I. Đèn huỳnh quang là gì?
Đèn huỳnh quang có tên tiếng anh là Fluorescent lamp, còn gọi là đèn ống huỳnh quang hay bóng tuýp thủy tinh. Trải qua lịch sử nghiên cứu của nhiều nhà khoa học khác nhau, phiên bản đèn ống huỳnh quang được phát triển và đánh dấu bởi Peter Cooper Hewitt, phát minh của ông được cấp bằng sáng chế năm 1901.
Đèn của Hewitt phát sáng khi có dòng điện chạy qua hơi thủy ngân ở áp suất thấp. Ở thời điểm đó đèn hơi thủy ngân này có hiệu suất tốt hơn nhiều so với đèn sợi đốt. Tuy nhiên nó vẫn có hạn chế do ánh sáng xanh lục phát ra. Đèn được dùng phổ biến từ 1939 đến nay và đang dần được thay thế bởi bóng đèn led và đèn Led năng lượng mặt trời do những hạn chế của nó.
II. Cấu tạo đèn huỳnh quang
So với đèn sợi đốt, bóng đèn huỳnh quang ngày nay được cấu tạo từ 3 phần tử để có thể phát sáng: (1) điện cực, (2) khí và (3) bột huỳnh quang. Cả 3 phần tử này đều đặt bên trong bóng thủy tinh có áp suất thấp.
Điện cực: được dùng để phát điện tử. Loại điện cực hiện nay dùng điện cực từ dây Vonfram quấn xoắn chúng phát xạ điện tử khi được nung nóng đến khoảng 900 độ C. 2 đầu điện cực này được nối với mạch điện xoay chiều.
Khí: Một lượng nhỏ thủy ngân được cho vào ống bóng đèn huỳnh quang, sau đó được hút chân không ở áp suất thấp. Dòng điện qua hơi thủy ngân này khiến chúng bức xạ và tạo ra ánh sáng tím có bước sóng 253.7nm. Áp suất hơi thủy ngân được duy trì ổn định bên trong bởi bóng thủy tinh; và được giữ ổn định trong suốt quá trình phát sáng. Ngoài ra người ta cũng bơm thêm vào đèn 1 số khí trơ khác; thường dùng khí argon và argon-neon làm tăng độ bền của điện cực.
Lớp bột huỳnh quang có tác dụng gì : Bột huỳnh quang hay phosphor là một hợp chất hóa học được quét bên trong thành ống. Bức xạ tím do điện cực và hơi thủy ngân phát ra tác động vào lớp bột huỳnh quang, tạo nên ánh sáng với bước sóng nằm trong vùng nhìn thấy được. Tùy thuộc vào hỗn hợp phosphor, các nhà sản xuất có thể thay đổi màu ánh sáng hoặc phổ của đèn.
III. Sơ đồ lắp đặt mạch điện đèn ống huỳnh quang
Để cho đèn ống huỳnh quang được phát sáng nhất thiết phải có thêm 2 thành phần nữa là tắc te và chấn lưu (hay tăng phô hay Ballast). Tắc te (con chuột) là bộ phận được nối song song với 2 đầu đèn huỳnh quang, chuyên dùng để khởi động đèn. Chấn lưu là bộ phận dùng để giới hạn dòng điện, không cho dòng điện quá cao sẽ gây hỏng bóng đèn. Chấn lưu phải được lắp ở dây pha (dây lửa) và được nối tiếp thêm với cầu chì và công tắc của bóng đèn.
IV. Nguyên lý hoạt động đèn huỳnh quang
Ánh sáng phát ra được tạo ra trong ống thủy tinh có hình trụ bịt kín. Bên trong ống thủy tinh có một chút chân không và được thêm đầy khí hiếm và sạch khác. Thường dùng khí argon và argon-neon. Mặt bên trong của ống được phủ bởi một lớp bột huỳnh quang. Điện cực ở hai đầu ống được nối với mạch điện xoay chiều
Khi đóng công tắc thì toàn bộ điện áp đặt vào hai tiếp điểm của tắc te; xuất hiện sự phóng điện giữa 2 thanh kim loại bên trong tắc te. Sự phóng hồ quang này làm cho 2 thanh kim loại nóng lên, biến dạng và tiếp xúc với nhau. Mạch điện kín này làm đốt nóng các điện cực, tích lũy năng lượng điện tự cảm bên trong chấn lưu.
Khi thanh kim loại nguội đi dẫn đến hở mạch, ngay lập tức xuất hiện điện áp cảm ứng trong chấn lưu tác động lên 2 đầu điện cực. Hiệu điện thế cảm ứng này đủ lớn để phóng điện qua chất khí trong đèn. Sự phóng điện này duy trì do thủy ngân đã ở trạng thái plasma, liên tục có dòng ion dẫn điện qua lại giữa 2 đầu điện cực.
V. Ưu và nhược điểm đèn Huỳnh quang
Đèn huỳnh quang được đánh giá có chất lượng tốt được sản xuất trên dây chuyền công nghệ tiên tiến, hiện đại nhất mang đến sự yên tâm nhất cho người tiêu dùng. Đèn đảm bảo các thông số kỹ thuật được bảo đảm theo một quy trình tốt nhất nên quý khách hàng có thể yên tâm lựa chọn và sử dụng các thiết bị đèn huỳnh quang.
Đèn huỳnh quang được thiết kế đơn giản với các kích thước khác nhau nên tùy vào nhu cầu sử dụng và lắp đặt ở các vị trí khác nhau mà người tiêu dùng có thể lựa chọn mua được đèn huỳnh quang có chất lượng tốt nhất.
Đèn huỳnh quang tiết kiệm điện năng hơn so với bóng đèn sợi đốt. Tuy nhiên đèn huỳnh quang không thể so sánh với công nghệ đèn Led hay đèn Led năng lượng mặt trời
Bên cạnh những ưu điểm thì đèn huỳnh quang có những nhược điểm:
Đèn huỳnh quang có chứa các thủy ngân độc hại đến sức khỏe. Khi bóng đèn huỳnh quang bị phá vỡ giải phóng một lượng nhỏ thủy ngân độc hại vào khí và phần còn lại tồn đọng tại thủy lớp vỏ thủy tinh của đèn.
Khi sử dụng đèn huỳnh quang liên tục trong thời gian dài thì sẽ làm giảm tuổi thọ của đèn. Thông thường đèn huỳnh quang thường phát ra ánh sáng theo hướng 360 độ, hoạt động của đèn như vậy là không hiệu quả vì đến hơn phân nửa ánh sáng cần được phản xạ và chuyển hướng đến các khu vực mong muốn đang được chiếu sáng.
Trong quá trình sử dụng đèn huỳnh quang luôn phát ra một lượng nhỏ bức xạ UV, ánh sáng tia cực tím được biết có thể làm bay màu nhuộm của sản phẩm may mặc hoặc các bức tranh nằm dưới ánh sáng của chúng. Đèn huỳnh quang có một lỗ hở nhỏ trong chấn lưu, ánh sáng có thể tạo ra tiếng ồn gây ảnh hưởng đến quá trình sử dụng đèn huỳnh quang.
VI. Thông số kỹ thuật đèn ống huỳnh quang phổ biến sử dụng hiện nay
Bóng đèn huỳnh quang hiện nay được phân thành 3 loại là đèn ống huỳnh quang T8, T12 và đèn ống huỳnh quang T5. Sự khác nhau giữa T5, T8 và T12 là ở kích thước của đèn, đèn T5 sẽ có đường kính nhỏ hơn đèn T8. Theo quy ước quốc tế:
Bóng đèn huỳnh quang T5 có đường kính 5/8 inch = 1.58 cm
Bóng đèn huỳnh quang T8 có đường kính 1inch = 2.54 cm
Bóng đèn huỳnh quang T12 có đường kính 1 + 1/2 inch = 3.81 cm
Các loại bóng đèn huỳnh quang trên thị trường hiện nay thường sẽ sử dụng loại T8. Lý do, hiệu suất phát quang của bóng đèn T8 cao hơn bóng đèn T12. Bóng đèn huỳnh quang T12 hiện đã không còn sản xuất trên thị trường.
Về chiều dài: Chiều dài của bóng đèn huỳnh quang được thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế 30cm, 60cm, 120cm, 240cm. Điều này giúp cho người tiêu dùng dễ dàng phân biệt và chọn lựa chủng loại đèn thay thế. Trong gia đình hiện nay sử dụng bóng đèn huỳnh quang 1m2 hay còn gọi “đèn tuýp thước hai” với công suất 36W chuẩn cho đèn. Ngoài ra còn có bóng đèn huỳnh quang 60cm hay “đèn tuýp sáu tất” với công suất 18W.
Đèn huỳnh quang T5 với kích thước bóng nhỏ hơn, được sử dụng trong các ứng dụng cần phạm vi chiếu sáng nhỏ hẹp hơn như: hắt trần thạch cao, kệ tủ hay kệ tivi.So sánh về hiệu suất phát sáng ở cùng mức công suất thì đèn T5 (99Lm/W) lớn hơn đèn T8 (90Lm/W). Do vậy sử dụng đèn T5 tiết kiệm điện hơn so với T8.
Độ nhấp nháy của bóng đèn huỳnh quang do tần số 50hz của điện lưới quốc gia sẽ dễ dàng gây hại cho mắt và giảm thị lực nhanh chóng. Thêm nữa chỉ số hoàn màu của bóng đèn huỳnh quang thấp CRI<70 tạo nên chất lượng ánh sáng không tốt.
