我们常见的白炽灯是热发光的,利用电能将灯丝加热到白炽状态并发光,此外还有大量的红外辐射,以及一些外部辐射。 其中一小部分转化为光能,大部分转化为热能,因此白炽灯的光效相对较低。
钨丝是我们比较常见的灯丝材料,爱迪生也经历了无数次的实验,最终选择了钨丝作为白炽灯的灯丝材料。 钨丝的光效随着钨丝温度的升高而增加,这意味着钨丝的温度越高,灯丝的光效越高,更多的电能转化为光能。
钨丝的熔点为3683K,虽然稳定性好,但当钨丝温度升高时,为了提高光效,钨丝的蒸发会加速,从而缩短其寿命,因此出现了卤钨灯,并在灯泡中加入卤素元素以减少灯丝的损失, 延长其使用寿命,同时提高光效。白炽灯的灯泡外壳有多种形状。 材料多为玻璃,主要考虑其耐热性。 白炽灯的色光主要是通过使用彩色玻璃外壳或对外壳壁进行着色来实现的。 常见的灯头有卡口式或螺旋式。
白炽灯由于光效低、能耗高,已基本被淘汰,但由于白炽灯颜色的特殊性,它们也可能用于一些装饰照明或影视照明。
我们用数字来说明,白炽灯的功率通常在15W-100W左右,光效只有5-15lm W,其升级后的卤钨光效只有12-34W,但功率可以在5W到3000W,用于一些特殊的大功率场合。
另一方面,LED 是具有不同发光原理的固态光源。 LED 属于半导体器件。
LED 由于空穴和电子的复合而发光。 LED 是发光二极管。 芯片是其核心,芯片由阳极、p型层、发光层、n型层、衬底、阴极组成。 在p型层和n型层之间是发光层。
传统的草帽LED有两根引线连接到阴极和阳极,并固定在支架上,阴极也连接到反射器。 对于大尺寸产品,通过封装工艺提高LED的光产量,例如增加核心基板的透光率和使用高折射率的硅胶。
早期的 LED 通常用作指示灯,功率较小且颜色单一。 随着材料工艺的进步,LED 可以发出各种波长的光。 然而,白光可以通过混合不同颜色的光来制造。
白光的出现使 LED 可用于一般照明成为可能。 然而,早期的LED照明通常用于商业照明、工程照明等领域,随着技术和材料的进步,白光效率越来越高,成本越来越低,以前1瓦的LED可能高达几十元,现在可能每瓦成本不到1元。 过去,LED的光效可能只有每瓦100lm左右,但现在可以达到每瓦200lm以上。 LED照明已经走进了普通百姓的家庭,LED白光照明得到了普及。
让我们关注它的灯光效果。 单个LED的功率通常为006W到10W左右,当然集成COB可以做得非常多,效率是每瓦50-120lm,现在比较常见的是每瓦80-90lm左右,理论上效率可以比这高很多,但相应的成本也比较高,目前还没有实用价值。
我们来做一个一般情况下的比较,LED5W,光效为90lm W,将两者相乘,发出的总光通量为450lm。 白炽灯的发光效果为10lm w,两者分开得到45w。
因此,LED5W相当于白炽灯的45W左右。