電致發光線如何在黑夜中演繹酷炫光之舞?
電致發光線,也稱為EL線,在1936年被法國人喬治·德斯特里奧(Georges Destriau)發明。它的功能——發出一種類似霓虹燈的光——並不新鮮,但人們正在開發越來越有創意的方式來利用它的特性。電致發光材料有片狀和絲狀兩種,自發明以來,這兩種形狀的材料都變得更適合消費者使用。
最早的EL產品是由厚重、不靈活且易碎的材料製成的,例如,電致發光線最開始被包裹在玻璃或陶瓷中。這個設計有一個明顯的問題——玻璃和陶瓷都不具有延展性:你無法將其盤繞、包裹或拉伸成新的有趣形狀,這大大降低了EL線的實用性。將電線包裹在柔韌的塑膠塗層中,使EL線變得柔韌且防水,因而非常適合室內和室外使用,從而輕鬆解決了這個問題。
在2008年的火人節中,Suenos Del Agave的表演者穿著EL金屬絲服裝跳舞
EL線之所以受歡迎,是因為它的多功能性和高效率。藝術家和駭客將它廣泛用於照亮衣服(例如發光服裝)、自行車輪輻和轉盤。在諸如火人節(Burning Man)之類的節日中,它無處不在,人們會用它製作由彩色金屬絲焊接在一起的高聳建築。世界知名燈光藝術家馬庫斯·特雷門托(Marcus Tremento)利用EL線來融合現代設計與藝術。在樓梯、人行道和自行車頭盔方面,EL線還具有裝飾性的安全功能。緊急救援人員甚至使用EL線膠帶照亮事故現場。無論是購買還是自製,無論是用於安全照明還是亮眼服裝,EL線都是大大小小的創意照明項目的絕佳選擇。
那麼EL線是如何運作的呢?讓我們從它的製造方式開始看起。
EL線的組成
電致發光線的美妙之處在於它的組成相對簡單。它由幾個部件組成:銅芯、磷光潤滑劑、2根銅線、2根PVC套管、交流電源。
電致發光(EL)線的結構相當簡單,只有五個組成部分。
EL線的生產從一個實心銅芯開始,它充當導體。導體是一種電(電子流)很容易通過的材料。整個銅芯塗有一層均勻的磷光體潤滑劑,磷光體——就像光棒和其他夜光產品中的磷光體一樣——是電致發光線的關鍵,它是一種固體材料,當暴露於能量源(如電)時會發光。
接下來,兩根非常細的銅線被纏繞在一起,形成一條長線。這條線被纏繞在塗有磷光潤滑劑的銅芯周圍。現在你有了一個分層的元件,可以把它的核心想像成一個三明治──兩個導體透過它們傳遞電流,為磷光體提供發光所需的能量。
如果暴露在濕氣中,EL線可能會斷裂。這就是兩個PVC套管發揮作用的地方,這些套管保護EL線免受外界影響——當你在戶外使用EL線時,這一點尤其重要——並使其具有柔韌性。第一個PVC套管相當輕薄,它被拉過整個傳導單元,這個內套筒是由透明防水塑膠製成的。第二個PVC套管通常經過化學染色來產生各種顏色,並鋪設在整根線上。它提供了一層額外的保護,並且經常是雜色的,給人一種質感的錯覺。
最後,沒有交流電源,EL線就不完整。將電流加到EL線上會在原子層級上開始反應,使其發光。現在我們知道了EL線由什麼組成,讓我們看看是什麼讓它如此美麗地發光。
EL線為何發光
為了使EL線能夠持續發光,它需要通恆定電流。使用交流電源(AC)時,電流在電路的正極和負極之間來回移動。這種交替的極性意味著電流不斷地流過電路,為EL線提供恆定的電源。因此,磷光體原子中的電子會不斷地被電離,或改變能階。由於這些離子的電子總是從一個能階跳到另一個能階——這是它們發光的過程——它們將持續發光。此外,AC可以提供比直流電源(DC)更高的電壓,因為交流電流可以透過使用變壓器來升壓或降壓。這是決定EL線發光亮度的關鍵,因為更高的電壓會激發更多的電子,從而產生更亮的光。
EL線由交流電供電,而不是直流電。當電流加到EL線上時,導線磷光塗層中的電子被撞擊而躍遷到更高的能階或軌道。只有當電子釋放出額外的能量並恢復到基態時,它們才會釋放光子,使磷光體發光。那為什麼電致發光線使用交流電比直流電更好呢?如果將DC加到EL線上,一旦電流停止激發電子,導線就不再發光。當DC電子只朝一個方向移動時,隨著電流的通過,發光會很快開始和結束。
對於無法使用標準電源插座的EL線,也可以使用電池供電。由於電池提供的是DC,電池供電的EL線需要一個逆變器,它可以將直流電轉換為所需的交流電。當涉及到逆變器時,有兩個因素將幫助你確定你需要什麼樣的逆變器:工作項目和所需的功率。EL線的長度決定了需要電能的多少,而使用的電能決定了EL線的亮度。使用對於電線長度來說太小的逆變器會阻礙其發光能力,而尺寸合適的逆變器將明顯地提高EL線的發光亮度。
EL電線的安全性、效率與成本
電致發光線正在成為一種流行的裝飾或服裝上的點綴——但把電源靠皮膚這麼近安全嗎?無論在何處或以何種方式使用EL線,都要注意高電壓,並在逆變器中使用保險絲以防止短路。此外,避免導線過度彎曲,因為這是造成短路的常見原因。帶有逆變器的電池組通常被那些想在旅途中發光的人用作電源。如果你穿著EL線的衣服或服裝,又不想受到小的電擊,也應該確保電線連接到逆變器的部分絕緣良好。儘管EL線永遠不會發熱,但當涉及電力時,安全始終是一個問題。
在效率和成本方面,EL線與其他照明相比如何?考慮到EL線的常見用途,它是市場上最高效的照明形式之一。它消耗很少的能量,摸起來很冷,而且成本相對低。如果你是個精明的購物者,你經常可以找到價格上的合理優惠。一些零售商出售EL套件,這可能有著很高的性價比,而另一些則以英尺出售EL電線。除了價格實惠,EL線也很耐用。與霓虹燈或螢光燈不同,EL沒有可以斷裂的燈絲。儘管一些消費者更喜歡耐用的客製化霓虹燈標誌,但EL線的成本更低,斷裂更少,並且可以讓你展現個人的創造力。你可以安全地彎曲、環繞和纏繞它來創造任何你想要的設計,就像你使用繩燈那樣做。雖然繩燈的成本可能低於EL線,但繩燈會產生熱量。此外,許多常見品牌的繩燈不允許使用者根據需要剪斷燈串。更重要的是,EL線的運作成本約是霓虹燈或繩燈的1/500,EL線可以重複使用。
雖然EL線有很強的持久力,但它最終會因為陽光的曝曬而褪色。將EL電線放在戶外受到陽光直射,壽命會縮短到一到兩年。當保持在室內或有限的戶外暴露時,EL線的顏色將持續長達三年。施加在EL線上的電壓也會影響其壽命。雖然功率較大的逆變器會向EL線提供更高的電壓,使其更亮,但更高的電壓會導致EL線更快失去亮度。就像普通白熾燈泡在施加過多電壓時會更快燒壞一樣,EL線也是。為了讓你的錢發揮最大的作用,你應該遵循EL線製造商給予的指導建議。
照明顯示和EL線工藝
EL線之所以如此受歡迎,是因為它很容易創造出有趣的效果,例如脈衝光、圓圈或與節奏相符的特定圖案等。為了產生這樣的效果,你需要使用音序器。音序器是可編程的,可以控制照明模式和移動速度。許多人將EL線用於節慶展示,如果你想打造聲勢浩大的戶外裝飾,音序器就會派上用場。例如,如果你的院子裡有一個萬聖節表演,女巫和鬼魂被五顏六色的EL線包裹著,音序器會允許你設定一個重複的照明模式。音序器還可以讓你對音樂進行編程,這意味著可以添加怪異的音效來完成吊詭的表演。
在內華達州舉行的第十二屆年度火人節上,40英尺高的火人雕塑被EL線包裹著。
除了節日裝飾外,EL線還被用於服裝中,來製造出有趣的、獨特的效果。太陽眼鏡、珠寶、外套和寵物項圈都可用EL線升級,而EL線現在為俱樂部提供了無限的照明選擇。與音序器一併使用時,用於俱樂部照明的EL線甚至可以隨著音樂而律動。精打細算的消費者已經將EL線作為個人化家庭和汽車照明的新穎解決方案,而且低成本的EL電線很好地取代了店面的霓虹燈招牌。無論你是想節省節日電費,還是想在舞池裡表現自己,EL電線的多功能性和低成本都為你提供了無盡的發明可能性。
與原本不靈活、易碎的產品相去甚遠,EL電線已成為一種耐用、適應性強的產品,具有多種用途。你可以自行組裝,現在它有多種顏色、厚度和長度,EL線一定會為你的生活帶來一點光明。
作者: Joanna Burgess