LED行业必备知识.docx
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LED行业必备知识
浙江博上光电有限公司
博上光电外销培训教材
———产品知识
光源篇
一、光
1．1、 光的概念
辐射：
由电磁波或粒子发射或传递能量的现象，光是通过视觉器官能够引起视觉的辐射现象。
光：
是以电磁波的形式传播的，光源是能被人们的眼睛所感受到的电磁波，其波长范围 380nm∽780nm（nm：
纳米，长度单位 1nm=10-9m），长于 780nm 的为红外线、无线电等，短于 380nm 的为紫外线、X 射线、宇宙射线等。
可 见 光 部 分 又 可 分 解 成 红 光 （ 780nm∽620nm ）、 橙 光 （ 620nm∽590nm ）、 黄 光 （ 590nm∽560nm ）、 绿 光
（560nm∽500nm）、青光（500nm∽470nm）、蓝光（470nm∽430nm）、紫光（430nm∽380nm）等七种基本单色光。
光和其它所有的电磁辐射一样，在真空中以每秒 30 万千米的速度沿直线传播。
当光通过某种物质时，如水
或空气，其传播速度会减慢。
光在真空中的速度和在媒质中的速度比值称为该媒质的折射率。
在折射率不同的两种
媒质的界面上，入射光线产生折射与发射现象。
另外光在传播过程中还会产生散射、漫反射、漫透射现象等等。
发光：
物体吸收了光、电、辐射等能量使之成为激发状态后，又以光的形式发射出能量的现象。
发光形式分为：
激光发光（激光）、场致发光（显示屏）、气体放电发光（金卤灯）、光致发光（荧光
灯）、
热辐射发光（白炽灯、卤钨灯）、阴极发光（显象管）
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1．2、光的度量单位：
光通量：
光源在单位时间内发出的光量称为光通量，符号为φ，单位是流明（Lm）。
光通量与能量辐射的关
系为 φ=∫780380Km φe·λ Vlλ·dλ； 在此式中：
Km——最大光谱光效能，是常数（683Lm/w）；
V（λ）—--视觉光谱的光效率函数；φe·λ—--波长为λ的能量辐射通量。
以上式可以看出，光
通量就是人眼对能量辐射通量的评价。
（能量，一公升油跑多少公里？
）
光强：
光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量被定义为光源在该方向的光强度，符号为 I，单位为
坎德拉（cd），I=dφ/dΩ（Ω为立体角）， 光强度的单位是光度测定的基本单位。
辉度：
也叫亮度：
光源在某一方向上的单位正投影面在单位立体角中发射的光通量，称为光源在某一方向
的光亮度，符号为 L，L=dl/ds，单位为 cd/m2 （坎德拉每平方米）
照度：
表示表面被照明的程度的量，称为光照度，它是单位面积上受到光通量数，符合为 E，E=dφ/ds，
单位为 Lx（勒克斯）1Lx=1Lm/m2
发光效率：
指光源所发出的光通量中与该光源所消耗的电力功率 P 之比，即η=φ/p。
光透射率：
透射的光通量与入射的光通量之比值，单位：
t 。
光反射率：
发射的光通量与入射的光通量之比值，单位：
p 。
光吸收率：
吸收的光通量与入射的光通量之比值，单位：
a 。
lm
cd/m2
cd
lux
cd/m2
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二、色
2．1、色的知识：
人的色器官在色彩刺激作用引起大脑的心理反应，即视觉器官受不同波长光线的物理刺激的同时产生色刺激信
号并传给大脑，大脑将其接受的色彩信号不断地绎成色彩概念，并与储存在大脑里的视觉经验结合起来，加以解释，
形成了颜色知觉。
颜色分非彩色和彩色。
非彩色是指白色、黑色和各种深浅不同的颜色。
彩色是指黑白系列以外的
各种颜色。
由于感情效果和对客观事物的联想，色彩对视觉的刺激产生了一系列的色彩知觉心理效应。
这种效应随着具体
的时间、地点、条件（如外观形状、自然条件、个人爱好、生活习惯、形状大小及环境位置等）的不同而有所不同。
一般来讲色彩可以产生温度感、距离感、重量感、空间感、阴暗感等。
2．2、色温及颜色的应用：
2．2．1、色温：
人们用与光源的色温相等或相近的完全辐射体的绝对温度来描述光源的色表（人眼直接观察光源时
所看到的颜色）又称光源的色温。
色温是以绝对温度 K（开尔文）来表示。
不同的色温的光会引起人们在情绪上不同的反应，我们一般把光源的色温分成三类：
A．暖色光：
暖色光的色温在 3300K 以下，我们的节能灯、插拔管、荧光灯它的暖光色温一般在 2700K
左右。
暖色光与白炽灯光色相近，红光成分较多，能给人以温暖、健康、舒适的感觉，适用于家庭、住
宅、宿舍、医院、宾馆等场所，或温度较低的地方。
B．暖白光：
又叫中间色，它的色温在 3300K—5300K 之间。
如我们的插拔管一般是在 4300K 左右。
暖白色光线柔和，使人有愉快、舒适、安详的感觉，适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室
等场所。
C．冷色光：
又叫日光色，它的色温在 5300K 以上，如我们的节能灯、插拔管、荧光灯它的冷光在 6400K
左右，光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力集中，适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计
室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。
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2．2．2、显色性：
光源对物体颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色的逼真的程度，显色性高的光源对颜色的表现
较好，我们所看到的颜色也就较接近自然原色，显色性低的光源对颜色的表现较差，我们所看到的颜色
偏差也较大。
为何会有显色性高低之分呢？
其关键在于该光线之（分光特性），可见光之波长在 380nm 至 780nm
之范围内，也就是我们在光谱中见到的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光的范围，如果光源所放射的光之
中所含的各色光的比例与自然光相近，则我们眼睛所看到的颜色也就较为逼真。
我们一般以显色指数为表征显色性。
标准颜色在标准光源的照射下，显色指数定为 100。
当色标被
试验光源照射时，颜色在视觉上的失真程度，就是这种光源的显色指数。
显色指数越大，则失真越少，
反之，失真越大，显色指数就越小。
不同的场所对光源的显色指数要求是不一样的。
在国际照明协会中
一般把显色指数分成五类：
类别Ra适用范围
1A>90美术馆、博物院及印刷等需颜色搭配的行业场所
1B80—90家庭、饭店、高级纺织工业及相近行业
260—80办公室、学校、轻工业
340—60重工业工厂、室外街道照明
420—40室外道路照明及一些要求不高的地方
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三、电光源
由于利用天然光受到时间和地点的限制，建筑物内不仅在夜间采用人工照明，白天往往也要采用人工照明。
照
明光源由于它们的发光条件不同，其光电特性各异。
为了正确地选用照明光源，必须对它们的电气特性、光电特性
和适用场合有所了解。
钻木取火---蜡烛---煤油灯---汽油灯---白炽灯---荧光灯---HID---LED---无极灯
1802 年英国开始实验，1879 美国科学家爱迪生研究成功。
3．1、光源的分类：
（照明光源的分类是按照发光的形式不同进行分类的）
热辐射光源：
当物体受热且热能大到使原子或分子发生激烈的相互碰撞而激发时使光发射，白炽
灯是利用电流通过灯丝，将其加热到白炽状态而发出可见光。
（热光源）
气体放电光源：
是利用某些元素的原子被电子激发而产生辐射。
（冷光源）
包括：
辉光放电、等离子体、弧光放电、高频放电、脉冲放电
3．1．1、白炽灯：
3．1．1．1、 发光原理：
电子的热运动导致固体中原子能级跃迁，电流流过灯丝，而灯丝加热到白炽
状态而发光，由电能转化成光能的过程，实验证明，所有的固体、液体、气
体达到足够高温度，均会产生可见光，如太阳 6400K，钨丝 3000K，木炭
1500K。
3．1．1．2、 效率及寿命见图册附页。
3．1．1．3、 石英灯原理：
又叫卤素灯，又叫射灯。
A、原理：
石英玻壳内充卤素，惰性气体，通过钨丝通电发光。
B、卤素作用：
氟碘溴+蒸发出来的钨 气态钨化物，不黑化玻壳。
C、石英：
熔溶态 SiO2，高压抑制钨丝蒸发。
D 、惰性气体：
低热导（石棉）产生高温度钨丝，产生更白光，更高光效 3200K
（36lm/w）、2800K（22lm/w），避免氧化。
E、高压石英灯与低压石英灯对比：
·光色更白，显色更好；
·40KHz，光线柔和，安全；
·安全，不爆炸；
·寿命 3000 小时以上。
3．1．1．4、 白炽灯的分类：
图示
白炽灯
普通白炽灯特殊白炽灯
普通类
普泡
椒泡
球泡
柔彩泡
装饰类
装饰泡
扭纹泡
线形管
迷你夜灯
反射类
卤钨光源
厚玻璃射灯
薄玻璃射灯
其它反射灯
特殊类
交通信号灯
其它特殊灯
指型类
指型冰箱灯
微波炉灯
烤箱灯
抽油烟机灯
蘑菇泡
仪表灯
缝纫机灯
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3．1．1．5、白炽灯的基本性能 ：
光效：
< 15 lm/ W
色温：
2800K
显色指数：
100
最大功率：
一般为 2000W
平均寿命：
一般为 1000 小时
亮度：
可调节
安装和更换：
费用低,简便
3．1．1．6、白炽灯性能比较：
优点 ：
维护,维修,更换,安装工作简单容易
无需辅助电器配件、经济
高压 220V-230V，直接市电
可调光
成本低，初期投资较少
高显色性产生暖色照明环境,增加豪华感,缩短空间距离
缺点 ：
光效较差
平均寿命较短，灯寿命易受电压波动影响
全热辐射，产生大量的热
高空间时提高照物的照度较困难
热钨丝电阻是冷钨丝电阻的 12-16 倍
（第一代）（现代）（氙气）
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3．4、卤素灯光源：
3．4．1、卤钨循环原理：
白炽灯的钨丝在高温时蒸发使灯丝变细、泡壳发黑，到灯丝细到一定程度就会
熔断。
泡内充气只是减慢蒸发的速度，并不能真正抑制钨的蒸发。
于是人们设想，既
然钨的蒸发是不可避免的，那么是否可以让蒸发出来的钨形成易于挥发的化合物，这
种化合物在玻壁处不会沉积，在灯丝附近又会被分解，让钨重新回到灯丝上。
如果实
现这一点，灯的温度与灯的光效将大大提高，而且玻壳在灯泡的点亮过程中不会发黑。
在本世纪初就有理论通过卤素再生循环达到这一设想，但由于加工工艺及材料无法解
决，直到 1959 年才试制出碘钨灯，从此便产生了一种崭新的光源——卤钨白炽灯（又
称卤素灯） 卤素（氟、氯、溴、碘、砹）的化学性质活泼，能与钨化合产生卤
化钨，而在高温条件下又会分解。
当灯泡工作时，灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与
卤素化合，形成一种挥发性的卤钨化合物。
化合物在灯中运行，当扩散到较热的灯丝
周围区域时，化合物分解成卤 素和钨，释放出来的钨又沉积在灯丝上，而卤素再继续
扩散到温度较低的泡壁区域与钨化合，这就是卤钨循环。
低温
W+nXWXn
高温
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卤钨循环主要是减少钨原子的损失，而延长光源的寿命
3．4．2、卤钨白炽灯的特点 ：
卤钨白炽灯较之普通白炽灯，除具有高显色性外，其他方面有明显的优点。
3．4．2．1、整个寿命期光通输出稳定，寿终时光通量仍可达到初始值的 95%（普通白炽
灯寿终时光通量衰退很大，有的仅为初始值的 50%）；
3．4．2．2、光效与寿命均有增长，光效达到 20-30lm/w，寿命 3000 小时；
3．4．2．3、灯丝亮度较高
3．4．2．4、玻壳小而坚固，从而能使灯具小型化。
所以卤钨灯广泛运用于大面积照明及
定向照明上
3．4．3、卤钨白炽灯特性分析：
3．4．3．1、高压特性：
使用电压高出额定电压时，寿命会大幅度地短缩。
3．4．3．2、卤素循环的作用：
基本上不发生因钨的蒸发引起管壁黑化现象。
止到寿命末
期基本上没有光束减退。
3．4．3．3、平均寿命：
卤钨光源寿命不是指到了说明书上所写的“额定寿命”时，就全
都不能点亮了，而是根据电压、开关的频率的多少都有不同。
卤钨光源寿命
采用的是平均寿命，平均寿命是指在连续反复试验中残留率达到 50%（在试
验中的某一时刻，残留灯数与总试验灯数的比率）时的时间。
3．4．4、卤钨白炽灯的分类：
3．4．4．1、管形卤钨灯：
这是当前较为广泛的一类卤钨灯管。
它具有光效高、寿命长、光色好，
使用方便等特点，主要用于广场、停车场、高大厂房、运动场、车站、码头、
建筑工地等处的照明。
管形卤钨灯的玻壳多数采用石英玻璃，也有采用高硅氧玻璃的。
玻壳材
料的选择应考虑管壁负载的大小，使用石英玻璃的，管壁负载可取得较高，
高色温卤钨灯为 25-30W/CM2，普通照明卤钨灯 20-25W/CM2，红外卤钨灯为
15-20W/CM2；而高硅氧玻璃的管壁负载为 15-20W/CM2，硬质玻璃则为 10W/CM2
左右。
卤钨灯使用钼箔与石英玻璃封接，当封接温度达到 350°以上时，随
着温度的增加，钼箔氧化急剧增大，直至封接部分烧坏。
灯管的寿命要求越
长， 封接部分的温度应越低，通常不应超过 350°。
卤钨灯的引出线采用钼
杆。
管形卤钨灯根据安装方式有顶式管形卤钨灯和插脚式管形卤钨灯两种。
3．4．4．2、柱形卤钨灯：
3．4．4．3、放映、幻灯卤钨灯：
适用于放映、幻灯等专用灯具上。
3．4．4．4、灯珠（照明用卤钨灯）和石英灯杯（反射定向照明卤钨灯）：
灯珠的特点：
根据灯丝的绕制方式分为横丝和直丝两种，我司主要采用直丝灯珠，
其插脚的材料有钼脚和镍脚两种。
需焊接加工的，必须采用镍脚。
灯珠产品：
JHLG4------20W/35W
JHLG5.3----20W/35W/50W/75W/100W
应用：
广泛用于家庭照明、商业照明、艺术照明中，能在较小的
立体角范围内获得较高的光强.
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灯杯的特点：
照射角度可分为 10°、24°、38°、60°四种，即窄光、中光、宽
光、超宽光四种配光。
根据尺寸分为 MR11（D=35）和 MR16（D=50）
两种类型，其中 MR11 有 20W、35W 两个规格，MR16 有 20W、35W、50W
三种规格。
灯杯玻壳内涂有二氧化硅—二氧化钛等硬膜，耐温好，
使用寿命长，并有加玻璃盖和不加玻璃盖之分，玻璃盖又有平盖和
凸盖之分。
应用：
广泛用于家庭照明、商业照明、艺术照明中，能在较小的立
体角范围内获得较高的光强.
常规灯杯特性分析：
普通型：
特点：
又名：
开放式灯杯通过杯碗上的金属涂膜，如铝，将热能从灯杯四周和前部散发，从而使灯具顶部
免受热辐射。
型号：
JHL16/**W（开放式）、JHL11/ **W（开放式）
功率：
20w、35w、50w
光束角：
38°
平均寿命：
3000 小时
色温：
2700K
可选：
UV-stop
散热方向：
向前
使用环境：
一般重点照明场合
——商场、宾馆、酒店等
——专卖店、橱窗展示
——家居
冷光型：
特点：
通过杯碗上的钛硅涂膜，可以有效地将热能从灯杯背面散发，从而使被照的热敏感及紫外线敏感物
体不会受到热损坏。
型号：
JFC16/AC**W（密闭式）、JFC11/AC**W（密闭式）
功率：
20w、35w、50w
光束角：
10°、38°
平均寿命：
3000 小时
色温：
2700K
可选：
UV-stop
散热方向：
向后
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使用环境：
高档的展示场合
——博物馆，艺术画廊，接待处
——高档零售店 - 珠宝店，古董店
——高档服装店
安全型：
特点：
通过杯碗上的金属涂膜，如铝。
与冷光杯相反，普通安全杯可以将热能从灯杯四周和前部散发，从而
使灯具顶部免受热辐射
型号：
JFC16/BC**W（密闭式）、JFC11/BC**W（密闭式）
功率：
20w、35w、50w
光束角：
38°
平均寿命：
3000 小时
色温：
2700K
可选：
UV-stop
散热方向：
四周、前面
使用环境：
普通及灯具顶部安装位有易燃物体的展示场合
——专卖店，购物中心
——家居照明
——咖啡厅、酒吧
日光型：
特点：
通过杯碗上的金属涂膜和加工过的玻璃盖，可以将人眼感受到的光源色温提高，从而使光源发出冷白
光的效果。
型号：
JFC16/CC**W （密闭式）、JFC11/CC**W （密闭式）
功率：
20w 、35w、50w
光束角：
38°
平均寿命：
3000 小时
色温：
4800K
可选：
UV-stop
散热方向：
四周
使用环境：
对色温要求高的展示场合
——专卖店，购物中心
——家居照明
彩色型：
特点：
通过杯碗上的金属涂膜，使灯杯发出彩色光。
型号：
JFC16/DC**W （密闭式）、JFC11/DC**W（ 密闭式）
功率：
20w 、35w、50w
光束角：
38°
平均寿命：
3000 小时
色温：
黄、红、蓝、绿、紫
可选：
UV-stop
散热方向：
前面
使用环境：
需要彩色效果的展示场合
——家居照明
——咖啡厅、酒吧
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高压型（GU10）：
特点：
不需要变压器，直接接入 220V 电压，经济实用。
型号：
GU10/**W
功率：
35w 、50w
光束角：
10° 、24°、36°、45°平均寿命：
2000 小时
色温：
2700K 可选：
UV-stop
使用环境：
与低电压卤钨灯使用环境雷同
—酒店、宾馆
——零售商店
灯杯产品特点剖析：
实心镍膜针角-防断
G4、Gx5.3 缺口灯头能紧紧固定在灯具内
内充氙气、光效提高 23％、寿命提高 66％
采用多面内外钛硅镀膜可以使红外线和热量
从灯的背后散发并且涂膜不会蒸发
采用出口韩国石英玻璃纯度高减少紫外线输出也可用竖丝、光线发射完全统一
防紫外线玻璃罩，不会对紫外线敏感物品造成任何损坏进口钨丝－耐温高、寿命长
石英玻璃热蒸发镀膜区别：
第一代：
硫化锌---氟化镁膜系（软膜、耐温低、寿命 1000H）
第二代：
硫化锌---二氧化硅膜系（半硬膜、耐温一般、寿命 2000H）
第三代：
二氧化硅---二氧化钛膜系（硬膜、耐温高、寿命 3000H 以上）
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铝杯产品特点剖析：
豆胆设计，防眩光
碟型外观，美观大方可换式灯头、方便快捷
灯杯光束角的运用分析：
灯（铝）杯的光束角示意图：
灯杯的角度一般常见的有 10°、24°、38°三 种。
图中是 3 个功率完全相同只是光束角不同的 3 个灯杯照
射在墙面的效果，以及 3 种光束角的配光曲线示意图。
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灯杯光束角的投影：
灯（铝）杯配光曲线示意图：
图中 10°角的灯杯照射范围很小，而中心光强最大，能在照射面上形成强烈的对比； 38°角的灯杯照射范
围大，但其中心光强最小，在照射面上形成的光斑是较柔和的；24°角就是基于 10°和 38°之间的一个效果。
也就是说相同功率的灯杯光束角越大其中心光强越小，出来的光斑越柔和，相反光束角越小其中心光强越大，
出来的光斑越生硬。
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不同光束角所能表现的效果是完全不一样的，在实际运用中不同光束角应该怎样运用呢？
如图所示， 种不同的光束角在石膏雕像上产生的 3 种不同的效果。
10°角以其强烈的明暗对比给人极强
的视觉冲击力，能够在第一时间抓住人们的目光，但是我们发现：
在强烈的明暗对比下，并不能让我们看清石
膏雕像的细部，而且由于光束角太小，导致雕像并没有完全展现在我们眼前。
24°的光束角就比 10°的光束角
好多了，对石膏的质感和人物雕像的神态都能很好的展现，而且在 3 者间也有较好的视觉冲击力。
38°的光束
角让雕像变的更加的柔和、细腻，而且你会更容易地观察到雕像的细节，但是由于光束角过大，把背景墙和雕
像混在一起了，这样在 10°和 24°光束角照射的雕像放在一起时就很难引起人们的注意。
这个是在相同功率、相同投射角度和距离下的不同光束角的比较，在实际运用中我们还要把投射距离、
角度、以及环境亮度来进行综合考虑，然后根据自己的需要选择不同的灯杯。
针对上图来说，如果周围环境照度比较高，需要的就是 10°光束角的灯杯，因为周边的环境光可以弥补
它在雕像上未照射到的区域，而 10°的光束角在雕像上形成的强烈的明暗对比又有很好的视觉冲击力。
又比如
我们的安装距离再近一些呢？
理所当然应该选 38°的光束角了，这时，38°的光束角效果就好比上图的 24°角
效果了，由于距离变短，光照范围也跟着变小，光强也随之提高。
同理，如果投射距离变远了，我们就该选择 10
°的光束角了。
只有科学合理的选择灯杯的光束角，才能营造出理想的环境、空间
氛围。
也只有科学合理的利用灯光，我们才能真正体会到“光影. 演绎.
生活”的内涵 。
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3．1．2、 荧光灯：
3．1．2．1、发光原理：
荧光灯是通过汞金属电离产生紫外线激发荧光粉而发光的低压气体放电灯，
瞬间高压使汞蒸汽电离产生紫外光，紫外光激发管壁上的发光物质（矿
物或有机染料）发出可见光。
它以其发光面较大，光线柔和被广泛应用
于各种室内照明。
同时，它也是一种线性光源。
它包括：
气体放电发光
和光致发光两个物理过程。
3．1．2．2、寿命及效率见图册。
3．1．2．3、显色性：
普通荧光粉 40 、三基色粉（红、兰、绿） 85
荧光粉：
最早采用硫化物，现在采用卤磷酸钙，发光效率高，成本低，当波长超过 600nm
时发光效率会急剧下降，光衰增大，于是要加红色荧光粉（增强显色性氟锗
酸镁荧光粉、增强发光效率氧化钇荧光粉）；如果既要增强高显色性，又要增
强发光效率必须采用三基色荧光粉，决定荧光灯的发光效率为：
汞的紫外线
辐射效率、荧光粉的能量转换效率、荧光粉层、玻璃管透过率、涂粉工艺。
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3．1．2．4、 荧光灯的分类：
图示
荧光灯
T12、T10
T8
T5 特殊品
普通荧光灯直管
环管
直管
环管
防爆、反射、低温
红外、紫外、其它
其它
3．1．2．5、荧光灯的基本性能：
光效：
70～104 lm/ W
色温：
2700～6500K
显色指数：
51～98
功率范围：
4～8W，15，18，30，36，58W，70W
平均寿命：
8000～12000 小时（普通镇流器）
12000～16000 小时（电子镇流器）
亮度：
可调节（通过专门的电子镇流器）
3．1．2．6、 荧光灯一般用途：
家居酒店照明：
客厅，卫生间，走廊
办公区域照明：
写字楼，机关，学校
商业空间照明：
商场，医院
工矿企业照明：
车间，仓库
3．1．2．7、影响荧光灯寿命的因素：
荧光灯的内冲气体和气压：
一般冲氩气，压力 260-400Pa
开关次数：
一般开关时间为 165 秒，点燃时间为 4 小时/次
电压网：
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