✔ 最佳答案
普通燈膽的發光部份是一條又長又細而且捲成線圈狀的金屬絲 (一般是鎢絲) 。它是一個捲在細小空間的電阻,當燈膽通電後,電流流過這電阻,把它加熱至超過 2000 oC 的高溫。鎢絲在這高溫下發射出電磁輻射,其中只有小部份是可見光。儘管我們需要的只是可見光的部份,燈膽也同時發射出大量不可見的紅外輻射。事實上,紅外輻射帶走大部份的能量。紅外輻射會把物件加熱,所以如果你把手放近燈膽,便會感受到熱力。因此,普通燈膽的效率很低,大約只有 5-10 % (因大部份的電能用在產生不需要的熱,而不是可見光)。
慳電膽不是透過加熱物質而發出可見光的,而是透過一個稱為熒光的過程。熒光是當某些物質 (如磷光體) 吸收某個波長的輻射 (電磁波) 後,再發射出另一個不同波長的輻射的過程。在熒光燈中,磷光體吸收的是紫外輻射而發射的是可見光。在早期的光管內,只會使用單一的磷光體,發出的可見光是冷冷的白光。現代的慳電膽內腔塗上了三種的磷光體。當紫外輻射被三種磷光體吸收,磷光體便會分別發射出紅、藍、綠三種顏色的光。只要三種磷光體的份量適宜,就能產生顏色適合照明的可見光。
我們討論過慳電膽以熒光的過程產生可見光的原理,但仍未解釋電能如何轉換成紫外輻射,使熒光過程能在慳電膽腔內發生。原來在慳電膽腔內注有低壓的隋性氣體,一般是氬。在隋性氣體的環境內有少量水銀蒸氣。慳電膽腔內兩端各有一條細小燈絲作為電極,還有一個叫鎮流器的裝置用來控制施加在兩個電極之間的電壓。
當慳電膽操作時,電流流過電極燈絲,把它加熱,使電子容易離開燈絲。鎮流器控制施加於電極之間的電壓。在低氣壓的環境內,電壓使電子脫離加熱了的燈絲,沿著慳電膽腔內加速。這些電子與慳電膽腔內的水銀原子碰撞,把能量傳到水銀原子,使水銀原子受激發。基於水銀原子內電子的排列,受激發的水銀原子主要以紫外輻射把這能量釋放。塗在慳電膽內腔的磷光體把這些紫外輻射轉換成可見光,完成由電能轉換成光的過程。
慳電膽的運作可分為兩個過程:一是當電子和水銀原子碰撞時,電能轉換成紫外輻射,二是磷光體把紫外輻射轉換成可見光。由於兩個過程的效率頗高,慳電膽的效率遠比普通燈膽為高。一般的慳電膽所消耗的功率,只為同光度燈膽的20%
http://www.hk-phy.org/energy/domestic/cfl_phy01_c.html