To jest wersja demonstracyjna. Żadne zamówienia nie będą realizowane.

+48 660 701 328

Witamy w Świecie Lamp

Świetlówki energooszczędne


Spis treści

> Historia
> Budowa
> Zasada działania
> Luminofor
> Układ elektryczny
> Temperatura pracy
> Świetlówki z zimna katodą

Świetlówki przestały być używane wyłacznie jako oświetlenie przemysłowe i dotarły do naszych domów - jako żarówki energooszczędne!

Ściśle biorąc nie powinniśmy mówić o „żarówkach energooszczędnych” gdyż słowo żarówka pochodzi od „żarzyć” - zwykłe żarówki świecą, gdyż w wyniku wzrostu temperatury żarzy się włókno wolframowe.

Te, awansowane na salony, świetlówki powinniśmy nazywać „świetlówkami kompaktowymi” lub, poprawniej, „zintegrowanymi świetlówkami kompaktowymi”, gdyż zawierają w swojej obudowie elektroniczny układ stabilizacyjno-zapłonowy.

Historia

Historia świetlówki jest dosyć długa – jej początki sięgają badań nad radiacją gazów pod wpływem wyładowań elektrycznych z połowy XIX wieku.

Skomplikowana jest także historia własności intelektualnej (patentów). Można jednak przyjąć, że świetlówka, taka jaką znamy, narodziła się w roku 1934 w laboratoriach General Electric, a do sprzedaży wprowadzono ją w roku 1938.
Już w roku 1951 w USA więcej światła pochodziło z oświetlenia świetlówkami niż z oświetlenia żarówkami tradycyjnymi.

W 1971r. Edward E. Hammer z General Electric, w odpowiedzi na kryzys naftowy, wynalazł świetlówkę kompaktową.

^ spis treści

Budowa

Świetlówka jest fluorescencyjną lampą wyładowczą.

Zbudowana jest z rury wypełnionej gazem (argon, ksenon, neon, lub krypton), pod ciśnieniem ok 0.3% ciśnienia atmosferycznego, z domieszką par rtęci.

Wewnętrzna powierzchnia rury pokryta jest luminoforem. W oba końce rury wbudowane są elektrody, wykonane zwykle z wolframu.


^ spis treści

Zasada działania

Po włączeniu świetlówki prąd elektryczny nagrzewa katodę, która emitując elektrony jonizuje znajdujący się w pobliżu gaz. Taki typ katody nazywa się katodą gorącą. Aby obniżyć temperaturę, przy której następuje emisja elektronów pokrywa się ją mieszaniną baru, strontu i tlenków wapnia.

W świetlówkach z zimna katodą emisja elektronów zachodzi tylko w wyniku przyłożonego wysokiego napięcia.

Wokół elektrody tworzy się plazma. W wyniku kaskady jonizacyjnej gwałtownie wzrasta przewodność gazu w rurze, w wyniku czego przez zjonizowany gaz przepływa prąd – następuje wyładowanie elektryczne.

W wyniku wyładowania elektrycznego w parach rtęci emitowane jest promieniowanie ultrafioletowe o długości fal 253,7nm i 185nm. Promieniowanie to jest absorbowane przez warstwę luminoforu na wewnętrznych ściankach rury wyładowczej, który z kolei emituje światło widzialne. Szkło sodowe rury zatrzymuje większość promieniowania
ultrafioletowego.

 

^ spis treści



Luminofor

Emitowane w wyniku wyładowania w parach rtęci promieniowanie ultrafioletowe jest zupełnie nieprzydatne do celów oświetleniowych.
Zamiana tego promieniowania na światło widzialne zachodzi w warstwie luminoforu, którym pokryte są wewnętrzne ścianki świetlówki.

Od tego jaki to jest luminofor, zależy rozkład widmowy, a co za tym idzie jakość oddawania barw, i barwa światła świetlówki.

Ze względu na stosowane luminofory, świetlówki można podzielić na:

  • standardowe z luminoforami halofosforanowymi
  • trójpasmowe z luminoforami wąskopasmowymi
  • świetlówki typu Philips deLux z luminoforami wielopasmowymi


Świetlówki standardowe z luminoforami halofosforanowymi mają skuteczność świetlną do 80 lm/W przy stosunkowo niskim wskaźniku oddawania barw Ra 50-70.

Najlepsze pod względem oddawania barw są świetlówki deLux, które uzyskują wskaźnik Ra 95-98. Jest to jednak połączone ze spadkiem skuteczności świetlnej do ok. 65 lm/W.

Optymalne stają się w tej sytuacji świetlówki trójpasmowe z luminoforami wąskopasmowymi o wskaźniku oddawania barw Ra 85 i bardzo wysokiej skuteczności świetlnej do 104 lm/W.

Wydajność luminoforu spada stopniowo podczas użytkowania. Świetlówka ciągle działa, ale światło jest znacząco słabsze. Proces ten jest powolny, często strata efektywności staje się oczywista dopiero, gdy obok zapalimy nową świetlówkę.

^ spis treści

Układ elektryczny

Lampy fluorescencyjne mają ujemną rezystancję dynamiczną – wzrost prądu przepływającego przez rurę wyładowczą powoduje większą jonizację i zmniejszenie opóru. Efekt taki spowodowałby szybką autodestrukcję świetlówki z powodu niekontrolowanego przepływu prądu. Aby temu zapobiec, świetlówka wyposażona jest w dodatkowe urządzenie - statecznik.

Aby wyzwolić wyładowanie elektryczne konieczne jest przyłożenie znacznie większego napięcia niż to potrzebne do pracy świetlówki. W tym celu stosuje się urządzenie zwane starterem (zapłonnikiem).

Dodatkowo stosowane są układy zmniejszające zakłócenia spowodowane wyładowczym charakterem pracy świetlówki. Od jakości tych układów zależy żywotność świetlówki, emitowane zakłócenia, obciążenia sieci energetycznej itd. Niestety im lepszy układ tym wyższa cena świetlówki.

Podobnie – im lepsza jakość emitowanego światła tym wyższa cena świetlówki.

Świetlówki kompaktowe zintegrowane – tzw. „żarówki energooszczędne” mają wszystkie konieczne układy elektroniczne zabudowane w obudowie.

^ spis treści


Temperatura pracy

Temperatura w jakiej pracują świetlówki ma zasadniczy wpływ na ich wydajność, gdyż wpływa na ciśnienie parcjalne par rtęci w lampie. Każda świetlówka zawiera niewielką ilość rtęci, która musi odparować aby mogło dojść do emisji światła ultrafioletowego. Przy niskich temperaturach rtęć znajduje się w postaci rozproszonych kropelek cieczy. To jest powód dla którego świetlówki nie nadają się do pracy w niskich temperaturach.

^ spis treści

Świetlówki z zimna katodą

W większości świetlówek stosuje się elektrody, które działają w trybie termoemisji – elektrony katody są uwalniane przez jej podgrzanie. Istnieją jednak takie, które działają w trybie zimną katodą – elektrony są wyzwalane jedynie w wyniku przyłożonego wysokiego napięcia.

Ponieważ takie katody nie są pokryte powłokami termoemisyjnymi nie dochodzi do ich odparowywania i świetlówki te mają dłuższy czas życia aniżeli świetlówki z gorącą katodą. Jednak świetlówki o zimnej katodzie są zazwyczaj mniej wydajne aniżeli te z gorącą katodą.

^ spis treści