Prace nad zbudowaniem lampy zaczęły się w latach 30. XX wieku. Badaniami luminescencji zajmowali się wybitni fizycy - w Polsce Stefan Pieńkowski. Pierwszą w świecie świetlówkę (emitującą bladozielone światło), stworzył w 1935 roku Arthur Compton z General Electric, a w 1939 zaprezentował zestaw świetlówek na wystawie w Nowym Jorku.
Świetlówka, lampa fluorescencyjna – lampa wyładowcza, w której światło emitowane jest przez luminofor wzbudzony przez promieniowanie ultrafioletowe powstałe wskutek wyładowania jarzeniowego w rurze wypełnionej gazem.
Konstrukcja
Jest to lampa elektryczna mająca najczęściej kształt rury, pokrytej od wewnątrz luminoforem, wypełniona parami rtęci i argonem, w której źródłem świecenia jest promieniowanie widzialne emitowane przez warstwę luminoforu pokrywającego wewnętrzną powierzchnię rury. Wyładowania zachodzące pomiędzy elektrodami wolframowymi zabudowanymi przy końcach rury wytwarzają głównie niewidzialne promieniowanie ultrafioletowe o długości fali ok. 254 nm. Odpowiednio dobrane luminofory przetwarzają to promieniowanie na promieniowanie widzialne o pożądanej barwie światła (dzienne, chłodnobiałe, białe, ciepłobiałe, a nawet - głównie do celów dekoracyjnych - różnokolorowe, np. zielone, niebieskie, żółte, czerwone itp.).
Kompaktowa lampa fluorescencyjna zwana też świetlówką kompaktową lub błędnie żarówką energooszczędną[1]
Do zapłonu krótkich świetlówek może wystarczyć zwykłe napięcie sieciowe, jednak dla większości dłuższych świetlówek napięcie sieciowe jest za niskie do wywołania wyładowania elektrycznego w rurze świetlówki, dlatego stosuje się układ zapłonowy (starter).
Starter jest małą lampą jarzeniową wypełnioną neonem z dodatkiem argonu pod niskim ciśnieniem. Jedna lub obie elektrody zapłonnika jest wykonana z termobimetalu w ten sposób, że pod wpływem ciepła elektrody zwierają się.
Przebieg zapłonu świetlówki pokazany jest na animacji. Po załączeniu napięcia, do elektrod lampy i równolegle połączonego startera doprowadzone jest pełne napięcie sieci, gdyż spadek napięcia na dławiku, wobec braku przepływu prądu, jest równy zeru. Napięcie to powoduje powstanie wyładowania jarzeniowego w gazie wypełniającym zapłonnik. Prąd przepływa przez dławik, obie katody świetlówki oraz starter powodując nagrzewanie termobimetalicznych elektrod zapłonnika. W pewnym momencie następuje zwarcie elektrod zapłonnika i przepływ prądu ograniczony jedynie przez impedancję dławika L i rezystancję katod świetlówki. Przepływ dużego prądu wywołuje szybkie rozgrzewanie się termokatod wykonanych z drutu oporowego zmniejszając napięcie zapłonu. W tym czasie bimetal startera stygnie, a powracając po upływie ok. 1 s do stanu pierwotnego rozwiera obwód elektryczny. W momencie rozwarcia następuje gwałtowna zmiana prądu przepływającego przez dławik co wytwarza siłę elektromotoryczną samoindukcji o wartości kilkuset woltów. Napięcie to dodając się do napięcia sieci wywołuje przez krótką chwilę wysokie napięcie między katodami, które doprowadza do wyładowania w gazie lampy. Jeśli tak się stanie to po zapłonie świetlówki, dzięki spadkowi napięcia na dławiku, napięcie na lampie obniża się do napięcia wyładowania jarzeniowego. Napięcie to jest mniejsze od napięcia zapłonu neonówki i jak długo lampa się świeci zapłonnik pozostaje nieaktywny. Jeśli zapłon świetlówki nie nastąpi za pierwszym razem po jej włączeniu to proces powtarza się od nowa, aż do skutku.
Wbudowany w zapłonnik kondensator o niewielkiej pojemności zmniejsza amplitudę impulsu zapłonowego do kilkuset V jednocześnie wydłużając czas jego trwania. Zmniejsza to iskrzenie, ograniczając zużycie styków. Kondensator redukuje również zakłócenia elektromagnetyczne wysokiej częstotliwości zarówno w trakcie zapłonu jak i pracy lampy.
Drugi kondensator o pojemności kilku μF połączony równolegle do zacisków sieci nie jest niezbędny do pracy, a jego zadaniem jest powiększenie współczynnika mocy oprawy oświetleniowej.
Ciekawostki
Zalety
Zalety świetlówki w porównaniu z żarówką[edytuj | edytuj kod źródłowy]
wytwarza znacznie mniej ciepła, co samo w sobie jest zaletą, poza tym też sprawia, że lampa ta jest znacznie bardziej energooszczędna.
wyższa skuteczność świetlna (do 105 lm/W)
dłuższy czas pracy (od ok. 8000 h do nawet 20000 h przy użyciu stateczników elektronicznych i świetlówek najnowszej generacji)
mniejsza zależność strumienia świetlnego od napięcia zasilającego
można wytwarzać świetlówki o różnych temperaturach barwowych
mniejsza luminancja
przy użyciu świetlówek liniowych łatwiej jest uzyskać oświetlenie bezcieniowe, niż za pomocą żarówek
Wady[edytuj | edytuj kod źródłowy]
wymaga skomplikowanych opraw z dodatkowym wyposażeniem (statecznik i zapłonnik)
gorsza jakość światła (nieciągłe widmo), szczególnie w wykonaniu z luminoforami halofosforanowymi i trójpasmowymi
wydajność świetlna lampy zależna jest od temperatury otoczenia
większy niż u żarówek spadek żywotności przy dużej częstości włączeń/wyłączeń
w typowych rozwiązaniach brak możliwości regulacji strumienia świetlnego za pomocą regulatorów napięcia (tak zwanych "ściemniaczy")
tętnienie strumienia świetlnego powodujące efekt stroboskopowy - powoduje szybsze zmęczenie oka w porównaniu do tradycyjnych żarówek
emisja szkodliwego dla oka promieniowania ultrafioletowego, powodującego degradację siatkówki i matowienia istoty właściwej rogówki
utrudniony zapłon przy obniżonym napięciu oraz w niskiej temperaturze
niski współczynnik mocy (ok. 0,5) powodujący konieczność stosowania kondensatorów kompensujących
zawierają rtęć, która jest silną trucizną - mogą być niebezpieczne po stłuczeniu
wyższy koszt zakupu, konieczność poniesienia kosztów utylizacji zużytych świetlówek
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz