开灯次数影响灯的寿命吗？.doc

随手关灯谈 (转载)经常有人说：听说开关一次灯，灯的寿命就缩短，从经济角度看到底随手关灯好，还是不随手关灯为好。据说说前一些时间在一份报纸上看到一则报道：，有专家告诉人们每开关一次灯，灯的寿命缩短2个小时，于是得出结论：如果2个小时内还要开灯的话，不关掉灯为好。 这种“推理”是对的吗？2小时寿命的缩短能和2小时不关灯所耗的电相提并论吗？我们不妨作一个计算。 我们假设这是支36W的荧光灯。以目前普通荧光灯的标称经济寿命8000小时计算，灯的平均单价按8元算，那么与2小时对应的灯管成本为82/80000.002元。 我们以采用最省电的电子镇流器计算，系统总耗电也只有0.036千瓦/时，电价按每千瓦时0.60元计，则2小时的电费为0.600.03620.043元。 这两个结果根本不能相提并论，因此那位专家的意见是错误的。 即使我们同意开关一次灯的寿命缩短2小时，与2小时寿命成本相当的开关时间间隔的能耗成本的临界值应当为：t0.002/（0.600.036）0.093小时6分钟。 也就是说，如果离开房间的时间大于6分钟，你就应该关掉灯。 我们可以用同样的办法计算40W白炽灯（单价按1元，寿命1000小时），结果此间隔还不到5分钟。 下面我们再来讨论这个假设的前提：开关一次真会影响灯2个小时的寿命吗？ 我们仍以荧光灯为例。根据灯的寿命分布，它的寿命终了（失效）分为早期失效和晚期失效。灯在刚开始用的头几十个小时有一个较高的早期失效率，然后失效率显著下降并趋于稳定，到预期寿命前后失效率又迅速上升。失效曲线的性状像一个浴盆，通常称为失效分布的浴盆曲线。早晚期的失效因素完全不同。影响失效的因素（称为失效机理）对早期失效而言有玻璃应力、汞量不足、充气压力异常等，这不是开关一次损失几个小时的问题，因为这种灯全寿命也不过几十或几百小时。因此我们关注的是晚期失效，荧光灯晚期的失效机理有两种：荧光粉光效衰退（经济寿命）和灯电子粉用尽失去电子发射功能使灯无法在正常电压下起辉（跳不亮，可称为极限寿命）。 现代荧光灯开始普及使用可储存较大量电子粉的三螺旋灯丝并采用更好的电子粉涂覆工艺后，影响灯寿命的主要因素是荧光粉的亮度衰退，也就是说，灯管的极限寿命大大超过经济寿命。这就是为什么当采用低衰退的稀土荧光粉时，灯的标称寿命可提高到16000小时。开关对灯影响的主要是灯的极限寿命。因极限寿命是大大富裕的，因此在通常应用下，经常开关灯用户不会感觉到灯寿命的缩短。至于极其频繁开关的异常状态，由于光源的失效模式不服从正态的泊松分布，而更接近于威布尔分布，因此人们不能作出每开关一次影响灯几小时寿命的线性预期。否则的话，我们就找到了用开关次数对灯作加速寿命试验的方案了。频繁开关时灯的寿命取决于开间隔时间和关间隔时间、镇流器对灯的预热方式、灯的环境温度等。从实验室的平均数据来推测，当开关频率低于每分钟一次（对实际应用够频繁了，等于每天开关一千多次），开关一次对灯寿命的影响还是没有超过几分钟，我们就算它10分钟吧，根据与上面同样的推导，可以计算出这个开关时间间隔的临界值为： t81/6小时/8000(0.600.036)0.009小时30秒 就是说，如果你离开房间的时间大于30秒，你就应该把灯关掉。实际上你离开房间就应该随手关灯。 至此，我们从消费者的经济角度作了分析。我们还有必要从社会角度看一看随手关灯的重要性。 点灯就消耗电力，我们可以对比一下物化在灯中的能量（制造一只灯的全部能耗，即寿命终了时社会损失的总能量）和点亮这只灯时耗费的能量。在工厂里生产一支36W荧光灯的电耗约为0.2千瓦时，加上油、气和购入材