漫談“照明電器”中的應用技術

摘 要：作者根據多年教學《家用電器與維修》課程經驗，論述了家用照明電器發展簡史和家用照明電器中的應用技術要點。

關鍵詞：照明 光源 應用技術 電器

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2011）12（c）-0000-00

《家用電器與維修》課程是理工科學生必學的（選修）課程之一。雖然這門課程在專業課程中一般不作為主干課程，但對電子電器相關專業的學生來說，在學習了一、二年專業基礎課程和專業課程以后，再來學習《家用電器與維修》課程對鞏固已有的專業知識是極有幫助的，因為該課程所包含應用技術知識是十分豐富的。

1家用電器的起源

家用電器是指在家庭及類似場所中使用的各種電器，又稱民用電器或日用電器。美國是家用電器的起源地。1879年大發明家愛迪生發明了白熾燈，開創了家庭用電時代。1882年亨利發明了電熨斗，1888年特斯拉發明了交流電動機，為其它家用電器的發明奠定了基礎。在20世紀初，吸塵器、電動洗衣機、家用電冰箱、電灶、空調器等相繼問世。

20世紀初，英、美等國相繼發明了第一代電子器件——電子管。1919 年超外差式接收機問世，1923～1924年，美國茲沃雷金發明了攝像管和顯像管，為廣播電視奠定了基礎。1947年第一塊晶體管在貝爾實驗室誕生，1958年基爾比研制出世界上第一塊集成電路，1971年英特爾發布了其第一個微處理器4004，從此人類步入了飛速發展的電子時代。

2 照明電器的發展歷史

隨著人們對提高生活品質和生活便利的需要，家用電器經過了一百三十多年的蓬勃發展已形成了一個龐大的產業群體，對世界工業發展和人類的文明進步起到了不可估量的推動作用。我們已經不能想像如果沒有了家用電器的制造和使用，今天的人類社會會是個什么樣子。尤其是照明電器作為家用電器的最重要的元老級成員，帶給人們的不僅僅是光明，還有人類的文明和進步，其貢獻力是十分巨大的。

照明電器的發展歷史，其實就是電光源發展的的歷史。

一百多年來，作為第一代電光源白熾燈一直是家庭照明主要產品。然而白熾燈必竟是百歲的“老人”，存在著光效低、壽命短的缺點，所以許多國家都已將它限時淘汰。

第二代電光源是由美國通用電子公司伊曼在1938年發明的熒光燈（日光燈）。它比白熾燈更亮，電能利用率高，省電。

第三代電光源是高強度氣體放電燈。高強度氣體放電燈是高壓汞燈、金屬鹵化物燈以及高壓鈉燈的總稱。這些燈在高亮度、高效率、長壽命形狀外觀和用途等方面都有很多特點，產品大多以大功率為主，廣泛應用于道路、車站、街道公共場所，較少應用于家庭。

最新的第四代電光源是半導體發光二極管（LED），問世于20世紀60年代初，90年代以來，隨著白色LED的研究成功，使實現半導體發光LED照明成為可能。傳統白熾燈泡采用熱發光技術，浪費了90%的能源，而發光二極管的效能轉換效率卻非常高。

3 照明電器的應用技術

3.1 照明電器在家庭中的應用

（1）一般照明。人們通常選用吊燈、吸頂燈布置于房間的中間部位，是家庭的主光源，方便家人在晚上一起開展各種活動。

（2）局部一般照明。人們在房間的書桌或沙發旁放置落地燈、臺燈，可做到更精細的照明，方便人們在家讀書和看報等。

（3）局部裝飾照明。隨著人們生活水平的提高，人們提出了燈的裝飾性要求，于是就有了壁燈、射燈等裝飾燈具。在制作一般家庭裝飾燈具時，所用材料已由塑料逐漸替代了玻璃，使燈具整體質量大為減輕，方便用戶安裝使用。

（4）移動照明。主要解決人們移動中的照明問題，代表性的產品就是手電筒。

（5）其它照明。指不以照明電器為主要形式存在的照明，如：手機、電視的背光等都是隱含了現代照明技術。

3.2 家庭購置燈具應考慮的幾個因素

（1）功率和照度。一、二十平方左右的房間點白熾燈60W左右，若用熒光燈20W左右就基本夠用了。

（2）顯色指數。這是衡量光源顯現實照物體真實顏色能力的參數，白熾燈要優于熒光燈，這也是白熾燈遲遲還不能完全退出市場的原因之一。

（3）光效。這是一個非常重要的指標，是光源將電能轉化為可見光的效率，即光源消耗每一瓦電能所發出的光，數值越高表示光源的效率越高，對家庭來說這是個經濟能效問題。白熾燈是 8～14流明 / 瓦，而熒光燈是 55～80流明 / 瓦，可見熒光燈節能效果是非常明顯的。

第四代照明光源LED的推廣還有待時日，主要是還有些技術問題并沒有得到很好的解決，如光效問題、散熱問題等。LED的實驗室光效數據是130～140流明 / 瓦，國內市場LED產品均值為100流明 / 瓦左右，與熒光燈的比較優勢尚不如熒光燈與白熾燈的比較優勢那么明顯。2011年5月科銳公司宣布，其白光功率 LED 光效再度突破行業最高紀錄，達到 231 流明 / 瓦，這一消息著實令人振奮，讓人看到這一新光源未來發展的巨大潛力。

3.3 家用照明電器的控制技術

家用照明燈具在家庭的安裝使用要符合電工技術規范，控制燈亮、燈滅的開關是必備的附件，選用時要關注其額定電流大小。家用照明電器的控制技術已發展為多種形式，主要有：

（1）單點控制開關，用于一燈一開關控制吊燈、吸頂燈等；

（2）雙聯開關，用于一燈兩點開關控制吊燈、吸頂燈或樓道燈；

（3）調光開關，能進行光的強弱控制，常用于臺燈、落地燈、吊燈的控制；

（4）智能開關，包換聲、光、電感應或觸摸感應等，常用于樓道等特殊場合的控制。

上述調光開關、智能開關用到了電子技術，涉及到許多的電子專業知識。如：調光電路采用了可控硅（晶閘管）電調技術，智能開關采用了傳感技術。此外，市場上還有鐘控定時照明控制開關、轉向燈遙控控制開關等，可滿足某些家庭照明的特殊需要。這些開關控制技術其實也可以應用到其它家用電器的控制中，所以是“照明電器”課程學習的重點。

4 結語

課程中的照明電器局限于家庭中的應用，但對于高職學生來說不妨還多學一些非家用的照明電器及其應用技術，那怕是點到為至。因為他們畢業后大多會進入工廠或公共服務單位工作，所以將高強度氣體放電燈等知識作為課外自習內容應該是較好的安排。同時，作為部分從事的照明安裝維修工作的學生來說，節能技術和新光源的發明也是值得關注的。第四代電光源隊伍中闖入了一個新隊員——無極燈，其發明思路十分新穎，應用起來十分方便，值得更多關注。

電燈的發明促進了電力裝置的建設。世界上的照明用電（照明光源的耗電量）約占總發電量的10％～20％。中國照明用電約占總發電量的10％。隨著中國現代化發展速度的加快，照明用電量的比重正在逐年上升，能源短缺越來越受到關注。因此，研制、開發和推廣應用節能型電光源已引起人們的高度重視，其行業發展將光明無限，而我們的學生無疑將成為這一行業未來的主力。