相信我们都看到并使用过以下三种灯泡:
第一种白炽灯泡,就是可以看到灯丝(一般材料是金属钨)外面罩着一个玻璃球体的那种
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第二种是荧光灯,这种也比较常见,例如我们读书时,教室里面一般装的就是荧光灯;
第三种时发光二极管(LED)灯,这类灯现在也比较常见。如图所示:
因为单个LED灯珠一般比较小,为了增大发光量,就组成各种阵列。
其实LED已经存在了很多年 – 数字时钟,圣诞灯,手电筒,交通信号灯等。但就家用照明而言,LED并没有起飞。某些缺点使公司无法以标准的,替换尺寸的灯泡形式制造它们。但在过去十年左右的时间里,这些LED替代灯泡,就像你做白炽灯泡一样拧进灯里的那种,已经变得越来越普遍 – 也就是说,大量的企业和家庭都在使用它们。
2017年的一项调查显示,70%的美国人至少购买了一个LED灯泡,38%的人从白炽灯泡切换到LED。自2017年以来,这一比例可能有所增加。
在本文中,我们将研究LED灯泡的工作原理,为什么它们是理想的照明选择,以及围绕它们的一些优缺点。让我们从基础开始:LED如何产生光?
LED 灯泡基础知识
LED是所谓的”固态照明”技术,或SSL。基本上,SSL不是从真空(如白炽灯泡)或气体(如在CFL中)发射光,而是从一块固体物质中发光。在传统LED的情况下,该物质是半导体。
简单地说, 当电流通过微芯片时,LED会产生光,微芯片会照亮称为LED的微小光源,结果是可见光。发光原理如下图。
LED作为主要家庭照明的问题在于,虽然它们发出大量光,但LED的结构导致一些光被困在内部。因此,LED灯泡传统上比白炽灯泡更暗,大多数人希望他们的灯具和天花板灯具非常明亮。
现在,LED灯泡已经亮了起来。其发出的光相当于60瓦或更高的白炽灯泡,这使其成为满足家庭基本照明需求的成为可行。LED替换灯泡的使用寿命比传统的白炽灯泡长24,000小时。
LED灯泡的优点
首先是减少能源使用。与其他照明技术相比,LED产生光的方法使用的能量来加热要少得多。它比白炽灯泡中使用的真空/灯丝方法效率高得多 – 使用至少75%的能量,并且与白炽灯泡(释放90%的能量作为热量)和CFL(释放约80%的能量作为热量)相比,它发出的热量很少。
如果您每年使用4,320小时(每月360小时/每周90小时/每天12.85小时),100瓦白炽灯泡每年将使用432千瓦时,而等效的14瓦LED灯泡每年将使用超过60千瓦时。LED的二氧化碳排放量也比旧的卤素灯少90%,比节能灯少50%。
但能源效率只是故事的一部分。另一部分是时间效率:一个优质的LED灯泡理论上可以有25,000小时或更长时间的寿命,而白炽灯泡的寿命为1,000小时。像LED这样的固态灯比白炽灯或荧光灯泡更稳定的光源,差异是惊人的:你必须让LED灯每天24小时亮着,每周七天,持续三年,才能与白炽灯泡的寿命相匹配。(公平地说,并非所有LED灯泡在理论上都能持续这么长时间。如果零件过早磨损,有些部件的使用寿命可能会缩短。
由于时间优势,当您进入成本问题时,事情变得更加混乱。根据Home Depot的数据,一个60瓦的LED替换灯泡的四件装售价为9.48美元,而白炽灯泡的价格为3.97美元。
现实情况是,即使一包四个灯泡的价格为9.48美元,从长远来看,LED最终也会节省资金,因为你每十年或二十年只需要一个,你在家庭照明上花的钱更少,比白炽灯的能源效率高出六到七倍,并将能源使用量减少了80%以上。
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