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      電光源的發展簡史

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      發布時間:2019/2/28 21:04:14

      在人類歷史的長河中,從遠古的太陽光到近現代的電光源,照明對人類的發展始終發揮著重要的作用。遠古時期,以太陽光為主的照明為人類提供光亮,滿足了人類安全和狩獵覓食的基本生存需要,其中人工火種的創造極大地增強了原始人類安全防衛和基本生存能力。古代時期,隨著人工建筑的興起,抵御野獸襲擊的安全需求開始弱化,人類在簡單生產和生活行為上開始更多地依賴于光照,隨之逐步出現了蠟燭、油燈等較穩定的小范圍照明光源。近代時期,人類在生產效率和生活學習上對于照明的穩定性和亮度有了更高的需求,于是以鎢絲白熾燈為代表的電燈開啟了新的電光源時代?,F代社會,隨著人類對光效、亮度、舒適度、節能環保及美觀等照明功效的多維追求,以節能燈、LED燈為代表的新型照明光源順勢興起。LED(發光二極管)作為現代照明領域顛覆性的重大發明,開啟了第四代電光源照明的新時代。人類還在探索功效更高的照明技術,但顛覆性的發明尚未出現,目前LED技術仍居于當代照明領域的主導地位,LED的主導技術與其他相關技術的有機結合,又將不斷拓展LED照明廣闊的跨域空間。

      電光源的發展簡史:

      照明由以太陽光為主的“天然采光”和以蠟燭、油燈、電光源為主的“人工照明”兩部分組成,近現代人工照明技術的重大突破,是由第二次工業革命時期出現的電光源開啟的。第二次工業革命前后,伴隨著發電機等電力設備的創造和電燈的發明,人類開始從漫長的火光照明時代跨入電光源照明時代。從“第一代電光源”到以LED為代表的“第四代電光源”的革命性變革,電光源照明越來越深刻而廣泛地影響和改變著人類的生產生活方式。

      白熾燈是“第一代電光源”,在電光源發展史上占據重要地位。1809年,英國化學家戴維以兩千多組伏打電池為電源,創造了在兩根碳棒之間進行強電流放電的弧光燈,這是人類最早利用電照明的成功嘗試。由于弧光燈的成本太高、光線太強,只能用于燈塔或街道等公共場合的照明,未能大規模推向民用。1854年亨利·戈培爾使用一根碳化的竹絲,放在真空的玻璃瓶下通電發光,被視為首個有實際效用的白熾燈。1878年,亨利·戈培爾以真空下用碳絲通電的燈泡獲得了英國的專利,并建立公司生產推廣。與此同時,美國發明家愛迪生經過多年研究,于1879年10月21日成功將碳精絲裝進了燈泡,創造出人類第一盞有廣泛實用價值的電燈。在愛迪生的基礎之上,美國人庫里奇于1906年發明了鎢絲燈,利用金屬鎢拉制成燈絲,通過其熔點高的特性實現在高溫下保持固態。經過近百年的開創與改進,“第一代電光源”——近現代鎢絲白熾燈宣告誕生。

      白熾燈是由燈絲、支架、引線、泡殼和燈頭幾部分組成,現在大部分白熾燈泡都充氬、氮或氬+氮混合氣體,只有少數小功率燈泡是真空的。白熾燈是通過將燈絲通電加熱到白熾狀態,然后利用熱輻射發出可見光的原理來工作,它所消耗的電能只有12%~18%可轉化為光能,其余絕大部分以熱能的形式散失了,它的使用壽命通常不會超過1000小時,發光效率很低,一般只有10~15lm/W(流明/瓦)。但是白熾燈制造方便,輻射光譜連續,顯色性好,成本低,啟動快,線路簡單,使其仍在多個領域內得到廣泛應用,并且已經逐漸向色溫更廣的光源轉化。如:高色溫的燈色溫約為3200K,主要用于攝影和放映電影以及電視和舞臺照明;照明燈的色溫為2700~2900K,用作一般照明;紅外燈色溫在2500K以下,主要用于紅外加熱干燥、溫室保溫和醫療保健等。未來的白熾燈將向小型化方向發展,縮小泡殼尺寸,機械強度增高,使氣壓可以充得更高,以提高燈絲工作溫度,提高光效。未來各種新型白熾燈如反射型白熾燈、帶紅外反射層的白熾燈等將會獲得進一步的拓展??梢哉f,白熾燈的出現是電光源的第一次技術革命,白熾燈的普遍應用為電光源的推廣奠定了基礎。


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