Fluoresente Lamp en Werkprinsipe van Fluoresente Lamp
Wat is 'n Fluorescent Lamp?
'n fluorescent lamp is 'n ligte kwik dampslamp wat fluoresensie gebruik om sigbare lig te produseer. 'n elektriese stroom in die gas energiseer kwik damp wat ultraviolette straling deur 'n ontladingproses produseer en hierdie ultraviolette straling veroorsaak dat die fosforbedekking binne in die lamp sigbare lig uitstraal.
'n Fluorescent lamp het elektriese energie baie meer doeltreffend as glow lamps omskep na nuttige ligenergie. Die gemiddelde lummereffektiwiteit van fluorescent verligtingstelsels is 50 tot 100 lumens per watt, wat 'n paar keer die effektiwiteit van glow lamps met gelykwaardige ligopbring is.
Hoe werk 'n Fluorescent Lamp?
Voordat ons die werking van 'n fluorescent lamp bespreek, sal ons eers die skema van 'n fluorescent lamp wys, anders gesê die skema van 'n buislamp.
Hier sluit ons een balans, en 'n skakelaar aan, en die voeding is in reeks soos getoon. Dan sluit ons die fluorescent buis en 'n starter daaroor.
Wanneer ons die voeding aan skuif, kom volspanning oor die lamp sowel as oor die starter deur die balans. Maar op daardie oomblik gebeur geen ontlading nie, d.w.s. geen lummervaardrag van die lamp.
Op daardie volspanning word eers die gloedontlading in die starter gestig. Dit is omdat die elektrodeafstand in die neon-bul van die starter baie kleiner is as dié van die fluorescent lamp.
Dan word die gas binne in die starter ioniseer deur hierdie volspanning en dit verhit die tweemetale strip. Dit veroorsaak dat die tweemetale strip buig om met die vas kontak te verbind. Nou begin stroom deur die starter vloei. Alhoewel die ionisasiepotensiaal van neon hoër is as dié van argon, word egter 'n hoë spanningsgradiënt in die neon-bul verskyn en dus begin die gloedontlading eers in die starter.
Sodra stroom deur die aangeraakte kontakke van die neon-bul van die starter begin vloei, word die spanning oor die neon-bul verminder, omdat die stroom, 'n spanningsval oor die induktor (balans) veroorsaak. By verminderde of geen spanning oor die neon-bul van die starter, sal daar geen gasontlading meer plaasvind en dus koel die tweemetale strip af en breek weg van die vas kontak. Wanneer die kontakke in die neon-bul van die starter breek, word die stroom onderbreek, en dus kom daar 'n groot spanningspiek oor die induktor (balans).
Hierdie hoë waarde spanningspiek kom oor die elektrodes van die fluorescent lamp (buislamp) en slaan die penningmengsel (mengsel van argon gas en kwik damp).
Die gasontladingproses begin en gaan voort en dus kry stroom weer 'n pad om deur die fluorescent lamp buis (buislamp) self te vloei. Tye van die ontlading van die penninggas mengsel is die weerstand gebied deur die gas laer as die weerstand van die starter.
Die ontlading van kwik atome produseer ultraviolette straling wat op sy beurt die fosfor poeder bedekking laat uistraal met sigbare lig.
Die starter word tydens die glim van die fluorescent lamp (buislamp) inaktief, omdat geen stroom deur die starter vloei in daardie toestand nie.
Fisika agter die Fluorescent Lamp
Wanneer 'n voldoende hoë spanning oor die elektrodes toegepas word, word 'n sterke elektriese veld ingestel. 'n Klein hoeveelheid stroom deur die elektrodefilamente verhit die filamentspoel. Aangesien die filament oxide bedek is, word 'n voldoende hoeveelheid elektrone geproduseer, en hulle rus van die negatiewe elektrode of katode na die positiewe elektrode of anode weens hierdie sterk elektriese veld. Tydens die beweging van vrye elektrone, word die ontladingproses gestig.
Die basiese ontladingproses volg altyd drie stappe:
Vrye elektrone word van die elektrodes afgelei, en hulle word deur die toegepaste elektriese veld versnel.
Die kinetiese energie van die vrye elektrone word omgeskakel na die opwindingenergie van die gas atome.
Die opwindingenergie van die gas atome word omgeskakel na straling.
In die ontladingproses word 'n enkele ultraviolette spektraallyn van 253,7 nm by 'n lae druk van kwik damp geproduseer. Om 253,7 nm ultraviolette straal te genereer, word die boltemperatuur tussen 105 tot 115oF gehou. Die lengte tot diameter verhouding van die buis moet sodanig wees dat 'n vaste wattverlies aan beide ende plaasvind. Waar hierdie wattverlies of gloed van die elektrodes plaasvind, word dit katode- en anode-valgebied genoem. Hierdie wattverlies is baie klein. Weer moet die katodes oxide bedek wees. Warm katodes verskaf 'n oorvloed aan vrye elektrone. Warm katodes beteken die elektrodes wat deur sirkulerende stroom verhit word, en hierdie sirkulerende stroom word deur 'n knellings of beheerstoapparaat verskaf. Sommige lamppe het ook koue katodes. Koue katodes het 'n groter effektiewe area en hoër spanning soos 11 kv wat oor hulle toegepas word om ionne te verkry. Gas begin ontlading te ondergaan as gevolg van hierdie hoë spanningstoepassing. Maar by 100 tot 200 V word die katodegloed van die katode geskei, dit word katode-val genoem. Dit verskaf 'n groot voorraad ionne wat na die anode versnel word om sekondêre elektrone op impak te produseer, wat op hul beurt meer ionne produseer. Maar katode-val in warm katode-ontlading is slegs by 10 V.
Geskiedenis & Uitvinding van die Fluorescent Lamp
In 1852 het Sir George Stokes die transformering van ultraviolette straling na sigbare straling ontdek.
Van hierdie tyd tot 1920 is verskeie tipes eksperimente gedoen om lae- en hoëdruk elektriese ontlading in kwik- en natriumdamp te ontwikkel. Maar al die ontwikkelde skakeling was ineffektief om ultraviolette straling na sigbare straling om te skakel. Dit was omdat die elektrodes nie genoeg elektrone kon emitteer om die boogontladingverskynsel te vestig nie. Weer het baie van die elektrone met gasatome geklawer en dit was elasties. Dus het die opwinding nie 'n spektraallyn geskep om te gebruik nie. Maar min werk is gedoen op fluorescent lamppe.
Maar in die 1920's het 'n groot deurbraak plaasgevind. Daar is ontdek dat die mengsel van kwik damp en inert gas by lae druk 60% effektief is om die elektriese insetkrag in 'n enkele spektraallyn by 253,7 nm om te skakel. Ultraviolette straling word omgeskakel na sigbare ligstrale deur die gebruik van geskikte fluorescent materiaal binne in die lamp. Van hierdie tyd af het fluorescent lamppe begin in mense se dagelike lewe ingevoer te word.
Later, het Dr. W. L. Enfield in 1934 'n verslag ontvang van Dr. A. H. Crompton oor die gebruik van 'n fluorescent bedekte lamp. Onmiddellik het Enfield 'n navorsingsteam gestig en begin om 'n kommersiële fluorescent lamp te skep. In 1935 het hul team 'n prototipe groen fluorescent lamp geproduseer wat 'n effektiwiteit van ongeveer 60% gehad het.
Twee en 'n half jaar later, is fluorescent lamppe in wit en ses ander kleure in die mark bekendgestel. Verskillende mengsels van fosfor poeder word gebruik om verskillende kleure van die fluorescent lamppe te produseer. Die eerste lamp is bekendgestel met 15, 20 en 30 W in 18 duim, 25 duim en 36 duim lengtes.
Spoedig daarna is 40 W T12, 4-ft lamp bekendgestel en wyd in kantore, skole en industriële verligting gebruik. Die vroeë lamppe het 'n bietjie geelagtige lig by 3500K gelewer. Later is 6500K dagliglamppe ontwikkel op so 'n manier dat dit 'n lig produseer om 'n gemiddelde noordelike luglig op 'n bewolkte lug te simuleer.
Gewoonlik was die 4 ft lamppe, met 1,5 duim in diameter, 40 W in 1940 in die mark beskikbaar. Maar geleidelik is die ontwerp verander vir beter gebruik. In die boogontladinggedeelte van die lamppe is verander. Maar argon word steeds gebruik, alhoewel die druk 'n bietjie minder is as die vorige druk. Die kwik damp word by dieselfde druk gehou as voorheen. Hierdie lamp vereis 425 mA met 100 tot 105 V spanningsval
