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漫谈“照明电器”中的应用技术

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摘 要:作者根据多年教学《家用电器与维修》课程经验,论述了家用照明电器发展简史和家用照明电器中的应用技术要点。

关键词:照明 光源 应用技术 电器

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)12(c)-0000-00

《家用电器与维修》课程是理工科学生必学的(选修)课程之一。虽然这门课程在专业课程中一般不作为主干课程,但对电子电器相关专业的学生来说,在学习了一、二年专业基础课程和专业课程以后,再来学习《家用电器与维修》课程对巩固已有的专业知识是极有帮助的,因为该课程所包含应用技术知识是十分丰富的。

1家用电器的起源

家用电器是指在家庭及类似场所中使用的各种电器,又称民用电器或日用电器。美国是家用电器的起源地。1879年大发明家爱迪生发明了白炽灯,开创了家庭用电时代。1882年亨利发明了电熨斗,1888年特斯拉发明了交流电动机,为其它家用电器的发明奠定了基础。在20世纪初,吸尘器、电动洗衣机、家用电冰箱、电灶、空调器等相继问世。

20世纪初,英、美等国相继发明了第一代电子器件——电子管。1919 年超外差式接收机问世,1923~1924年,美国兹沃雷金发明了摄像管和显像管,为广播电视奠定了基础。1947年第一块晶体管在贝尔实验室诞生,1958年基尔比研制出世界上第一块集成电路,1971年英特尔发布了其第一个微处理器4004,从此人类步入了飞速发展的电子时代。

2 照明电器的发展历史

随着人们对提高生活品质和生活便利的需要,家用电器经过了一百三十多年的蓬勃发展已形成了一个庞大的产业群体,对世界工业发展和人类的文明进步起到了不可估量的推动作用。我们已经不能想像如果没有了家用电器的制造和使用,今天的人类社会会是个什么样子。尤其是照明电器作为家用电器的最重要的元老级成员,带给人们的不仅仅是光明,还有人类的文明和进步,其贡献力是十分巨大的。

照明电器的发展历史,其实就是电光源发展的的历史。

一百多年来,作为第一代电光源白炽灯一直是家庭照明主要产品。然而白炽灯必竟是百岁的“老人”,存在着光效低、寿命短的缺点,所以许多国家都已将它限时淘汰。

第二代电光源是由美国通用电子公司伊曼在1938年发明的荧光灯(日光灯)。它比白炽灯更亮,电能利用率高,省电。

第三代电光源是高强度气体放电灯。高强度气体放电灯是高压汞灯、金属卤化物灯以及高压钠灯的总称。这些灯在高亮度、高效率、长寿命形状外观和用途等方面都有很多特点,产品大多以大功率为主,广泛应用于道路、车站、街道公共场所,较少应用于家庭。

最新的第四代电光源是半导体发光二极管(LED),问世于20世纪60年代初,90年代以来,随着白色LED的研究成功,使实现半导体发光LED照明成为可能。传统白炽灯泡采用热发光技术,浪费了90%的能源,而发光二极管的效能转换效率却非常高。

3 照明电器的应用技术

3.1 照明电器在家庭中的应用

(1)一般照明。人们通常选用吊灯、吸顶灯布置于房间的中间部位,是家庭的主光源,方便家人在晚上一起开展各种活动。

(2)局部一般照明。人们在房间的书桌或沙发旁放置落地灯、台灯,可做到更精细的照明,方便人们在家读书和看报等。

(3)局部装饰照明。随着人们生活水平的提高,人们提出了灯的装饰性要求,于是就有了壁灯、射灯等装饰灯具。在制作一般家庭装饰灯具时,所用材料已由塑料逐渐替代了玻璃,使灯具整体质量大为减轻,方便用户安装使用。

(4)移动照明。主要解决人们移动中的照明问题,代表性的产品就是手电筒。

(5)其它照明。指不以照明电器为主要形式存在的照明,如:手机、电视的背光等都是隐含了现代照明技术。

3.2 家庭购置灯具应考虑的几个因素

(1)功率和照度。一、二十平方左右的房间点白炽灯60W左右,若用荧光灯20W左右就基本够用了。

(2)显色指数。这是衡量光源显现实照物体真实颜色能力的参数,白炽灯要优于荧光灯,这也是白炽灯迟迟还不能完全退出市场的原因之一。

(3)光效。这是一个非常重要的指标,是光源将电能转化为可见光的效率,即光源消耗每一瓦电能所发出的光,数值越高表示光源的效率越高,对家庭来说这是个经济能效问题。白炽灯是 8~14流明 / 瓦,而荧光灯是 55~80流明 / 瓦,可见荧光灯节能效果是非常明显的。

第四代照明光源LED的推广还有待时日,主要是还有些技术问题并没有得到很好的解决,如光效问题、散热问题等。LED的实验室光效数据是130~140流明 / 瓦,国内市场LED产品均值为100流明 / 瓦左右,与荧光灯的比较优势尚不如荧光灯与白炽灯的比较优势那么明显。2011年5月科锐公司宣布,其白光功率 LED 光效再度突破行业最高纪录,达到 231 流明 / 瓦,这一消息着实令人振奋,让人看到这一新光源未来发展的巨大潜力。

3.3 家用照明电器的控制技术

家用照明灯具在家庭的安装使用要符合电工技术规范,控制灯亮、灯灭的开关是必备的附件,选用时要关注其额定电流大小。家用照明电器的控制技术已发展为多种形式,主要有:

(1)单点控制开关,用于一灯一开关控制吊灯、吸顶灯等;

(2)双联开关,用于一灯两点开关控制吊灯、吸顶灯或楼道灯;

(3)调光开关,能进行光的强弱控制,常用于台灯、落地灯、吊灯的控制;

(4)智能开关,包换声、光、电感应或触摸感应等,常用于楼道等特殊场合的控制。

上述调光开关、智能开关用到了电子技术,涉及到许多的电子专业知识。如:调光电路采用了可控硅(晶闸管)电调技术,智能开关采用了传感技术。此外,市场上还有钟控定时照明控制开关、转向灯遥控控制开关等,可满足某些家庭照明的特殊需要。这些开关控制技术其实也可以应用到其它家用电器的控制中,所以是“照明电器”课程学习的重点。

4 结语

课程中的照明电器局限于家庭中的应用,但对于高职学生来说不妨还多学一些非家用的照明电器及其应用技术,那怕是点到为至。因为他们毕业后大多会进入工厂或公共服务单位工作,所以将高强度气体放电灯等知识作为课外自习内容应该是较好的安排。同时,作为部分从事的照明安装维修工作的学生来说,节能技术和新光源的发明也是值得关注的。第四代电光源队伍中闯入了一个新队员——无极灯,其发明思路十分新颖,应用起来十分方便,值得更多关注。

电灯的发明促进了电力装置的建设。世界上的照明用电(照明光源的耗电量)约占总发电量的10%~20%。中国照明用电约占总发电量的10%。随着中国现代化发展速度的加快,照明用电量的比重正在逐年上升,能源短缺越来越受到关注。因此,研制、开发和推广应用节能型电光源已引起人们的高度重视,其行业发展将光明无限,而我们的学生无疑将成为这一行业未来的主力。

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