工作原理:緊湊型熒光燈——開關已開啟

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白熾燈泡可能即將成為歷史。截至2007年,更節能的緊湊型熒光燈泡 (CFL) 由於價格較高,普及程度仍然不高。但在12月,美國國會通過了一項重要的能源法案,其中包括新的照明標準。到2012年,銷售任何100瓦 (W) 燈泡的製造商都必須使其效率比今天的100瓦白熾燈泡提高30%。類似的規定將在2013年逐步應用於75瓦燈泡,在2014年逐步應用於60瓦和40瓦燈泡。歐洲也通過了自己的規則。CFL已經符合這些規範,儘管製造商將嘗試改進舊的硬體,但新型燈泡顯然具有優勢,並將繼續改進。

燈泡內部的技術非常先進。白熾燈泡中的鎢絲在超過2200攝氏度的高溫下發光,並且必須製造得非常均勻,因為任何微小的缺陷都會導致其迅速燒燬。然而,只有大約10%的輸入燈泡的電力以可見光的形式發出;大約90%以熱量的形式輻射出去。CFL的效率大約是白熾燈泡的四倍。因此,一個26瓦的CFL可以像100瓦的白熾燈泡一樣明亮,只需要四分之一的能量。在頂燈中常見的管狀熒光燈泡效率更高,但不適合標準燈座,而CFL則可以。

CFL仍然存在一些問題,製造商正在努力解決。例如,一些消費者覺得光線太刺眼。“人眼希望看到所有顏色的波長,”通用電氣照明公司(位於克利夫蘭)的高階諮詢工程師詹姆斯·達金說,但燈泡內部的熒光粉塗層無法發出某些波長。達金解釋說,熒光粉的改進正在填補這些空缺。


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早期的燈泡需要幾分鐘才能達到 полную 輸出,並且可能會發出嗡嗡聲或閃爍,但是取代了原始磁性鎮流器的電子鎮流器已經結束了這些缺點,並且還允許更小的管狀形狀。“我們正在大力努力創造更適合更多應用的CFL,”通用電氣照明公司的總經理詹姆斯·邁耶說。他說,進一步降低成本現在主要是一個更大規模生產的問題。

發光二極體 (LED) 在未來幾年也可能構成競爭;固態燈的效率與CFL大致相同,壽命是CFL的三倍。但是,螺口式LED燈即使要超過25瓦的白熾燈泡也顯得吃力,而且成本要高得多。目前,CFL具有最光明的前景。

馬克·費斯切蒂《大眾科學》擔任高階編輯已有17年,報道可持續發展問題,包括氣候、天氣、環境、能源、食物、水、生物多樣性、人口等等。他負責委派和編輯記者和科學家的專題文章、評論和新聞,並撰寫這些形式的文章。他編輯雜誌的“歷史”專欄,回顧貫穿時間的科學進步。他是兩本衍生雜誌的創始執行主編:《大眾科學心靈》《大眾科學地球3.0》。他2001年為該雜誌撰寫的自由撰稿文章“淹沒新奧爾良”預測了像卡特里娜颶風這樣的風暴將給這座城市帶來的廣泛災難。他的影片你死後身體會發生什麼?在YouTube上的觀看次數超過1200萬次。費斯切蒂曾為《紐約時報》、《體育畫報》、《史密森尼雜誌》、《技術評論》、《快公司》等眾多刊物撰寫自由撰稿文章。他與全球資訊網發明者蒂姆·伯納斯-李合著了《編織網路》一書,講述了全球資訊網是如何建立的真實故事。他還與微生物學家埃莉諾·列維合著了《新型致命疾病》。費斯切蒂曾任《IEEE Spectrum Magazine》《Family Business Magazine》的執行主編。他擁有物理學學位,並曾兩次擔任路易斯安那州百年學院的公民文化阿塔維研究員,該學院授予他榮譽博士學位。2021年,他獲得了美國地球物理聯合會的羅伯特·C·考恩科學新聞持續成就獎,該獎項旨在表彰其在地球和空間科學領域傑出報道的職業生涯。他曾在NBC的“與媒體見面”、CNN、歷史頻道、NPR新聞和許多新聞廣播電臺露面。在X(前身為Twitter)上關注費斯切蒂@markfischetti

更多作者:馬克·費斯切蒂
大眾科學雜誌 第298卷 第3期本文最初以“開關已開啟:緊湊型熒光燈”為標題發表於《大眾科學雜誌》第298卷第3期 ()
doi:10.1038/scientificamerican032008-6uzcZOIFbmEK8dpt3dI5BF
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