Wolna encyklopedia
Świetlówka - lampa fluorescencyjna - odmiana lampy wyładowczej, w której światło emitowane jest przez luminofor wzbudzony przez promieniowanie powstałe wskutek wyładowania elektrycznego w rurze wypełnionej gazem.
Spis treści |
Historia
Prace nad zbudowaniem lampy zaczęły się w latach 30. XX wieku. Badaniami luminescencji zajmowali się wybitni fizycy - w Polsce Stefan Pieńkowski. Pierwszą w świecie świetlówkę (emitującą bladozielone światło), stworzył w 1935 roku Arthur Compton z General Electric, a w 1939 zaprezentował zestaw świetlówek na wystawie w Nowym Jorku.
Konstrukcja
Jest to lampa elektryczna mająca najczęściej kształt rury, pokrytej od wewnątrz luminoforem wypełniona parami rtęci i argonu, w której źródłem świecenia jest promieniowanie widzialne emitowane przez warstwę luminoforu pokrywającego wewnętrzną powierzchnię rury. Wyładowania zachodzące pomiędzy elektrodami wolframowymi zabudowanymi na końcach rury wytwarzają promieniowanie w zakresie widma niewidzialnego (promieniowanie ultrafioletowe) 254 nm. Odpowiednio dobrane luminofory przetwarzają to promieniowanie na promieniowanie widzialne o pożądanej barwie światła (dzienne, chłodnobiałe, białe lub ciepłobiałe).
Poza świetlówkami prostymi (liniowymi) istnieją jeszcze świetlówki kołowe, U-kształtne oraz świetlówki kompaktowe (tzw. żarówki energooszczędne) zintegrowane z układem zapłonowym i stabilizującym. Świetlówki takie mogą być montowane w miejsce tradycyjnych żarówek.
Odmiany konstrukcyjne
Ze względu na stosowane luminofory świetlówki można podzielić na:
- standardowe z luminoforami halofosforanowymi
- trójpasmowe z luminoforami wąskopasmowymi
- z luminoforami wielopasmowymi
Do zasilania świetlówek używane są dwa układy stabilizacyjno-zapłonowe:
- tradycyjny, magnetyczny ze statecznikiem magnetycznym (dławik) i zapłonnikiem (starterem)
- elektroniczny
Zasada działania magnetycznego układu stabilizacyjno-zapłonowego
Do zapłonu krótkich świetlówek może wystarczyć zwykłe napięcie sieciowe, dla większości dłuższych świetlówek napięcie sieciowe jest za małe do wywołania wyładowania elektrycznego w rurze świetlówki, dlatego stosuje się układ zapłonowy.
Po załączeniu napięcia przez obwód elektryczny złożony z dławika L, katody świetlówki prawej, zapłonnika i katody lewej płynie prąd o niewielkim natężeniu ograniczany przez bardzo duży opór zapłonnika (neonówki o specyficznej konstrukcji zawierającej w swoim wnętrzu także normalnie rozwarty styk bimetalowy). Jarzący się neon nagrzewa blaszkę bimetalu, która wyginając się zwiera styk. Powoduje to zwarcie neonówki i wywołuje przepływ prądu ograniczonego jedynie przez dławik L i rezystancję katod świetlówki. Następuje rozgrzewanie się katod wykonanych z drutu oporowego, co dodatkowo zmniejsza napięcie zapłonu. W tym czasie bimetal startera stygnie i powracając do stanu pierwotnego rozwiera obwód elektryczny. Gwałtowna zmiana prądu przepływającego przez dławik wytwarza siłę elektromotoryczną samoindukcji o wartości kilkuset woltów, która dodając się do napięcia sieci wywołuje przez krótką chwilę wysokie napięcie między katodami, które może doprowadzić do wyładowania w gazie. Jeśli tak się stanie to po wyładowaniu, dzięki dławikowi, napięcie obniża się do poziomu napięcia w sieci. Jego wysokość jest wystarczająca do podtrzymania wyładowania ale za mała do nagrzania blaszki bimetalu. Jeśli nie nastąpi zapłon świetlówki to proces powtarza się od nowa, aż do skutku.
Kondensator C służy do kompensacji mocy biernej pobieranej przez dławik co powoduje zwiększenie współczynnika mocy i obniżenie mocy pobieranej przez układ z sieci; zmniejsza też iskrzenie na styku bimetalu.
Zalety i wady w porównaniu z oświetleniem żarowym
Zalety świetlówki w porównaniu z żarówką
- wytwarza znacznie mniej ciepła
- wyższa skuteczność świetlna (do 80 lm/W)
- dłuższy czas pracy (ok. 8000 h)
- mniejsza zależność strumienia świetlnego od napięcia zasilającego
- można wytwarzać świetlówki o różnych temperaturach barwowych
- mniejsza luminacja
Wady (głównie przy stosowaniu magnetycznego układu stabilizacyjno-zapłonowego)
- wymaga skomplikowanych opraw z dodatkowym wyposażeniem (statecznik i zapłonnik)
- wydajność świetlna lampy zależna jest od temperatury otoczenia
- większy niż u żarówek spadek żywotności przy dużej częstości włączeń
- tętnienie strumienia świetlnego powodujące zjawisko stroboskopowe
- utrudniony zapłon przy obniżonym napięciu oraz w niskiej temperaturze
- niski współczynnik mocy (ok. 0,5) powodujący konieczność stosowania kondensatorów kompensujących
- zawierają rtęć, która jest silną trucizną - mogą być niebezpieczne po stłuczeniu
Standardy, oznaczenia
Używanych jest kilka standardowych średnic rur:
- 38 mm - świetlówki tradycyjne starszej konstrukcji (T12), trzonek G13
- 26 mm – nowsza generacja, najbardziej rozpowszechnione (T8), trzonek G13
- 16 mm - świetlówki miniaturowe (T5), trzonek G5
- 12 mm - najnowsza generacja świetlówek (T4)
- 7 mm - najnowsza generacja świetlówek (T2), trzonek G4,3
Ra, Wb, - współczynnik oddawania barw (CRI - colour rendering index). Praktycznie tylko światło dzienne, światło żarówek i lamp halogenowych dają możliwość pełnego rozróżniania barw (Ra=100). Źródła te charakteryzują się ciągłym widmem elektromagnetycznym (pełne pasmo). Większość lamp wyładowczych ma luki w widmie światła co ma wpływ na zdolność oddawania barw.
Przykładowo oznaczenie 18W/830/G13 opisuje świetlówkę 18 watową, Ra=80 lub więcej o temperaturze barwowej 3000 K na trzonku G13.
Zobacz też
Bibliografia
- Jerzy Bąk, Technika oświetlania, wyd. WNT, Warszawa 1981,
Linki zewnętrzne
Lampy o temperaturowym wytwarzaniu światła: żarówka, lampa halogenowa
Lampy wyładowcze: świetlówka, świetlówka kompaktowa, lampa rtęciowa, lampa sodowa, lampa metalohalogenkowa, ksenonowa lampa błyskowa, samochodowa lampa ksenonowa
Lampy bezelektrodowe: lampa siarkowa
Lampy łukowe: świeca Jabłoczkowa, ksenonowa lampa łukowa
Półprzewodnikowe źródła światła: dioda elektroluminescencyjna