Đèn huỳnh quang là gì? nguyên lý và cấu tạo của chúng ra sao sẽ được tổng hợp qua bài viết sau đây.
1. Đèn huỳnh quang là gì?
Đèn huỳnh quang có tên tiếng Anh là Fluorescent lamp hay còn gọi là đèn ống huỳnh quang, đèn tuýp. Bao gồm các điện cực wolfram và vỏ đèn phủ một lớp bột huỳnh quang, chủ yếu là phốt pho. Ngoài ra đèn được bơm một ít thủy ngân và khí trơ ( neon, argon,…) để làm tăng độ bền của điện cực và tạo ánh sáng màu.
Lịch sử phát triển:
- Đèn huỳnh quang được được phát minh dựa trên một thí nghiệm nhỏ khi quan sát các tia sáng bắt nguồn từ bình thủy tinh được hút chân không có một dòng điện chạy qua. George Stokes đã đặt tên cho hiện tượng này là “huỳnh quang”.
- Đến năm 1896, Thomas Edison đã phát minh ra đèn huỳnh quang bằng cách sử dụng lớp phủ wolfram calci như một chất phát sáng bị kích thích bởi tia X. Tuy nhiên chúng lại không được đưa vào sản xuất.
- Trải qua nhiều nghiên cứu của nhiều nhà khoa học khác nhau qua nhiều phiên bản đèn ống huỳnh quang. Peter Cooper Hewitt đã phát minh và phát triển và được cấp bằng sáng chế vào năm 1901.
2. Cấu tạo của đèn huỳnh quang
Đèn huỳnh quang được tạo thành từ 2 thành phần chính, chia thành bên ngoài và bên trong. Bên trong sẽ bao gồm khí và bột huỳnh quang, bên ngoài gồm có ống thủy tinh và hai điện cực.
Bên ngoài đèn huỳnh quang gồm có ống thủy tinh và hai điện cực:
- Ống thủy tinh: có chiều dài khác nhau như 0,6m; 1,2m; 1,5m;,… bên mặt trong phủ một lớp bột huỳnh quang.
- Hai điện cực: làm từ dây vonfram quấn xoắn dạng lò xo, tráng một lớp bari – oxi để phát ra điện tử được nung nóng trong nhiệt độ 900 độ C. Hai đầu điện cực được nối với mạch điện xoay chiều.
Bên trong đèn huỳnh quang bao gồm khí và bột huỳnh quang:
- Khí: một lượng nhỏ khí thủy ngân sẽ được cho vào trong bóng đèn, sau đó hút chân không ở áp suất thấp. Ngoài ra cũng còn một số loại khí trơ khác hay được thường xuyên sử dụng như argon, argon – neon,…
- Bột huỳnh quang: bột huỳnh quang hoặc là phốt pho là hợp chất hóa học được quét bên trong thành ống. Bức xạ tím do điện cực và hơi thủy ngân phát ra tác động lên bột huỳnh quang tạo ra ánh sáng. Các nhà sản xuất cũng dựa vào đó để thay đổi màu sắc của đèn.
3. Nguyên lý hoạt động của đèn huỳnh quang
Khi đóng công tắc thì toàn bộ điện áp đặt ở hai tiếp điểm của tắc le làm xảy ra phóng hồ quang trong tắc le. Thanh lưỡng kim của tắc ke biến dạng do nhiệt dẫn đến tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh mạch kín của dòng điện chạy trong mạch đốt nóng các điện cực. Hồ quag mất, thanh lưỡng kim nguội mạch cũng mở ra dẫn đến việc tạo lên quá điện áp cảm ứng làm xuất hiện hiện tượng phòng điện qua chất khí trong đèn.
Hiện tượng phóng điện phát ra rất nhiều tia tử ngoại, các tia này kích thích bột huỳnh quang làm phát ra các bức xạ ánh sáng. Khi ấy thuỷ ngân sẽ bốc hơi và hơi thuỷ ngân sẽ duy chì hiện tượng phóng điện. Khi đèn sáng chấn lưu hạn chế dòng điện và ổn định phóng điện.
4. Ưu điểm và nhược điểm đèn huỳnh quang
Ưu điểm:
- Tiết kiệm điện năng, hiệu suất ánh sáng cao: so với đèn sợi đốt thì đèn huỳnh quang nổi trội hơn hẳn. Đèn cho ánh sáng tốt nhưng vẫn tiết kiệm được điện năng. Do bóng huỳnh quang hoạt động theo cơ chế phóng điện giữa hai điện cực nên không hao tốn điện năng.
- Tuổi thọ cao: đèn có tuổi thọ từ 8000 giờ 15000 giờ, việc lắp đặt và sữa chữa cũng đơn giản hơn hẳn.
- Gía thành rẻ: giá cả phải chăng phù hợp với nhiều hộ gia đình hơn.
Nhược điểm:
- Ánh sáng không tốt cho mắt: ánh sáng không được ổn định, lâu dài sẽ ảnh hưởng đến thị lực.
- Không thân thiện cho môi trường: trong đèn có sử dụng bột huỳnh quang và chất thủy ngân đều là hai loại chất gây hại cho sức khỏe con người và môi trường. Khi xảy ra trường hợp bóng đèn hỏng, tuyệt đối không được dùng tay để thu dọn.
>>> Tham khảo: So sánh đèn LED và đèn huỳnh quang
