有关电池的一些资料

通过正负极之间的反应，将化学能转化为电能的装置，即储存化学电能的装置。自从电池发明至今，已有数百种不同材料、原理、结构的电池。被广泛应用的充电电池，从材料及原理上分为 3 大类： 1 、铅酸电池， 2 、镍氢电池， 3 、锂电池。 镍铬电池因有记忆，且又不环保已基本被淘汰。 优质电池

能达到国家电池标准的主要参数，如电压平台稳定，容量足，使用寿命等电池产品，均为优质电池。优质电池源自高品质、高纯度的电池材料，最佳电池内部结构设计和先进科学的生产工艺。优质电池是电池厂追求的目标。本文所指的电池均为优质电池。再好的充电方式、使用方式和维护方式均不能将劣质电池变为优质电池。 劣质电池

采用二手铅、镍、锂等含杂质很高的低品质金属原料为电池极板，及内部结构、生产工艺均达不到国家电池标准的电池。劣质电池的特点是： 1 、电池电压平台不稳定。 2 、电池容量不足。 3 、电池寿命短。 典型的伪劣电池

电池中最高的成本为极板材料铅、镍、锂等金属，这些极板金属的含量实际上决定着电池的容量。极少数电池厂会通过减少极板金属含量，减薄极板厚度，增加极板反应面积，提高电解液酸度等手法，来增加电池的初始容量，电池寿命通常不会超过 10 个循环次，欺骗用户。 一次电池

指无法进行充电，仅能放电的电池。一次电池容量通常大于同等规格的充电电池。如锌锰、碱性干电池、锂扣电池等。一次电池因用电负载不确定，而无法标明实际容量。如， 8 节一组的一次电池组，仅能为手电钻提供 20 分钟供电，取下的电池却又能为挂钟供电半年以上。 充电电池

指可反复充电再循环的电池，电池学称二次电池。如：铅酸、镍氢、锂离子、锂聚合物等。 电池容量

电池充满电后，空载状态下放电至截止电压是所释放的电能量，为电池容量。一般用符号 mAh 或 Ah 表示。 额定电压

电池正负极的材料因化学反应而造成的电位差，而由此产生的电压差，为额定电压。电池的额定电压分为：过充电压和过放电压。 过充电压

充电电池充电至最高的额定电压为过充电压。不同结构的电池过充电压不尽相同。如：铅酸电池的过充电压为 2.45V ，镍氢电池的电压为 1.4V ，锂电池的电压为 4.2V 。 过放电压

充电电电池放电至最低的额定电压为过放电压。不同结构的电池过放电压不尽相同。如：铅酸电池的过充电压为 1.7V ，镍氢电池的过充电压为 1.0V ，锂电池的过充电压为 3.0V 。 铅酸、镍氢、锂离子充电电池价性比表

性 能 比能量（ Wh/kg ） 能量密度（ Wh/L ） 比功率（ W/kg ） 循环寿命（次） 平均电压（ V ） 铅酸电池 32~35 90 130 500 2 镍氢电池 60~80 135 170 1000 1.2 锂离子电池 130 170 300 1200 3.6 电压范围（ V ） 自放电率（ %/ 月） 有无记忆 有无污染 电池成本 充电技术 充电成本 锂离子聚合物电池性能特点有哪些？ 1 、锂离子聚合物电池性能特点：

1.70~2.4 4 较小 有 低 低 低 1.0~1.4 30~35 较小 无 中 高 高 3.0~4.2 6~9 无 无 高 高 高 2 、无电池漏液问题 , 其电池内部不含液态电解液 , 使用胶态的固体； 3 、可制成薄型电池：以 3.6V400mAh 的容量，其厚度可薄至 0.5mm ； 4 、电池可设计成多种形状；

5 、电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯曲 900 左右；

6 、可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压，高分子电池； 7 、由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压； 8 、容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍。 镍镉电池性能特点有哪些？ ① 低成本；

② 良好的耐过充、过放性能，良好的快充性能 ③ ；耐冲击震动，性能稳定可靠； ④ 循环寿命长；

⑤ 广泛的温度使用范围； ⑥ 自放电率小； ⑦ 良好的安全性能。 镍氢电池性能特点有哪些？ 1 、比量高，无记忆效应； 2 、可快速充放电、低温性能好； 3 、循环寿命长，无污染绿色电池； 4 、广泛的温度使用范围，安全性能好。 锂离子电池性能特点有哪些？ ① 高的能量密度； ② 高的工作电压； ③ 无记忆效应； ④ 循环寿命长； ⑤ 无污染； ⑥ 重量轻； ⑦ 自放电小。

何为 “ 记忆效应 ” ？

到目前为止，只是 “ 镍镉 ” 电池有此现象。当蓄电池在放电（使用时的状态）时如果没有将容量用完即行充电，那么电池以后的充放电容量只能达到那次放电的水平，任何方法也不可能恢复其额定容量了。如 1000mAh 的电池，如果有一次只放电 100mAh 就进行了充电，那么这只电池今后只能作为 100mAh 电池来使用。这就是所谓的 “ 记忆效应 ” 。 “ 记忆效应 ” 给用户带来很大的困难，所以后来研发的二次电池往往特意加注 “ 无记忆效应 ” 。铅酸电池就不注，因为铅酸流行的时候人们还不知道有

“ 记忆效应 ” 这会事儿。 “ 锂电池 ” 是什么概念？

“ 锂电池 ” 是以金属锂为负极材料的一次电池的总称，依据其正极材料的不同，构成许多电池体系。如 “ 锂锰 ” ； “ 锂硫 ” ； “ 锂氯 ” ； “ 锂碘 ” ； “ 锂铜 ” 等等。 “ 锂离子电池 ” 是什么概念？

“ 锂离子电池 ” 是负极材料为锂元素的二次电池的总称，依据正极材料的不同，构成许多体系。如 “ 锂钴 ” ； “ 锂镍 ” ； “ 锂锰 ”········ 等。不过锂离子电池是当今最新的电池体系，还有很多新体系正在研制和开发中。 内阻

电池内部由化学材料和物理材料自动生成的阻抗，为电池内阻。用符号 mΩ 表示。电池内阻是电池最重要的品质标志。影响电池内阻的因素很多，其中最主要的是正负极片的纯度和电解液的成份。电池内阻越小，电池的充放电性能就越好，电池品质就越高。低品质电池常常采用二手材料，纯度不高，通常内阻大，电池品质就差。 倍率

电池充放电时电流的大小与电池容量的比率为倍率。用符号 C 表示，常被称为充电电流和放电电流。电池的充放电倍率是电池实际应用的重要参数，会直接影响充电电池的充电效果和 电池寿命。 如： 6V12Ah 电池，用 1C 倍率充电，即用 12A 电流充电：

1 、 给铅酸电池充电：标准的铅酸电池充电倍率为 0.1C ，即充电电流为 1.2A 。如果以倍率 1C 12A 给铅酸电池充电，只需 1 次电池不会立即损坏，铅酸电池不可快速充电，也就不可大电流充电。 2 、 给镍氢电池充电：标准的镍氢电池充电倍率为 0.1C 倍率，即充电电流为 1.2A 。镍氢电池可以快速充电，以大电流 1C 倍率 12A 充电，长期用 1C 倍率充电，其充电效果不好，且电池寿命会缩短 1/5 。 对电池的充电效果和寿命而言，充电电流越小越好。但也要符合实用的要求，充电时间通常应不超过 12 小时。

充电倍率直接影响充电器的成本， 1C 倍率充电器的成本会比 0.1C 的充电器成本至少高 5 倍。 放电倍率对电池的寿命影响相对较小，但对电池容量的影响较大。如 12V18Ah 的电池，以 1C 倍率放电，电池的实际容量不会越过 11Ah 。

国产电池上常印有 25 ℃ ， 20 小时放电率字样，为该电池的额定容量。而国外标准是 10 小时放电率，美国标准为 8 小时放电率。国外的标准比中国的要高，也就是实际的容量要大。 自放电

电池充满电后，在与外电路没有接触条件下，电容量会自然损减，为电池的自放电现象。其减少的容量与额定容量的比例为自放电率，电池的品质和温度直接影响电池的自放电率。品质越差的电池，自放电率就越大。温度对电池的自放电率也有很大的影响（详见电池性价比表）。不同种类的电池自放电率不同，受温度的影响也不同，如：在 60 ℃ 温度条件下，铅酸电池仍可相对正常充放电，而镍氢电池会在 24 小时内自放电达 50% 。 电池寿命

电池容量会随着使用次数和时间的增加而逐渐减少，电池按实际的应用，可分 2 种使用方式：浮充使用和循环使用。其寿命概念不同。 浮充使用

电池采用浮充充电原理，永远保持充电状态，停电后自动放电（如：应急灯、电脑 UPS 等）。浮充使用的电池寿命通常以年份计算，如 3 年、 5 年等，哪怕 3 年应急灯未工作过 1 次电池也应更换新电池。 循环使用

电池充满电后放电，再充电，再放电，循环使用（如：手机、充电灯具等）。循环使用的电池使用寿命，通常以循环次数计算，如 200 循环次、 500 循环次、 1000 循环次等。

影响电池寿命的因素

电池使用寿命是一个非常复杂的综合概念，影响电池寿命的因素很多，主要有：

1 、 电池自身的品质， 2 、充电方式， 3 、放电方式， 4 、使用方式（放电率） 5 、环境温度， 6 、正常维护

充电的三种不同结果

当一件充电产品由制造商交给用户后，充电方式已定，用户自己已无法改变。长期充放电使用，充电的结果只有 3 个：

1 、 不合理充电 ：充电方式不合理，充电电压、电流过大，会造成长期过充，损坏电池。 2 、 充不满电 ： 充电原理不对，充电电压、电流太小，长期充不满，会造成电池产生记忆。 3 、 合理的充电： 正确的充电方式，合理的充电电压和电流配合涓流充电功能，会使电池获得最长的使用寿命。 充放电原理

电池的内阻是电池最重要的技术参数之一，新电池的内阻通常为 8 ～ 15mΩ 。电池充放电过程，可以理解为电池内阻增大或减少的过程。

1 、 放电过程： 就是电池内阻增大的过程。电池电压越低，内阻越大。当电池完全没电，为 0V 时，内阻为无穷大，会严重损坏电池。电池的过放保护，实际上就是为了防止电池内阻过量增大。

2 、 充电过程： 就是电池内阻减少的过程。如果充电技术能将电阻减小到与新电池一样，电池的寿命就会极大的延长。实际上，电池的内阻在不同的充电方式下，会停留在不同的某一数值上，只有用极小的电流才能将电池内阻尽可能减少到最接近新电池的内阻。所以，有涓流充电功能的灯具，在充满指示灯亮后，可继续进行涓流充电，以恢复电池容量，延长电池寿命。 充电方式

充电方式是充电灯具的重要技术，也是充电电池使用寿命长短的决定方式。充电方式会受充电的设计成本、原理、电池容量、充电器输出功率等诸多因素影响。充电方式可多种多样，如低品质、低技术的单一线性充电方式（详见充电器）。先进的充电方式也有很多种，其中 PMW 脉冲充电为最佳。

通过充电方式就可确定灯具的内在品质。灯具制造商不会花较高的充电成本为低价的电池充电，而高成本、高品质电池必须有合理的充电方式才能保证电池获得合理的使用寿命。 过充保护

为防止电池过量充电，造成电解液受损而设计的保护电池的功能。 过放保护

为防止电池过量放电，造成电池内阻无限增大，极板积化，电池容量减少，电池使用寿命缩短为设计的保护电池的功能。 涓流充电

用极小的电流对电池进行充电，不仅能使电池充得更满，更重要的是能让电池内阻减少到最小，尽可能恢复电池容量，减少电池记忆，延长电池使用寿命。涓流充电是充电技术的重要标志。

充电技术还可能涉及到其他先进的功能，如：过温保护、智能充电、电池电量自动检测、电池品质自动检测等。

正确的电池维护

所谓维护，就是指充电，电池需充满电后存放。正确的维护方式： 1 、 每次用灯后尽早充电。

2 、 长期不用灯时，应定期每一个月补充电量 1 次。

3 、 有涓流充电的灯具，应利用其功能。充满指示灯亮后，可继续充电 2~5 天，以恢复电池容量。 4 、 半年以上不用灯时，应放电 1 次，恢复电池极板活性。 如何计算照明时间 ?

灯泡的电流 (A)= 灯泡的功率 (W)/ 灯泡的电压 (V) 照明时间 ( 小时 )= 电池的容量 (Ah)/ 灯泡的电流 (A)

假如你用 24W 的灯泡，电压为 6V ，灯泡的电流为 4A ， 电池的容量 8Ah ， 照明时间为： 8Ah / 4A =2 小时 如何计算充电时间 ?

充电时间 ( 小时 )= 充电电池容量 (mAh) / 充电电流 (mA)×1.5 的系数 假如你用 1600mAh 的充电电池，充电器用 400mA 的电流充电， 则充电时间为 :1600/400×1.5=6 小时 电池电池组充不进电的可能原因是什么 ? • 电池零电压或电池组中有零电压电池

• 电池组连接错误 , 内部电子组件 , 保护电路出现异常 • 充电设备故障 , 无输出电流 ;

• 外部因素导致充电效率太低 ( 如极低或极高温度 ) 电池电池组无法放电的可能原因是什么 ? • 电池经储存 , 使用后 , 寿命衰减 ; • 充电不足或未充电 ; • 环境温度过低 ;

• 放电效率较低 , 如大电流放电时普通电池由于内部物质扩散速度跟不上反应速度 , 造成电压急剧下降而无法放出电。

可充电电池的优缺点有哪些？

可充电电池的优点是使用寿命长，它们可充放电 1000 多次，即使价格比一次电池要贵，但从长期使用的观点来看，则很经济实惠，而且可充电电池的负荷力要比绝大部分一次电池高。但普通镍镉镍氢电池放电电压基本恒定 , 很难预测放电何时结束，所以在照相机使用中，一般不用这种电池，而锂离子电池能给照相机设备提供较长的使用时间，高负荷力，高能量密度，且放电电压的下降随放电的深入而减弱。 环境温度对电池性能有哪些影响？

环境温度影响电池的放电效率 , 在低温下会显著的降低（如低于 -15 ℃ ），而在 -20 ℃ 时，碱液达到起凝固点，电池充电速度也将大大地受到影响。 镍镉、镍氢电池，在低温下充电（低于 0 ℃ ）会增大电池内压并可能时安全阀开启。为了有效充电，环境温度范围应在 5-30 ℃ 之间，一般充电效率会随温度的升高而升高，但当温度升到 45 ℃ 以上，高温下充电电池材料的性能会退化，电池的循环寿命也将大大缩短。

过充对电池性能有哪些影响？

由于在设计时，负极容量比正极容量要高，因此，正极产生的氧气透过隔膜纸与负极产生的镉复合。故一般情况下，电池的内压不会有明显升高，但如果充电电流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液，等不良现象。同时，其电性能也会显著降低。 过放对电池性能有哪些影响？

电池放完内部储存的电量，电压达到一定值后，继续放电就会造成过放电，通常根据放电电流来确定放电截止电压。 0.2C-2C 放电一般设定 1.0V/ 支 ,3C 以上如 5C 或 10C 放电设定为 0.8V/ 支 , 电池过放可能会给电池带来灾难性的后果 , 特别是大电流过放，或反复过放对电池影响更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减。 防爆知识

适用环境类别和标志 0 类 ( 轻腐蚀环境 ) 1 类 ( 中腐蚀环境 ) 2 类 ( 强腐蚀环境 ) 环境条件 户内 户外 防爆总标志 — W 电气设备类别符号 煤矿用 工厂用 电气设备 电气设备 F1 WF1 防爆型式符号 F2 WF2 防 爆 原 理 型式 符号 将设备可能点燃爆炸性气体混合物的部件全部封闭在一个外壳内，其外壳能够承受通过外壳任何接合面或结隔爆型 d 构间隙，渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而不损坏，并能保证内部的火焰气体通过间隙传播时降低能量，不足以引爆壳外的气体。 在正常运行条件下不会产生电弧、火花的电气设备采取一些附加措施以提高其安全程度，防止其内部和外部部增安型 e 件可能出现危险温度、电弧和火花的可能性的防爆型式，在结构上进一步采取保护措施，提高设备的可靠性能和安全性能。 通过保持设备外壳内部保护气体的压力高于周围爆炸性环境压力的措施来达到安全的电气设备在系统内部正压型 p 保护静态正压或保持持续的空气或惰性气体流动，以可燃性混合物进入外壳内部。带走设备内部非正压状态时进入外壳内的可燃性气体 ，防止在外壳内形成可燃性混合物。 设备内部的所有电路都是在标准规定条件下 ( 包括正Ex Ⅰ Ⅱ 本安型 i 常工作和规定的故障条件 ) 下，产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的本质安全电路。 将可能产生引起爆炸性混合物爆炸的火花、电弧或危险温度部分的电气部件，浇封在浇封剂 ( 复合物 ) 中，浇封型 m 使它不能点燃周围爆炸性混合物。采用浇封措施，可防止电气元件短路、固化电气绝缘，避免了电路上的火花以及电弧和危险温度等引燃源的产生，防止了爆炸性混合物的侵入，控制正常和故障状况下的表面温度。 油浸型 o 将整个设备或设备的部件浸在油内 ( 保护液 ) ，使之不能点燃油面以上或外壳外面的爆炸性气体环境。 在外壳内充填砂粒或其他规定特性的粉末材料，使之在充砂型 q 规定的使用条件下，壳内产生的电弧或高温均不能点燃周围爆炸性气体环境的电气设备保护型式。 该类防爆设备型式采用气密外壳。即环境中的爆炸性气气密型 h 体混合物不能进入设备外壳内部。气密外壳采用熔化、挤压或胶粘的方法进行密封，这种外壳多半是不可拆卸的，以保证永久气密性。 空气中可燃气体爆炸极限

爆炸极限应用于可燃气体危险性的分类。有爆炸性危险的工艺设备内允许可燃气体的浓度，爆炸

性气体环境的通风和供热系统的计算，动火作业时安全浓度的确定等都同这一参数有关。 可燃气体和空气混合气的爆炸极限与以下因素有关：

可燃气体的种类及化学性质、可燃气体的纯度、可燃气体和空气混合气的均匀性、点火源的形式、能量和点火位置、爆炸容器的几何形状和尺寸、可燃气体和空气混合气的温度、压力和湿度。

爆炸范围： 可燃气体与空气的混合气中，可燃气体的爆炸下限与爆炸上限之间的浓度范围称为爆炸范围。 爆炸危险环境的区域划分

爆炸危险环境中正确地选择电气设备及设置配电线路， 即按照不同的危险区域，选用防护程度不同的电气设备及线路，《爆炸和火灾危险环境电力设计规范》 (GB50058-92) 划分了爆炸环境中的危险区域分区，它与 IEC 对爆炸危险区域的划分是一致的。

1 、爆炸危险环境的分类： 爆炸危险环境按爆炸性物质的形态分为，气体爆炸危险环境和粉尘爆炸危险环境两类。

2 、爆炸性气体环境的分区：

爆炸性气体环境，根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度、持续时间和危险程度进行分区。亦即根据爆炸性气体混合物是连续出现或长期出现或是短期出现的不同情况进行分区。 爆炸性气体环境分为 3 个危险区：

(1) 0 区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境； (2) 1 区：在正常运行时可能出现爆炸气体混合物的环境；

(3) 2 区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。

电气设备的外壳防护等级

IP□□ 防护等级， IP 为国际防护等级符号（ INTERNATIONAL PROTECTION RATINGS ），其后有两位数字，第一位数字表示装置的防尘能力，称为第一位特征数字，第二位数字表示装置的防水能力，称为第二位特征数字。

第一位特征数字 X 0 特征符号 未测试 不做试验 防护 省略不标该防护特征 本身固有的保护 能防止直径大于 50mm 的 1 固体类物进入体内 ( 如：手的意 外接触 ) 能防止直径大于 12.5mm 2 的固体类物进入体内 ( 如：手 指 ) 能防止直径大于 2.5mm 的固体3 类物进入体内 ( 如：工具，导 线 ) 能防止直径大于 1mm 的固体类4 物进入体内 ( 如：小工具，导 线 ) 5 防尘，尘埃的进入量不能达到防护设备正常运转的程度 6 无尘埃进入 第二位特征数字 试验 简短说明 防护 0 不做试验 本身固有的保护 滴水 ( 垂直滴水 ) 无有害影响 当外壳从正常位置倾斜在 1 防滴 2 15 度防滴 15° 以内时，垂直滴水无有害影响 垂直成 60° 范围以内的淋水无有害影响 3 防淋水 4 防溅水 任何方向溅水无有害影响 5 防喷水 任何方向喷水无有害影响 6 防海浪 猛烈海浪或强烈喷水时，无害影响 7 防浸水 影响 防浸水影响 8 防潜水 影响 防潜水影响 电光源概念及常识

灯泡是光源的一种，在你了解灯泡前你需要先了解很多有趣的基本概念，这些概念都与灯泡

和灯具有关。 光源

可见光的发光体，就是光源。光源可以由剧烈的化学反应产生，如：极光、火光。也可以由电能转换，如：各种照明灯泡。 点光源

发光体小于 3 ㎜为点光源。点光源可以通过聚光型反光杯聚光照明，发光体越小，聚光性越好。点光源灯泡主要用于电筒和手提灯，照明要求不高，成本低，使用寿命都不长。由于高品质灯泡市场不大，各灯泡厂不太重视。也有寿命长达 2000 小时以上的点光源灯泡，但价格昂贵。 电光源

由电能转换成光能的装置，称电光源。由于转换的方式不同，电光源分为冷光源和热光源。 1 、 冷光源

在电能转换光能的过程中，靠电子原理及萤光粉的作用，只产生很少量的热能，将更多的电能转换成光能的光源，如：日光灯、节能灯等。冷光源的电光能转换率高，是普能真空白炽灯的 6 倍。缺点是发光体大，无法通过反光杯聚光（ HID 高压氙气灯属冷光灯）。 2 、 热光源

靠灯丝耗电所产生的温度发光的光源。耗电越大，灯丝温度就越高，灯就越亮。白炽灯属热光源，热光源电光能转换率低，不节能，但白炽灯发光体小，能通过聚光型反光杯聚光照明。 功率

电压（ V ） x 电流（ A ） = 功率（ W ）。功率越大，就是耗电越大。那么， 24V 的灯泡亮，还是 220V 的灯泡亮？这要取决于电流，如：

220V110W 灯泡： 220V x 0.5A = 110W x 20 流明， 总光通量为： 2200 流明。 24V240W 灯泡： 24 V x 10A = 240W x 20 流明， 总光通量为： 4800 流明。 光通量

定义：光源在单位时间、向周围空间辐射并引起视觉的能量，称为光通量。 用 Φ 表示，单位：流明 (1m) 。

光通量与光源的辐射强度有关，还与波长有关。人眼对波长 555nm 的黄、绿光最敏感。 例如： 220V40W 普通真空灯的光通量为： 350 流明（ Lm ）。 220V40W 节能灯的光通量为： 2100 流明（ Lm ）。 在耗电相同的情况下，节能灯比普通白炽灯亮 6 倍。 发光强度 ( 光强 )

定义：光源在某一特定方向上单位立体角内辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度，简称光强。 用符号 I 表示，单位：坎德拉 (Cd) 对于向各方向均匀辐射光通量的光源。 I=Φ/w

Φ 光源在 W 立体角内所辐射出的总光通量 (1m) 。 w 光源发光范围的立体角 (Sr)

立体角是一个锥形的角度，用球面度来测量，单位为球面度 (Sr) S=2πr 2 (1-COSθ) w=S/r 2 =2π(1-COSθ) 亮度

用 L 表示， 单位：坎德拉．每平方米。 (Cd/m 2 )

定义：发光体在给定方向单位投影面积上的发光强度称为亮度， 发光体在 θ 方向上的亮度为 L=Iθ/Scosθ

物面的亮度与光源强度有关，还与物体反射能力有关。 照度

用 E 表示，单位：勒克斯 (Lux)

定义：单位面积上接受的光通量称为照度， E=Φ/s Φ 光通量 (1m) S 受照面积 (m 2 ) 换算关系

发光强度为 1 烛光的点光源在半径为 1 米的球面上产生的光照度 =1 勒克斯 发光强度为 1 烛光的点光源，在单位立体角内发射的光通量 =1 流明 1 流明的光通量均匀分布在 1 平方米面积上的照度 =1 勒克斯 照明灯泡

100 多年来，电的出现，科学家们就没有停止过对灯泡的研究。白炽灯是最早出现的电光源产品，其发展也经历了多个阶段。最初的产品人们已意识到氧气会使灯丝通电后迅速升温而被烧断，从而发明了真空灯泡。在以后的几十年里，科学家们发现将单一惰性气体，如氪气、氖气、氩气、氙气等气体封装在灯泡内，与真空灯泡相比，灯会更亮一些，寿命也会更长一些。在自然界中，氪气相对容易提取，所以氪气灯泡较便宜。 白炽灯泡

靠灯丝温度发光的照明灯泡。灯泡功率越大，耗电越大，温度也越高，灯就越亮。 卤气

将多种惰性气体按比例混合的气体称为卤气。 卤素灯

封装卤气的白炽灯泡，统称为卤素灯。与普通白炽灯相比，卤素灯更亮、寿命更长。卤素灯泡被广泛用于现代汽车照明。由于卤气配方保密，卤气昂贵，所以卤素灯泡通常都做得很小，而且价格也较贵。 灯泡外壳玻璃

白炽灯是靠温度发光的，温度可通过耗电来增加，而灯泡外壳玻璃能承受得住高温吗？普通灯泡用的是普通玻璃。为了提高灯泡玻璃的耐温性，在玻璃里添加石英，就是通常所说的石英灯，也就是较亮较高温的灯泡。如果还需要更亮，温度就要求更高，就需要在玻璃里加铅，也就是所谓的卤素灯专用高铅玻璃。中国的高铅玻璃主要靠进口。

卤素灯的工作原理很复杂，可以理解为卤气始终在参与灯丝的修复工作。卤气需要很稳定的内循环，当灯泡玻璃表面很脏，会影响卤气的正常内循环，灯泡寿命会缩短，所以灯泡玻璃表面必须保持干净。 光衰减率

卤气在卤素灯内所起的作用很复杂，简单的说：卤气始终参与着灯丝的修复工作，卤气元素会在修复灯丝过程中漫漫消耗，所以灯的亮度会逐渐衰减。

飞利浦的标准是：当灯泡寿命使用过半时，灯泡的光通量不应低于原光通量的 75% 。国内很多灯泡不合格的主要指标就是光衰减过快。

平均寿命

工业上，灯泡的制造厂检测灯泡的平均寿命方法较复杂，某一个灯泡的使用寿命不能代表一批灯泡的使用寿命。高品质灯泡制造厂检测灯泡平均寿命的方法是：在额定电压电流条件下，将 1000 个灯泡同时点亮，再将灯泡的实际寿命分为３个百分段。

第一百分段： 0 ％ ～ 5 ％ —— 低于平均寿命 第二百分段： 5 ％ ～ 40 ％ —— 平均寿命 第三百分段： 40 ％ ～ 100 ％ —— 高于平均寿命 色温

定义：当光源发光的颜色与黑体加热到某一个温度所发出去的颜色相同时，称为光源的颜色温度，简称色温。

当我们在谈论某种光是偏红还是偏白时，谁也说不清楚。光学上就提出了色温这一概念。色温是指一个纯黑的物体，一直加热，该物体的颜色会按顺序从黑、深红、浅红、黄、白、蓝变化。光学上用 0000K 表示。为了容易记住，你可以将色温理解为光的颜色与太阳光颜色的对比。太阳的色温约为 5500K ～ 6500K 。 低于太阳光色温的为暖色温，暖色温给人舒适、柔和、安全的感觉。所以，家庭、高档餐厅、酒店应选用暖色温照明。

接近或高于太阳光色温的为高色温。

相机闪光灯的色温应接近太阳光的色温，如果拍出的照片偏红，相机闪光灯的色温已低于太阳色温。如果照片偏蓝，相机闪光灯的色温已高于太阳色温。

光的色温与光源的温度没有直接关系，只是人的视觉见到高色温，会感到刺眼，感觉更亮。事实上，当用滤色镜滤掉红色光波时，色温就会提高。许多汽车在大灯上粘贴的蓝色透明塑料纸，提高了色温，却降低了光通量。

白炽灯光源通常只能获得暖色温，如汽车灯泡。而冷光源却能获得较高的色温，例如日光灯。 瓦／光通量

每１瓦功率所产生的光通量，称为瓦／光通量。这是灯泡寿命最重要的指标。 瓦／光通量决定着灯泡的设计寿命： 瓦／光通量越大，灯泡使用寿命就越短； 瓦／光通量越小，灯泡使用寿命就越长。

例如，某一点光源卤素灯泡，设计瓦／光通量为 20 流明， 6V6W 即可发光 120 流明，平均寿命为 200 小时（先进的限流电子技术，能延长灯泡的寿命）。如果将瓦／光通量提高到 25 流明，灯泡的平均寿命缩短为 20 小时；如果将瓦／光通量再提高到 30 流明，灯泡的平均寿命仅为 5 分种。

如果将瓦／光通量降低到 10 流明，灯泡的平均寿命可长达 3000 小时以上。汽车仪表灯更换难度大，所以设计的瓦／光通量很低，灯泡的使用寿命就长。 LED 光源的特点

数十年前，人类就发明了 LED （发光二极管）。近十年， LED 技术不断发展， LED 的电光能转化率大大提高，而且还在不断的提高。 LED 开始大量被研发成照明光源， LED 节能、长寿是不争的事实，也是未来照明的发展方向。 １、发光效率高

LED 经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为 12-24 流明／瓦，荧光灯 50 ～ 70 流明／瓦，钠灯 90 ～ 140 流明／瓦，大部分的耗电变成热量损耗。 LED 光效经改良后将达到达 50 ～ 200 流明／瓦，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。目前，世界各国均加紧提高 LED 光效方面的研究，在不远的将来其发光效率将有更大的提高。 ２、耗电量少

LED 单管功率 0.03 ～ 0.06 瓦，采用直流驱动，单管驱动电压 1.5 ～ 3.5 伏，电流 15 ～ 18 毫安，反应速度快，可在高频操作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的二分之

一、日本估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的 LED 替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于 60 亿升原油。就桥梁护栏灯例，同样效果的一支日光灯 40 多瓦，而采用 LED 每支的功率只有 8 瓦，而且可以七彩变化。 ３、使用寿命长

采用电子光场辐射发光，灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用 LED 灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎。平均寿命达 10 万小时。 LED 灯具使用寿命可达 5 ～ 10 年，可以大大降低灯具的维护费用，避免经常换灯之苦。 ４、安全可靠性强

发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全抵摸：能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。 ５、有利于环保

LED 为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，也便于安装和维护。当然，节能是我们考虑使用 LED 光源的最主要原因，也许 LED 光源要比传统光源昂贵，但是用一年时间的节能收回光源的投资，从而获得 4 ～ 9 年中每年几倍的节能净收益期。

充电原理，充电方式

绝大多数人会认为，那种常见的小而重的变压器就是充电器。实际上，变压器与充电器是两个不同概念的装置，在电子应用上，有不同的功能。 变压器

将交流电（ 220V 或 110V ）变压成某一特定的电压的装置（直流或交流）。电压可以从高电压变压到低电压，从低电压变压到高电压，也可交、直流相互替变。变压器常被称为电源。 充电器

通过变压器某一设定输出电压和电流，对充电电池实行某一特定方式进行充电，即充电原理。充电原理因充电电池种类结构不同会有所不同，如脉冲充电，多段式脉冲充电，恒压恒流充电，限流恒压充电等。 线性充电

将变压器输出的电压直接连接到充电电池的正负极，通过压差进行充电的方式，称线性充电。充电至电池电压与变压器输出电压相同时，即完成充电。

单一的线性充电方式技术太简单，充电效率低，不稳定因素多，充龟的结果不只有 2 个：不是过充，就是充不满。会严重影响充电效果，缩短电池使用寿命。线性充电必须与其它充电功能结合，才可能改善充电效果。

所有没有应用电子控制技术，采用单一线性充电原理的灯具，均为低品质灯具。如：农村市场的菜农灯，使用寿命短，就是由此引起，是必然的结果。 单一线性充电的缺点

如 6V 的铅酸电池最高过充电压为 7.5V ，高于 7.5V 即为过充。变压器的输出电压也可设定在 7.5V ，直接连接电池进行压差式充电，表面上似乎可以。但实际上变压器的输出电压会随市电（ 220V 或 110V ）不稳定而变化。

1 、 当市电向上升至 230V 时，变压器输出电压会升至 8V ，超过铅酸电池的过充电压，造成电池过充，电解液受损。如此长期充电，必会减少电池容量，缩短电池寿命。

2 、 当市电向下降至 200V 时，变压器输出电压也会随之下降， 达不到电池充满电压；造成电池充不满电，如此长期充电，必会造成电池内阻无法减小，从而电池产生记忆，容量减少，使用寿命缩短。 3 、 线性充电的电流是由输出电压决定，微量的电压变化，会使电流产生巨变。变压器输出电压不稳定，会冲坏电池。或变压器功率不够，被大容量电池烧坏 ……

那未，有没有相对输出稳定的变压器？有 —— 开关电源变压器。关电源变压器通过电子开、关原理，输入的电压可在 90V ～ 260V 之间，输出相对稳定，被广泛用于高档产品中，如电脑、复印机、 DVD 等。 但就完善、合理的充电方式而言，光靠开关电源稳压的输出还远远不够。

反光杯

通常，光源的光能会向 360° 方向全辐射。为了有效利用有限的光能，灯具可以通过光反射器来控制主光斑的光照距离和光照面积。 光反射器

灯具中反射光的装置。

根据光源不同的大小、形状和不同的照明要求，光反射器可以做得很简单，也可以做得很精密。 如：工地用的小型射灯、泛光灯 —— 只要求近距离很小面积的照明，方便施工即可。此类灯具的成本低，要求简单，无需开模，用金属铝片剪成某一形状即可。

球场用的投光灯 —— 因无法将灯设置在球场或看台中间，照射距离远，反射器光学技术高，反光率要求也高，通常需金属冲模成型。 反光杯

用点光源灯泡为光源，需远距离聚光照明的反射器，通常为杯型，俗称反光杯。 聚光照明的 3 个基本条件

1 、 点电源灯泡。光源的发光体越小，聚光性就越好。 2 、 精密的多段聚焦反光杯。 3 、 精密的灯泡同心定位结构。 反光杯的材料及优缺点

反光杯可由 3 种材料制成：金属、耐温塑料和玻璃。各有各的优缺点，见下表：

材料 金属 塑料 玻璃 成本 低 中 高 光学精度 低 高 高 耐温性 高 中 高 散热性 好 差 好 抗形变 差 好 好 抗冲击 差 好 差 重量 轻 轻 大 1 、 金属反光杯：需冲压、抛光工艺完成，有形变记忆，优点是成本低，耐温，常用于低照明要求的灯具。 2 、 塑料反光杯：一次脱模完成，光学精度高，无形变记忆，成本适中，缺点是耐温性差，常用于温度不大高的电筒和手提灯具中。

3 、 玻璃反光杯：一次脱模完成，光学精度高，无形变记忆，耐温，缺点是成本高，易碎，重量大。常应用在不需移动的高品质产品中。如电影放映机、探照灯、火车头灯等。 反光率

镀膜层反射可见光的效率。以真空镀介子最高，真空镀铝其次，阳极氧化最低。

1 、 真空镀介子：应用于玻璃反光杯。介子不仅有最高的可见光反光率，灯泡所产生的红外线却能穿过介子，起到散热功能，延长灯泡的使用寿命。

2 、 真空镀铝： 应用于耐温塑料和金属反光杯。反光率高，是汽车和多数灯具的主要镀膜工艺。缺点是，灯泡所产生的紫外线会使反光杯白化，降低反光率；红外线又无法穿透镀铝层而被反射回灯泡，使灯泡继续升温，影响灯泡的使用寿命。

3 、 阳极氧化： 应用于金属反光杯。有效反光率不到真空镀铝的一半。优点是不怕紫外线、红外线的损害，甚至可以用水清洗。