ĐÈN HUỲNH QUANG

1.Cấu tạo của đèn huỳnh quang:

Như chúng ta đã biết:  Đèn huỳnh quang có cấu tạo gồm hai bộ phận chính đó là ống tuýp đèn và hai điện cực ở hai đầu. Cơ chế phát sáng của đèn huỳnh quang khá phức tạp điễn ra bên trong ống thủy tinh hình trụ bịt kín.

Ống được hút chân không, bên trong có một chút thủy ngân và được bơm đầy khí trơ, thường là khí argon hay neon. Mặt bên trong ống được tráng một lớp lớp huỳnh quang tức là bột phốt pho. Ống có hai điện cực ở hai đầu, được nối với mạch điện xoay chiều bao gồm "chấn lưu" và "tắc te". Khi ta bật công tắc đèn sẽ xảy ra hiện tượng hồ quang điện tức là sự phóng điện trong khí trơ để kích thích tạo ra ánh sáng. Hiện tượng này như sau: Khi dòng điện đi vào và gây ra một hiệu điện thế lớn giữa các điện cực thì các dây tóc trên các đầu điện cực nóng lên, phát xạ ra các hạt electron di chuyển trong ống với vận tốc cao từ đầu này đến đầu kia. Trên đường vận động, chúng va chạm vào các phân tử khí trơ làm phóng ra nhiều các hạt ion hơn. Quá trình này tỏa nhiệt sẽ làm thủy ngân trong ống hóa hơi. Khi các electron và ion di chuyển trong ống, chúng sẽ va chạm vào các nguyên tử khí thủy ngân. Những va chạm này sẽ làm các nguyên tử thủy ngân phát xạ ra các photon ánh sáng cực tím (tia tử ngoại) mà mắt thường không thấy được. Do đó, loại ánh sáng này cần phải được chuyển đổi thành ánh sáng nhìn thấy để thắp sáng bóng đèn và đây chính là nhiệm vụ của lớp huỳnh quang trong ống. Khi những tia cực tím này va chạm vào mặt trong bóng đèn, nó sẽ làm cho các nguyên tử phốt pho giải phóng ra các hạt photon ánh sáng mà mắt thường có thể thấy được.

2. Hoạt động của đèn huỳnh quang:

Sự phóng điện trong môi trường khí không giống như trong dây dẫn, vì để có được sự phóng điện trong ống đòi hỏi phải có một hiệu điện thế hay điện áp ban đầu đủ lớn giữa hai điện cực để tạo ra hồ quang điện kích thích sự phát sáng. Do vậy, bóng đèn cần phải mồi phóng điện nhờ hai bộ phận là chấn lưu hay còn gọi là tăng phô và tắc te (starter).- Chấn lưu: Chấn lưu được mắc nối tiếp với hai đầu điện cực, có tác dụng điều chỉnh và ổn định tần số của dòng điện. Nó là một cuộn dây cảm kháng có tác dụng duy trì độ tự cảm tức là điện áp rơi trên nó để điện áp trên bóng luôn khoảng từ 80 -140V. - Tắc te: Tắc te được mắc song song với hai đầu điện cực. Bản chất của nó là một tụ điện dùng rơle nhiệt lưỡng kim, bên trong chứa khí neon. Khi có dòng điện đi qua, hai cực của nó tích điện đến một mức nào đó thì phóng điện. Nó có tác dụng khởi động đèn ban đầu. 

Khi bật công tắc điện, do chấn lưu- bóng đèn- tắc te đấu nối tiếp thành mạch điện kín mà mỗi lần đóng mở của tắc te gây ra hiện tượng tự cảm trong mạch của chấn lưu và điện áp rơi trên 2 cực của đèn huỳnh quang cao đến khoảng 400V làm mồi để phóng điện giữa 2 cực của đèn và làm sáng đèn. Khi đèn đã sáng ổn định thì tắc te ngắt mạch và dòng điện chỉ đi qua chấn lưu và trong ống đèn dưới dạng phóng hồ quang điện.

 Do vậy đèn huỳnh quang sẽ có những nhược điểm sau:

- Tốn điện: Quá trình tạo ra ánh sáng là gián tiếp vì từ nguồn điện qua các thành phần như chấn lưu, tắc te, sợi đốt của đèn, ống chứa khí, bột huỳnh quang -> phóng hồ quang điện -> tia cực tím -> phát sáng của lớp phốt pho. Ngoài ra thành phần Ballast (Chấn lưu cũng góp phần tổn hao năng lượng do sinh nhiệt trong quá trình cảm kháng).

- Ánh sáng không liên tục: Do đèn sáng bằng nguồn điện xoay chiều có tần số 50Hz nên bản chất là đèn chớp tắt 25 lần/1s mà mắt thường không nhận thấy được. Thực tế là chúng ta đang sống dưới ánh sáng nhấp nháy với chu kỳ 25 lần/1s nhưng không hề biết. Việc này gây mỏi mắt tương tự như khi xem phim lâu trên màn hình Ti Vi kiểu CRT vậy.

- Tác động xấu đến môi trường: Vì chứa thủy ngân và phốt pho là các thành phần cấu tạo chính của đèn. Nếu không được xử lý cẩn thận thì các bóng đèn hỏng sau khi bị vứt bỏ sẽ vỡ và giải phóng thủy ngân, phốt pho làm ô nhiễm nguồn nước và không khí. Việc này lâu dài gây tác động xấu đến sức khỏe của chính chúng ta và các thế hệ sau.

- Tiếng ồn: Đèn tuyp ống huỳnh quang thường gây tiếng ồn đặc trưng của tần số nguồn điện 50 Hz trong quá trình sử dụng, đặc biệt nếu sử dụng một số lượng lớn đèn trong các tòa nhà văn phòng thì tổ hợp tiếng ồn này sẽ gây khó chịu, mất tập trung cho nhân viên và mọi người trong không gian đó. 

ĐÈN LED

Với công nghệ tiên tiến ngày nay LED (Light Emitting Diode) là Diod bán dẫn phát sáng sử dụng nguồn điện 1 chiều cho hiệu suất chuyển đổi năng lượng từ điện năng sang quang năng cao hơn bất kỳ dạng chuyển đổi điện/quang nào từ trước đến nay trong lĩnh vực chiếu sáng dân dụng.

Không giống như nguồn sáng huỳnh quang , đèn tuýp LED và các loại đèn sử dụng chip LED khác không chứa bất kỳ một chất khí độc hại nào. Thay vào đó, toàn bộ đèn được tạo thành từ một loại vật liệu chất bán dẫn. Khi dòng điện được truyền qua các vật liệu bán dẫn, các electron bên trong được sự kích thích của dòng điện và hoạt động giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng nhìn thấy.

LED ra đời đã hoàn toàn khắc phục được những nhược điểm của các loại bóng đèn từ Đèn sợi đốt -> Đèn huỳnh quang -> Đèn compact.

SO SÁNH HIỆU NĂNG SỬ DỤNG:

Như vậy điển hình như một bóng đèn tuyp led có công suất 18W đã cho ánh sáng tương đương với đèn tuyp huỳnh quang 40W nhưng công suất chưa bằng 1/2 so với đèn huỳnh quang.

                                                                            10/1/2018  Ngọc Dũng Smart Electric