Chủ yếu bóng đèn hình quang có dạng hình trụ tròn, có 2 đầu điện cực.
1. Cấu tạo, nguyên lí hoạt động
a] Cấu tạo
_ Bóng đèn là ống
thủy tinh hình trụ tròn trong có tráng một lớp bột huỳnh quang mỏng.
_ Trong ống thủy tinh người ta hút
hết không khí và thay vào đó là một loại khí trơ [có thể là Argon hoặc Neon] và
vài giọt thủy ngân lỏng. Hai đầu của bóng đèn có hai sợi dây tóc nhỏ bằng
Volfram. Bên ngoài ống có tráng một lớp BaO để phát xạ điện tử khi bị đốt nóng
bằng hai điện cực dẩn từ hai đầu ống vào.
_ Để đèn huỳnh quang hoạt động được
cần có hai thiết bị khác là chấn lưu và Stacte [con chuột].
_Chấn lưu chỉ là một cuộn dây, trong quá trình khởi động, chấn lưu tạo ra một suất điện động tự cảm, kết hợp với Unguồn tạo ra điện áp Ukđ = 400v xuất hiện
phóng điện giữa 2 cực của đèn, ở chế độ xác lập, điện áp hầu hết rơi trên chấn lưu, 2 đầu bóng chỉ còn khoảng 40v.
_Chấn lưu có ba công dụng chính:
+ Cung cấp thế hiệu khởi động một cách chính xác bởi vì đèn cần hiệu điện thế khởi động lớn hơn hiệu điện thế làm việc
+ Làm hợp hiệu điện thế nguồn về giá trị hiệu điện thế làm việc của đèn
+ Hạn chế dòng điện đi qua đèn để tránh đèn bị hỏng bởi vì khi hồ quang xuất hiện thì tổng trở của đèn sẽ giảm [hiệu ứng điện trở vi phân âm]
_ Có 3 loại chấn lưu là chấn lưu sắt từ, chấn lưu điện từ và chấn lưu điện tử.
Bản chất của Stacte là một tụ điện dùng rơle nhiệt lưỡng kim, bên trong chứa khí neon. Khi có dòng điện đi qua, hai cực của nó tích điện đến một mức nào đó
thì phóng điện. Nó có tác dụng khởi động đèn ban đầu.
Cấu tạo stacte gồm
hai cực : cực tĩnh và cực động
cực động có cấu tạo bimetal [phiến
kim loại thép] khi khóa đóng thì xảy ra phát sinh hồ quang làm stacte bị nối
tắt.
Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Trên thực tế nó là một dạng plasma tạo ra qua sự trao đổi điện tích liên tục.
Cấu tạo.
b] Nguyên lí hoạt động
Khi mới đóng điện, tắc te còn hở. Điện áp cao [220V] làm phóng điện gây hồ quang ở hai đầu tắc te
Hồ quang này làm nóng điện cực, điện cực này mới chạm vào điện cực kia, tạo dòng nung điện trở 2 đầu bóng đèn.
Khi 2 điện cực nguội, nó lại hở ra. Dòng bị cắt đột ngột, sẽ có điện áp cảm ứng cao từ Ballast, gây phóng điện trong đèn.Nếu chưa phóng điện thì lại có hồ quang, và tiếp diễn quá trình trên.
Nếu phóng điện được rồi, điện áp giảm xuống, tắc te không còn khả năng phóng hồ quang nữa, và không còn tác dụng gì.
Nguyên lý hoạt động.
Trong khi bóng đèn sợi đốt phải sử dụng dây tóc để chiếu sáng, do cấu tạo đặc trưng nên quá trình chiếu sáng của đèn tốn khá nhiều năng lượng thì bóng đèn sợi quang lại khắc phục tốt nhược điểm này. Nguyên nhân là do cơ chế phóng điện giữa hai điện cực của đèn, tạo ra tia cực tím, phóng vào lớp bột huỳnh quang được chứa trong ống, tạo ra ánh sáng. Quá trình tích điện và chiếu sáng này diễn ra khá nhanh, không tiêu hao quá nhiều năng lượng, đồng thời trong quá trình chiếu sáng, bóng đèn huỳnh quang lại không tỏa nhiều nhiệt lượng, do đó đèn sẽ sáng hơn các loại đèn thông thường khác.
-Tuổi thọ cao
Thay vì đốt nóng dây dẫn để phát sáng như đèn sợi đốt, cơ chế chiếu sáng của bóng đèn huỳnh quang đã khiến cho tuổi thọ của loại thiết bị chiếu sáng này tăng lên rất nhiều lần, trung bình dao động khoảng 10.000 giờ, gấp rất nhiều lần so với dạng đèn sợi đốt.
- Giá rẻ
So với các loại đèn như đèn phóng điện công suất lớn hay việc phải thay đèn sợi đốt liên tục thì bóng đèn huỳnh quang lại được liệt vào danh sách dẫn đầu về thiết bị chiếu sáng tiết kiệm chi phí. Không khó khăn trong sử dụng, không tốn nhiều chi phí, tuổi thọ lâu bền là những điểm vượt trội đa phần người sử dụng đều cân nhắc.
_Cấu tạo phức tạp.
_Cần mồi để phát sáng nên đèn sáng chậm.
- Gây hại cho mắt: Ánh sáng không liên tục, có hiện tượng nhấp nháy.
Do hoạt động trên nguyên tắc phóng điện nên bóng đèn huỳnh quang thường có độ sáng không ổn định và rất khó nhận biết. Nhược điểm này ảnh hưởng khá lớn đến thị lực của người sử dụng, nhất là trẻ nhỏ. Việc sử dụng thường xuyên và lâu dài bóng đèn huỳnh quang để làm việc, học tập chắc chắn sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến thị lực sau này.
Sử dụng lâu dài sẽ làm giảm thị lực
- Vấn đề môi trường
Bóng đèn Huỳnh quang, với hình dạng quăn, xoắn riêng biệt, nhìn rất bắt mắt, chúng được cho là có ưu điểm giúp tiết kiệm lượng điện tiêu thụ và giảm ô nhiễm.
Tuy nhiên, mỗi bóng đèn huỳnh quang lại có chứa khoảng 5 mi – li – gam thuỷ ngân. Dù rằng, đây chỉ là một lượng nhỏ xíu, nhưng thật sự 5 mi – li – gam thuỷ
ngân là đủ để nhiễm bẩn khoảng 22680 lít nước uống, theo khuyến cáo của Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ [EPA].
Nếu có 1 bóng đèn huỳnh quang bị phá vỡ với bất kỳ lý do gì đi nữa, thì có nghĩa là 5 mi – li – gam thuỷ ngân độc hại sẽ được phát tán ra môi trường, và gây
ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của những người tình cờ tiếp xúc với nó. Theo khuyến cáo của Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ[EPA]: Tiếp xúc thuỷ
ngân ở lượng thấp [dưới 5 mi – li – gam] có thể gây ra các hiện tượng run, thay đổi tính tình, bị mất ngủ, mệt mỏi cơ bắp, và chứng nhức đầu. Nếu tiếp xúc ở
liều lượng cao hoặc tiếp xúc lâu dài có thể dẫn đến chứng đần độn, thay đổi nhân cách, điếc, mất trí nhớ, thậm chí là hủy hoại nhiễm sắc thể; các tế bào thần
kinh, não, và thận cũng sẽ bị hủy hoại nặng. Chất thủy ngân độc hại này còn ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thần kinh của bào thai và trẻ em.
Do có lớp bột lưu huỳnh trong bóng nên quá trình xử lý bóng bị hỏng, nếu làm không tốt sẽ ảnh hưởng đến môi trường và có thể gây hại cho người sử dụng. Do
đó trong quá trình sử dụng, cần đặc biệt chú ý đến vấn đề tiêu hủy, tránh tình trạng bột lưu huỳnh trong bóng đèn ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường và chính
người sử dụng.
Đèn compact
1: Khái niệm.
Đèn compact là loại đèn huỳnh quang công suất nhỏ. Đèn có ống thuỷ tinh bé uốn
gấp theo hình chữ U. Mỗi đèn có 1U, 2U hoặc 3U hay có thể là ống xoắn thu gọn
kích thước gần bằng với bóng sợi đốt. Vì kích thước nhỏ gọn nên trong tiếng Anh
gọi là compact. Ở nước ta hiện nay chưa có tên gọi nào khác cho loại đèn này
nên vẫn dùng tên tiếng Anh hay gọi bằng tên phiên âm là com pắc.
2: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bóng đèn Compact.
a] Cấu tạo đèn compact
_Đèn compact thực chất là loại đèn huỳnh quang có công suất nhỏ.
_Kỹ sư Ed Hammer công bố đầu năm 1976 về hình dạng của đèn compact có ống thủy tinh bé uống khấp thành hình chữ U, 2U, 3U,…[tùy theo công suất mà
mỗi bóng được cấu tạo nhiều hay ít chữ U] hoăc có dạng ống xoắn thu gọn kích thước gần bằng với bóng đèn sợi đốt ban đầu.
Có rất nhiều hình dáng nhưng các bóng đèn compact đều có cấu tạo chung gồm
+Bóng đèn là ống thủy tinh được phủ một lớp bột huỳnh quang. Bóng đèn compact còn được phủ 100% bột 3 phổ nên phát ra nhiều ánh sáng hơn và phù hợp
với cảm nhận của mắt người.
+ Đuôi đèn.
+ Chấn lưu: Đèn sử dụng chấn lưu điện tử để khởi động và duy trì phát sáng ổn định, tạo dòng điện dao động hàng chục ngàn lần trong một giây nên không gây
hiện tượng ánh sáng nhấp nháy, làm mỏi mắt như đèn huỳnh quang thông thường.
Ngoài ra, để tăng tuổi thọ cho điện cực và tạo ánh sang màu người ta còn bơm vào đèn khí trơ như neon cùng hơi thủy ngân.
b] Nguyên lí hoạt động
Khi đóng nguồn điện, giữa hai đầu cực xảy ra hiện tượng phóng điện làm phát ra
tia cực tím. Tia cực tím được tạo ra sẽ tác động vào lớp bột huỳnh quang để tạo ra ánh sáng. Hiện tượng phóng diện xảy ra giữa hai đầu điện cực là nhờ tác dụng
của chấn lưu và tắc te.
3: Ưu và nhược điểm.
So với bóng đèn sợi đốt, bóng đèn compact có rất nhiều điểm vượt trội.
Tiết kiệm 80% điện năng.
Phát sáng gấp 8 lần.
Tuổi thọ gấp 6 lần.
Ánh sáng an toàn với mắt của người sử dụng
Tuy nhiên, bóng đèn compact vẫn còn tồn tại một số hạn chế:
Chỉ dung bóng đèn compact ở những nơi có nguồn điện ổn định nến không sẽ giảm
hiệu quả sử dụng và giảm độ bền.
Tránh những nơi mưa gió ẩm ưởt sẽ làm hỏng tụ của bóng đèn.
4: Tại sao bóng đền Compact lại tiết kiệm điện năng.
Đèn compact sử dụng chấn lưu điện tử để khởi động và duy trì phát sáng ổn định
trong thời gian dài. Bóng đèn compact còn tạo dòng điện dao động hàng chục ngàn
lần trong một giây nên không gây ra hiện tượng ánh sáng nhấp nháy làm mỏi mắt
người dung như đèn huỳnh quang kiểu cũ. Bóng đèn compact phát ra lượng ánh sáng
nhiều hơn gấp 4-5 lần bóng đèn sợi đốt cùng công suất. Bởi vậy nếu bạn thay thế
đèn sợi đốt bằng đèn compact sẽ tiết kiệm được 80% điện năng.
Bóng đèn compact huỳnh quang cũng có nguyên tắc hoạt động như đèn huỳnh quang thông thường nhưng có kích thước gọn nhỏ tạo hình chắc chắn. Chui đèn có 2 loại: Chui xoắn và chui gài có tích hợp chấn lưu điện tử. Vì thế thay thế đèn sợi đốt bằng đèn compact rất đơn giản. Đèn compact huỳnh quang có nhiều công suất khác nhau: 5W,8W,15W,18W... trong khi bóng đèn sợi đốt loại nhỏ nhất đã là 10W. Theo các nhà sản xuất, một bóng đèn compact 20W có độ sáng tương đương với bóng đèn sợi đốt có công suất 100W, bóng đèn compact 12W có độ sáng tương đương với bóng đèn sợi đốt có công suất 60W. Do đó sử dụng đèn compact huỳnh quang có thể tiết kiệm từ 75-80% điện năng so với đèn sợi đốt, nhưng vẫn cho chất lượng sáng tương đương, với nhu cầu sử dụng 3 giờ mỗi ngày, đèn compact 1 năm tiết kiệm được 88kW điện. Tuổi thọ của bóng đèn compact là 6.000 giờ, tương đương với 6 năm sử dụng.
Ngoài ưu thế tiết kiệm điện năng, bóng đèn compact còn giảm thiểu sự nhấp nháy ánh sáng do được trang bị chấn lưu điện tử so với đền huỳnh quang ống thẳng thường dùng chấn lưu điện từ. Bóng đèn compact khi thay cho bóng đèn sợi đốt sử dụng lại chui đèn cũ. Do đó, người tiêu dùng chỉ mua bóng đèn mới để lắp đặt một cách đơn giản, không đòi hỏi thay đổi đáng kể nào về kỹ thuật. Đèn compact huỳnh quang thích hợp cho chiếu sáng gia đình, một số nhà hàng và những nơi yêu cầu số lượng đèn không lớn.
Hiện nay, các hộ gia đình ở thành thị sử dụng bóng đèn sợi đốt ít hơn nhiều so với bóng đèn huỳnh quang. Bòng đèn sợi đốt được sử dụng nhều trong khách sạn, nhà hàng, cao ốc văn phòng... vì tính năng đặc biệt của nó: Tạo hiệu quả ấm cúng, có thể điều chỉnh độ sáng mạnh yếu theo ý thích... Bóng đèn sợi đốt thì có thể sáng ở bất cứ điện áp nào nên nó được sử dụng nhiều nhất ở nông thôn, nơi có điều kiện điện năng khắc nghiệt. Để bóng đèn compact phát sáng, điện áp phải từ 180V – 260V nhưng đường điện về nông thôn hiện nay bị tổn thất điện năng rất nhiều, càng về vùng sâu, vùng xa, điện càng yếu. Đèn compact huỳnh quang thì không thể nào chịu nổi điều kiện điện áp không ổn định như vậy. Mặt khác trong tình trạng điện áp trồi sụt thất thường, tuổi thọ của đèn compact lại không bằng bóng đèn sợi đốt.
Hiện nay giá đèn compact đắt hơn nhiều lần so với đèn sợi đốt. Đây cũng là một trong những nguyên nhân làm cho đèn compact huỳnh quang khó đến được với người dân nhất là những người dân nông thôn. Mặt khác, chất lượng của bóng đèn compact phụ thuộc rất nhiều vào giá thành và nhà sản xuất. Những loại đèn sản xuất từ Trung Quốc khá rẻ tiền nhưng chất lượng thấp. Do đó, các doanh nghiệp trong nước cũng cần phải nghiên cứu để sản xuất đèn vừa đáp ứng được yêu cầu tiết kiệm vừa đảm bảo chất lượng và hợp với túi tiền của người Việt Nam.
Như vậy, để việc thực hiện tiết kiệm điện có hiệu quả, trước tiên cần làm chuyển biến nhận thức của người tiêu dùng về các sản phẩm chiếu sáng hiệu suất cao, tiết kiệm điện và nêu rõ được hiểu quả vừa ích nước, vừa lợi nhà. Các ngành chức năng cần xây dựng, tạo điều kiện cho các nhà sản xuất trong nước bằng cơ chế chính sách thích hợp.
Mặt khác, mỗi loại bóng đèn tiết kiệm điện có ưu, nhược điểm khác nhau, nên điều quan trọng là hướng dẫn nhân dân cách sử dụng các loại bóng đèn tiết kiệm điện khác nhau. Những loại bóng nào mắc ở những vị trí nào thì phù hợp, phục vụ mục đích sử dụng gì là tốt nhất, bảo hành bảo dưỡng ra sao. Tăng cường thông tin tuyên truyền về lợi ích của việc dùng bóng đèn compact. Có như thế mới thật sự mang lại hiệu quả tiết kiệm đến như các nhà quản lý mong muốn.