電照明

電照明

電照明是最早開發的電能套用領域。它消除了黑夜對人類生活和生產的限制,成倍地延長了人類生產勞動的時間,改善了勞動條件,豐富了人們的物質、文化生活,這就為電能的套用奠定了最廣泛的社會基礎,對整個電工領域的發展起了重要的推動作用。

定義

中文名稱:電照明

電照明電照明

英文名稱:electricallighting

定義:利用電能轉換為光能,照亮物體及周圍環境的技術

所屬學科:電力(一級學科);配電與用電(二級學科)

概述

利用電能轉換為光而實現的人工照明。照明是人類自古以來在改善勞動條件、提高生活質量的漫長曆程中,始終面對的一個重要問題。遠古時代,取火使人類擺脫了原始蒙昧,極大地促進了人類自身的發展。同時,用火照明是人類最早掌握的照明手段。西班牙的阿爾塔米拉與法國的多爾多日的洞穴壁畫不僅是人類原始文明的印記,也是人類用火實現人工照明的佐證。此後,人工照明經歷了使用油燈、蠟燭、氣燈等階段,直到19世紀出現了電燈。整個照明技術的發展史實際上就是人類不斷尋求更強力、高效光源的歷史。電照明出現不久,就以它明亮、清潔、使用方便、可控性好等一系列優點取代了其他各種照明手段,成為現代社會的生產和生活不可或缺的條件。

電照明是最早開發的電能套用領域。它消除了黑夜對人類生活和生產的限制,成倍地延長了人類生產勞動的時間,改善了勞動條件,豐富了人們的物質、文化生活,這就為電能的套用奠定了最廣泛的社會基礎,對整個電工領域的發展起了重要的推動作用。

電燈

泛指所有用電或電的激發作用發光的照明燈。用電加熱金屬絲至白熾而發光這一概念,最早是由英國科學家H.戴維爵士提出來的(1802)。1809年,他用2000節電池構成的電池組,對彼此相距4英寸的兩根碳棒通電,得到一明亮的弧光,這是最早的電弧燈。1840年,英國的W.R.格羅夫爵士製作了一盞白熾燈。他用有蓋的玻璃杯盛上水(不滿),裡面放置鉑絲,將玻璃杯倒置後通電,使鉑絲被加熱至白熾而發光。隨後英國的F.de莫林斯、T.賴特分別於1841和1845年獲得白熾燈和弧光燈的專利。但這些早期的電燈都因使用不便,壽命太短而難以推廣。1876年,俄國人P.雅布洛奇科夫發明了電燭。這是一種弧光燈,它由兩根平行放置的碳棒構成,碳棒之間隔以瓷土,當電弧點燃後瓷土汽化。這種燈因使用交流電,確保了兩根碳棒消耗速率相同,從而成為真正實用的電照明裝置,曾廣泛用作街燈。

電照明電照明

T.A.愛迪生的白熾碳絲燈是1880年取得專利的。但在此以前,J.W.斯旺爵士於1850年就發明了碳絲燈片。1875年開始,他曾用經硫酸處理的棉纖維裝入真空玻璃燈泡內制燈,並於1878年在英國的紐卡斯爾為這種燈舉行了大規模電照明展覽。愛迪生則是從1877年起利用H.斯普倫格爾和W.克魯克斯爵士發明的真空泵製作抽真空的白熾燈。他用了一年半的時間用串聯金屬燈絲製作了1200多盞白熾燈,使之成為實用而完善的白熾燈。1879年10月21日,愛迪生製成一盞使用碳化燈絲的白熾燈,穩定地點亮了兩天,這成為電照明史上的一次重要事件為人們所紀念。1907年,美國製成了第一盞鎢絲燈,使用的鎢絲是用擠壓法製成的。1910年,美國人W.D.庫利奇發明了拔絲工藝製作鎢絲,大大提高了鎢絲燈的耐用性,1913年,I.朗繆爾發明了在白熾燈內充惰性氣體的方法,可以減緩燈絲的燒損,使白熾燈的壽命大為延長。

電照明裝置

電光源和燈具兩大部分組成。其中,燈具的作用是固定光源,並按使用需要分配光源的光能,防止光源引起的眩光,保護光源不受外力、潮濕及有害氣體的影響。為分配光能,燈具的光學系統由反射器和透鏡玻璃等主要構件組成,它們完成對光源光線的反射、透射和吸收。燈具的結構應便於製造、安裝和維護,其外形要美觀,要與周圍構築物協調。

電光源是電照明裝置的核心部分。從19世紀至今,已發展出多種電光源,通常按發光原理分為熱輻射光源和氣體放電光源兩大類。20世紀60年代以來,利用電致發光作為照明光源受到廣泛注意。利用電致發光效應製成的電致發光盒,將其嵌入房間四壁和天花板,可用於整體照明。

說明

不同場合的電照明,人類的生產和生活對照明均有不同的要求。
公共建築照明:包括學校照明、商店照明、醫院照明、住所照明、體育場館照明和博物館照明。學校照明的目的是創造一個能使學生注意力集中,沒有眩光和反射光干擾的環境,要求教室內各物體的亮度比較適宜,黑板表面的照度均勻。一般宜採用蝠翼型光分布的螢光燈。商店照明的設計應著重於真實地反映商品的質地和顏色。因此,電光源的顯示指數宜大於80,還應保持貨架上必要的垂直照度。展覽櫥窗的照明應考慮行人的步行速度和注視商品的需要,其照度為門市的2~4倍。一般宜採用白熾燈、螢光燈或金屬鹵化物燈。醫院照明不僅要避免直射光和反射眩光,還應符合衛生檢疫的要求。手術室的一般照明應與專用無影燈的光源色溫(見電光源)相適應。診室、觀察室照明光源的顯色指數宜大於80。住所照明要滿足寧靜、適宜、雅致、明快等要求,光源宜選用白熾燈。博物館照明應使展品得到正確的顯色和質感,同時要防止強光引起的展品變質、褪色和避免展品表面出現反射光。一般宜選用白熾燈、高顯色螢光燈和鹵鎢燈。體育場館照明須保持必要的垂直照度和適當的照度均勻度,限制眩光和陰影。宜採用高效光源,如金屬鹵化物燈。

工業建築照明:特點是各工種對照度的要求變化大、照明方式多,對照明光源的選擇要求嚴格。精密加工車間的照度(1000~1500勒)比一般加工車間的照度(75~200勒)要高得多,檢驗工作的照明要求比精密加工更高。某些特殊生產場合(如有易燃、易爆、粉塵、潮濕、多振動等)的照明應採取安全照明措施。

③道路照明:著眼於改善交通條件,減輕駕駛員疲勞、美化市容環境。一般要求路面照明均勻,儘量減少眩光。道路照明還應注意道路照明誘導性(即用照明告知駕駛員有關前方道路線形、交叉、起伏、車流分合等信息)。

建築夜景照明:著重美化環境。多用於大型公共建築、紀念性建築、公園、噴水池等。通常採用輪廓照明。對重要的紀念性建築,一般採用泛光照明(即用布景投光器或目標投光器照明,以提高環境照度)。由於不同燈具的光色不同,需根據總體布局選用不同的燈具配合,以得到絢麗多姿的夜景照明效果。

為防止意外,在高層建築、大型商店的主要通道出入口以及醫院、某些特殊生產場合,還需設定應急照明備用照明。

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