Fluoresentlampe ja fluoresentlampi tööprintsiip
Mis on fluoreseeriv lampa?
Fluoreseeriv lampa on väikelahutusne liivikvapoorlampa, mis kasutab fluorentsia, et luua nähtav valgus. Elektrivool gaasis energiseerib liivikvapoorit, mis toodab ultraviolettkiirgust laengumisprotsessi kaudu ja see ultraviolettkiirgus põhjustab lampi sisemuse fosfoorikatte nähtava valguse raadiere.
Fluoreseeriv lampa on muutnud elektrienergiä kasutatavaks valguseenergiaks palju tõhusamalt kui kuuma-kiirgulamped. Fluoreseerivate valgustussüsteemide keskmine valgusvõime on 50–100 lumendit watt kohta, mis on mitme korda tõhusam kui kuuma-kiirgulamped võrreldes sarnase valguseväljaga.
Kuidas töötab fluoreseeriv lampa?
Enne kui uurime fluoreseeriva lampi töötamise printsiipi, näitame esmalt fluoreseeriva lampi (tubekvalguse) ringit.
Siin ühendame ühe ballast, ühe lüliti ja tarneteenuse sarjas nagu näidatud. Seejärel ühendame fluoreseeriva tubega ja käivitaja sellele vastaselt.
Kui lülitaseme sisse, tuleb täispinge lampile ja samuti käivitajale ballasti kaudu. Kuid sel hetkel ei toimu laengumist, st lamp ei ande valgust.
Selle täispinge korral alustab esmalt käivitajas kiirgumine. See on nii, kuna käivitaja neonlampi elektrodid on palju lähemal kui fluoreseeriva lampi elektrodid.
Siis käivitaja sees olev gaas ioniseeritakse selle täispinge tõttu ja külmilipuline riba soojeneb. See põhjustab lipu paindumise ja seostumise fikseeritud kontaktiga. Nüüd alustab vool liikumist käivitaja kaudu. Kuigi neoni ioniseerimispinge on suurem kui argooni, siiski alustab kiirgumine esmalt käivitajas, kuna elektrodid on väga lähedal.
Kui vool alustab liikumist käivitaja puutuvate kontaktide kaudu, väheneb neonlampi pingeväärtus, kuna vool põhjustab pingevahetuse induktoris (ballastis). Kui neonlampi pingeväärtus on vähenev või null, ei toimu enam gaasi kiirgumist ja külmilipuline riba jääb jaotuma fikseeritud kontaktist. Kui kontaktid käivitaja neonlampis eralduvad, katkeb vool ja sel hetkel tekib suur pingelülitus induktorisse (ballastisse).
See suur pingelülitus tuleb fluoreseeriva lampi (tubekvalgu) elektrotidele ja tabab penningi segu (argooni gaasi ja liivikvapoori segu).
Gaasi laengumisprotsess alustab ja jätkub ning vool leidab uue teed liikuda fluoreseeriva lampi tuubi (tubekvalgu) kaudu. Penningi segu laengumisel on pingevastand, mida gaas pakub, väiksem kui käivitaja pingevastand.
Liiviku aatome laengumine toodab ultraviolettkiirgust, mis omakorda sütitab fosfooripulbrit, mis radiereb nähtavat valgust.
Käivitaja jääb passiivseks, kui fluoreseeriv lampa (tubekvalg) töötab, kuna vool ei läbi käivitajat.
Fluoreseeriva lampi füüsika
Kui elektrodele rakendatakse piisavalt suur pinge, loodetakse tugev elektriväli. Väike vool elektrodi filameendi kaudu soojendab filameendi. Kuna filameend on oksiidiga kaetud, toodetakse piisav hulk vaba elektronit, ja need kiirenevad negatiivsest elektrodist (katoodist) positiivse elektrodi (anoodi) poole selle tugeva elektrivälja tõttu. Vaba elektronite liikumisel alustab laengumisprotsess.
Põhiline laengumisprotsess järgib alati kolme sammu:
Vaba elektronid pärinevad elektrodidest ja neid kiirendab rakendatud elektriväli.
Vaba elektronide kinetiline energia teisendatakse gaasi aatomite eksituseks.
Gaasi aatomite eksituse energia teisendatakse kiirguseks.
Laengumisprotsessis toodetakse üks ultraviolettkiirguse spektraalline joon 253,7 nm madala liivikvapoori pingeval. Et genereerida 253,7 nm ultraviolettkiirgust, hooldatakse ampuku temperatuuri 105–115°C.
Tuubi pikkuse ja diameetri suhe peaks olema selline, et mõlemas otsas toimub fikseeritud vatide kahane. Seda vatide kahanemist ehk elektrode kiirgumist nimetatakse katoodi ja anoodi languseks. See vatide kahanemine on väga väike.
Katoodid peaksid olema oksiidiga kaetud. Soe katood toodab palju vaba elektronit. Soe katood tähendab elektroidi, mida soojendatakse ringivooluga, mida pakkub takistus või juhtseadus. Mõned lampid on ka külmkatoodilised. Külmkatoodidel on suurem efektivne pindala ja kõrgem pinge, näiteks 11 kv, mille rakendamisel saadakse ioonid. Gaas alustab laengumist selle kõrge pinge rakendamise tõttu. Kuid 100–200 V korral eraldatakse katoodi kiirgus katoodist, seda nimetatakse katoodilanguseks. See pakkub suurt ioonide varustust, mida kiirendatakse anoodi poole, et mõjuks sekundaarsete elektronite tootmiseks, mis omakorda toodavad rohkem ioone. Kuid soe katoodi laengumisel on katoodilangus ainult 10 V.
Fluoreseeriva lampi ajalugu ja leiutamine
1852. aastal avastas sir George Stokes ultraviolettkiirguse teisendumist nähtavaks kiirguseks.
Sellest ajast 1920. aasta ni
