盤點幾種燈的優缺點

以下對白熾燈、節能燈、熒光燈和LED燈各自的優缺點做一個知識盤點解析。

白熾燈

白熾燈又叫做電燈泡，它的工作原理是電流通過燈絲(鎢絲，熔點達3000多攝氏度)時產生熱量，螺旋狀的燈絲不斷將熱量聚集，使得燈絲的溫度達2000攝氏度以上，燈絲在處于白熾狀態時，就象燒紅了的鐵能發光一樣而發出光來。燈絲的溫度越高，發出的光就越亮。故稱之為白熾燈。白熾燈發光時，大量的電能將轉化為熱能，只有極少一部分(可能不到1%，沒計算過)可以轉化為有用的光能。

白熾燈發出的光是全色光，但各種色光的成份比例是由發光物質(鎢)以及溫度決定的。比例不平衡就導致了光的顏色的偏色，所以在白熾燈下物體的顏色不夠真實。

白熾燈的壽命跟燈絲的溫度有關，因為溫度越高，燈絲就越容易升華。日光燈兩端發黑過程是：鎢絲的升華直接變成鎢氣，這些鎢氣體遇到溫度較低的燈管壁又凝華在燈管壁上而發黑的，

當鎢絲升華到比較細瘦時，通電后就很容易燒斷，從而結束了燈的壽命。所以白熾燈的功率越大,壽命就短。

缺點：

在所有用電的照明燈具中，白熾燈的效率是最低的。它所消耗的電能只有很小的部分，即12%-18%可轉化為光能，而其余部分都以熱能的形式散失了。至于照明時間，這種電燈的使用壽命通常不會超過1000小時。

熒光燈

熒光燈又叫做日光燈，它的工作原理：日光燈管簡單的說是個密閉的氣體放電管。管戎饕氣體為氬(argon)氣(另包含氖neon或氪krypton)氣壓約大氣的0.3%。另外包含幾滴水y——形成微量的水銀蒸汽。水銀原子約姿有氣體原子的千分之一的比例。

日光燈管是靠著燈管的汞原子，由氣體放電的過程釋放出紫外光(主要波L為2537埃=2537×10-10m)。所消耗的電能約60%可以轉換為紫外光。其他的能量t轉換為熱能。

日光燈由燈管缺礱嫻撓光物質吸收紫外光后釋放出可光。不同的熒光物質會發出不同的可光。一般紫外光轉換為可光的效率約為40%。因此日光燈的效率約為60%×40%=24%——大約為相同功率鎢絲電燈的兩倍。

缺點：

熒光燈其缺點是生產過程和報廢后對環境有污染，主要是汞污染，不環保。隨著工藝改進，改用汞齊汞污染逐步減輕。

節能燈

節能燈又叫緊湊型熒光燈(國外簡稱CFL燈)具有光效高(是普通燈泡的5倍)，節能效果明顯，壽命長(是普通燈泡的8倍)，體積小，使用方便等優點。它的工作原理和日光燈基本相同。

節能燈除了白色(冷光)的外，現在還有黃色(暖光)的。一般來說在同一瓦數之下，一盞節能燈比白熾燈節能80%，平均壽命延長8倍， 熱輻射僅20%。非嚴格的情況下，一盞5瓦的節能燈光照可視為等于25瓦的白熾燈，7瓦的節能燈光照約等于40瓦的，9瓦的約等于60瓦的。

缺點：

節能燈的電磁輻射還來自電子與汞氣發生的電離反應，同時，節能燈需要添加稀土熒光粉，由于稀土熒光粉本身有放射性，節能燈還會產生電離輻射(即放射線核輻射)，相比電磁輻射對人體侵害的不確定性，過量放射線核輻射對人體危害更值得關注。另外，由于節能燈工作原理的限制，燈管中汞也就不可避免地成為一大污染源。1只普通節能燈的含汞量約5毫克，僅夠沾滿一個圓珠筆尖，但滲入地下后可能造成1800噸水受污染。

LED燈

LED(Light Emitting Diode)，發光二極管，是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，

晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區，在P區里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發出能量，這就是LED發光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結的材料決定的。

最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用，產生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是采用長壽命，低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產生2000流明的白光。經紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中，Lumileds公司采用了18個紅色LED光源，包括電路損失在內，共耗電14瓦，即可產生同樣的光效。 汽車信號燈也是LED光源應用的重要領域。

對于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年發白光的LED開發成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石(YAG)封裝在一起做成。GaN芯片發藍光(λp=465nm，Wd=30nm)，高溫燒結制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激發后發出黃色光射，峰值550nm。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋以混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。 LED基片發出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉發出的黃光混合，可以得到得白光。現在，對于InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學組成和調節熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍光LED得到白光的方法，構造簡單、成本低廉、技術成熟度高，因此運用最多。

缺點：

LED燈對比其他照明燈具價格比較高。此外，目前LED行業缺乏統一標準，各企業生產產品質量不一，光效、顯色性和壽命等各方面還存在很多不確定性，但LED技術也在不斷地進步，相信有一天LED技術一定會日趨成熟，走進平常百姓家。