+ Quá trình vật lí của sự chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang xảy ra như sau:
Dưới tác dụng của điện áp đặt vào, giữa hai điện cực wolfram của đèn xảy ra sự phóng điện trong hơi thuỷ ngân. Hơi thuỷ ngân này được tạo ra ở trong ống do giọt thuỷ ngân được đốt nóng ban đầu bằng dòng điện của điện cực. Sự phóng điện kéo theo bức xạ mạnh mẽ tia cực tím, dưới tác dụng của nó, chất phát quang bắt đầu phát ra ánh sáng (có màu sắc khác nhau, màu sắc này được xác định bởi thành phần của chất phát quang), do đó trong đèn huỳnh quang xảy ra sự biến đổi kép của năng lượng điện: ban đầu bức xạ tia cực tím, sau đó là bức xạ huỳnh quang.
+ Hoạt động của sơđồ mạch điện đèn huỳnh quang:
Khi đóng điện áp cho đèn, giữa các điện cực của đèn neon nhỏ trong stắcte xuất hiện sự phóng điện âm ỉ và khép kín mạch dòng điện qua các điện cực của đèn. Lúc này dòng điện còn nhỏ chưa đủ để đốt nóng điện cực của đèn, nhưng đủ để đốt nóng điện cực uốn cong của stắcte. Khi bị đốt nóng, điện cực lưỡng kim của stắcte dãn nở và khép kín mạch điện, khi ấy dòng điện tăng (đến 0,5A với đèn 40W) và các điện cực của đèn huỳnh quang được đốt nóng, đồng thời các điện cực của stắcte nguội đi và mở mạch dòng điện.
Khi đứt mạch tức thời, chấn lưu sinh ra một sức điện động ngược và cho một xung điện áp cao (1000 ÷ 2000V) gây nên sự mồi đèn.
Đầu tiên xuất hiện sự phóng điện trong môi trường acgon chứa ở trong đèn, sau đó phóng điện trong hơi thuỷ ngân tạo thành bức xạ tia cực tím. Sau khi đèn đã được mồi như thế, trong mạch đèn có dòng điện làm việc (khoảng 0,3 - 0,4 A với đèn 40W), còn điện áp trên đèn chỉ vào khoảng một nửa điện áp lưới (khoảng 80-90V), nửa còn lại rơi trên chấn lưu. Điện áp trên các cực của stắcte cũng chỉ còn
một nửa điện áp lưới nên nó không đủ để sinh ra phóng điện âm ỉ lặp lại.
6.1.3. Những bóng đèn có áp suất lớn a) Đèn thuỷ ngân có áp suất cao và rất cao a) Đèn thuỷ ngân có áp suất cao và rất cao
Cấu tạo của đèn thuỷ ngân áp suất cao được chỉ ra như ở hình 6-6. Cả hai điện cực được lắp trong ống thuỷ tinh với điểm nóng chảy cao để cho nhiệt độ ở trong đèn sẽ nâng cao hơn 5000
C. Sự bật sáng của đèn này thực hiện nhờ một điện cực phụ đặt gần một trong các điện cực chính và được liên hệ với một điện cực chính khác thông qua một điện trở khoảng vài nghìn ôm.
Đèn được chứa thêm hơi neon (bên cạnh hơi thuỷ ngân) vì rằng khi nguội lạnh, áp suất hơi bão hoà sẽ không thoả mãn để tạo nên châm mồi phóng điện. Lượng hơi thuỷ ngân đưa vào trong đèn được tính toán sao cho ở nhiệt độ làm việc bình thường của đèn thì tất cả thuỷ ngân phải được bốc hơi và dưới dạng hơi thuỷ ngân. Ở loại này, khi sự thay đổi nhiệt độ bên ngoài không lớn quá hay khi sự thay đổi của chế độ dòng điện cung cấp, hoặc mật độ của hơi thuỷ ngân và do đó điện áp đốt nóng sẽ thay đổi ít. Thời gian đi vào chế độ ổn định khoảng từ 4-8 phút.
Chấn lưu Tụ bù Điện áp vào 220VAC Điện trở phụ Điện cực chính Ống thạch anh Giọt thủy ngân Điện cực 2 Điện cực phụ Hình 6-6. Cấu tạo đèn thuỷ ngân cao áp có chấn lưu
Ống phóng điện được đặt trong một ống hay bầu thuỷ tinh thứ hai với mục đích làm đồng đều tổn thất nhiệt.
Những đèn loại này có nhược điểm là chỉ có thể bật sáng trở lại sau khi đã nguội hoàn toàn (5-6 phút). Vị trí làm việc của một số đèn loại này chỉ được phép đặt thẳng đứng. Nếu đặt nghiêng sẽ dẫn đến làm giảm hiệu quả sáng hoặc có thể làm hỏng đèn. Một số khác có thể thiết kế cho phép làm việc ở bất kì vị trí nào.
Hiệu quả ánh sáng của đèn từ 30 ÷ 40 lm/W. Độ chói của ống phóng của đèn từ 200 - 600 sb.
Bức xạ của một số đèn có hơi thuỷ ngân với áp suất cao bao gồm các phần của vùng vàng, xanh lá cây, xanh da trời và tím của phổ. Ánh sáng của nó khác với ánh sáng ban ngày vì không có bức xạ đỏ. Vì vậy chúng có thể được dùng trong chiếu sáng các xưởng và chiếu sáng đường giao thông mà ở đấy không cần phân biệt màu sắc.
Màu ánh sáng phát ra của đèn này có thể được hiệu chỉnh bằng cách thêm vào cadmi và kẽm ở hơi thuỷ ngân của đèn, hoặc bằng cách tổ hợp hoặc sử dụng một số chất huỳnh quang mà nó phát ra những màu hơi đỏ khi được kích thích bởi tia bức xạ cực tím gần đấy do đèn sinh ra. Thông qua việc phủ bờ bên trong của bầu thuỷ tinh, chất huỳnh quang như silicat berili, stronti và liti tác dụng với mangan, người ta đã nhận được những bóng đèn có màu gần giống với ánh sáng ban ngày và nó có dạng gần giống với dạng đèn nóng sáng.