L CH S CH IU SÁNG NHÂN TO VÀ VAI TRỊ CA NĨ
1. Cu toca bĩng đèn nung sáng (hình 3.1):
a) Dây tĩc (s i đ t):
+ Ch t o t v t li u ch u nhi t (th ng là vonfram, tungsten,… ch u đ c nhi t đ r t cao, cĩ khi đ n 36500K).
+ Khi b nung nĩng, s i đ t ch y u phát x các tia trong vùng h ng ngo i (1000 µm đ n 0,78 µm ) khơng nhìn th y đ c. Dịng đi n ch y qua dây tĩc làm nĩng nĩ, quá trình này làm cho đi n tr dây tĩc t ng lên và nĩ l i càng b đ t nĩng cho đ n khi nhi t to ra cân b ng v i nhi t t n ra khơng khí. Ánh sáng (10%) Dây tĩc V bĩng đèn Khí tr Giá đ ui đèn ng x u dây đi n Gi n đ n ng l ng Hình 3.1_C u t o và gi n đ n ng l ng c a bĩng đèn s i đ t B c x h ng ngo i (70%) Th t thốt nhi t và đ i l u (20%) Hình 3.2_Các lo i dây tĩc
+ Nhi t đ càng cao thì ph ánh sáng càng chuy n v vùng nhìn th y và màu s c ánh sáng c ng tr ng h n. Tuy nhiên nhi t đ cao s làm bay h i kim lo i làm dây tĩc nên ng i ta th ng b m khí tr (Nit , Argon, Kripton) vào bĩng đèn đ làm ch m quá trình bay h i nh ng đ ng th i c ng làm t ng t n th t do các ch t khí này d n nhi t.
+ Khi kim lo i bay h i s ng ng đ ng trên b m t bĩng làm nĩ b m đi. + V c u t o, dây tĩc cĩ nhi u lo i nh
b) V bĩng đèn:
+ Ch t o b ng th y tinh cĩ pha chì.
+ Áp su t khí tr b m vào bĩng r t th p đ tránh t n nhi t ra ngồi mơi tr ng. + gi m đ chĩi, m t trong bĩng đèn đ c ph l p b t m .
c) ui đèn:
Nhi m v đui đèn là n i ti p xúc ngu n đi n cung c p cho s i đ t. + ui gài B15 ho c B22
+ ui xốy E14, E27, E40
d) c đi m:
- u đi m:
+ N i tr c ti p vào l i đi n mà khơng c n thi t b ph nào. + Kích th c nh
+ S d ng đ n gi n, b t sáng ngay + Ch s hồn màu t t, x p x b ng 100 + Giá thành r
+ T o màu s c m áp, khơng nh p nháy.
- Nh c đi m:
+ Hi u qu phát sáng r t th p do n ng l ng nhi t t n ra mơi tr ng l n. + Quang thơng, tu i th c a đèn ph thu c m nh vào đi n áp ngu n.
+ Hi n nay khơng khuy n khích s d ng trong dân d ng và cơng nghi p nh ng v n dùng trong chi u sáng s c , chi u sán an tồn vì nĩ làm vi c đ c v i đi n áp th p.
2. M t s lo i bĩng đèn nung sáng thơng d ng:
a) Bĩng đèn nung sáng ki u chân khơng ho c áp su t khí tr :
Bĩng đèn nung sáng ho t đ ng nh m t “v t đen”, phát ra các b c x cĩ l a ch n vùng ánh sáng nhìn th y. Bĩng đèn cĩ th là chân khơng ho c n p khí tr . Sau m t th i gian s d ng, bĩng đèn th ng b t i đi là do dây tĩc kim lo i (vonfam) b bay h i ng ng l i trên b m t bĩng.
sáng cao h n. Tuy nhiên ch đ chân khơng, khi b nung nĩng lên nhi t đ r t cao kim lo i làm dây tĩc s b bay h i nhanh, do đĩ lo i bĩng này ch ch t o cơng su t ≤ 75W.
làm ch m quá trình bay h i kim lo i ng i ta th ng cho thêm khí tr (nit , argon, kripton) vào trong bĩng nên cơng su t cĩ th t ng trên 75W nh ng đ i l i nhi t t a ra mơi tr ng s l n h n. i v i nh ng lo i đèn thơng d ng, h n h p khí Agon-Nit v i t l 9/1 đ c s d ng nhi u do giá thành th p. Kripton ho c Xenon khá đ t (do cơng ngh tinh ch chúng r t ph c t p) nên ch đ c s d ng trong nh ng ng d ng đ c bi t nh đèn chu k ho c khi cĩ yêu c u hi u su t r t cao.
b) Bĩng đèn nung sáng dùng khí halogen:
èn nung sáng dùng khí halogen là m t lo i đèn nung sáng cĩ dây tĩc b ng vonfam gi ng nh đèn s i đ t bình th ng, tuy nhiên bĩng đèn đ c b m đ y b ng khí halogen (Iod ho c Brom). Nguyên t vonfam bay h i t dây tĩc nĩng và di chuy n v phía thành c a bĩng đèn. Các nguyên t vonfam, oxy và halogen k t h p v i nhau t i thành bĩng đ t o nên phân t vonfam oxyhalogen. Nhi t đ thành bĩng gi cho các phân t vonfam oxyhalogen d ng h i. Các phân t này di chuy n v phía dây tĩc nĩng n i nhi t đ cao h n tách chúng ra kh i nhau. Nguyên t vonfam l i đơng l i trên vùng mát h n c a dây tĩc nên bĩng đèn khơng b m .
Nh cĩ h i halogen nên nhi t đ đ t nĩng đèn cho phép cao h n, do đĩ ánh sáng phát ra tr ng h n (nhi t đ màu cĩ th đ t 29000K), hi u su t c a đèn c ng cao h n so v i đèn b m khí tr ho c chân khơng.
c đi m: G n h n, tu i th dài h n, sáng tr ng h n, giá cao h n, nhi u tia h ng ngo i h n, nhi u tia c c tím h n.
3.2 Bĩng đèn hu nh quang 1. c đi m c u t o:
èn hu nh quang c ng là m t lo i đèn phĩng đi n, tuy nhiên b n ch t và nguyên lý phát sáng hồn tồn khác v i đèn phĩng đi n nên d i gĩc đ chi u sáng nĩ đ c xem xét v i t cách là m t ch ng lo i đèn riêng. èn hu nh quang cĩ hi u su t l n h n đèn s i đ t t 3 đ n 5 l n và cĩ tu i th l n h n t 10 đ n 20 l n.
Tr c khi phát minh ra bĩng đèn hu nh quang ng i ta nh n th y : dịng đi n ch y qua ch t khí ho c kim lo i bay h i cĩ th gây ra b c x đi n t t i nh ng b c sĩng nh t đnh tu theo thành ph n c u t o hố h c và áp su t ch t khí. Ngồi ra theo đnh lu t Stoke, khi cho ánh sáng t ngo i chi u vào ch t phát hu nh quang thì m t ph n n ng l ng c a nĩ bi n đ i thành nhi t, ph n cịn l i bi n đ i thành ánh sáng cĩ b c sĩng dài h n n m trong d i ánh sáng nhìn th y đ c. ng d ng hai hi n t ng này ng i ta ch t o đèn hu nh quang.
Phía bên trong thành th y tinh c a bĩng đèn ng i ta tráng m t l p ch t b t hu nh quang, ngồi ra ng i ta cịn nh vài gi t thu ngân (kho ng 12mg) và b m khí tr (th ng là khí argon) vào trong ng v i t l thích h p sao cho hi n t ng ion hố d x y ra. Khi b t đèn, thu ngân hố h i tr c do cĩ đi n áp hai đ u c c, ti p sau là hi n t ng ion hố ch t khí đ sinh ra tia t ngo i. Tia t ngo i đ p vào b t hu nh quang và phát ra ánh sáng nhìn th y.
Do đèn hu nh quang phát ra tia t ngo i, nêu l t ra ngồi s gây nguy hi m cho s s ng nên v bĩng đèn đ c ch t o t th y tinh natri cacbonat cĩ tác d ng ng n c n tia t ngo i khơng cho nĩ phát x ra ngồi.
Bĩng đèn hu nh quang khi n i v i ngu n đi n thì b n thân nĩ khơng th t phát sáng mà ph i cĩ b ph n kh i đ ng bao g m ch n l u (cịn g i là ballast) và t c-te (b ng t m ch). D a vào bi n pháp kh i đ ng ng i ta chia thành hai lo i : đèn hu nh quang catot nĩng và catot ngu i. Lo i cat t nĩng thì tr c khi phát x electron nĩ ph i đ c nung nĩng cịn lo i
21% ánh sáng nhìn th y Gi n đ n ng l ng 54,2% nhi t n ng và đ i l u 24,8% b c x h ng ngo i Hình 3.5_ S đ n i đi n và gi n đ n ng l ng bĩng đèn hu nh quang Hình 3.4_ C u t o bĩng đèn hu nh quang Khí argon và h i thu ngân Catot tráng bari cacbonat Gi t thu ngân ng ng đ ng L p b t hu nh quang ng x khí khi ch t o u c c đi n
catot ngu i thì khơng c n nung nĩng nh ng đi n áp đ t vào nĩ ph i đ l n. Cat t là nh ng dây tĩc Vonfam cĩ m bari cacbonat đ d dàng phát x đi n t . Khi nung nĩng l p phát x này khơng đ c nĩng quá, n u khơng tu i th c a đèn s gi m xu ng.
Ch n l u là m t cu n dây đi n c m b ng s t t , khi đèn kh i đ ng nĩ làm nhi m v cung c p n ng l ng và t o ra đi n áp m i r t l n nh ng khi đèn làm vi c bình th ng thì nĩ cĩ vai trị xác l p đi m làm vi c c a đèn.
T c-te th c ch t là m t cơng t c ki u r le nhi t, khi kh i đ ng nĩ đĩng m ch đ cho dịng đi n ch y qua đ t nĩng catot đ ng th i tích lu n ng l ng t tr ng cho ch n l u. Khi m i đèn, nĩ m ra làm dịng đi n b gián đo n và n ng l ng trong ch n l u gi i phĩng d i d ng xung đi n áp u=Ldi/dt khá l n làm catot phát x electron. V nguyên lý thì t c đ m c a t c- te càng bé thì đi n áp xung t o ra càng l n và càng giúp đèn d kh i đ ng.
Ch n l u s t t b n thân nĩ c ng tiêu hao n ng l ng làm cho hi u su t t ng c a c b đèn hu nh quang gi m xu ng. Ngồi ra t c-te ki u r le nhi t cĩ đ c tính kh i đ ng khơng t t (vì cĩ quán tính nhi t) nên ch t l ng c a đèn c ng gi m và nh t là khi đi n áp th p cĩ th khơng m i đu c đèn. Ch n l u s t t cịn gây ra ti ng n do cĩ đ rung l n nên khơng thích h p cho mơi tr ng v n phịng làm vi c. kh c ph c nh ng h n ch này hi n nay ng i ta ch t o ra b ph n kh i đ ng b ng đi n t (cịn g i là ch n l u đi n t ). Nguyên lý c a ch n l u đi n t là t o ra xung đi n áp cĩ t n s r t cao (kho ng 20 kHz ho c l n h n) nh đĩ mà đi n áp m i đ c t o ra r t l n, th i gian ng t m ch r t bé nên cĩ th kh i đ ng ngay c khi đi n áp l i đi n th p.
C ng c n l u ý thêm là lo i bĩng đèn hu nh quang cịn cĩ m t s tên g i khác nh đèn tuyp, đèn neon,.. tuy nhiên tên g i “đèn neon” là tên g i sai vì thơng th ng nĩ khơng ch a khí neon.
2. M t s bĩng đèn hu nh quang thơng d ng
a) Bĩng đèn hu nh quang th ng (T12)
ây là lo i bĩng đèn hu nh quang đ c dùng ph bi n trong dân d ng và cơng nghi p và đ n nay nĩ v n chi m s l ng l n. Tuy nhiên trong t ng lai ng i ta s thay th b ng các lo i đèn ti t ki m đi n h n.
Ký hi u T12 đ c xác đnh theo đ ng kính ng là 12/8 inch ≈ 38mm Chi u dài và cơng su t ch t o đ c tiêu chu n hĩa nh sau:
2,4 m - 110W 1,5 m – 65 W 1,2 m – 40 W 0,6 m – 20 W
b) Bĩng đèn hu nh quang ti t ki m đi n T10-T8-T5:
Ba lo i đèn này khác nhau v đ ng kính : t 10/8 inch v i đèn T10 đ n 5/8 inch v i đèn T5 (c ng chính là ký hi u c a đèn). Ngày nay ng i ta đã ch đ c bĩng T2 nh ng ch a đ c s d ng ph bi n l m.
Hi u su t c a các lo i đèn này c ng khác nhau. èn T5 & T8 cho hi u su t cao h n 5% so v i đèn T12 và hai lo i này đ c a chu ng l p đ t nhi u h n trong các h th ng chi u sáng dân d ng và cơng nghi p.
Trên th tr ng hi n nay xu t hi n lo i T10, T8 ch y u và giá thành c ng cao h n so v i bĩng T12.
c) Bĩng đèn hu nh quang compact:
Lo i đèn hu nh quang compact xu t hi n g n đây đã m ra m t th tr ng hồn tồn m i c a ngu n sáng hu nh quang. ây th c ch t là đèn hu nh quang T3 (3/8 inch). Nh ng chi c đèn này cho phép thi t k b đèn nh h n nhi u, cĩ th c nh tranh v i lo i đèn nung nĩng và đèn hu nh quang th ng. V i m t s lo i bĩng đèn compact t t cĩ th chuy n đ c 90% n ng l ng thành ánh sáng và ch 10% t n hao nhi t và phát tia h ng ngo i.
Nhi u ng i cho r ng ánh sáng t đèn compact y u h n so v i hu nh quang th ng, lý do là đèn compact phát x ánh sáng cĩ đ phân tán l n h n do cĩ nhi u t ng xo n.
V c u t o nĩ cĩ r t nhi u hình dáng khác nhau, th ng là hình trịn ho c vuơng và l i đ c xo n thành nhi u t ng. S n ph m bán trên th tr ng cĩ b đi u khi n g n li n (CFG) ho c đi u khi n tách r i (CFN). T ng lai các lo i đèn này s đ c s d ng r ng rãi và nhà n c c ng cĩ chính sách tr giá v i đèn này. Nh ch n l u đi n t nên hi n t ng nh p nháy khơng cịn.
3.3 Bĩng đèn phĩng đi n cu ng đ cao (HID)
Lo i đèn này làm vi c d a trên hi n t ng phĩng đi n h quang nên đ c g i chung là đèn phĩng đi n c ng đ cao (hay đèn HID = Hingh Intentsity Discharge).
1. C u t o c a bĩng đèn phĩng đi n:
a) ng phĩng đi n:
Ơng phĩng đi n là n i x y ra hi n t ng h quang đi n, đ c ch t o b ng ch t trong su t ho c trong m và cĩ d ng hình tr . Ng i ta b m vào ng phĩng đi n h i thu ngân, mu i kim lo i, hay các lo i khí khác đ t o ra hi n t ng phĩng đi n h quang trong ch t khí. Phĩng đi n h quang bao gi c ng to ra nhi t l ng l n nên ng phĩng đi n ph i đ c làm b ng v t li u ch u nhi t r t cao. ng phĩng đi n và m t s chi ti t khác đ c đ t trong m t v thu tinh g i là v bĩng đèn.
Khi đèn đang làm vi c, hi n t ng phĩng đi n h quang đang di n ra n u cĩ m t s s c (h ng ch n l u, đi n áp thay đ i đ t ng t,…) đ u cĩ th gây n ng phĩng đi n và t o ra các m nh v nh cĩ nhi t đ kho ng 10000C phá hu v bĩng đèn và gây nguy hi m cho ng i đi
đ ng, hu ho i tài s n hay ho ho n. Do đĩ khi ch t o b đèn này ng i ta ph i bao b c nĩ b ng v t li u ch u đ c va đ p và cĩ khơng gian đ l n đ cĩ th gi l i tồn b các m nh v v ng ra.
b) V bĩng đèn:
V bĩng đèn th ng làm b ng thu tinh ho c các lo i v t li u khác nhau nh ng ch c n ng c a v bĩng đèn ph i bao g m :
- Ng n khơng cho khơng khí xâm nh p làm oxit hố các chi ti t kim lo i trong bĩng đèn. - n đ nh nhi t đ làm vi c c a đèn (đ h quang khơng b đ t đo n).
- Ng n khơng cho tia t ngo i l t ra ngồi làm hu ho i s s ng, đ c bi t là đèn h i thu ngân t o ra khá nhi u tia t ngo i.
V bĩng đèn th ng cĩ d ng hình ellip, cĩ th cĩ d ng hình c u ho c hình tr .
c) Ch n l u :
Gi ng nh đèn hu nh quang, đèn HID c ng địi h i ch n l u đ m i và n đnh đi m làm