Fluoresan Lamba ve Fluoresan Lambanın Çalışma Prensibi

Fluoresan Lamba Nedir?

Bir fluoresan lamba düşük ağırlıklı bir civa buhar lambasıdır ve floresansı kullanarak görünür ışık üretir. Gazdaki elektrik akımı civa buharını enerjilendirir ve buharlaşma süreciyle ultraviyole ışınım oluşturur. Bu ultraviyole ışınım, lambanın iç duvarındaki fosfor kaplamasını görünür ışık yayılmasına neden olur.

Bir fluoresan lamba, elektrik enerjisini ısıtıcı lambalar ile kıyaslandığında çok daha etkin şekilde faydalı ışık enerjisine dönüştürür. Fluoresan aydınlatma sistemlerinin tipik parlaklık verimliliği, eşit ışık çıkışıyla karşılaştırıldığında ısıtıcı lambalardan birkaç kat daha fazla olan 50 ila 100 lümen per watt aralığındadır.

Fluoresan Lamba Nasıl Çalışır?

Bir fluoresan lambanın çalışma ilkesini anlatmadan önce, öncelikle bir fluoresan lambanın devresini yani tüp lambanın devresini göstereceğiz.

Burada bir balast, bir anahtar ve seri olarak gösterildiği gibi bir besleme bağlarız. Daha sonra, fluoresan tüpü ve bir başlatıcıyı ona bağlarız.

• Beslemeyi açtığımızda, tam gerilim hem lamba hem de balast aracılığıyla başlatıcıya gelir. Ancak o anda, herhangi bir boşaltma gerçekleşmez, yani lambadan ışık çıkışı olmaz.

• O tam gerilimde ilk olarak başlatıcıda parıltı boşaltması oluşur. Bu, çünkü başlatıcının neon ampulündeki elektrot aralığı, fluoresan lambanın elektrot aralığından çok daha küçüktür.

• Daha sonra, bu tam gerilim nedeniyle başlatıcı içindeki gaz iyonize olur ve bimetrik şeridi ısıtırır. Bu, bimetrik şeridin eğilmesine ve sabit temas noktasına bağlanmasına neden olur. Şimdi, akım başlatıcıdan geçmeye başlar. Neonun iyonizasyon potansiyeli argondan daha yüksek olmasına rağmen, küçük elektrot aralığı nedeniyle neon ampulde yüksek bir gerilim gradyanı ortaya çıkar ve bu nedenle parıltı boşaltması başlatıcıda ilk başlar.

• Neon lambanın dokunulan kontaktlarına akım başladığında, indüktör (balast) üzerinden bir gerilim düşümü oluştuğu için neon lamba üzerindeki gerilim azalır. Azalan veya hiç olmayan gerilim seviyesinde, neon lambada daha fazla gaz boşalması gerçekleşmez ve bu nedenle bimetalli şerit soğur ve sabit kontaklardan ayrılır. Başlatıcı neon lambasındaki kontaktların koptuğu anda, akım kesilir ve bu an, indüktör (balast) üzerinde büyük bir gerilim sıçraması oluşmasına neden olur.
  

  

• Bu yüksek değerdeki ani gerilim yayılım lambasının (tülumba lambasının) elektrotları arasında ortaya çıkar ve penning karışımı (argon gazı ve cıva buharı karışımı) tetiklenir.

• Gaz boşalma süreci başlar ve devam eder, bu nedenle akım tekrar yayılım lambasının (tülumba lambasının) kendisi üzerinden akış yoluna sahip olur. Penning gaz karışımının boşalması sırasında, gazın sunduğu direnç, başlatıcının direncinden daha düşüktür.

• Cıva atomlarının boşalması ultraviyole ışın oluşturur, bu da fosfor tozu kaplamasını görünür ışın yayar hale getirir.

• Yayılım lambası (tülumba lambası) parıldadığı sırada başlatıcı etkisiz hale gelir çünkü bu durumda başlatıcıdan hiçbir akım geçmez.

Yayılım Lambasının Arkasındaki Fizik

Elektrotlara yeterince yüksek bir gerilim uygulandığında, güçlü bir elektrik alan oluşturulur. Elektrot tellerinden geçen küçük miktardaki akım, tel sarımını ısıtır. Tel oksitleme kaplamalı olduğundan, yeterli miktarda elektron üretilir ve bu güçlü elektrik alan nedeniyle bu elektronlar negatif elektrot veya katodtan pozitif elektrot veya anoda doğru hızla hareket eder. Serbest elektronların hareketi sırasında, boşalma süreci kurulur.

Temel boşalma süreci her zaman üç adıma izin verir:

1. Serbest elektronlar elektrotlardan elde edilir ve uygulanan elektrik alan tarafından ivmelendirilirler.

2. 1. Serbest elektronların kinetik enerjisi gaz atomlarının heyecan enerjisine dönüştürülür.

   2. Gaz atomlarının heyecan enerjisi radyasyona dönüştürülür.

   Deşarj sürecinde, cıva buharının düşük basıncında tek bir ultra morötesi spektral çizgi (253.7 nm) üretilir. 253.7 nm ultra morötesi ışın üretmek için ampul sıcaklığı 105 ila 115oF arasında tutulur.
   Tüpün uzunluk çap oranı, her iki uçta sabit watt kaybının oluşması için belirlenmelidir. Bu watt kaybı veya elektrotlerin parlaması olduğu bölge kated ve anot düşme bölgesi olarak adlandırılır. Bu watt kaybı çok küçüktür.
   Yine, katedler oksit kaplı olmalıdır. Sıcak kated, serbest elektronların bol miktarda sağlanması sağlar. Sıcak kated, dolaşan akım ile ısıtılan elektrotları ifade eder ve bu dolaşan akım, şoke ya da kontrol ekipmanı tarafından sağlanır. Bazı lambalar soğuk katede de sahiptir. Soğuk katedler, daha büyük etkin alanı ve yüksek gerilim (örneğin 11 kv) uygulanır ve bu sayede iyonlar elde edilir. Yüksek gerilim uygulaması nedeniyle gaz deşarjına başlar. Ancak 100 ila 200 V'da kated parlaması katedden ayrılır, bu kated düşmesi olarak adlandırılır. Bu, anota doğru hızlandırılan iyonların büyük bir kaynağı sağlar ve çarpma sonucunda ikincil elektronlar üretir, bu da kendi sırasıyla daha fazla iyon üretir. Ancak sıcak kated deşarjında kated düşmesi sadece 10 V'da gerçekleşir.

   Fluorosan Lambanın Tarihi ve İcatı

   • 1852 yılında Sir George Stokes, ultra morötesi ışın radyasyonunun görünür radyasyona dönüşümünü keşfetti.

   • Bu zamandan 1920'ye kadar, cıva ve sodyum buharında düşük ve yüksek basınçlı elektrik deşarjlarını geliştirmek için çeşitli deneyler yapıldı. Ancak, geliştirilen tüm devreler ultra morötesi ışını görünür ışına dönüştürmek için yeterince verimli değildi. Çünkü, elektrotlar yayma deşarj fenomenini oluşturmak için yeterli elektron salıveremedi. Ayrıca, birçok elektron gaz atomlarıyla elastik bir şekilde çarpıştı. Bu yüzden, kullanılabilecek spektral çizgiler oluşturulmadı. Ancak fluorosan lambalar üzerinde çok az çalışma yapıldı.

   • Ancak 1920'lerde, önemli bir ilerleme oldu. Düşük basınçta cıva buharı ve inerte gazın karışımının, elektrik girdi gücünün %60'ını 253.7 nm'de tek bir spektral çizgiye dönüştürme konusunda verimli olduğu keşfedildi.
     Uygun fluorosan malzeme kullanarak ultra morötesi ışın görünür ışına dönüştürülebilir. Bu zamandan itibaren fluorosan lambalar günlük hayatta yaygın hale geldi.

   • Daha sonra, Dr. W. L. Enfield, 1934 yılında Dr. A. H. Crompton'dan fluorosan kaplama lampa kullanımı hakkında bir rapor aldı. Anında Enfield bir araştırma ekibi oluşturdu ve ticari fluorosan lamba üretmeye başladı. 1935 yılında takımının %60 verimlilikte bir prototip yeşil fluorosan lampası üretti.

   • İki buçuk yıl sonra, beyaz ve diğer altı renkte fluorosan lambalar piyasaya sürüldü. Çeşitli floresan toz karışımı, fluorosan lambalarından çeşitli renkler üretmek için kullanıldı. İlk lamba, 18 inç, 25 inç ve 36 inç uzunluklarında 15, 20 ve 30 W güçte tanıtıldı.

   • Bir süre sonra, 40 W T12, 4 fit lamba tanıtıldı ve ofis, okul, endüstri aydınlatmasında yaygın olarak kullanıldı. Erken lambalar 3500K civarında biraz sarımsı bir ışık veriyordu. Daha sonra, 6500K gündüz lambaları geliştirildi ve bu lambalar, bulutlu bir gökyüzünde ortalama kuzey gökyüzündeki ışığı simüle edebiliyor.

   • Genel olarak, 4 fit lambalar, 1.5 inç çapında, 40 W güçte 1940 yılında piyasada mevcuttu. Ancak, graduel olarak tasarımlar daha iyi kullanım için değiştirildi. Lambaların deşarj bölümü değiştirildi. Argon hala kullanılıyor, ancak öncekinden biraz daha düşük basınçta. Cıva buharı aynı basınçta korunuyor. Bu lamba 100 ila 105 V gerilim düşümü ile 425 mA gerektiriyor.

   Açıklama: Orijinali saygıya alın, iyi makaleler paylaşılabilir, eğer kopyalama varsa lütfen silme isteği ile iletişime geçin.