Nội dung

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ   BỘ MÔN : THÍ NGHIỆM KỸ THUẬT ĐIỆN ĐỀ TÀI : KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG GVHD : TS LƯU THẾ VINH SVTH : LƯƠNG XUÂN DUY HỌC PHẦN: 111200604 MSSV: 10244441 Tp.HCM…..ngày….tháng .10..năm 2011 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- MỤC LỤC A . ÁNH SÁNG , CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN ĐO ÁNH SÁNG......................................................................4 1. Ánh sáng...................................................................................................................................5 2. Các đại lượng cơ bản đo ánh sáng..........................................................................................8 B . CÁC LOẠI NGUỒN SÁNG,CÁC LOẠI ĐÈN CHIẾU SÁNG................................................................8 1. Nguồn sáng...............................................................................................................................8 2. Các loại đèn chiếu sang...........................................................................................................9 ĐÈN SỢI ĐỐT...............................................................................................................................10 LED...............................................................................................................................................11 ĐÈN PHÓNG ĐIỆN.....................................................................................................................13 .....................................................................................................................................................13 Đèn huỳnh quang........................................................................................................................17 ĐÈN COMPACT.............................................................................................................................18 ĐÈN THUỶ NGÂN:........................................................................................................................19 BÓNG ĐÈN NATRI........................................................................................................................20 BÓNG ĐÈN METAL HALIDE...........................................................................................................20 3. Ngoài ra còn một số loại đèn khác........................................................................................20 BÓNG ĐÈN CAO ÁP SON tiêu chuẩn ............................................................................................21 BÓNG ĐÈN SON trắng..................................................................................................................21 ĐÈN CẢM ỨNG............................................................................................................................21 ĐÈN LASER...................................................................................................................................22 C. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐÈN.............................................................................................23 ĐÈN HALOGEN...............................................................................................................................23 ĐÈN LED.........................................................................................................................................24 ĐÈN HUỲNH QUANG......................................................................................................................24 ĐÈN THỦY NGÂN...........................................................................................................................27 D. CÁC SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN 1 VỊ TRÍ , 2 VỊ TRÍ , 3 VỊ TRÍ..................................................27 A . ÁNH SÁNG , CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN ĐO ÁNH SÁNG 1. Ánh sáng Ánh sáng là từ phổ thông dùng để chỉ các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường (tức là từ khoảng 400 nm đến 700 nm). Giống như mọi bức xạ điện từ, ánh sáng có thể được mô tả như những đợt sóng hạt chuyển động gọi là photon. Ánh sáng do Mặt Trời tạo ra còn được gọi là ánh nắng (hay còn gọi là ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc biến thiên liên t ục t ừ đ ỏ đến tím); ánh sáng Mặt Trăng mà chúng ta thấy được gọi là ánh trăng thực tế là ánh sáng do mặt trời chiếu tới mặt trăng phản xạ đi tới mắt người; do đèn tạo ra còn được gọi là ánh đèn; do các loài vật phát ra gọi là ánh sáng sinh học. "Ánh sáng lạnh" là ánh sáng có bước sóng tập trung gần vùng quang phổ tím. "Ánh sáng nóng" là ánh sáng có bước sóng nằm gần vùng đỏ. Ánh sáng cóquang phổ trải đều từ đỏ đến tím là ánh sáng trắng; còn ánh sáng có bước sóng tập trung t ại vùng quang ph ổ r ất h ẹp g ọi là "ánh sáng đơn sắc". Môn học nghiên cứu sự lan truyền và các tính chất của ánh sáng trong và gi ữa các môi tr ường khác nhau gọi là quang học. Vận tốc trong chân không Trong chân không, các thí nghiệm đã chứng tỏ ánh sáng nói riêng, hay các b ức x ạ đi ện t ừ nói chung, đi với vận tốc không thay đổi, thường được ký hiệu là c = 299.792.458 m/s, th ậm chí không phụ thuộc vào hệ quy chiếu. Hiện tượng này đã thay đ ổi nhiều quan đi ểm v ề c ơ h ọc cổ điển của Isaac Newton và thúc đẩy Albert Einstein tìm ra lý thuyết tương đối. năng lượng của một hạt photon có bước sóng λ là hc/λ, với h là hằng s ố Planck và c là t ốc đ ộ ánh sáng trong chân không. Photon không có khối l ượng ngh ỉ, do đó đ ộng l ượng c ủa h ạt photon bằng năng lượng của nó chia cho tốc độ ánh sáng, h/ λ. Tính toán trên thu đ ược t ừ công thức của thuyết tương đối: E2-p2c2 = m02c4 với: E là năng lượng của hạt p là động lượng của hạt m0 là khối lượng nghỉ tương tác với vật chất Với mắt người Độ hấp thụ ánh sáng theo bước sóng của ba t ế bào thần kinh hình nón (các đ ường màu) và c ủa tế bào cảm thụ ánh sáng yếu (đường gạch) ở mắt người Các dao động của điện trường trong ánh sáng tác động m ạnh đ ến các t ế bào c ảm th ụ ánh sáng trong mắt người. Có 3 loại tế bào cảm thụ ánh sáng trong m ắt ng ười, c ảm nh ận 3 vùng quang phổ khác nhau (tức ba màu sắc khác nhau). S ự kết hợp cùng lúc 3 tín hi ệu t ừ 3 lo ại t ế bào này tạo nên những cảm giác màu sắc phong phú. Để t ạo ra hình ảnh màu trên màn hình, ng ười ta cũng sử dụng 3 loại đèn phát sáng ở 3 vùng quang phổ nhạy c ảm c ủa ng ười (xem ph ối màu phát xạ). Tế bào cảm giác màu đỏ và màu lục có phổ hấp thụ rất g ần nhau, do v ậy m ắt ng ười phân bi ệt được rất nhiều màu nằm giữa màu đỏ và lục (màu vàng, màu da cam, xanh nõn chu ối, ...). T ế bào cảm giác màu lục và màu lam có phổ hấp thụ nằm xa nhau, nên m ắt ng ười phân bi ệt v ề các màu xanh không tốt. Trong tiếng Việt, từ "xanh" đôi khi h ơi m ơ h ồ - v ừa mang nghĩa xanh l ục vừa mang nghĩa xanh lam. Võng mạc người được chia làm 2 lớp (xét về mặt chức năng) gồm l ớp tế bào c ảm nh ận ánh sáng và lớp tế bào dẫn truyền xung thần kinh điện thế. Trong y h ọc, ng ười ta còn phân võng mạc thành 10 lớp theo cấu trúc giải phẫu mô học và hình thái của nó. Về tế bào học, võng mạc người chỉ có 2 loại tế bào: t ế bào gậy và t ế bào nón. T ế bào g ậy có chức năng xác định về cấu trúc, hình thể vật, những hình ảnh trong t ối T ế bào nón có ch ức năng xác định rõ về màu sắc, độ sắc nét Trong đó, tế bào nón l ại đ ược phân thành 3 lo ại, nh ận cảm màu sắc ánh sáng tương ứng với 3 vùng quang phổ khác nhau Cường độ sáng theo bước sóng của bức xạ điện từ Mặt Trời ngay ngoài khí quyển Trái Đất Các sinh vật khác con người có thể cảm thụ đ ược nhiều màu h ơn (chim 4 màu g ốc) ho ặc ít màu hơn (bò 2 màu gốc) và ở những vùng quang phổ khác (ong cảm nhận đ ược vùng tử ngoại). Với mắt các sinh vật Hầu hết mắt của các sinh vật nhạy cảm với bức xạ điện t ừ có b ước sóng n ằm trong kho ảng t ừ 300 nm đến 1200 nm. Khoảng bước sóng này trùng khớp với vùng phát xạ có c ường đ ộ m ạnh nhất của Mặt Trời. Như vậy có thể suy luận là việc các loài vật trên Trái Đ ất đã ti ến hoá đ ể thu nhận vùng bức xạ tự nhiên mạnh nhất đem lại lợi thế sinh tồn cho chúng. Không hề ngẫu nhiên mà bước sóng ánh sáng (vùng quang phổ mắt người nhìn đ ược) cũng trùng vào khu v ực b ức x ạ mạnh này. Trong lịch sử khám phá, đã có nhiều lý thuyết đ ể giải thích các hi ện t ượng t ự nhiên liên quan đến ánh sáng. Dưới đây trình bày các lý thuyết quan trọng, theo trình t ự l ịch s ử. Lý thuyết hạt ánh sáng, được Isaac Newton đưa ra, cho r ằng dòng ánh sáng là dòng di chuy ển của các hạt vật chất. Lý thuyết này giải thích được hiện t ượng phản xạ và m ột s ố tính ch ất khác của ánh sáng; tuy nhiên không giải thích đ ược nhiều hi ện t ượng nh ư giao thoa, nhi ễu x ạ mang tính chất sóng. Lý thuyết sóng ánh sáng, được Christiaan Huygens đ ưa ra, cho r ằng dòng ánh sáng là s ự lan truyền của sóng. Lý thuyết này giải thích được nhiều hiện tượng mang tính ch ất sóng c ủa ánh sáng như giao thoa, nhiễu xạ; đồng thời giải thích tốt hiện tượng khúc xạ và phản xạ. Lý thuyết sóng và lý thuyết hạt ánh sáng ra đời cùng thời điểm, thế k ỷ 17 và đã gây ra cu ộc tranh luận lớn giữa hai trường phái. Năm 1817, Thomas Young đề xuất rằng sóng ánh sáng là sóng ngang, ch ứ không ph ải sóng d ọc. Chúng dao động vuông góc với hướng truyền, chứ không theo hướng truy ền, nh ư đ ối v ới sóng âm. Sau khi lý thuyết sóng và lý thuyết hạt ra đời, lý thuy ết đi ện t ừ c ủa James Clerk Maxwell năm 1865, khẳng định lại lần nữa tính chất sóng của ánh sáng. Đặc bi ệt, lý thuy ết này k ết n ối các hiện tượng quang học với các hiện tượng điện từ học, cho thấy ánh sáng ch ỉ là m ột tr ường h ợp riêng của sóng điện từ. Các thí nghiệm sau này về sóng điện từ, như của Heinrich Rudolf Hertz năm 1887, đ ều kh ẳng định tính chính xác của lý thuyết của Maxwell. Sau thành công của lý thuyết điện từ, khái niệm rằng ánh sáng lan truyền nh ư các sóng đã đ ược chấp nhận rộng rãi. Các hiểu biết về sóng cơ học, như âm thanh, của c ơ học c ổ đi ển, đã d ẫn các nhà khoa học đến giả thuyết rằng sóng ánh sáng lan truyền nh ư sóng c ơ h ọc trong môi tr ường giả định ête, tràn ngập khắp vũ trụ, nhưng có độ cứng cao hơn cả kim cương. Cuối thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20, nhiều thí nghiệm tìm kiếm s ự t ồn tại c ủa ête, nh ư thí nghi ệm Michelson-Morley, đã thất bại, cùng lúc chúng cho thấy t ốc đ ộ ánh sáng là h ằng s ố không ph ụ thuộc hệ quy chiếu; do đó không thể tồn tại môi trường lan truyền cố định kiểu ête. Thuyết tương đối của Albert Einstein ra đời, 1905, với mục đích ban đầu là giải thích hi ện tượng vận tốc ánh sáng không phụ thuộc hệ quy chiếu và s ự không t ồn t ại c ủa môi tr ường ête, bằng cách thay đổi ràng buộc của cơ học cổ điển. Trong lý thuyết tương đối hẹp, các tiên đề của cơ học được thay đ ổi, để đảm bảo thông qua các phép biến đổi hệ quy chiếu, vận tốc ánh sáng luôn là h ằng s ố. Lý thuy ết này đã gi ải thích đ ược chuyển động của các vật thể ở tốc độ cao và tiếp t ục được m ở rộng thành lý thuy ết t ương đ ối rộng, trong đó giải thích chuyển động của ánh sáng nói riêng và v ật ch ất nói chung trong không gian bị bóp méo bởi vật chất. Thí nghiệm đo sự bẻ cong đường đi ánh sáng của các ngôi sao khi đi qua g ần M ặt Tr ời, l ần đ ầu vào nhật thực năm 1919, đã khẳng định độ chính xác của lý thuyết tương đối rộng. Lý thuyết lượng tử của ánh sáng nói riêng và vật chất nói chung ra đ ời khi các thí nghi ệm v ề bức xạ vật đen được giải thích bởi Max Planck và hiệu ứng quang điện đ ược gi ải thích b ởi Albert Einstein đều cần dùng đến giả thuyết rằng ánh sáng là dòng chuy ển đ ộng c ủa các h ạt riêng lẻ, gọi là quang tử (photon). Vì tính chất hạt và tính chất sóng cùng được quan sát ở ánh sáng, và cho mọi vật chất nói chung, lý thuyết lượng tử đi đến kết luận về lưỡng tính sóng hạt của ánh sáng và v ật ch ất; đúc k ết ở công thức de Broglie, 1924, liên hệ giữa động lượng một hạt và bước sóng của nó. 2. Các đại lượng cơ bản đo ánh sáng Các đơn vị trắc quang trong SI Đại lượng Năng lượng chiếu sáng Thông lượng chiếu sáng Cường độ chiếu sáng Độ chói Ký hiệu Qv Đơn vị SI lumen giây Viết tắt lm·s Ghi chú đơn vị này đôi khi được gọi là Talbot F lumen (= cd·sr) lm còn gọi là công suất chiếu sáng Iv candela (= lm/sr) cd Lv candela / m2 cd/m2 còn gọi là độ sáng Độ rọi Ev lux (= lm/m2 lx Độ phát sáng Mv lux (= lm/m2) lx Được sử dụng cho ánh sáng tới trên bề mặt Được sử dụng cho ánh sáng phát ra từ bề mặt lumen / watt lm/W Hệ số chiếu sáng Tỷ số của thông lượng chiếu sáng với thông lượng bức xạ, tối đa có thể bằng 683 B . CÁC LOẠI NGUỒN SÁNG,CÁC LOẠI ĐÈN CHIẾU SÁNG 1. Nguồn sáng Nguồn sáng: Có hai loại nguồn sáng, đó là nguồn sáng tự nhiên và nguồn sáng nhân tạo. Nguồn sáng tự nhiên: được phát ra từ những thực thể phát sáng trong t ự nhiên nh ư m ặt tr ời, trăng, sao... mà chủ yếu là nguồn sáng từ mặt tr ời. Chúng ta không đi ều khi ển đ ược ngu ồn sáng tự nhiên nhưng có thể thay đổi, điều tiết ánh sáng t ừ thiên nhiên b ằng cách ch ọn th ời đi ểm, chọn không gian hay những dụng cụ hỗ trợ để điều chỉnh tính chất và cường độ ánh sáng chiếu tới nơi cần chiếu sáng. Nguồn sáng nhân tạo là các loại đèn do con người t ạo ra, t ừ các lo ại thô s ơ nh ất là ngu ồn sáng của lửa đốt như đuốc, nến, đèn dầu... cho tới các loại đèn hi ện đ ại. V ới ngu ồn sáng nhân t ạo, ta có thể chủ động bố trí, điều chỉnh được. Ở bài viết này, chúng tôi ch ỉ đ ề c ập t ới ngu ồn sáng nhân tạo và chiếu sáng nhân tạo 2. Các loại đèn chiếu sang SỢI ĐỐT THƯỜNG HALOGEN BÓNG ĐÈN LED PHÓNG ĐIỆN HUỲNH QUANG ỐNG THỦY NGÂN CAO ÁP Na (SOUDIUM) METALHALIDE CAO ÁP Đèn sợi đốt thường được cho là kém hiệu quả về mặt sử dụng năng lượng. Tuy nhiên, trong một số trường COMPACT THẤP ÁP hợp, việc thay thế chúng bằng các bóng đèn hùynh quang com-pắc là chưa khả thi . Đèn sợi đốt halogen được đánh giá cao hơn về mặt hiệu suất phát sáng và tuổi thọ. Chủng lọai đèn này kế thừa tất cả các đặc điểm của đèn sợi đốt truyền thống như: bật sáng tức thì, phù hợp với các bộ điều chỉnh độ sáng (dimmer) thông dụng, không chứa thủy ngân,... Dưới đây là các so sánh về 2 chủng loại đèn này, sử dụng các thông số đèn của nhà sản xuất bóng đèn Osram. ĐÈN SỢI ĐỐT Đèn sợi đốt thường CLAS A CL 75 Công suất: 75 W Điện áp: 240 V Tuổi thọ: 1000 giờ Độ sáng: 925 lm => hiệu suất phát sáng: 12.3 lm/W Đèn sợi đốt halogen 64547 A ECO Công suất: 70 W Điện áp: 240 V Tuổi thọ: 2000 giờ Độ sáng: 1200 lm => hiệu suất phát sáng: 17.1 lm/W Có thể thấy rằng đèn sợi đốt halogen có hiệu suất cao hơn 40% và tuổi thọ cao gấp đôi so v ới đèn sợi đốt truyền thống. Đèn sợi đốt halogen (với bóng tungsten halogen nằm bên trong bầu thủy tinh truyền thống) có thể là một lựa chọn tốt để thay thế các bóng đèn sợi đốt kém hiệu quả. LED LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n. Hoạt động Hoạt động của LED giống với nhiều loại điốt bán dẫn. Khối bán dẫn loại p chứa nhiều lỗ trống tự do mang điện tích dương nên khi ghép với khối bán dẫn n (chứa các điện tử tự do) thì các lỗ trống này có xu hướng chuyển đ ộng khuếch tán sang khối n. Cùng lúc khối p lại nhận thêm các đi ện t ử (đi ện tích âm) t ừ kh ối n chuy ển sang. Kết quả là khối p tích điện âm (thiếu hụt l ỗ tr ống và d ư th ừa đi ện t ử) trong khi kh ối n tích điện dương (thiếu hụt điện tử và dư thừa lỗ trống). Ở biên giới hai bên mặt tiếp giáp, một số điện tử bị lỗ trống thu hút và khi chúng ti ến l ại gần nhau, chúng có xu hướng kết hợp với nhau t ạo thành các nguyên t ử trung hòa. Quá trình này có thể giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (hay các bức xạ điện từ có bước sóng gần đó). Tính chất Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau (t ức màu Loại LED sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc Đỏ năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn. Vàng LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5 đến 3 V. Nhưng điện thế Xanh lá phân cực nghịch ở LED thì không cao. Do đó, LED rất dễ cây bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra. Ứng dụng Điện thế phân cực thuận 1,4 - 1,8V 2 - 2,5V 2 - 2,8V Đèn chiếu sáng sử dụng các LED phátánh sáng trắng. LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện t ử, đèn quảng cáo, trang trí, đèn giao thông. Có nghiên cứu về các loại LED có độ sáng t ương đ ương v ới bóng đèn b ằng khí neon. Đèn chiếu sáng bằng LED được cho là có các ưu điểm như gọn nhẹ, bền, tiết kiệm năng l ượng. Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết b ị điều khiển từ xa cho đồ điện tử dân dụng. ĐÈN PHÓNG ĐIỆN Đèn diệt khuẩn đơn giản hơi thủy ngân áp suất thấp thải trong một phong bì thạch anh nóng chảy. Đèn phóng điện khí là một gia đình có nguồn ánh sáng nhân tạo phát ra ánh sáng bằng cách gửi một phóng điện thông qua một khí bị ion hóa , tức làmột trong huyết tương . Nhân vật của sự phóng điện khí phê bình phụ thuộc vào tần số hoặc điều chế của hiện tại: xem mục trên một phân loại tần số của plasma . Thông thường, các đèn này sử dụng một khí trơ ( argon , neon , krypton và xenon) hoặc hỗn hợp của những chất khí này . Hầu hết các loại đèn được làm đầy với các vật liệu bổ sung, giống như thủy ngân , natri, và / hoặc kim loại halogenua. Trong hoạt động, khí ion hóa, và các electron tự do, tăng t ốc bằng điện trường trong ống, va chạm với khí và các nguyên tử kim loại. Một số electron trong quỹ đạo nguyên tử của các nguyên tử được kích thích bởi những va chạm với một trạng thái năng lượng cao hơn. Khi kích thích nguyên tử rơi vào một trạng thái năng lượng thấp hơn, nó phát ra một photon của một năng lượng đặc trưng, kết quả là hồng ngoại , ánh sáng nhìn thấy, hoặc bức xạ tia cực tím . Một số đèn sẽ chuyển đổi các bức xạ tia cực tím đến ánh sáng nhìn thấy với một lớp phủ huỳnh quang bên trong của bề mặt thủy tinh của đèn . Đèn huỳnh quang có lẽ là tốt nhất đèn khí xả được biết đến. Đèn khí xả cung cấp cho cuộc sống lâu dài và hiệu quả cao , nhưng phức tạp hơn để sản xuất, và họ yêu cầu thiết bị điện tử để cung cấp các luồng di chuyển hiện tại thông qua khí Lịch sử Lịch sử của đèn phóng điện khí bắt đầu từ năm 1675 khi nhà thiên văn học Pháp Jean-Felix Picard quan sát thấy rằng các không gian trống trong thủy ngân của ông thước đo sáng rực như thủy ngân jiggled trong khi ông mang phong vũ biểu. [1] Các nhà điều tra, bao gồm Francis Hauksbee , đã cố gắng để xác định nguyên nhân của hiện tượng này. Hauksbee đầu tiên chứng minh một đèn phóng điện khí năm 1705. Ông đã cho thấy rằng một sơ tán hoặc một phần sơ tán toàn cầu thủy tinh, trong khi tính bằng tĩnh điện có thể sản xuất một sáng ánh sáng đ ủ đ ể đọc. Hiện tượng hồ quang điện lần đầu tiên được mô tả bởi Vasily V. Petrov , một nhà khoa học Nga, năm 1802, Sir Humphry Davy chứng minh trong cùng một năm, hồ quang điện tạiViện Hoàng gia của Vương quốc Anh. Kể từ đó, hiện nguồn ánh sáng đã được nghiên cứu bởi vì họ tạo ra ánh sáng từ điện đáng kể hiệu quả hơn sovới bóng đèn sợi đốt . Sau đó nó đã được phát hiện ra rằng sự phóng điện hồ quang có thể được tối ưu hóa bằng cách sử dụng một khí trơ thay vì không khí như một phương tiện. Vì vậy quý tộc khí neon, argon, krypton hoặc xenon được sử dụng, cũng như lượng khí carbon dioxide trong lịch sử. Sự ra đời của đèn hơi kim loại, bao gồm các kim loại khác nhau trong các ống phóng, là m ột bước tiến sau này. Sức nóng của việc xả khí bay hơi một số kim loại và xuất viện sau đó được sản xuất gần như độc quyền bởi hơi kim loại. Các kim loại thông thường là natri và thủy ngân do cho sự phát xạ quang phổ có thể nhìn thấy của họ. Một trăm năm nghiên cứu sau đó đã dẫn đến đèn không có điện cực thay vì năng l ượng do các nguồn tần số vi sóng hoặc đài phát thanh. Ngoài ra, nguồn ánh sáng của đầu ra thấp hơn nhiều đã được tạo ra, mở rộng các ứng dụng của ánh sáng xuất viện về nhà hoặc sử dụng trong nhà. Màu Mỗi khí, tùy thuộc vào cơ cấu nguyên tử phát ra bước sóng nhất định, có thể dịch các màu sắc khác nhau của đèn. Như một cách để đánh giá khả năng của một nguồn ánh sáng để tạo lại màu sắc của các đối tượng khác nhau đang được thắp sáng bởi nguồn , các Ủy ban quốc tế về sáng (CIE ) giới thiệu chỉ số dựng hình màu. Một số loại đèn phóng điện khí có CRI tương đối thấp, có nghĩa là màu sắc họ chiếu sáng xuất hiện đáng kể khác nhau hơn là dưới ánh sáng mặt tr ời hoặc ánh sáng cao CRI khác. Khí Màu Spectrum Ghi chú Hình ảnh Trắng ca m , theo một số điều kiện có thể là Helium màu xám, màu xanh, hoặc màu xanh lá cây-xanh . Được sử dụng bởi các nghệ sĩ cho ánh sáng mục đích đặc biệt. Neon Màu đỏ cam Intense ánh sáng. Sử dụng thường xuyên trong các dấu hiệu neon và đèn neon . Argon Màu tím đến màu xanh hoa oải hương nhạt Thường được sử dụng cùng với hơi thủy ngân. Màu xám offtrắng để màu xanh Tên một lá cây . Tại chất khí dòng đỉnh cao, sáng màu xanhtrắng. Được sử dụng bởi các nghệ sĩ cho ánh sáng mục đích đặc biệt. Xenon Màu xám hoặc màu xanhmàu xám trắng mờ. Tại dòng đỉnh cao, rất tươi sáng màu xanh Được sử dụng trong flas hbulbs, đèn phaxenon HID, đèn hồ quang xenon. lá câyxanh. Nitơ Tương tự như argon, nhưng màu nhạt, màu hồng, tại dòng đỉnh cao sáng màu xanhtrắng. Ôxy Màu tím hoa oải hương , mờ hơn argon Lavender ở dòng điện Hydroge thấp, màu n hồng đến đỏ tươitrên 10 mA Tương tự Hơi nướ như mờ, c hydro Sáng hơn màu xanhtrắng sang màu Carbon hồng, dioxide trong dòng thấp hơn so với xenon Được sử dụng trong laser carbon dioxide. Ánh sáng màu xanh da Hơi thủ trời , tia y ngân cực Tia cực tím không được hiển thị tím cường độ cao Kết hợp với phốt pho được sử dụng để tạo ra nhiều màu sắc của ánh sáng. Sử dụng rộng rãi trong đèn hơi thủy ngân . Sodium hơi (áp Sáng màu suất cam-vàng thấp) Sử dụng rộng rãi trong các đèn hơi natri . Đèn huỳnh quang Đèn huỳnh quang dạng thu nhỏ loại mới và dạng ống dài loại cũ ĐÈN ỐNG HUỲNH QUANG Đèn ống huỳnh quang hay gọi đơn giản là đèn típ gồm điện cực (vonfam) vỏ đèn và lớp bột huỳnh quang. Ngoài ra, người ta còn bơm vào đèn một ít hơi thủy ngân và khí trơ (neon, argon...) để làm tăng độ bền của điện cực và tạo ánh sáng màu. Khi đóng điện, hiện tượng phóng điện giữa hai điện cực làm phát ra tia t ử ngo ại ( tia cực tím). Tia tử ngoại tác dụng vào lớp bột huỳnh quang làm đèn phát sáng. Ngoài ra, đ ể giúp cho hi ện tượng phóng điện xảy ra, người ta phải lắp thêm chấn lưu và tắc te. Dùng đèn này giúp ta tiết kiệm nhiều điện. Bình quân, dùng đèn huỳnh quang ti ết ki ệm h ơn đèn sợi đốt 8 đến 10 lần. Hiện nay, ngoài thị trường xuất hiện đèn huỳnh quang thu nh ỏ (còn g ọi là compact). Nó cũng rất giống với đèn huỳnh quang nhưng hiệu suất phát quang cao h ơn và tiết kiệm điện năng hữu hiệu hơn. Hiện có nhiều loại bóng đèn ống huỳnh quang, chẳng hạn như bóng T10, T8, T5, T3. T10 là bóng đèn ống huỳnh quang thế hệ cũ, đường kính 40mm, tiêu t ốn đi ện năng 40W, ch ưa k ể chấn lưu sắt từ tiêu thụ khoảng 12W và tuổi thọ chỉ có 6.000 giờ. Trong khi bóng T8 đường kính 26mm, tiêu thụ điện 36W, hiệu suất phát quang, t ức là hi ệu su ất bi ến đ ổi t ừ đi ện năng thành quang năng, tăng 20% và tuổi thọ của T8 là 16.000 giờ. Bóng T5 ti ết ki ệm h ơn T8 và T3 ti ết kiệm hơn T5. Bóng huỳnh quang compact là bóng đèn ống huỳnh quang T3 cu ộn lo ại thành hình chữ U nối tiếp. Nguyên tắc hoạt động của bóng đèn ống huỳnh quang là phóng đi ện trong khí kém và huỳnh quang thứ cấp. Khi dây tóc bị đốt nóng, các điện t ử b ật ra ngoài, chuy ển đ ộng v ề c ực đ ối di ện cũng là dây tóc nóng sáng được phủ bột điện t ử. N ửa chu kỳ sau, chúng chuy ển đ ộng theo chi ều ngược lại. Nếu trong ống đặt một giọt thuỷ ngân nhỏ hoặc khí krypton thì đi ện t ừ va ph ải phân tử khí hoặc thuỷ ngân, làm thuỷ ngân hoặc crypton phát sáng, b ức x ạ phát ra lúc đó là t ử ngo ại hoặc cực tím có năng lượng lớn. Hiện tượng này gọi là điện huỳnh quang. B ức x ạ c ực tím và t ử ngoại tác dụng lên bột huỳnh quang ở thành ống phía trong, làm b ột bức xạ ánh sáng có màu phụ thuộc vào thành phần của bột là những chất gì. Hiện tượng này gọi là quang huỳnh quang. Bóng đèn ống huỳnh quang có nhiều màu, ngay cả màu trắng thì cũng có nhi ều màu tr ắng khác nhau. Riêng bóng đèn ống huỳnh quang triphotpho 100 có nhiệt đ ộ màu 5.310 đ ộ K, n ằm trong phổ nhạy cảm của mắt người ban ngày và độ trả màu tốt nhất nên r ất t ốt cho h ọc sinh, sinh viên. Tại học đường cần ánh sáng đều nêu cần nguồn sáng dài. Bóng T8 phù h ợp trong các trường học, các phân xưởng sản xuất hoặc gia đình nhưng chi ếm không gian l ớn, đi ện áp dao động lớn, nhỏ hơn 180 V thì không thể sáng được ĐÈN COMPACT Đèn compact cũng hoạt động trên nguyên tắc đèn ống (đèn tuýp), có nghĩa là cũng phải đ ầy đ ủ chấn lưu, dây tóc v.v.. Nhưng trong đèn compact thì tất cả nhét gọn vào đuôi đèn. Chính vì v ậy mà được gọi là compact. Trong đèn compact thì thường người ta dùng chấn l ưu điện t ử nên nh ỏ gọn nên lắp trực tiếp vào đui bóng (hình như có loại đui rời). Đèn compact cũng như đèn ống tiết kiệm điện vì năng lượng để phát sáng là chủ yếu chứ không phát nhiệt như trong bóng đèn giây tóc. Sự phát sáng là do tia cực tím kích thích vào l ớp huỳnh quang được sơn bên trong vỏ đèn. - Vì đèn ống và đèn compact là như nhau nên thay hay không thì ko ảnh hưởng. Tuy nhiên vì đèn ống là chấn lưu từ nên có vẻ bền hơn so với đèn compact dùng chấn lưu điện t ử (đây là tôi nói đến các loại đèn compact mua trong nước (chủ yếu là TQ) nên rất kém bền. - Tôi có dùng của Philips thì tốt nhất (bền nhất), nhưng đắt, còn của TQ thì c ực tệ, ch ỉ 1-2 tháng là hỏng. Vì chấn lưu làm nhiệm vụ điều tiết dòng qua đèn, nên nó đóng vai trò quy ết đinh đ ến tuổi thọ đèn. Các hãng rẻ tiền thì làm chấn lưu vớ vẩn nên đèn nhanh hỏng. Câu ''tiền nào của ấy'' áp dụng chính xác. PS. trong các đèn ống và compact đều có hơi thuỷ ngân nên tránh làm vỡ khi thay bóng đèn. ĐÈN THUỶ NGÂN: một loại đèn dùng hơi thuỷ ngân, phát ra các tia sáng trong vùng lơ tím và tử ngoại. Chế tạo bằng ống thạch anh (vì thạch anh không hấp thụ các tia tử ngoại) trong có chứa hơi thuỷ ngân. Một hiệu điện thế từ vài chục đến một trăm von gây ra phóng điện làm thuỷ ngân phát sáng. Được dùng trong nhiếp ảnh, y tế, trong các máy quang phổ khi cần đo ở các b ước sóng trong vùng tử ngoại. Loại Đèn Thủy Ngân chứa khí trơ và thuỷ ngân ở áp suất cao thường được gọi là đèn cao áp, dùng để chiếu sang BÓNG ĐÈN NATRI Đây là một trong các bóng đèn phóng điện. Áng sáng phát ra do b ức xạ của hơi natri. LPS là lo ại bóng đèn hiệu suất cao nhất hiện nay có giá trị đến 200 lm/W. Bởi vì ánh sáng của đèn là màu vàng đơn sắc nên chỉ dùng chúng ở những chỗ không cần đến sự phân biệt màu sắc. Thông thường chúng dùng để chiếu sáng đường. BÓNG ĐÈN METAL HALIDE Đây là loại bóng đèn phóng điện mà phần lớn ánh sáng được phát bởi hỗn hợp hơi thủy ngân và các sản phẩm phân ly của muối kim loại nhóm halogen (halide). So với bóng th ủy ngân cao áp, bóng halide có hiệu suất cao hơn nhiều. So với bóng đèn Natri cao áp bóng halide có cùng nhiều ưu điểm nhưng có các đ ặc tr ưng khác nhau. Hiệu suất của MH tương đương của bóng HPS, chúng có công suất trong khoảng rộng t ừ 50 đến 2000 W. MH có ánh sáng trắng và lạnh hơn đèn HPS và có tính hoàn màu tốt hơn HPS và do đó được dùng ở những chỗ đòi hỏi hiệu suất và tính chất hoàn màu của bóng đèn. Tuy nhiên với thời gian ánh sáng của MH cũng thay đổi. Những nhược điểm của MH so với HPS là chúng có thời gian sống ngắn hơn để trả giá lại cho việc có tính hoàn màu tốt hơn. Đặc trưng cơ bản: • P = 35 – 3500W • CT = 2900 – 6000K ; CRI = 60 – 93 • Hiệu suất: 65 -120 lm/W • Tuổi thọ trung bình từ 3000 đến 20000 giờ Đặc trưng cơ bản: • P = 18 - 185 W • Hiệu suất = 100 - 200 lm/W • Tuổi thọ trung bình là 12000 - 24000 giờ 3. Ngoài ra còn một số loại đèn khác BÓNG ĐÈN CAO ÁP SON tiêu chuẩn Trong các loại HPS thì loại HPS tiêu chuẩn có đặc trưng màu cơ bản nhất(ngược với loại HPS trắng thông thường). Loại bóng đèn này có hiệu suất tốt hơn và thời gian s ống dài hơn so với bóng MH nhưng màu của chúng ít lạnh và ít trắng hơn và độ hoàn màu cũng không tốt bằng. So với bóng thủy ngân cao áp chúng có hiệu suất cao hơn. So với bóng đèn Natri th ấp áp hi ệu suất của chúng thấp hơn nhưng độ trả màu tốt hơn. Bóng đèn HPS tiêu chuẩn có công suất trong khoảng từ 50 đến 1000 W. Những bóng công suất cao được đặt trong vỏ bảo vệ để dùng trong các môi trường công nghiệp. Tính chất hoàn màu của các đèn trong dải công suất nói trên làm tăng thêm khả năng ứng d ụng c ủa chúng. Nh ững bóng HPS có màu ấm, thời gian bật lại ngắn, tuổi thọ dài. Chúng tương thích với các b ộ đèn đường tầng cao và tầng thấp và có thể dùng để chiếu sáng tầng cao và hắt từ trần nhà trong các công sở công nghiệp. Đồng thời có thể dùng chúng trong các gian thể thao, b ể b ơi, tập nhịp điệu và để chiếu sáng ngoài trời ngay cả trong các bãi đỗ xe. Đặc trưng cơ bản: • P = 50 - 1000 W • CT = 1700 - 2200 K; CRI = 20 – 65, • Hiệu suất = 65 - 150 lm/W (thông thường là 110) • Tuổi thọ trung bình khoảng 10000 - 24000 giờ BÓNG ĐÈN SON trắng So với bóng đèn tiêu chuẩn loại đèn này có ánh sáng trắng hơn. Đèn HPS có hiệu suất thấp hơn đèn HPS tiêu chuẩn nhưng tiêu thụ công suất ít hơn và có đặc trưng màu cải thiện hơn. Do vậy mà chúng được sử dụng trong các ứng dụng giống như bóng đèn MH kể cả các cửa hàng bán lẻ tư nhân. Đặc trưng cơ bản: • P = 35 - 100 W, • CT = 2500 K; CRI= 80 • Hiệu suất = 57 - 76 lm/W (thông thường là 65) • Tuổi thọ trung bình khoảng 15000 giờ ĐÈN CẢM ỨNG Đây là đèn loại cảm ứng yêu cầu tích hợp hình học đặc biệt. Chúng có hiệu suất t ốt cao đ ến 71 lm/W và chỉ số hoàn màu tốt (cao hơn 80). Do không có điện cực nên đèn có th ể kh ởi động nhanh và có thể bật tắt nhiều lần mà không gây già hóa như trong trường hợp đèn có điện cực. Tuổi thọ của chúng khoảng 60000 giờ dài hơn nhiều so với loại đèn cảm ứng dùng chấn lưu gắn liền. Những lĩnh vực ứng dụng là chiếu sáng ngoài trời cũng như trong nhà ở những chỗ mà việc thay đèn rất tốn phí hoặc rất nguy hiểm. Do những cải tiến mới đây (kích thước nhỏ hơn, giá hạ hơn) và hình dạng của chúng nên ánh sáng phát ra dễ điều khiển hơn so với trường hợp đèn huỳnh quang ống dài và cho phép tự do hơn trong việc thiết kế bộ đèn khiến chúng đôi khi được ưn chuộng hơn đèn huỳnh quang thông thường. Vì vậy, hiện nay, chúng có mặt tại các ứng dụng truyền thống như trong cửa hàng, thư viện, ở đâu mà phí tổn bảo dưỡng là quan trọng. BÓNG ĐÈN SULPHUR Bóng đèn Sulphur là loại bóng không có điện cực, ánh sáng phát ra do bức xạ c ủa các nguyên t ử sulphur trong môi trường khí argon khi bị kích thích bởi sóng vi ba. Bóng đèn này không chứa thuỷ ngân, bền màu, già hóa hầu như bằng không, thời gian khởi động rất ngắn, bức xạ hồng ngoại cực ít, bức xạ cực tím cũng rất yếu, hiệu suất cao (khoảng 100 lm/W), công suất cao, rất sáng và phân bố phổ đầy trong vùng nhìn thấy (xem hình trên). Đây là bóng đèn lý tưởng để chiếu sáng trong nhà tại những nơi diện tích rộng như nhà máy, kho hàng, trường đấu và phố buôn bán. Nó cũng lý tưởng cho chiếu sáng ngoài tr ời và tiềm tàng cho ứng dụng chiếu sáng kiến trúc và an ninh. Bóng đèn sulphur có thể điều chỉnh độ sáng về đến mức 30% cung cấp ánh sáng có nhiệt độ màu đến 6.000 Kelvin với CRI = 80. Do không có dây tóc nên loại bóng này không thay đ ổi màu và cường độ sáng với thời gian và hoàn màu gần đúng màu của các vật mà chúng chiếu sáng. ĐÈN LASER Một nguồn phát ánh sáng khả kiến nữa đang có tầm quan trọng ngày càng cao trong cuộc s ống hàng ngày của chúng ta, đó là laser. Laser là tên viết tắt từ Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation (Khuếch đại ánh sáng bằng sự phát bức xạ cưỡng bức). M ột trong nh ững đặc điểm vô song của laser là chúng phát ra chùm ánh sáng liên tục gồm m ột bước sóng riêng biệt (hoặc đôi khi là một vài bước sóng), cùng pha, đồng nhất, gọi là ánh sáng kết hợp. B ước sóng ánh sáng do laser phát ra phụ thuộc vào loại chất cấu tạo nên laser là tinh thể, diode hay chất khí. Laser được sản xuất đa dạng về hình dạng và kích thước, từ những chiếc laser diode bé xíu đủ nhỏ để lắp khít vào lỗ kim, cho tới những thiết bị quân sự và nghiên cứu chiếm đầy cả một tòa nhà. Laser được sử dụng làm nguồn sáng trong nhiều ứng dụng, từ các đầu đọc đĩa compact cho t ới các thiết bị đo đạc và dụng cụ phẫu thuật. Ánh sáng đỏ quen thuộc của laser helium-neon (thường viết tắt là He-Ne) được dùng để quét mã vạch hàng hóa, nhưng cũng đóng vai trò quan trọng trong nhiều hệ thống hiển vi quét laser đồng tiêu. Ứng dụng laser trong kính hiển vi quang học cũng ngày càng trở nên quan trọng, vừa là nguồn sáng duy nhất, vừa là nguồn sáng kết hợp với các nguồn sáng huỳnh quang và/hoặc nguồn nóng sáng. Mặc dù giá thành t ương đối cao, nhưng laser cũng tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật huỳnh quang, chiếu sáng đơn sắc, và trong các lĩnh vực đang phát triển nhanh chóng như kĩ thuật quét laser đ ồng tiêu, phản xạ nội toàn phần, truyền năng lượng cộng hưởng huỳnh quang, và kính hiển vi nhân quang. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ khoa học kỹ thuật như hiện nay, hi vọng trong tương tai sẽ có ngày càng nhiều những phát minh, tìm tòi trong lĩnh vực chiếu sáng t ạo ra những sản phẩm tối ưu không chỉ nhằm phục vụ cho mục đích thắp sáng thông thường mà còn phục vụ cho thắp sáng trang trí, nghệ thuật C. NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐÈN Chiếc bóng đèn sợi đốt, đèn sợi đốt hay gọi ngắn gọn hơn là bóng đèn tròn là một loại bóng đèn dùng để chiếu sáng, dây tóc là bộ phận chính để phát ra ánh sang, thông qua vỏ thủy tinh trong suốt. Các dây tóc - bộ phận phát sáng chính của đèn được bảo vệ bên ngoài bằng m ột l ớp th ủy tinh trong suốt hoặc mờ đã được rút hết không khí và bơm vào các khí tr ơ. Kích c ỡ bóng ph ải đủ lớn để không bị hơi nóng của nhiệt tỏa ra làm nổ. Hầu hết bóng đèn đều được lắp vào trong đui đèn, dòng điện sẽ đi qua đui đèn, qua đuôi đèn kim loại, vào đến dây tóc làm nó nóng lên và đến mức phát ra ánh sáng. Đèn sợi đốt thường ít được dùng hơn vì công suất quá lớn (thường là 60W), hiệu suất phát quang rất thấp (chỉ khoảng 5% điện năng được biến thành quang năng, phần còn lại tỏa nhiệt nên bóng đèn khi sờ vào có cảm giác nóng và có thể bị bỏng). Đèn dây tóc dùng điện áp từ 1,5 vôn đến 300 vôn. Về người sáng chế ra bóng đèn sợi đ ốt, các nhà l ịch s ử Robert Friedel và Paul Israel đã liệt kê 22 nhà phát minh loại đèn này tr ước Joseph Swan và Thomas Edison. Họ kết luận rằng phiên bản đèn sợi đốt của Edison hơn các phiên bản khác do kết hợp ba yếu tố: vật liệu đốt hiệu quả hơn, độ chân không trong bóng đèn cao hơn các phiên bản khác (bằng cách sử dụng bơm Sprengel) và điện trở cao hơn khiến việc phân phối điện từ một nguồn trung tâm có thể thực hiện được một cách kinh tế. ĐÈN HALOGEN Bầu đèn làm bằng thuỷ tinh có khả năng chịu nhiệt rất cao, bên trong chứa khí halogen - là h ợp chất của khí argon và nitơ - và một sợi dây tóc bằng vonfram. Bóng đèn lấy điện năng c ủa ô tô và đốt nóng sợi dây tóc đến khoảng 2.500 độ C, còn sợi dây tóc khi nóng đ ỏ lên sẽ phát sáng. Vấn đề lớn nhất là cùng với việc chiếu sáng, đèn halogen còn tạo ra nhiệt lượng dư thừa l ớn, gây lãng phí năng lượng. Một vấn đề nữa là sự phản ứng của bóng đèn halogen với các chất. Ví dụ, khi thay bóng đèn hỏng, bạn không được sờ vào bầu thuỷ tinh. Muối trong mồ hôi tay sẽ làm giảm tuổi thọ bóng đèn. Tuy vậy, đèn halogen có khá nhiều ưu điểm: chúng chiếu sáng hơn - chủ yếu nhờ nhiệt l ượng toả ra từ dây tóc; chúng có nhiều kích cỡ khác nhau nên có thể dùng cho hầu hết các mẫu xe; chúng có thể cho ánh sáng mờ - tạo điều kiện cho các nhà sản xuất ô tô làm ra nhiều phiên b ản tuỳ loại xe. Tóm tắt ưu nhược điểm của đèn halogen: Ưu điểm - Tuổi thọ cao hơn so với đèn sợi đốt truyền thống - Nhiều kích thước khác nhau - Hiệu suất chiếu sáng cao - Chiếu sáng tốt Nhược điểm - Lãng phí năng lượng - Cần sự chăm sóc đặc biệt ĐÈN LED Hoạt động của LED: Giống như nhiều loại điốt bán dẫn khác Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn Tùy vào từng loại LED mà điện áp phân cực thuận khác nhau. Đối với LED thường thì điện áp phân cực thuận khoảng 1,5V đến 2,5V; còn đối với LED siêu sáng thì điện áp phân cực thuận có thể lên tới 5V Khi LED hoạt động bình thường thì cường độ dòng điện từ 10mA đến 50mA ĐÈN HUỲNH QUANG Đèn huỳnh quang có cấu tạo gồm hai bộ phận chính đó là ống tuýp đèn và hai điện cực ở hai đầu. Cơ chế phát sáng của đèn huỳnh quang khá phức tạp điễn ra bên trong ống thủy tinh hình trụ bịt kín. Ống được hút chân không, bên trong có một chút thủy ngân và được b ơm đ ầy khí trơ, thường là khí argon hay neon. Mặt bên trong ống được tráng một l ớp lớp huỳnh quang t ức là bột phốt pho. Ống có hai điện cực ở hai đầu, được nối với mạch điện xoay chiều. Khi ta bật công tắc đèn sẽ xảy ra hiện tượng hồ quang điện tức là sự phóng điện trong khí tr ơ để kích thích tạo ra ánh sáng. Hiện tượng này như sau: Khi dòng điện đi vào và gây ra m ột hi ệu điện thế lớn giữa các điện cực thì các dây tóc trên các đầu điện cực nóng lên, phát x ạ ra các h ạt electron di chuyển trong ống với vận tốc cao từ đầu này đến đầu kia. Trên đ ường vận động, chúng va chạm vào các phân tử khí trơ làm phóng ra nhiều các hạt ion hơn. Các loại đèn huỳnh quang nhiều màu sắc, kiểu dáng Quá trình này tỏa nhiệt sẽ làm thủy ngân trong ống hóa hơi. Khi các electron và ion di chuyển trong ống, chúng sẽ va chạm vào các nguyên tử khí thủy ngân. Những va chạm này sẽ làm các nguyên tử thủy ngân phát xạ ra các photon ánh sáng cực tím tức là các tia tử ngoại mà mắt thường không thấy được. Do đó, loại ánh sáng này cần phải được chuyển đổi thành ánh sáng nhìn thấy để thắp sáng bóng đèn và đây chính là nhiệm vụ của lớp huỳnh quang trong ống. Khi những tia cực tím này va chạm vào mặt trong bóng đèn, nó sẽ làm cho các nguyên t ử ph ốt pho giải phóng ra các hạt photon dạng tia hồng ngoại với ánh sáng trắng mắt thường có th ể thấy được mà không sinh ra nhiệt lượng lớn. Các nhà sản xuất có thể thay đổi màu sắc của ánh sáng bằng cách sử dụng các hợp chất huỳnh quang khác nhau. Trong các loại bóng đèn sợi đốt, chúng cũng phát ra một ít tia tử ngoại nhưng không được chuyển đổi sang tia hồng ngoại như cơ chế của đèn huỳnh quang. Đồng thời các đèn sợi đốt cũng tỏa nhiệt nhiều hơn bởi các sợi tóc nóng sáng do đó làm lãng phí năng l ượng. Chính vì vậy, một bóng đèn huỳnh quang có hiệu suất phát sáng hiệu quả hơn một bóng đèn s ợi đ ốt thông thường từ 4-6 lần với tuổi thọ khoảng 8.000 giờ. Đèn huỳnh quang hoạt động như thế nào? Đèn huỳnh quang là dạng đèn phóng điện trong môi trường khí. Sự phóng điện trong môi trường khí không giống như trong dây dẫn, vì để có được sự phóng điện trong ống đòi h ỏi ph ải có một hiệu điện thế hay điện áp ban đầu đủ lớn giữa hai điện cực để tạo ra hồ quang điện kích thích sự phát sáng. Do vậy, bóng đèn cần phải mồi phóng điện nhờ hai bộ phận là chấn l ưu hay còn gọi là tăng phô và tắc te (starter).- Chấn lưu: Chấn l ưu đ ược mắc nối tiếp với hai đ ầu điện cực, có tác dụng điều chỉnh và ổn định tần số của dòng điện. Nó là một cuộn dây cảm kháng có tác dụng duy trì độ tự cảm tức là điện áp rơi trên nó để điện áp trên bóng luôn khoảng từ 80 -140V. - Tắc te: Tắc te được mắc song song với hai đầu điện cực. Bản chất của nó là m ột t ụ điện dùng rơle nhiệt lưỡng kim, bên trong chứa khí neon. Khi có dòng điện đi qua, hai c ực c ủa nó tích đi ện đến một mức nào đó thì phóng điện. Nó có tác dụng khởi động đèn ban đầu. Khi bật công tắc, lúc này điện áp giữa hai đầu cực là 220V chưa đủ lớn để phóng điện. Khi đó, vì tắc te mắc song song với bóng đèn nên nó cũng có điện áp là 220V và đóng vai trò như con m ồi sẽ phóng điện khiến hai mạch của nó nóng lên chạm vào nhau khép kín mạch điện. Tuy nhiên, sau một lúc nó sẽ bị nguội đi và co lại gây hở mạch đột ngột. Khi đó cuộn chấn l ưu sẽ bị mất điện áp và sẽ sinh ra một suất điện động chống lại sự mất của dòng điện ban đầu. Lúc này trên hai điện cực của đèn có điện áp bằng tổng điện áp trên chấn lưu cộng với điện áp đầu vào là 220V gây ra một tổng điện áp khoảng 350V đến 400V giữa hai điện cực bóng đèn (tùy vào đèn bị lão hóa, đen đầu nhiều hay ít). Khi đó, nó sẽ tạo thành một nguồn điện cao nung nóng dây tóc bóng đèn, hiện tượng hồ quang điện như đã giải thích ở trên sẽ xảy ra và đèn phát sáng. Nếu đèn chưa cháy thì tắc te sẽ phải khởi động vài lần gây nên hiện t ượng “chớp t ắt” mà chúng ta thường thấy. Đồng thời, khi đèn đã sáng lên, chấn lưu lại có nhiệm vụ giảm điện áp lên bóng đèn, duy trì ở mức 80 - 140V tùy theo từng loại đèn. Tắc te lúc này không còn tác dụng vì điện áp đặt lên hai đầu tắc te nhỏ hơn điện áp hoạt động của nó và đèn sáng liên tục. Sử dụng chấn lưu điện từ có ưu điểm là rẻ tiền, dễ lắp ráp sửa chữa, tuy nhiên nó cũng có nhược điểm là khởi động chậm, hay khó khởi động khi giảm áp lưới điện. Do vậy, người ta có thể thay thế bằng loại chấn lưu điện tử không cần tắc te có thể khởi động ngay lập tức do đó tiết kiệm hơn nhưng cũng đắt hơn. Ngày nay, với chủ trương tiết kiệm điện và sử dụng năng lượng hiệu quả của Nhà nước thì việc sử dụng các loại đèn huỳnh quang, compact huỳnh quang không những gọn nhẹ lại tiết kiệm chi phí với hiệu suất cao hơn bóng đèn sợi đốt nhiều lần. ĐÈN THỦY NGÂN nguyên tắt hoạt động như sau:khi mở điện con chuột đống mạch ở 2 đầu bóng đèn phóng ra tia điện tử làm cho thủy ngân trong ống nóng lên và bay hơi thủy ngân," vì thủy ngân dẫn điện. " đến lúc này con chuột ngắt mạch, hai đầu óng phóng ra tia điện tử"tia này mắt thường không nhìn thấy" sau đó tia này đập vào lớp huyềnh quang biến đổi tia sáng ra dạng ánh sáng thường mà mắt ta nhìn thấy.n D. CÁC SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN ĐÈN 1 VỊ TRÍ , 2 VỊ TRÍ , 3 VỊ TRÍ