Có thể nói, trong các gia đình Việt Nam hiện nay, đèn huỳnh quang là một vật dụng không thể thiếu và có đóng góp vô cùng quan trọng. Được biết loại đèn này đã được phát minh cách đây khá lâu. Nhưng để hiểu hết về thông tin của vật dụng này chưa hẳn ai cũng biết. Vậy nên bạn hãy tìm hiểu qua các thông tin sau.
Đèn huỳnh quang là vật dụng như thế nào?
Đèn huỳnh quang có tên tiếng Anh là Fluorescent lamp, còn được gọi là đèn ống huỳnh quang, đèn tuýp. Nó bao gồm các điện cực vonfram và vỏ đèn được phủ một lớp bột huỳnh quang, chủ yếu là phosphor.
Ngoài ra, đèn còn được bơm một ít thủy ngân và khí trơ (neon, argon, …) để làm tăng độ bền của điện cực và giúp tạo ra ánh sáng của màu. Đây là một phiên bản của ống huỳnh quang do ông Peter Cooper Hewitt phát triển và đánh dấu. Phát minh này của ông được cấp bằng sáng chế vào năm 1901.
Chiếc đèn của ông Hewitt phát sáng khi có dòng điện chạy qua hơi thủy ngân áp suất thấp .Khi đó, đèn hơi thuỷ ngân này có hiệu suất tốt hơn nhiều so với đèn sợi đốt. Tuy nhiên, nó vẫn có những hạn chế do ánh sáng xanh lục mà do chính nó phát ra.
Đèn huỳnh quang sử dụng từ năm 1939 với quang phổ biến đổi và đang tăng dần. Ngày nay do những hạn chế của nó mang lại mà nó đang dần được thay thế bằng bóng đèn LED và bóng LED năng lượng mặt trời.
Cấu tạo của đèn và sơ đồ bên trong mạch điện
Đèn huỳnh quang được cấu tạo từ 2 thành phần, được phân chia thành cấu tạo bên ngoài và trong. Để tìm hiểu vào sâu bên trong chiếc đèn này thì chúng ta phải tìm hiểu về cấu tạo bên ngoài của bóng đèn trước, nó bao gồm một ống thủy tinh và hai điện cực như là một vỏ bọc cho những cấu tạo bên trong:
- Ống thủy tinh: có nhiều chiều dài khác nhau, ví dụ 0,6 m, 1,2m, 1,5 m, … ở bên trong mặt trong có phủ một lớp bột huỳnh quang.
- Hai điện cực: được làm bằng dây vonfram quấn dạng lò xo có phủ một lớp bari-oxi để phát ra các electron nung nóng đến nhiệt độ 900 độ C.
Vậy cấu tạo bên ngoài gồm có một ống thủy tinh có phủ bột huỳnh quang và hai điện cực dùng để phát điện tử thì bên trong chiếc đèn này gồm có cấu tạo gồm hai thành phần là chất khí và bột huỳnh quang:
- Chất khí: Một lượng nhỏ thủy ngân được đặt trong một ống của bóng đèn, sau đó được hút chân không dưới áp suất thấp. Dòng điện qua hơi thủy ngân này làm nó bức xạ, tạo ra ánh sáng tím có bước sóng là 253,7 nm. Giữ cho áp suất hơi thủy ngân duy trì ở mức ổn định bên trong và trong suốt quá trình thắp sáng.
- Lớp bột huỳnh quang: Bột huỳnh quang hay phosphor là một hợp chất hóa học được quét vào thành ống. Bức xạ màu tím do điện cực và hơi thủy ngân phát ra tác động vào lớp bột huỳnh quang và tạo ra ánh sáng có bước sóng trong khoảng nhìn thấy.
Bóng đèn huỳnh quang có cấu tạo ra sao?
Chắc hẳn, nhiều người dùng sẽ tìm hiểu cấu tạo của bóng đèn khi bắt đầu sử dụng nó. Thì sau đây, chúng tôi sẽ trình bày chi tiết về sơ đồ lắp đặt cũng như là những thiết bị liên quan đến bóng đèn.
Cấu trúc bên trong mạch điện của đèn ống huỳnh quang
Sơ đồ lắp đặt mạch điện của đèn không quá phức tạp, tất các công đoạn đều diễn ra dễ dàng. Sau đây, chúng tôi sẽ trình bày một số thiết bị dùng để lắp đặt mạch điện của đèn. Cụ thể như sau:
- Tắc te.
- Chấn lưu.
- Đèn.
Tắc te là thuật ngữ gì?
Tắc te hay con chuột là một thuật ngữ tiếng Việt thông dụng nhất dùng để chỉ một chi tiết của đèn ống huỳnh quang dùng để thắp sáng đèn. Cấu tạo của nó gồm hai thanh kim loại đặt với nhau trong một bóng thủy tinh chân không.
Ở hiệu điện thế khoảng 170 V, giữa hai thanh này xảy ra hiện tượng phóng điện làm chúng nóng lên, nở ra và chạm vào nhau. Bằng cách chạm vào, nó đã kết nối mạch cho hai dây tóc này bị đầu đèn đốt nóng và tỏa ra các điện tử tự do.
Sau khi tiếp xúc giữa hai thanh kim loại này không còn phóng điện nữa, chúng nguội dần và tách ra làm cho hai đầu một bóng đèn có hiệu điện thế cao khoảng 110V thì đèn đó bật sáng và vì mắc nối tiếp mắc nối tiếp với hai đầu bóng đèn này nên nó cũng có hiệu điện thế 110V. Hiệu điện thế này là không đủ để gây ra hiện tượng phóng điện trong tắc te và đèn sáng bình thường.
Chấn lưu là thiết bị gì?
Chấn lưu hay gọi là Ballast, nó là một thiết bị dùng để hạn chế dòng điện chạy trong mạch để đèn hoạt động tốt. Chấn lưu điện tử cho đèn huỳnh quang là một ứng dụng phổ biến. Chức năng của chấn lưu trong bóng đèn này là điều khiển dòng điện không quá cao có thể làm hỏng bóng đèn.
Trong các thiết bị chiếu sáng, chấn lưu có thể được coi là ‘trái tim’ truyền năng lượng xuyên suốt thiết bị. Nếu không có chấn lưu, đèn phải được kết nối trực tiếp với nguồn điện áp cao, dẫn đến không thể kiểm soát được công suất. Vì vậy, cần biết chấn lưu là gì để không mắc phải sai lầm khi lắp ráp và sử dụng đèn, điện.
Mạch điện bên trong của đèn bao gồm những gì?
Mạch điện của đèn được sắp xếp và theo một nguyên lý nhất định và để có một mạch điện đèn hoàn chỉnh thì mạch điện dùng để lắp đặt bóng đèn cần có 5 phần tử chính như sau:
- Cầu chì – thiết bị bảo vệ đôi với hiện tượng ngắn mạch.
- Công tắc đóng – mở đèn để hoạt động.
- Chấn lưu – giới hạn dòng điện chạy qua đèn khi đèn phát sáng quá.
- Tắc te – nối mạch khi điện áp cao ở 2 điện cực, ngắt mạch lúc điện áp giảm.
- Bóng đèn – phát ra ánh sáng.
Cơ sở nào để đèn huỳnh quang hoạt động?
Ánh sáng phát ra từ đèn huỳnh quang được tạo ra trong một ống thủy tinh hình trụ kín. Bên trong ống thủy tinh có chứa một chút chân không và chứa đầy các khí hiếm và sạch khác nữa và thường là hai loại khí argon và argon-neon. Cấu tạo bên trong của đèn được phủ một lớp bột huỳnh quang. Các điện cực ở hai đầu ống được nối với dòng mạch điện xoay chiều .
Khi đóng công tắc hay cầu dao, toàn bộ điện áp đặt vào hai đầu tiếp điểm của tắc te sẽ làm xảy ra hiện tượng hồ quang trong tắc te. Thanh lưỡng kim của công tắc bị nhiệt làm biến dạng làm cho tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh mạch kín của dòng điện chạy trong mạch làm nóng các điện cực.
Hiện tượng phóng điện phát ra một lượng lớn tia tử ngoại, các tia này kích thích bột huỳnh quang phát ra bức xạ ánh sáng. Sau đó thủy ngân bay hơi và hơi thủy ngân vẫn tiếp tục duy trì hiện tượng phóng điện. Khi đèn đã sáng, chấn lưu hạn chế dòng điện và ổn định phóng điện.
Một số ưu và nhược điểm của đèn huỳnh ống quang
Trước khi sử dụng đèn huỳnh quang chúng ta cần tìm hiểu rõ về ưu điểm và nhược điểm của chiếc đèn này để nắm bắt rõ những lợi thế hay tác hại mà chiếc đèn này có thể ảnh hưởng tới bạn cũng như gia đình hay công ty bạn.
Ưu điểm
Đèn huỳnh quang luôn được đánh giá cao là có chất lượng tốt, được sản xuất trên dây chuyền công nghệ hiện đại, tiên tiến nhất nhằm mang đến cho người tiêu dùng sự yên tâm nhất có thể. Đèn đảm bảo các thông số kỹ thuật đảm bảo theo một quy trình tốt nhất để khách hàng tin tưởng lựa chọn và sử dụng đèn một cách yên tâm.
Không những thế mà loại đèn này còn được thiết kế đơn giản với nhiều kích thước khác nhau nên người tiêu dùng có thể mua được đèn này chất lượng tốt ở nhiều nơi khác nhau tùy theo nhu cầu sử dụng và lắp đặt của mình.
Loại đèn này còn tiết kiệm năng lượng và hiệu suất phát sáng cao: So với đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang nổi bật hơn rất nhiều. Đèn cho ánh sáng tốt mà vẫn tiết kiệm điện. Chúng phóng điện giữa hai điện cực để không bị lãng phí năng lượng. Tuổi thọ của đèn rất cao từ 8000 đến 15000 giờ với giá cả phải chăng phù hợp với người tiêu dùng.
Nhược điểm đèn huỳnh quang
Tuy nhiên, ngoài những ưu điểm vượt trội trên giúp người tiêu dùng lắm rõ được nhiều lợi ích khi sử dụng bóng đèn thì bên cạnh đó thì chiếc đèn này cũng còn tồn tại một số nhược điểm mà bạn cần lưu ý như sau:
- Ánh sáng của đèn không được tốt cho mắt gây ảnh hưởng làm giảm thị lực.
- Đèn huỳnh quang có chứa chất thủy ngân có hại sức khỏe. Khi bóng đèn bị vỡ, một lượng nhỏ thủy ngân độc hại được giải phóng vào khí, phần còn lại nằm trong vỏ thủy tinh của đèn này.
- Nếu sử dụng đèn liên tục trong thời gian dài, tuổi thọ của bóng đèn sẽ bị rút ngắn. Thông thường, đèn này sẽ phát ra ánh sáng theo hướng 360 độ, hoạt động của loại đèn này không hiệu quả vì hơn một nửa lượng ánh sáng phải được phản xạ và chuyển hướng đến các khu vực mong muốn được chiếu sáng.
- Trong khi sử dụng ánh sáng huỳnh quang, luôn phát ra một lượng nhỏ bức xạ UV, tia UV được biết là nguyên nhân khiến quần áo hoặc màu sắc bị phai dưới ánh sáng của nó. Đèn còn có một lỗ nhỏ trên chấn lưu, ánh sáng có thể tạo ra tiếng ồn và sẽ ảnh hưởng đến việc sử dụng đèn.
Các loại thông số của đèn huỳnh quang hiện nay
Đèn huỳnh quang được chia thành 3 loại: đèn ống huỳnh quang T8, T12 và T5. Sự khác biệt giữa T5, T8 và T12 là kích thước của đèn, T5 có một dòng đường kính nhỏ hơn đèn T8. Theo bảng quy ước quốc tế:
- Bóng đèn T5: đường kính là 5/8 inch = 1,58 cm.
- Bóng đèn T8: đường kính là 1 inch = 2,54 cm.
- Bóng đèn T12: đường kính là 1 + 1/2 inch = 3,81 cm.
Trên thị trường hiện nay thường sử dụng bóng đèn T8 bởi hiệu suất hay đường kính đều lớn bóng đèn T12. Chiều dài của đèn đạt tiêu chuẩn quốc tế là 30cm, 60cm, 120cm, 240cm.
Điều này giúp người tiêu dùng dễ dàng hơn trong việc phân biệt và lựa chọn đèn huỳnh quang thay thế. Trong gia đình hiện nay sử dụng loại đèn 1m2 hay còn gọi là “đèn tuýp thước hai”, công suất tiêu chuẩn cho đèn là 36W. Ngoài ra còn có đèn 60cm hay là loại “đèn tuýp sáu tất” – công suất đạt 18W.
Bóng đèn T5 có kích thước nhỏ hơn, được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu vùng chiếu sáng hẹp hơn. So sánh về hiệu suất phát sáng thì cùng một mức công suất như nhau đèn T5 – 99Lm/W sẽ lớn hơn đèn T8 – 90lm / W. Do đó, sử dụng đèn T5 tiết kiệm điện năng hơn sử dụng đèn T8.
Sự nhấp nháy của đèn có tần số 50Hz điện lưới quốc gia dễ gây hại cho mắt và nhanh chóng làm suy giảm thị lực. Ngoài ra, chỉ số hoàn màu của loại đèn này thấp, CRI <70 nên chất lượng ánh sáng không tốt.
Kết luận
Có thể thấy, để tạo ra một chiếc đèn ống huỳnh quang là điều không đơn giản. Thông tin về đèn huỳnh quang đã được mô tả và giới thiệu chi tiết qua bài viết trên. Hi vọng với những kiến thức phổ thông trên sẽ giúp bạn hiểu hơn về loại vật dụng phổ biến và thiết thực này.
