Fluoreca Lampo kaj Funkcioprinicipo de Fluoreca Lampo

Kio estas Fluoresca Lamporto?

Fluoresca lamporto estas malpeza kvankvaporlampo, kiu uzas fluorescon por produkti vidan lumon. Elektra fluo en la gaso energizas kvankvaporon, kiu produktas ultraviolegan radiadon per disŝargoproceso, kaj ĉi tiu ultraviolega radiado kaŭzas, ke la fosfora kovro de la interna muro de la lamporto emitas vidan lumon.

Fluoresca lamporto konvertis elektran energion al utila luma energio multe pli efike ol incandescentaj lampoj. La normala luma efikeco de fluorescaj lumigaj sistemoj estas 50 ĝis 100 lumenoj je vato, kio estas kelkfoje la efikeco de incandescentaj lampoj kun ekvivalenta lumelaboro.

Kiel funkcias Fluoresca Lamporto?

Antaŭ ol priskribi la funkcioprinicipon de fluoresca lamporto, ni unue montru la cirkvitan de la lamporto, alivorte la cirkvitan de tuba lamporto.

Ĉi tie ni konektas unu balasto, unu ŝaltilo, kaj la provizon serije kiel montrite. Tiam ni konektas la fluorescentan tubon kaj startilon trans ĝin.

• Kiam ni ŝaltas la provizon, la tuta voltajo venas tra la lamporto kaj ankaŭ tra la startilo per la balasto. Sed en tiu momento, ne okazas disŝargo, t.e., neniu lumelaĵo el la lamporto.

• En tiu tuta voltajo unue la glodisŝargo estas etablitaj en la startilo. Ĉi tio okazas pro tio, ke la elektrodospaco en la neonbulbo de la startilo estas multe malpli ol tiu de la fluoresca lamporto.

• Tiam la gaso en la startilo ioniziĝas pro ĉi tiu tuta voltajo kaj varmas la bimetalan stripon. Tio kaŭzas, ke la bimetala stripo kurbiĝas kaj konektas al la fiksa kontakto. Nun, la fluo komencos flui tra la startilo. Kvankam la ioniza potencialo de la neon estas pli ol tiu de la argono, sed pro la malgranda elektrodospaco, alta voltajgradiento aperas en la neonbulbo, kaj do la glodisŝargo komenciĝas unue en la startilo.

• Kiam la fluo komencas flui tra la tuŝitaj kontaktoj de la neonbulbo de la startilo, la voltajo trans la neonbulbo malpliiĝas, ĉar la fluo kaŭzas voltajenigon trans la induktoro (balasto). Sen voltajo trans la neonbulbo de la startilo, ne plu okazos gasdisŝargo, kaj do la bimetala stripo malvarmiĝas kaj rompiĝas for de la fiksa kontakto. Kiam la kontaktoj en la neonbulbo de la startilo rompiĝas, la fluo interrompiĝas, kaj do en tiu momento, granda voltajsurgo venas trans la induktoron (balaston).

  

• Ĉi tiu alta valorita surgo venas trans la elektrodojn de la fluorescenta lamporto (tuba lamporto) kaj frapas la peningmiksumon (miksumon de argon-gaso kaj kvankvapor).

• La gasdisŝargoproceso komenciĝas kaj daŭras, kaj do la fluo denove akiras vojon flui tra la fluorescenta lamportotubo (tuba lamporto) mem. Dum la disŝargo de la peninggasmiksumo, la rezisteco ofertata de la gaso estas pli malalta ol la rezisteco de la startilo.

• La disŝargo de kvankvapor atomoj produktas ultraviolegan radiadon, kiu turnas la fosforan pulvon kovron por emiti vidan lumon.

• La startilo neaktivigiĝas dum la brilado de la fluorescenta lamporto (tuba lamporto), ĉar neniu fluo pasas tra la startilo en tiu kondiĉo.

Fiziko detras Fluoresca Lamporto

Kiam sufiĉe alta voltajo estas aplikata trans la elektrodoj, forta elektra kampo estas starigita. Malgranda kvanto de fluo tra la filamentoj de la elektrodoj varmas la filamentan spiralo. Pro tio, ke la filamento estas oksidokovrita, sufiĉa kvanto de elektronoj estas produktita, kaj ili rapidas de la negativa elektrodo aŭ katodo al la pozitiva elektrodo aŭ anodo pro ĉi tiu forta elektra kampo. Dum la movado de libere elektronoj, la disŝargoproceso etabliĝas.

La baza disŝargoproceso ĉiam sekvas tri paŝojn:

1. Libere elektronoj estas derivitaj de la elektrodoj, kaj ili akceliĝas per la aplikata elektra kampo.

2. La kineta energio de la libere elektronoj transformiĝas en la ekscitenergio de la gasatomoj.

3. La ekscitenergio de la gasatomoj transformiĝas en la radiadon.

En la disŝargoproceso, ununura ultraviolega spektra linio de 253.7 nm estas produktata je malalta preso de kvankvapor. Por generi 253.7 nm ultraviolegan radion, la bulbotemperaturo estas tenata inter 105 ĝis 115oF.
La longecproporcio de la tubo devus esti tia, ke fiksita vatperdo okazas ĉe ambaŭ finoj. Kie ĉi tiu vatperdo aŭ brilado de la elektrodoj okazas, oni nomas ĝin katodafalarejo kaj anodafalarejo. Ĉi tiu vatperdo estas tre malgranda.
Ankaŭ la katodoj devus esti oksidokovritaj. Varma katodo provizas abundon de libere elektronoj. Varma katodo signifas tiujn elektrodojn, kiuj estas varmitaj per cirkulanta fluo, kaj ĉi tiu cirkulanta fluo estas provizita per štoko aŭ regila aparato. Iuj lampoj ankaŭ havas malvarmajn katodojn. Malvarmaj katodoj havas pli grandan efektivan areon kaj pli altan voltajon, kiel 11 kv, estas aplikata trans ili por ricevi ionojn. Gaso komencas disŝargiĝi pro ĉi tiu alta voltajapliko. Sed je 100 ĝis 200 V la katodobrilado disiĝas de la katodo, ĝi nomiĝas katodafalo. Ĉi tio provizas grandan provizon de ionoj, kiuj akceliĝas al la anodo por produkti sekundaraĵon elektronojn sur impakto, kiu en victurno produktas pli da ionoj. Sed katodafalo en varmkatoda disŝargo estas nur je 10 V.

Historio & Invento de Fluoresca Lamporto

• En 1852, Sir George Stokes malkovris la transformon de ultraviolega radioradiado en vidan radiadon.

• De tiu tempo ĝis 1920 diversaj esploroj estis faritaj por disvolvi mallow- kaj higpresan elektran disŝargon en kvankvaporon kaj sodan vaporon. Sed ĉiuj tiuj cirkvitoj estis malbonaj por transformi ultraviolegan radion al vido. Ĉar la elektrodoj ne povis emitadi sufiĉe da elektronoj por etabli arkon. Ankaŭ multaj el la elektronoj koliziis kun la gasatomoj kaj ĝi estis elasteca. Do la ekscido ne kreis spektran linion por esti utiligita. Sed tre malgranda laboro estis farita pri fluorescaj lampoj.

• Sed en la 1920-aj jaroj, grava progreso okazis. Oni malkovris, ke la miksumo de kvankvapor kaj inerta gaso je malalta preso estas 60% efika por konverti la elektran enigan povon en ununuran spektran linion je 253.7 nm.
  Ultraviolega radion estas konvertita en vidan lumon per uzo de taŭga fluoresca materialo ene de la lamporto. De tiu tempo, la fluoresca lamporto komencis esti enkondukita en la tagutaga vivo de homoj.

• Poste, Dr. W. L. Enfield en 1934 ricevis raporton de Dr. A. H. Crompton pri la uzo de fluoresce kovrita lamporto. Tuj Enfield kreis esploroteamon kaj komencis krei komercan fluorescan lamporto. En 1935 ilia teamo produktis prototipon de verda fluoresca lamporto, kies efikeco estis proksimume 60%.

• Du kaj duona jaro post, fluorescaj lampoj estis lanĉitaj en blanka kaj ses aliaj koloroj en la merkato. Diversaj miksoj de fosfora pulvo estas uzitaj por produti diversajn kolorojn el la fluorescaj lampoj. La unua lamporto estis lanĉita kun 15, 20 kaj 30 W en 18 palmo, 25 palmo kaj 36 palmo longecoj.

• Baldaŭ post 40 W T12, 4-ft lamporto estis lanĉita kaj larĝe uzita en oficejo, lernejo, industria lumigo. La fruaj lampoj donis iom flavan lumon al 3500K. Poste, 6500K taglumaj lampoj estis disvolvitaj tiel, ke ĝi produktas lumon similan al la mezumo de norda ĉielo sub nubego.

• Ĝenerale la 4 ft lampoj, kun 1.5 palmo en diametro, 40 W estis disponeblaj en la merkato en 1940. Sed graduale la dizajno ŝanĝiĝis por pli bona uzado. En la arka disŝargopaarto de la lampoj ŝanĝiĝis. Sed argono ankoraŭ estas uzata kvankam la preso estas iomete malpli ol antaŭe. La kvankvapor estas tenata je la sama preso kiel antaŭe. Ĉi tiu lamporto postulas 425 mA kun 100 ĝis 105 V voltajenigo.