ფლუორესცენტური ლამპა და ფლუორესცენტური ლამპის მუშაობის პრინციპი

რა არის ფლუორესცენტური ლამპა?

ფლუორესცენტური ლამპა არის დაბალი წონის ვისმური პარის ლამპა, რომელიც იყენებს ფლუორესცენტს ხილვადი სინთის გასაღებად. ელექტრო ძარის შემდეგ ვისმური პარი აქტიურდება, რითაც შეიქმნება ულტრაფიოლეტური რადიაცია დისჩარჯის პროცესში და ეს ულტრაფიოლეტური რადიაცია გამოიწვევს ლამპის შიდა კარკასზე დასხმული ფოსფორული შეფუთვის ხილვადი სინთის გამოსხივებას.

ფლუორესცენტური ლამპა შეცვლის ელექტრო ენერგიას სარგებელი სინთის ენერგიად ბევრად ეფექტურად ვიდრე ინკანდესცენტური ლამპები. ფლუორესცენტური სინთის სისტემების საშუალო სინთის ეფექტურობა არის 50-100 ლუმენი დარტყმაზე, რაც რამდენიმეჯერ უფრო ეფექტურია ვიდრე ინკანდესცენტური ლამპები ანალოგიური სინთის გამოსახულებით.

როგორ მუშაობს ფლუორესცენტური ლამპა?

ფლუორესცენტური ლამპის მუშაობის პრინციპის შესახებ საუბარის წინ ჩვენ გამოვიყენებთ ფლუორესცენტური ლამპის სქემას ანუ ტუბულური სინთის სქემას.

აქ ჩვენ ვაკავშირებთ ერთ ბალასტს, ერთ სიჩქარეზე და სიჩქარის წყაროს სერიულად როგორც ნაჩვენებია. შემდეგ ვაკავშირებთ ფლუორესცენტურ ტუბულურ ლამპას და სტარტერს მის ზედაპირზე.

• როდესაც ჩვენ ჩართავთ სიჩქარის წყაროს, სრული სიჩქარის ვოლტი არის ლამპას და სტარტერზე ბალასტის მეშვეობით. მაგრამ იმ მომენტში არ ხდება დისჩარჯი, ანუ ლამპა სინთეს არ აქვს.

• სრული სიჩქარის დროს პირველი გლოუ დისჩარჯი დადგება სტარტერში. ეს იმიტომ ხდება, რომ სტარტერის ნეონის ბულბის ელექტროდების განსხვავება ბევრად ნაკლებია ვიდრე ფლუორესცენტურ ლამპაში.

• შემდეგ სტარტერის შინაგან გაზის იონიზაცია ხდება სრული სიჩქარის შედეგად და გაძღებს ბიმეტალურ სტრიპს. ეს იწვევს ბიმეტალურ სტრიპს დაკავშირებას ფიქსირებულ კონტაქტთან. ახლა სტარტერში დაიწყება ელექტრონების გადატეကილობა. თუმცა ნეონის იონიზაციის პოტენციალი მეტია ვიდრე არგონის, მაგრამ პატარა ელექტროდების განსხვავების გამო ნეონ ბულბაში დიდი ვოლტის გრადიენტი გამოჩნდება და გლოუ დისჩარჯი დაიწყება სტარტერში.

• როდესაც ელექტრონები დაიწყებს გადატექსილობას სტარტერის ნეონ ბულბის დაკავშირებულ კონტაქტებზე, ნეონ ბულბაზე ვოლტის დარტყმა შეიცვლება რადგან ელექტრონები იწვევს ვოლტის დარტყმას ინდუქტორზე (ბალასტზე). როდესაც ნეონ ბულბაზე არ არის ვოლტი, არ ხდება გაზის დისჩარჯი და ბიმეტალური სტრიპი გამოიცილება ფიქსირებული კონტაქტისგან. როდესაც სტარტერის ნეონ ბულბის კონტაქტები დაიჭერება, ელექტრონების გადატექსილობა იწყება და ინდუქტორზე (ბალასტზე) დიდი ვოლტის დარტყმა წარმოიქმნება.
  

  

• ეს დიდი ვოლტის დარტყმა წარმოიქმნება ფლუორესცენტურ ლამპას (ტუბულურ სინთის) ელექტროდებზე და დახრევს პენინგ მიქსტურას (არგონ გაზისა და ვისმური პარის მიქსტურას).

• გაზის დისჩარჯის პროცესი დაიწყება და განაგრძობს და ელექტრონები დაიწყებს გადატექსილობას ფლუორესცენტურ ლამპაში (ტუბულურ სინთის) თავად. პენინგ გაზის დისჩარჯის დროს გაზის წინააღმდეგობა დაბალია ვიდრე სტარტერის წინააღმდეგობა.

• ვისმური ატომების დისჩარჯი წარმოიქმნება ულტრაფიოლეტური რადიაციით, რომელიც იწვევს ფოსფორულ ფუთის გამოსხივებას ხილვადი სინთით.

• სტარტერი გაუქმდება ფლუორესცენტური ლამპის (ტუბულური სინთის) გასუნთქვაში რადგან არ გადის ელექტრონები სტარტერზე.

ფლუორესცენტური ლამპის ფიზიკა

როდესაც საკმარისი დიდი ვოლტი დაიწყებს ელექტროდებზე, ძალიან ძლიერი ელექტრო ველი იქმნება. პატარა ელექტრონების დარტყმა ელექტროდებზე გაძღებს ფილამენტს. რადგან ფილამენტი არის ოქსიდური შეფუთვით შესაბამისი რაოდენობის ელექტრონები იქმნება და ისინი რბენენ უარყოფითი ელექტროდიდან დადებით ელექტროდამდე ძლიერი ელექტრო ველის შედეგად. ელექტრონების მოძრაობის დროს დისჩარჯის პროცესი დაიწყება.

დისჩარჯის ბაზისური პროცესი ყოველთვის შედგება სამი ეტაპისგან:

1. ელექტრონები იღებენ ელექტროდებიდან და ისინი აჩქარებულია გადატექსილობის ელექტრო ველით.

2. ელექტრონების კინეტიკური ენერგია გადაიყვანება გაზის ატომების აქტივირების ენერგიაში.

3. გაზის ატომების აქტივირების ენერგია გადაიყვანება რადიაციაში.

დისჩარჯის პროცესში, ერთი ულტრაფიოლეტური სპექტრული ხაზი 253.7 nm იქმნება დაბალი ვისმური პარის წნევაში. რადიუს შესაქმნელად ბულბის ტემპერატურა უნდა იყოს 105-115oF. ტუბულის სიგრძე და დიამეტრის შეფარდება უნდა იყოს ისეთი, რომ ფიქსირებული ვატის დაკარგვა ხდებოდეს ორივე მხარეს. აქ დაკარგული ვატები ანუ ელექტროდების გასუნთქვა ეწოდება კათოდის და ანოდის დაცემის რეგიონს. ეს დაკარგული ვატები ძალიან პატარაა. კათოდები უნდა იყოს ოქსიდური შეფუთვით. სათბო კათოდები არის დასაქმებული ელექტრონების დიდი რაოდენობით. სათბო კათოდები არის გათბებული წრედში გადის ელექტრონები და ეს ელექტრონები არის წარმოებული ჩოკით ან კონტროლის გეარით. რამდენიმე ლამპას აქვს ცივი კათოდებიც. ცივი კათოდები არის უფრო დიდი ეფექტური ფართობით და უფრო დიდი ვოლტი როგორც 11 kv დარტყმით იქმნება იონები. გაზის დისჩარჯი დაიწყება ამ დიდი ვოლტის დარტყმით. მაგრამ 100-200 V დარტყმით კათოდის გასუნთქვა იცავს კათოდისგან და ეს ეწოდება კათოდის დაცემა. ეს იქმნის იონების დიდ რაოდენობას რომელიც აჩქარებულია ანოდის მიმართ და იწვევს მეორე ელექტრონების წარმოქმნას დაზიანების შემდეგ რაც იწვევს უფრო მეტ იონებს. მაგრამ სათბო კათოდის დისჩარჯის დროს კათოდის დაცემა არის მხოლოდ 10 V.

ფლუორესცენტური ლამპის ისტორია და გამოწვევა