在燈體內加入了一個小型電子鎮流器。當電流經鎮流器調整,再流過燈絲(鎢絲),發射出熱電子。
緊湊型螢光燈
發光原理
從微觀角度看:電流通過燈頭流入燈絲,直接朝向另一燈頭方向發射電子,電子在稀有氣體裡放電的過程中,激發汞原子並發射出紫外線;隨後紫外線折射在螢光粉上就變成了可見光,這就是它的發光原理。
如果玻璃管壁上沒有螢光粉,燈管只能發出微微的藍光;而套上一個內壁有螢光粉的外管之後,藍光就會變成白光發出來。
紫外線到達玻璃管,經螢光粉轉換為可見光
螢光燈需要配上鎮流器使用:
因為螢光燈在啟動和工作時所要求的電流不一樣,所以需要通過鎮流器來改變電流量。
常見的鎮流器有兩種:電感鎮流器和電子鎮流器,它們都可以讓螢光燈在啟動時和工作時得到相應的電流。
電感鎮流器
電子鎮流器
螢光燈的優缺點
優點
1優點一:光效高
螢光燈的光效很高,最高可達104流明/瓦。當你需要環境照度比較高的時候,可以選擇這種效能比較高的光源。
2優點二:流明維持率高,光衰小
假設螢光燈的壽命積累已經達到了8000小時,有些質量好的螢光燈還能維持90%以上的光通量輸出;即使質量差一點,也可以達到80%的光通量輸出。這一點,白熾燈和滷素燈都做不到。
3優點三:多種色溫可供選擇
螢光燈一般有4種常見的白光色,分別是:暖白色(3000k)、白色(3500k)、冷白色(4000k)、日光色(6500k)。這些不同的色溫取決於管壁上不同顏色的螢光粉。
4優點四:壽命長,可達12000小時
5優點五:採購成本低
螢光燈一般也不貴,是可以隨處買到的替換產品。
缺點
1缺點一:體積較大,只能用於基礎照明
螢光燈由於它的發光原理,燈管必須有一定的長度的管徑。所以燈體體積比較大,燈具設計比較困難,一般只能用於基礎照明,無法作重點照明。
2缺點二:顯色性一般
螢光燈的顯示指數有好有壞,它的顯色性基於螢光粉的種類。如果燈內的螢光粉是五基色螢光粉,顯示指數可以達到90+(但是價格相對而言會貴一點)。
3缺點三:調光較困難
螢光燈可以調光,但是控制技術要比白熾燈複雜得多,需要特殊的驅動電器。
4缺點四:頻閃
這是螢光燈比較致命的一點——頻閃。當然,只要是氣體放電燈都有頻閃現象,這是由於電流的周期變化而造成的。
5缺點五:電磁幹擾
由於氣體放電燈有電器存在,所以它會有一些或多或少的電磁幹擾現象。
在一些要求使用無電磁幹擾產品的場合裡,比如錄音室、手術室等,螢光燈不適合使用。