Luminoza spuldze un tās darbības princips
Kas ir Fluorescenta Lampa?
Fluorescenta lampa ir zema svara svinuma gāzes lampa, kas izmanto fluorescenci, lai radītu redzamu gaismu. Elektriskais strāvas plūsma gāzē enerģētizē svinuma gāzi, kas caur emisijas procesu ģenerē ultravioleto starojumu, un šis ultravioletais starojums izraisa lampas iekšējo fosfora apklājumu radiēt redzamu gaismu.
Fluorescenta lampa efektīvāk pārvērš elektrisko enerģiju noderīgā gaismā nekā incandescentes lampas. Parastā gaismu efektivitāte fluorescentu lampu sistēmās ir 50 līdz 100 lumens uz vatiju, kas ir daudzkārt lielāks par incandescentes lampām ar līdzīgu gaismu produkciju.
Kā darbojas Fluorescenta Lampa?
Pirms apskatām fluorescenta lampas darbības principu, vispirms parādīsim fluorescenta lampas shēmu, citiem vārdiem runājot, tubulāras lampas shēmu.
Šeit mēs savienojam vienu ballastu, un vienu slēdzi, un piegāde ir savienota sērijā, kā attēlots. Pēc tam mēs savienojam fluorescentu lampu un starteri tās malā.
Kad ieslēdzam piegādi, pilna sprieguma vērtība nonāk gan lampā, gan startera krāsnē caur ballastu. Tomēr šajā mirkļa nav emisijas, t.i., no lampas nav gaismas iznākuma.
Šajā pilnajā spriegumā pirmā gāzes emisija tiek veidota startera krāsnē. Tas notiek, jo elektrodu atstarpe neonkrāsnē startera ir daudz mazāka nekā fluorescenta lampā.
Tad gāze startera krāsnē tiek jonizēta šāda pilnā sprieguma dēļ un siltina dvielementu juostu. Tādējādi dvielementu juosta piekrīt fiksētajam kontaktam. Tagad, strāva sāk plūst caur starteru. Nēona jonizācijas potenciāls ir lielāks nekā argona, bet tā kā elektrodu atstarpe neonkrāsnē ir mazāka, augsts sprieguma gradiens rodas neonkrāsnē, tādējādi gāzes emisija sākas pirmā startera krāsnē.
Noslēdzot kontaktus neonkrāsnē, spriegums tās malā samazinās, jo strāva rada sprieguma pazeminājumu induktora (ballasta) malā. Bez sprieguma vai ar mazu spriegumu neonkrāsnē, nebūs vairs gāzes emisijas, tādējādi dvielementu juosta dzestīs un atslinkšos no fiksētā kontakta. Kad kontakti tiks atslinkšotas neonkrāsnē, strāva tiks pārtraukta, un tajā mirkļa liels sprieguma sprādziena radīsies induktora (ballasta) malā.
Šis augstvērtīgais sprādziena spriegums nonāk fluorescenta lampas (tubulāras lampas) elektrodos un uzsprādzena penninga saisti (svinuma gāzes un argona maisījums).
Gāzes emisijas process sākas un turpinās, tādējādi strāva atkal iegūst ceļu caur fluorescenta lampas trubi (tubulāras lampas) pati. Penninga gāzes maisījuma emisijas laikā pretestība, ko piedāvā gāze, ir zemāka nekā pretestība, ko piedāvā starteris.
Svinuma atomu emisija ražo ultravioleto starojumu, kas savukārt izraisa fosfora pulvera apklājumu radiēt redzamu gaismu.
Starteris paliek neaktīvs, kad fluorescenta lampa (tubulāra lampa) spīd, jo šajā stāvoklī caur starteri neplūst strāva.
Fluorescenta Lampas Fizika
Ja piemēro pietiekami augstu spriegumu elektrodām, tiek izveidots stiprs elektriskais lauks. Maza strāvas daļa caur elektrodām sildīt filaments. Tā kā filaments ir oksīda apklāts, tiek radīts pietiekams elektronu daudzums, un tie strādā no negatīvās elektrodas vai katodes uz pozitīvo elektrodu vai anodi dēļ šī stiprā elektriskā lauka. Elektronu kustības laikā tiek izveidots emisijas process.
Baziskais emisijas process vienmēr seko trim soļiem:
Brīvie elektroni tiek gūti no elektrodām, un tie paātrināti ar piemērotu elektrisko lauku.
Brīvie elektroni kinētiskā enerģija tiek pārveidota par gāzes atomu enerģiju.
Gāzes atomu enerģija tiek pārveidota par starojumu.
Emisijas procesā, zemas spiediena svinuma gāzē tiek izveidots viens ultravioletais spektra līnija 253,7 nm. Lai ģenerētu 253,7 nm ultravioleto starojumu, lampas temperatūra jāuzglabā 105 līdz 115°F.
Trubas garuma un diametra attiecība jābūt tādai, lai abi galapunkti izraisītu fiksētu varu zudumu. Vieta, kur notiek šis varu zudums vai elektrodu spīdība, tiek saukta par katodu un anodu leju reģionu. Šis varu zudums ir ļoti mazs.
Atkal katodes jābūt oksīda apklātam. Siltā katode sniedz bagātīgu brīvu elektronu daudzumu. Siltās katodes, t.i., elektrodas, kas tiek sildītas ar cirkulējošo strāvu, un šo cirkulējošo strāvu nodrošina ballasts vai kontrolēšanas aprīkojums. Dažas lampas arī ir ar saldām katodēm. Saldu katodēm ir lielāks efektīvais platība un augstāks spriegums, piemēram, 11 kv, tiek piemērots, lai iegūtu jonus. Gāze sāk emisiju dēļ šī augstā sprieguma piemērošana. Tomēr 100 līdz 200 V katodes spīdība atdalās no katodes, tas tiek saukts par katodes leju. Tas nodrošina lielu jonu daudzumu, kas tiek paātrināti uz anodi, lai radītu sekundārus elektronus, kas savukārt radīs vēl vairāk jonu. Bet katodes leju siltās katodes emisijā ir tikai 10 V.
Fluorescenta Lampas Vēsture un Izgudrošana
1852. gadā sir George Stokes atklāja ultravioletā starojuma pārveidošanu redzamā gaismā.
No šī laika līdz 1920. gadam tika veikti dažādi eksperimenti, lai attīstītu zemu un augstu spiediena elektriskos emisijas svinuma un sālēja gāzē. Tomēr visi šie shēmas bija neefektīvi, lai pārveidotu ultravioleto starojumu redzamā gaismā. Tā bija tāpēc, ka elektrodas nevarēja emitēt pietiekami daudz elektronu, lai izveidotu loku emisijas parādību. Atkal daudzi elektroni sadarbojās ar gāzes atomiem elastiski. Tādējādi neveidojās spektra līnijas, ko varētu izmantot. Tomēr par fluorescentu lampām tika veikti ļoti mazi darbi.
Tomēr 1920. gados notika liels caurums. Tika atklāts, ka svinuma gāzes un inertgas maisījums zemā spiediena apstākļos ir 60% efektīvs, lai pārveidotu elektrisko enerģiju vienā spektra līnijā 253,7 nm.
Ultravioletais starojums tiek pārveidots par redzamu gaismu, izmantojot atbilstošu fluorescējošu materiālu lampas iekšpusē. No šī laika fluorescentu lampas tika ieviestas cilvēku ikdienas dzīvē.Vēlāk 1934. gadā dr. W. L. Enfield saņēma ziņojumu no dra. A. H. Crompton par fluorescējošu apklāto lampas izmantošanu. Tūlīt Enfield izveidoja pētniecības komandu, lai izveidotu komerciālas fluorescentu lampas. 1935. gadā viņu komanda izveidoja prototipa zaļu fluorescējošu lampu, kuras efektivitāte bija aptuveni 60%.
Divus pusgadus vēlāk, fluorescentu lampas tika ieviestas baltā un sešos citos krāsās tirgū. Dažādi fosfora pulvera maisījumi tiek izmantoti, lai izveidotu dažādas krāsas no fluorescentu lampām. Pirmā lampa tika ieviesta ar 15, 20 un 30 W 18 collu, 25 collu un 36 collu garumā.
Drīz pēc tam tika ieviesta 40 W T12, 4-piesa lampa, kas plaši tika izmantota birojos, skolās un rūpnīcu apgaismošanā. Agrākās lampas radīja gaismu, kas bija nedaudz gaiši dzeltens 3500K. Vēlāk tika izstrādātas 6500K dienas gaismas lampas, lai radītu gaismu, kas simuluē vidējo ziemeļu debesis gaismu nomākošā debesī.
Parasti 4 piesas lampas, ar 1,5
