电气照明教材教学课件.pptx

第四章 电气照明4.1 照明的基本知识4.2 照明电光源和灯具4.3 照明设计及计算4.4 照明电气设计 4.1 照明的基本知识 辞海对“照明”的解释是：利用各种光源照亮工作和生活场所或个别物体的措施。 一.光与人类 西汉长信宫灯，1968年于河北省满城县中山靖王刘胜妻窦绾墓中出土。 宫灯灯体为一通体鎏金、双手执灯跽坐的宫女，神态恬静优雅。灯体通高48厘米，重15.85公斤。长信宫灯设计十分巧妙，宫女一手执灯，另一手袖似在挡风，实为虹管，用以吸收油烟，既防止了空气污染，又有审美价值。此宫灯因曾放置于窦太后（刘胜祖母）的长信宫内而得名，现藏河北省博物馆。 最初的煤气灯诞生于18世纪的英国，它曾取代油灯，被广泛用于城市的街道和家庭照明。在电灯问世之前，伫立在街头的煤气灯柱曾是近代城市的一种标识。 南京路於1865年安装煤气灯 。1808年英国化学家戴维制成了第一盏电弧灯。电弧灯的问世后，其安全便捷、光照明亮优点明显胜过煤气灯。 1878年爱迪生开始研究电灯。电弧灯由于燃烧时发出嘶嘶声且光亮过于耀眼，不宜用于室内。 1879年，爱迪生和他的发明小组，花费了5万美元，历时1年，试验了1600种材料，终于发明出寿命达170个小时的碳丝灯。 二.照明设计的主要内容 照明设计可以分为功能照明设计和景观照明设计，其中功能照明设计主要是满足人们从事各种活动所需要的基本照度要求。景观照明设计是通过光的照明手段把各种景观进行视觉的再创造。 建筑的发展与光有着密不可分的关系。 万神庙（Pantheon）於公元前27年至25年建造，是用来供奉宇宙主要神祗的神殿，也是古罗马时期重要的建筑成就之一。 它的穹顶直径达43米，顶端高度也是43米。穹顶中央有一个直径8.9米的园洞，也是万神庙唯一的采光点。 四. 光的特性 无论是天然光还是人造光源，实际上只是人眼能够感知到的电磁辐射的一部分，其波长范围大约在380 nm至780 nm，我们称之为可见光。 电磁辐射的全光谱范围很广，涵盖了能量较高的短波 、X射线以及能量较低的长波无线电波。 Complete spectrum of electromagnetic radiation and the spectrum of visible light 为了能够感知到光，人眼中包含了两种感光器：锥状细胞和杆状细胞。 锥状细胞使我们能够看到各种颜色（“明视觉”），在波长555 nm的黄绿光谱区域，其灵敏度最高（天然光曲线V (l)）。 灵敏度极高的杆状细胞使我们看到的是黑白的画面（“夜间视觉”），在波长l = 507 nm的绿光光谱区域，其灵敏度最高（夜间视觉曲线V’ (l)）。? ???Spectral sensitivity curves V (l) and V (l) for the human eye??? 反映光的物理量很多, 这里主要介绍一些与照明有关的术语。 1.光通量Φ（或F）（luminous flux） 光源在单位时间辐射的能量即为光通量。单位为流明，即lm。 光通量实际上是人眼视觉系统对所能感受到的那部分辐射能量的一种度量。 光源的光通量越大，则发出的光线越多。太阳发出的光通量就要比萤火虫高很多。 常见光源的光通量如下： 光源种类 光通量（lm） 太阳3.9E28 月亮8E16 蜡烛11.3 100瓦白炽灯1000 100瓦荧光灯5000 100瓦节能灯70004.2 照明电光源和灯具4.2.1 电光源的分类和特性 光源是指能够发光的发光体。一.电光源的分类 1. 热辐射光源： 电流流过灯泡的灯丝产生热辐射的光源。 包括白炽灯和卤钨灯。 2.气体放电光源： 在适当的条件下，例如强电场、光辐射、粒子轰击和高温加热等，气体的分子可能发生电离，产生可自由移动的带电粒子，并在电场作用下形成电流，称为气体放电。基于气体放电发光原理的光源称为气体放电光源。 1）弧光放电灯 (1) 低强度气体放电灯：荧光灯和低压钠灯。 (2) 高强度气体放电灯：高压汞灯，高压钠灯和金卤灯，氙灯。 2）辉光放电灯：主要是霓红灯和氖灯。 3. 固体发光光源： 某种固体材料与电场相互作用而发光，如LED灯(Light Emitting Diode ) 。二. 电光源的特性 1.白炽灯(incandescent lamp) 1879年爱迪生发明了炭丝白炽灯，1907年贾斯脱发明了钨丝白炽灯。白炽灯靠灯丝通电加热产生辐射来发光。白炽灯发出的光中，可见光占10%，红外线占83%，大部分电能转化为热能，因此它的光效不高，一般在15lm/w。另外白炽灯寿命不长，约为1000多个小时。 白炽灯的钨丝是电阻性阻抗，它的功率因数CosΦ=1，白炽灯可以即开即关，调光范围宽。色温在2700