电光源

电灯、灯或灯泡是产生光的电子元件。 它是最常见的人工照明形式。 灯通常有一个由陶瓷、金属、玻璃或塑料制成的底座，它将灯固定在灯具的插座中，通常也称为灯具。 与插座的电连接可以用螺纹底座、两个金属销、两个金属帽或卡口帽制成。

电灯的三个主要类别是白炽灯，通过电流加热白热的灯丝发光，气体放电灯，通过气体产生电弧发光，例如荧光灯，以及 LED 灯，它通过电子流穿过半导体中的带隙来产生光。

在 20 世纪初电照明普及之前，人们使用蜡烛、煤气灯、油灯和火。 Vasily Vladimirovich Petrov 于 1802 年开发出xxx个持久性电弧，英国化学家 Humphry Davy 于 1806 年进行了弧光灯的实用演示。到 1870 年代，Davy 的弧光灯已成功商业化，并被用于许多公共场所的照明 空间。 在约瑟夫·斯旺和托马斯·爱迪生的努力下，商业白炽灯泡在 1880 年代得到广泛应用，到 20 世纪初，这些灯泡已经完全取代了弧光灯。

自从 19 世纪首次展示弧光灯和白炽灯泡以来，电照明的能源效率已大幅提高。 现代电光源有多种类型和尺寸，适用于多种应用。 大多数现代电气照明由集中发电供电，但照明也可以由移动或备用发电机或电池系统供电。 电池供电的灯通常用于固定灯失效的时间和地点，通常采用手电筒或电灯的形式，也用于车辆。

虽然在启蒙运动期间首次发现电线在通电时能够发光，但经过一个多世纪的持续和渐进改进，包括无数的设计、专利和由此产生的知识产权纠纷，直到白炽灯泡在美国商业化。 20 年代。

现代形式的白炽灯泡由密封在球形玻璃室中的盘绕钨丝组成，该玻璃室为真空或充满惰性气体（例如氩气）。 当接通电流时，钨被加热到 2,000 至 3,300 K（1,730 至 3,030 °C；3,140 至 5,480 °F）并发光，发出近似连续光谱的光。

白炽灯泡效率极低，因为只有 2-5% 的消耗能量以可见光、可用光的形式发出。 剩余的 95% 以热量形式散失。 在较温暖的气候条件下，必须去除散发的热量，从而给通风或空调系统带来额外的压力。 在寒冷的天气里，热副产品具有一定的价值，并已成功地用于加热灯等设备中。 尽管如此，由于能源效率低，白炽灯泡在许多国家正被逐步淘汰，取而代之的是 CFL 和 LED 灯泡等技术。 欧盟委员会在 2012 年估计，完全禁止使用白炽灯泡将为经济贡献 5 至 100 亿欧元，并减少 150 亿公吨的二氧化碳排放。

卤素灯通常比标准白炽灯小得多，因为要成功运行，通常需要超过 200 °C 的灯泡温度。 出于这个原因，大多数灯泡都有熔融石英（石英）或铝硅酸盐玻璃。 这通常密封在额外的玻璃层内。 外层玻璃是一种安全预防措施，可减少紫外线辐射，并在内部外壳在运行期间爆炸时容纳热玻璃碎片。 指纹中的油性残留物可能会由于污染部位的过度热量积聚而导致热石英外壳破碎。 裸露灯泡的烧伤或火灾风险也更大，导致在某些地方被禁止使用，除非被灯具封闭。

那些专为 12 或 24 伏操作而设计的灯丝具有紧凑的灯丝，可用于良好的光学控制。 此外，与非卤素类型相比，它们具有更高的效率（每瓦流明）和更长的使用寿命。 在它们的整个生命周期中，光输出几乎保持不变。

荧光灯由一根玻璃管组成，玻璃管内装有低压下的汞蒸气或氩气。 流过管子的电流导致气体释放出紫外线能量。 管子内部涂有荧光粉，当受到紫外线光子撞击时会发出可见光。 它们的效率比白炽灯高得多。 对于产生相同数量的光，它们通常使用大约四分之一到三分之一的光。