第二章 电光源

第一节 电光源的分类

一、电光源的分类

凡可以将其他形式的能量转换成光能，从而提供光通量的设备、器具统称为光源，而其中可以将电能转换成光能，从而提供光通量的设备、器具则称为照明电光源。

照明用灯种类繁多，外观各异。照明用灯由灯具和电光源两部分组成，根据其不同的特性及功能广泛应用于日常普通照明、城市夜景照明、国民经济生产、国防、科研等。电光源是照明灯的核心部分，由于电光源的发光条件不同，其光电特性也各异。对光源的了解将有助于根据环境的特性选择合适的光源，利用它们的特性和长处，充分发挥其优势。

根据光的产生原理，电光源的主要分类如图2-1-1所示。

其中，以热辐射作为光辐射原理的电光源，包括白炽灯和卤钨灯，它们都是以钨丝为辐射体，通电后使之达到白炽温度，产生热辐射。这种光源统称为热辐射光源，目前仍是重要的照明光源，生产数量极大。

各种气体放电光源，则主要以原子辐射形式产生光辐射。根据这些光源中气体的压力，又可分为低压气体放电光源和高压气体放电光源。这种光源具有发光效率高、使用寿命长等特点，应用极其广泛。

低压气体放电光源包括荧光灯和低压钠灯。因为这类灯中气体压力低，组成气体（主要是汞蒸气和钠蒸气）的原子距离比较大，互相影响较小，因此它们的光辐射可以看作是孤立的原子产生的原子辐射，这种原子辐射产生的光辐射是以线光谱形式出现的。

高压气体放电光源的特点是灯中气压高，原子之间的距离近，相互影响大，电子在轰击原子时不能直接与一个原子作用，从而影响了原子的辐射。即使在轰击原子时产生了光辐射，又有可能被其他原子吸收，形成另外的光辐射。因此这类辐射与低压气体放电光源有较大的区别。但高压气体放电光源的辐射原理仍是气体（或汽体）中原子辐射产生光辐射，但产生的辐射将包括强的线光谱成分和弱的连续光谱成分。

高压气体放电光源管壁的负荷一般比较大，也就是灯的表面积不大，但灯的功率较大，往往超过3W/cm²，因此又称为高强度气体放电灯，简称HID灯。

二、电光源的性能指标

电光源根据其名称就可知它主要有电与光两方面的性能指标，这两方面的性能指标当然有着密切的联系。但作为光源，主要还是光的性能指标，而对电的指标也往往注重于它对光性能的影响，见表2-1-1。

1.光通量

光源的光通量表征着光源的发光能力，是光源的重要性能指标。光源的额定光通量是指光源在额定电压、额定功率的条件下工作，并能无约束地发出光的工作环境下的光通量输出。

2.发光效率

光源的光通量输出与它取用的电功率之比称为光源的发光效率，简称光效，单位是lm/W。在照明设计中应优先选用光效高的光源。

3.显色性

通常情况下光源用一般显色指数衡量其显色性，在对某些颜色有特殊要求时则应采用特殊显色指数，见表2-1-2。

4.色表

光源的色表是指其表观颜色，它和光源的显色性是两个不同的概念。

5.寿命

电光源的寿命是电光源的重要性能指标，用燃点小时数表示，可分为平均寿命和有效寿命两种。一般光通量较小的光源用平均寿命作为其指标，例如卤钨灯。荧光灯一般采用有效寿命作为其寿命指标。

6.启燃与再启燃时间

电光源启燃时间是指光源接通电源到光源达到额定光通量输出所需的时间。热辐射光源的启燃时间一般不足1s，可认为是瞬时启燃的；气体放电光源的启燃时间从几秒钟到几分钟不等，取决于光源的种类。

电光源的再启燃时间是指正常工作着的光源熄灭后再将其点燃所需要的时间。大部分高压气体放电光源的再启燃时间比启燃时间更长，这是因为再启燃时要求这种光源冷却到一定的温度后才能正常启燃，即增加了冷却所需要的时间。

电光源的启燃和再启燃时间影响着光源的应用范围。例如频繁开关光源的场所一般不用启燃和再启燃时间长的光源，且启燃次数对光源寿命的影响很大。应急照明用的光源一般应选用瞬时启燃或启燃时间短的电光源。

7.其他

电光源还有其他一些特性，比如电压特性、温度特性等，且光源性质不同，对其他性能的要求也不同。