【题记】江湖传言，电灯的开关瞬间消耗的电能比N小时稳定发光还要多。作为物理实验党门下弟子，我们决定亲自动手，检验何谓真理。 实验党：节能灯开关瞬间消耗多少电能？ 作者：沐右、水龙吟
小时候就听大人说，“不要总是开灯关灯，开灯关灯最费电了”，那个时候，家里用的还是白炽灯泡。等我们上了中学学了物理，明白了电压电流电阻等等的时候，也就明白了白炽灯将电流转化为热能，虽然说开灯那一瞬间灯丝的温度低，电阻小，因此耗电多一些，但是这个时间很短，根本就谈不上费电。后来，白炽灯开灯关灯费电的话题渐渐的很少有人谈起了。
随着时代的发展，照明灯也更新换代，日光灯，节能灯，都比白炽灯的能量效率更高，更省电：要实现同样的亮度，需要的电能小多了。这种灯管启动的时候，常常需要一个很高的电压来预热，外电路的电压恒定不变，这种高压启动一般是通过灯具内部的电路来实现，比如日光灯管的启动器。
也许因为要预热，江湖上流传着节能灯（或者日光灯）开关的时候最费电，比如“如果照明本身使用的是节能灯，那么电灯的开关瞬间消耗的电能比一小时内稳定发光时还要多”[1]，甚至“开关一次节能灯相当于持续点10小时的节能灯”[2]。这种说法广为流传，而且“N个小时”中的“N”在各个版本的传言中都不一样。为此笔者上网搜索了很久，却始终没有发现任何定量的数字证据证明这个观点。
初听起来，刚启动时需要高电压所以有可能造成大量能量损耗似乎有些道理。但真的像传言中那么多么？如果想真的等同于10个小时的耗电量，以20瓦的灯泡来说，启动的瞬间会耗电高达720千焦，足够把两升水烧开了。这么大的热量在极短的时间内散发开来，开灯的时候我们居然感觉不到热浪扑面而来，岂不是太奇怪了？
那么，到底节能灯开关的瞬间消耗多少电能呢？我们用一个实验来回答这个问题。
EDXO-14型节能灯，额定电压120伏（60Hz，美电），额定功率14瓦
EDXO-14型节能灯，额定电压120伏（60Hz，美电），额定功率14瓦
我们利用手头上有的一个节能灯泡（见上图）和一些电路原件（电阻、万用电表和示波器），搭建了如下所示的电路，上为实物图，下为电路图：
电路实物图和等效电路图
电路实物图和等效电路图
如电路图所示，一个小电阻（13.6欧姆）和节能灯泡串联在一起连接到120伏，60赫兹的交流电源上（美国交流电的电压和频率跟中国的不一样）。通过测量电阻两端的电压，我们就可以计算出通过节能灯泡的电流，从而计算出灯泡的功率。
首先，测量稳定工作时节能灯泡的功率很容易。开关闭合后，节能灯正常发光时，只要用普通的万用电表就可以测量电阻两端的电压UR，实测UR为1.4伏。同时我们测得外电路电压为119.8伏。因此通过灯泡的电流为I=UR/R≈0.103安培。那么这只灯泡在稳定工作时的功率就是P=ULI=(119.8-1.4)×0.103≈12.2瓦，稍低于灯泡上标识的“14瓦”（我们推测是因为电压略低于额定值或者灯泡有些老化）。
但是我们关心的“高压”启动问题，在普通万用电表上却完全显示不出来。我们尝试多次打开闭合开关，万用电表的读数上没有任何异常。这说明开始的高压启动时间非常短，远小于万用电表的响应时间。我们必须寻找另一种可以看到短时间信号的仪器。这里我们选用的是示波器（如下图）。
DSO3202A型示波器上显示的灯泡稳定工作时的波形图
利用示波器，我们可以将电阻两端电压（正比于电路电流）随着时间变化的波形显示出来（如下图）。从稳定部分的波形上估算的能耗和用万用表测量出来的平均值计算的结果基本吻合。
但是，我们并没有观察到网上传言所说的“节能灯开灯后5分钟以上才会发光稳定”[2]。我们实际的观测结果是，一旦接通电源，波形图在不到一秒钟的时间内就稳定在上图显示的正常工作结果上，不会再有什么变化，而不是“几分钟”才能稳定下来的样子。
不过，在接通的一瞬间，我们看到了期盼已久的“高压启动”——一个极短的脉冲峰出现在示波器的波形图上。这正代表了节能灯的“高压启动”过程。那么，在这个过程中耗费了多少电能呢？
节能灯启动瞬间的尖峰波形（红色箭头所指）
如下图所示，这个尖峰发生在1毫秒（0.001秒）之内，随后波形就正常了。这个瞬时的大电流约有正常工作情况下的5~7倍。以7倍计，我们可以估计出节能灯泡这个时间内的电能消耗不超过0.1焦耳，只相当于稳定工作下不到10毫秒（0.01秒）的耗能。
从这个实验我们可以看出，传言的节能灯开关瞬间大量费电的说法是完全站不住脚的。节能灯在启动的时候消耗的电能总量其实很小，并不会有开关一次等于几个小时持续发光的情况。大家不用为了“省电”而不关灯。
当然，过于频繁的开关电器对电器的寿命肯定会有所影响。从这点来说，避免过于频繁的开关节能灯是有一定道理的。
[1].“熄灯一小时”会破坏电网吗？新京报∙新知周刊，http://songshuhui.net/archives/36020.html
[2]. 开灯？关灯？那种方式更省电,http://www.cbh-jj.com/cds/cds55.html
本文已经由新京报新知周刊预定。
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不是吧？我怎么记得流言终结者貌似做过这个实验呢？貌似07年的故事了吧？
作者计算灯泡在稳态下的功率的计算方法不够严谨，要知道功率分有功与无功，在你这个试验里面，计算能量的应该是有功，即有功=电压*电流*功率因数，或者按向量来计算就是有功=电压（点乘）电流。
另外插一句，关于关灯1小时中是否省电的争论，要知道一点，在电力系统稳态下（一般而言是指非事故条件，电力系统达到一个准静态平衡的条件下，关灯一小时肯定是稳态了），发电厂发出的电能取决于用户的负荷，这才是“电能不能储存”的真正含义。大部分国家的发电厂都是汽轮机（比如烧煤、烧油甚至烧垃圾）或者水轮机（当然是靠水库的水啦）来驱动发电机发电，发出的电一般而言都是交流电。每个交流发电机都有一个叫做“调速器”的装置，简单点说，当你关灯之后，由于消耗的电能减少，而原动机（比如汽轮机啊，水轮机啊）功率未变化，发电机的转速就会提高，调速器就会动作，减少原动机的功率，比如开小气门，进煤量、进水量降低等等，从而降低能耗。
哦？
从来没有听说过“无功”的概念。。。。
这里讨论的不是关灯一小时是否省点的问题。
这里我们看的是开灯的瞬间是否费电的问题。你是不是没有读原文？
呵呵，后面那段是我插播的，因为之前看了另一篇关于“熄灯一小时”是否省电的文章，所以借花献佛就插了一段。
关于有功、无功的概念，电力系统方面使用的比较多，简单说来，由于交流负载不一定是纯电阻，还可能呈现感性或容性，那么电流的相位和电压的相位不一定完全相同，电流可能落后或超前于电压，在这种情况下，电流和电压有效值相乘就要大于负载消耗的能量除以单位时间（即有功）。
补充一下，你用你的双踪示波器的CH1测量电阻上电压，用CH2测量灯泡上电压，如果你们家附近的电网正常的话，你就能看到CH1与CH2的相位关系，至少不是同起同落的。
再插播一句，开个不正经的玩笑：从文章中的第一张示波器画面，我们可以看到节能灯产生了多大的高次谐波。谐波过多容易影响到电力系统的问题，需要制造更多的电容器、电感器、同步电机等等来提供更多的无功，当然制造、维护这些设备也需要排放二氧化碳，有些设备说不定还有污染的问题。制造节能灯本身可能也比制造白炽灯环保。那么究竟有没有人算过究竟是使用省电的节能灯比较环保呢，还是使用纯电阻的白炽灯比较环保：）
问题：
1. 日光灯和节能灯是否完全相等？
2. 白炽灯通电后，发光是一瞬间的事情。但是日光灯一般而言是需要闪几下才亮。在整个闪烁的过程中，真的只有1毫秒的尖峰嘛？
3. 日光灯如果用的时间久了。是会闪好多下才能亮的。是否更加耗电
节能灯是一个比较大的概念，包括很多种灯具：日光灯，无极荧光灯，碘钨灯，溴钨灯，等等。
这个实验中用的灯，不是日光灯。我觉得应该是无极荧光灯，但没有验证是否准确。
日光灯闪烁的过程中尖峰有多宽不好断言，但是其机理是通过启动器获得比较高的电压来启动，所以放电时间越短，电压越高，从这点上说，设计上应该让尖峰窄一些好。
如果一次尖峰消耗的电不多的话，多闪几下也不会耗电太多的。比如闪一下相当于正常工作0.01秒的话，闪10次才相当于0.1秒，并不多。
“节能灯是一个比较大的概念，包括很多种灯具：日光灯，无极荧光灯，碘钨灯，溴钨灯，等等。”
据我所知，节能灯一般是指那种弯曲压缩过的荧光灯，常见的有螺旋管型和双U管型两种，此实验中使用的就是螺旋管型的节能灯。
无极荧光灯灯管一般呈环状，没有电极，通过缠绕在灯管上的线圈产生电磁感应激发灯管内汞原子放出紫外线，再由管壁荧光粉将紫外线转化为可见光。
碘钨灯和溴钨灯属于卤素灯，卤素灯是一种改进型的白炽灯。白炽灯和卤素灯都是通过钨丝发光的灯。不同的是，白炽灯灯泡内一般抽成真空，以阻止热通过空气传导出去减少能量损失；而卤素灯的灯泡内充有高气压的惰性气体并加入卤素成分，提高灯丝的工作温度以提高光效，减少灯丝由于钨原子挥发游离到灯泡壁上造成的灯丝损耗以延长寿命。在外形上，白炽灯都很大，灯丝成直线状，灯丝和灯泡壁离得较远；卤素灯体型都很小，灯丝成螺旋形，灯丝离灯泡壁近。
找到解放日报的“使用节能灯若离开时间短，不关灯反而省电
节能，“随手关灯”有误区”
http://epaper.jfdaily.com/jfdaily/html/2009-06/17/content_228795.htm
里面提到的专家真让我恶心。
那些所谓的专家不做实验，只知道整天喊错误的口号。
愿本文广传天下，以挽救人们犯下的错误
学习了,很实用.
可以尝试去多测试一些类似的节能灯。
这里不错，头一次来留言
有没有正经电气科班的朋友啊，这些解释太不专业了
LED灯呢
LED灯应该不需要预热
不过感兴趣的同学也可以测一下看看。
说开关灯耗电大的是老式镇流器的日光灯，而不是现在广泛使用电子镇流器的节能灯，请作者重做实验吧。
传言里面说的就是节能灯嘛！
日光灯的结果应该也差不多，以前白炽灯开关费电的传言也有过的。
感兴趣的同学可以试试看。
楼主做实验的这个灯叫紧凑型节能灯，在灯座中自带电子镇流电路的。
兰州似乎没搞清楚日光管的电感镇流器跟节能灯的电子镇流器。后者比前者好太多了，所以现在日光管正慢慢的走下坡路。
有空的话，补充一下日光管开启时的电流图；注意到功率P(t)=V(t)*I(t)，W=∫P(t)*dt；所以，最好能同时测量加载在整个电路上的电压。
嗯，不错，我是看了结果就放心的人。中间有些东西没有细细研究。
顶！终于找到一个实验论证了的。
我以前的专业是学电光源的，虽然现在不干这一行了，但还大概记得点节能灯的原理。看了文章很钦佩作者的实证精神，但我想补充两点，希望能对大家有所帮助。
首先，频繁的开关节能灯会比较严重地损害节能灯的使用寿命。节能灯的发光原理和荧光灯基本上是一样的。简单的说是通过高压击穿灯管两端电极间的空气，在两个电极间产生持续的电流，电流里的电子在灯管中运动撞击汞蒸气（因为节能灯和荧光灯内含有汞，所以传说的荧光灯内气体有毒是正确的），使汞原子中的电子激发并放射出紫外线（以253.7nm波长的紫外线为主），紫外线再通过灯管上的荧光粉转化为可见光。由于灯管密闭，灯管内的物质不易流失，因而灯的寿命主要是取决于两端电极的寿命。在灯刚开启时会产生瞬间极大的电压电流，这股电流会对电极产生冲击，使电极物质受撞击飞溅出去。这种电极物质的损耗是节能灯/荧光灯寿命缩减的主要原因，同时也是节能灯/荧光灯在使用很长时间后灯管两端发黑的原因（飞溅的电极物质附着在了电极附近的灯管上）。
其次，“开灯5分钟才能发光稳定”需要在室温比较低的环境下进行试验才能够被观测到。这是因为节能灯/荧光灯的工作效率与灯管内汞的蒸气压相关。汞蒸气压过低，成气态散布在管内的汞原子就过少，导致电流中的电子撞击不到汞原子；而如果灯管内汞原子过多，则会导致电流中的电子与汞原子撞击过于频繁，不易积累到能使汞原子激发的能量，也就不容易使汞原子激发。通常来说，最佳冷端温度一般在40摄氏度左右，荧光灯/节能灯具有最好的发光性能，具体的最佳冷端温度根据具体灯具有所不同。在低温情况下，节能灯/荧光灯在刚开启时灯管内汞蒸气压过低，灯的发光亮度会明显小于正常工作状态下的亮度。在开启几分钟后，随着节能灯/荧光灯工作发出的热量，使管内汞的蒸气压逐渐上升，逐渐达到最佳工作状态。
PS：节能灯/荧光灯的灯管内都放置有一种叫汞齐的东西，是一种汞与其他金属的合金，呈固态。灯管内的汞蒸气就是由汞齐产生的。另外，管内汞的蒸气压大小取决于灯管最低处的温度（称为冷端温度）。
同意楼上分析。“开关一次相当于N个小时”应该指的是灯的寿命，被误传为功耗了吧。
“不要总是开灯关灯，开灯关灯最费电了”，小时候经常听的，现在终于明白了这是不对的，感谢实验党。不过还有说就是其他电器也说是开关的时候最耗电，不知道是不是也是不对的。
说个跑题的：
本人对节能灯串联电阻进行试验表示质疑。交流电路与直流电路不完全等效。
节能灯是整流后的震荡电路。消耗电能主要取决于三极管的耗散功率。。用初中物理计算么。。真无语
顶楼主 用实验说话