Chương 5: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP
6.3. Các loại đèn chiếu sáng
Đèn dây tóc được sử dụng rộng rãi vì chế tạo lắp đặt đơn giản. Đèn dây tóc hoạt động dựa trên cơ sở bức xạ nhiệt, khi dòng điện đi qua sợi dây tóc làm cho sợi dây tóc
nóng lên và phát quang. Dây tóc thường được làm bằng Vonfram, Tungsten vặn xoắn ốc hoặc để thẳng mắc dích dắc trên hai cực chính và các cực phụ của bóng đèn. Nhiệt độ tuyệt đối của dây tóc bóng đèn có thể lên tới 2500 ÷ 30000C. Trong bóng có chứa khí trơ hoặc chân không. Khi bóng đèn hút chân không thì tổn hao do đối lưu và chuyển động trong bóng đèn ít nhưng vì áp suất thấp nên ngay cả ở nhiệt độ khá cao dây tóc càng bị bốc hơi nhanh nên tuổi thọ giảm nhanh. Mặt khác hơi kim loại bay ra bám vào các vách trong của bóng đèn làm quang thông giảm, hiệu suất phát quang giảm. Bởi vậy trong bóng đèn người ta thường nạp khí Ne và Argon với mục đích tăng áp suất trên mặt ngoài của dây tóc, giảm bớt hiện tượng đối lưu trong bóng. Hiện nay chỉ với bóng đèn có công suất lớn (trên 75W) người ta mới nạp khí Ne và Argon, còn các bóng công suất nhỏ hơn thì hút chân không.
Thông số cơ bản của đèn bao gồm: Điện áp, công suất, quang thông, hiệu suất phát quang và tuổi thọ của đèn
- Điện áp của đèn gồm các cấp 12, 36, 110, 127 và 220V - Công suất từ 15 đến 2000W
- Đặc tính của đèn phụ thuộc nhiều vào điện áp đặt vào hai cực của bóng đèn 6.3.2. Đèn huỳnh quang
Nguyên lý phát quang của đèn này dựa trên cơ sở phóng điện trong các chất khí.
Sau khi rút chân không, người ta nạp vào trong bóng một ít khí Argon và thuỷ ngân.
Phía trong ống bôi một lớp bột huỳnh quang. Hai điện cực đặt ở hai đầu ống.
Lớp bột huỳnh quang có nhiệm vụ biến ánh cực tím của hơi thuỷ ngân thành ánh sáng thường. Tuỳ theo chất bột huỳnh quang mà ta có màu sắc của bóng đèn khác nhau.
Để có thể tạo nên quá trình phóng điện ban đầu phải tạo nên điện áp cao đủ để gây phóng điện giữa hai cực. Khi quá trình phóng điện được duy trì, điện áp giữa hai cực bóng đèn còn khoảng 100V. Trước đây để tạo hiện tượng phóng điện người ta dùng chấn lưu và tắcte, hiện nay thường dùng chấn lưu điện tử không cần dùng tắcte nên sơ đồ nối dây đơn giản hơn.
Hình 6.5. Cấu tạo đèn huỳnh quang Ưu điểm của đèn huỳnh quang
- Hiệu suất phát quang lớn
- Thành phần quang phổ tốt, diện tích phát quang lớn - Tuổi thọ cao, ít phát nóng
- Khi điện áp thay đổi trong phạm vi cho phép, quang thông giảm ít - Tiết kiệm điện năng hơn đèn sợi đốt
Nhược điểm
- Chế tạo phức tạp, giá thành cao, hệ số cos thấp
- Quang thông phụ thuộc vào nhiệt độ, phạm vi phát quang cũng phụ thuộc vào nhiệt độ
Ngày nay đèn huỳnh quang được sử dụng rộng rãi và có nhiều mẫu mã phong phú.
6.3.3. Đèn hơi thuỷ ngân
Đây là loại đèn phát quang có âm cực nóng, được cấu tạo bởi hai bóng, một bóng nhỏ bằng thạch anh (quartz), ở hai đầu ống có điện cực và bên trong ống có chứa hơi thuỷ ngân với một ít khí hiếm (argon) dưới áp suất cao. Còn bóng ngoài bằng thủy tinh được rút chân không, bên trong có tráng lớp bột phốt pho.
Điện áp cung cấp cho đèn khởi động khoảng từ 300V đến 500V, nên khi đèn sử dụng với nguồn điện 110V/220V cần phải có một máy biến thế để nâng điện thế lên và đồng thời ổn định dòng điện qua đèn.
Đèn hơi thuỷ ngân áp suất cao có hệ số hiệu dụng cao đạt khoảng từ 35 ÷ 40 lumen/watt, nhưng do chất lượng ánh sáng không trung thực, có ánh sáng trắng tái nhợt nên không phù hợp với việc thắp sáng trong nhà, mà chỉ dùng thắp sáng công cộng như đường phố, quảng trường, sân vận động...
Loại đèn này có tuổi thọ khoảng 1.500 giờ, công suất từ 1,25W ÷ 1000W, điện áp làm việc 220V.
Hình 6.6. Cấu tạo đèn thủy ngân 6.3.4. Một số loại đèn khác
6.3.4.1. Đèn “vạn năng” :
Có chụp bằng thuỷ tinh và tán bằng sắt, góc bảo vệ là 160 hoặc 900, hiệu suất từ 55 đến 59%. Đây là loại đèn chiếu sáng trực tiếp, có thể dùng ở các nói ít hơi nước, bụi và khói. Chao đèn thường dùng với bóng đèn có công suất 200W đến 500W để chiếu sáng chung cho phân xưởng. Độ treo cao từ 4 đến 6m
6.3.4.2. Đèn chiếu sâu:
Phía trong chao đèn có tráng một lớp phản xạ ánh sáng. Quang thông được tập trung trong khoảng không gian từ 00 đến 500. Góc bảo vệ từ 270 đến 320. Hiệu suất từ 58% đến 61%. Công suất đèn là 200W, 500W và 1000W. Độ cao treo đèn từ 8÷10m thường dùng ở các phân xưởng lắp ráp, gia công cơ khí, đúc...
6.3.4.3. Đèn phòng bụi, nước, nổ:
Có cấu tạo chắc chắn, kín thường dùng ở các nhà máy hóa chất, hầm mỏ và những nơi có nhiều khói bụi, hơi nước...
6.3.4.4. Đèn dùng trong phòng làm việc:
Có chao mờ bằng thuỷ tinh, hình thức đẹp được sử dụng ở các nơi làm việc, sinh hoạt ít bụi. Công suất đèn thường dưới 200W, góc bảo vệ 360, hiệu suất 83%, độ cao treo đèn từ 4÷5m
6.3.4.5. Đèn chiếu sáng cục bộ: công suất bóng khoảng 75W, hiệu suất 50%.