隨著時代的發(fā)展，照明燈也更新?lián)Q代，日光燈，節(jié)能燈，都比白熾燈的能量效率更高，更省電：要實現(xiàn)同樣的亮度，需要的電能小多了。這種燈管啟動的時候，常常需要一個很高的電壓來預熱，外電路的電壓恒定不變，這種高壓啟動一般是通過燈具內(nèi)部的電路來實現(xiàn)，比如日光燈管的啟動器。
也許因為要預熱，江湖上流傳著節(jié)能燈（或者日光燈）開關的時候最費電，比如“如果照明本身使用的是節(jié)能燈，那么電燈的開關瞬間消耗的電能比一小時內(nèi)穩(wěn)定發(fā)光時還要多”[1]，甚至“開關一次節(jié)能燈相當于持續(xù)點10小時的節(jié)能燈”[2]。這種說法廣為流傳，而且“N個小時”中的“N”在各個版本的傳言中都不一樣。為此筆者上網(wǎng)搜索了很久，卻始終沒有發(fā)現(xiàn)任何定量的數(shù)字證據(jù)證明這個觀點。
初聽起來，剛啟動時需要高電壓所以有可能造成大量能量損耗似乎有些道理。但真的像傳言中那么多么？如果想真的等同于10個小時的耗電量，以20瓦的燈泡來說，啟動的瞬間會耗電高達720千焦，足夠把兩升水燒開了。這么大的熱量在極短的時間內(nèi)散發(fā)開來，開燈的時候我們居然感覺不到熱浪撲面而來，豈不是太奇怪了？
那么，到底節(jié)能燈開關的瞬間消耗多少電能呢？我們用一個實驗來回答這個問題。
EDXO-14型節(jié)能燈，額定電壓120伏（60Hz，美電），額定功率14瓦
EDXO-14型節(jié)能燈，額定電壓120伏（60Hz，美電），額定功率14瓦
我們利用手頭上有的一個節(jié)能燈泡（見上圖）和一些電路原件（電阻、萬用電表和示波器），搭建了如下所示的電路，上為實物圖，下為電路圖：
電路實物圖和等效電路圖
電路實物圖和等效電路圖
如電路圖所示，一個小電阻（13.6歐姆）和節(jié)能燈泡串聯(lián)在一起連接到120伏，60赫茲的交流電源上（美國交流電的電壓和頻率跟中國的不一樣）。通過測量電阻兩端的電壓，我們就可以計算出通過節(jié)能燈泡的電流，從而計算出燈泡的功率。
首先，測量穩(wěn)定工作時節(jié)能燈泡的功率很容易。開關閉合后，節(jié)能燈正常發(fā)光時，只要用普通的萬用電表就可以測量電阻兩端的電壓UR，實測UR為1.4伏。同時我們測得外電路電壓為119.8伏。因此通過燈泡的電流為I=UR/R≈0.103安培。那么這只燈泡在穩(wěn)定工作時的功率就是P=ULI=(119.8-1.4)×0.103≈12.2瓦，稍低于燈泡上標識的“14瓦”（我們推測是因為電壓略低于額定值或者燈泡有些老化）。
但是我們關心的“高壓”啟動問題，在普通萬用電表上卻完全顯示不出來。我們嘗試多次打開閉合開關，萬用電表的讀數(shù)上沒有任何異常。這說明開始的高壓啟動時間非常短，遠小于萬用電表的響應時間。我們必須尋找另一種可以看到短時間信號的儀器。這里我們選用的是示波器。
DSO3202A型示波器上顯示的燈泡穩(wěn)定工作時的波形圖
利用示波器，我們可以將電阻兩端電壓（正比于電路電流）隨著時間變化的波形顯示出來（如下圖）。從穩(wěn)定部分的波形上估算的能耗和用萬用表測量出來的平均值計算的結(jié)果基本吻合。
但是，我們并沒有觀察到網(wǎng)上傳言所說的“節(jié)能燈開燈后5分鐘以上才會發(fā)光穩(wěn)定”[2]。我們實際的觀測結(jié)果是，一旦接通電源，波形圖在不到一秒鐘的時間內(nèi)就穩(wěn)定在上圖顯示的正常工作結(jié)果上，不會再有什么變化，而不是“幾分鐘”才能穩(wěn)定下來的樣子。
不過，在接通的一瞬間，我們看到了期盼已久的“高壓啟動”——一個極短的脈沖峰出現(xiàn)在示波器的波形圖上。這正代表了節(jié)能燈的“高壓啟動”過程。那么，在這個過程中耗費了多少電能呢？
節(jié)能燈啟動瞬間的尖峰波形（紅色箭頭所指）
如下圖所示，這個尖峰發(fā)生在1毫秒（0.001秒）之內(nèi)，隨后波形就正常了。這個瞬時的大電流約有正常工作情況下的5~7倍。以7倍計，我們可以估計出節(jié)能燈泡這個時間內(nèi)的電能消耗不超過0.1焦耳，只相當于穩(wěn)定工作下不到10毫秒（0.01秒）的耗能。
從這個實驗我們可以看出，傳言的節(jié)能燈開關瞬間大量費電的說法是完全站不住腳的。節(jié)能燈在啟動的時候消耗的電能總量其實很小，并不會有開關一次等于幾個小時持續(xù)發(fā)光的情況。大家不用為了“省電”而不關燈。
當然，過于頻繁的開關電器對電器的壽命肯定會有所影響。從這點來說，避免過于頻繁的開關節(jié)能燈是有一定道理的。
