Budowa i zasada działania świetlówki

Świetlówki

Budowa świetlówki:

Świetlówka składa się z rury szklanej, w której występują wyładowania elektryczne pomiędzy dwiema elektrodami pokrytymi warstwą aktywną. Wnętrze rury wypełnia argon i pary rtęci pod niskim ciśnieniem.
Przy wyładowaniu elektrycznym powstaje w rurze słabe promieniowane widzialne i silne promieniowanie ultrafioletowe, niewidzialne. Powierzchnia wewnętrzna rury pokryta jest mieszaniną odpowiednio dobranych substancji chemicznych wykazujących właściwości fluoroscencyjne, tworzącą warstwę zwaną luminoforem. Pod wpływem padającego na luminofor niewidzialnego promieniowania ultrafioletowego następuje świecenie luminoforu. Barwa światła zależy od składu chemicznego luminoforu.

Podczas pracy świetlówki wymagają współdziałania dodatkowych urządzeń.
W obwodzie świetlówki musi być umieszczony stabilizator prądu. Rolę stabilizatora prądu dla świetlówek zasilanych napięciem przemiennym pełni zwykle dławik, tzn. cewka nawinięta na rdzeniu z blach ze stali krzemowej.
Zadaniem dławika jest ograniczenie prądu płynącego przez świetlówkę. Świetlówki z podgrzewanymi katodami przy zaświeceniu współpracują ponadto z zapłonnikiem. Jest to urządzenie które zamyka obwód na krótką chwilę i ponownie go otwiera.

Zasada działania:


Działanie tego układu jest następujące: Po włączeniu napięcia przez obwód złożony z
dławika D, Katody K1, zapłonnika oraz katody K2 płynie bardzo mały prąd, gdyż zapłonnik przedstawia bardzo duży opór. Następuje jarzenie neonu zawartego w zapłonniku i jego nagrzewanie. Podgrzana blaszka bimetalowa wygina się i dotyka styku. Opór zapłonnika maleje praktycznie do zera. Przez obwód płynie duży prąd, ograniczony przez dławik i rezystancję katod K1 i K2, wywołując nagrzanie katod. Od momentu zamknięcia styku zapłonnika następuje chłodzenie blaszki bimetalowej, która po chwili powraca w położenie wyjściowe, przerywając przepływ prądu w obwodzie. Nagła zmiana prądu płynącego przez dławik powoduje powstanie w nim SEM samoindukcji o znacznej wartości
( kilkaset woltów ). Siła elektromotoryczna samoindukcji, dodaje się do napięcia sieci i powoduje, że między katodami K1 i K2 panuje przez moment wysokie napięcie, które może wywołać wyładowania elektryczne w rurze.
Jeśli nie nastąpi zapłon świetlówki, cały proces przebiega ponownie tak samo, aż do zapalenia świetlówki. Po zapaleniu świetlówki między katodami utrzymuje się napięcie, które jest niższe od napięcia zapłonu zapłonnika. Gaz w zapłonniku nie jarzy się, blaszka bimetalowa pozostaje w położeniu wyjściowym i prąd płynie przez gaz w rurze.
W układzie zasilania świetlówki napięciem przemiennym umieszcza się zwykle kondensator służący do kompensacji mocy biernej pobieranej przez dławik. Dzięki temu następuje zwiększenie współczynnika mocy, i zmniejszenie prądu płynącego z sieci do układu świetlówki.
Skuteczność świetlna świetlówek jest znacznie wyższa niż żarówek.
Korzystną cechą świetlówek jest mała luminacja, co umożliwia stosowanie ich bez kloszy rozpraszających światło. Trwałość świetlówek wynosi 3000...6000 h.


Układy antystroboskopowe świetlówek:


Świetlówka zasilana napięciem przemiennym o częstotliwości 50 Hz gaśnie i zapala się 100 razy w ciągu sekundy. Oko ludzkie nie reaguje na tak szybkie zmiany strumienia świetlnego. Części wirujące maszyn mogą jednak wydawać się przy oświetleniu takim światłem nieruchome lub też można odnieść wrażenie, że obracają się ze znacznie mniejszą prędkością kątową. Jest to tzw. zjawisko stroboskopowe. Dla zmniejszenia niepożądanego zjawiska stroboskopowego stosuje się współpracę dwóch lub więcej świetlówek w takich układach, aby w momencie gaśnięcia jednej świetlówki, druga świeciła, dając możliwie duży strumień świetlny. W rezultacie zmniejszają się znacznie wahania strumienia świetlnego w czasie i zjawisko stroboskopowe staje się praktycznie niezauważalne. Rezultat ten uzyskuje się, dzięki zasilaniu co najmniej dwóch świetlówek napięciem przesuniętym w fazie.