Hogyan működnek a fénycsövek és miért néha zajosak

2024 Szerző: Sherilyn Boyd | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 09:39

Míg a lámpatestben és az izzóban lévő fizikai mechanizmusok egy kicsit változóak lehetnek, dióhéjban egy fluoreszcens fény két elektródon keresztül működik a cső mindkét végén, amikor felmelegszik. Végül létrejön egy ív (a lámpatest és az izzó kivitele függvényében változó mechanizmusok), az elektronok által az izzón keresztül az ionizált gázon keresztül lövő elektronok egyik elektródából a másikba; miközben átmennek a csőben, az izzóban lévő apró higany párolog, és ahogy az elektronok összeütköznek az atomjával, az atomok elektronjait magasabb energiaszinten emeli ki. Azonban ez a magasabb energiaszint instabil és az ütközés utáni, mivel az elektronok gyorsan visszatérnek eredeti energiaszintjéhez, fotonokat bocsátanak ki, jóllehet főként az ultraibolya (UV) fényt, amelyet embernek nem látunk. Nem nagyon hasznos fényforrás ezen a ponton!

Az UV-fényben lévő fotonok viszont gerjeszti az elektront a foszforban, amely bevonja az izzót, hasonlóan okozva őket, hogy elmozduljanak maguktól magasabb állapotba; a foszforelektronok ezután gyorsan visszatérnek eredeti állapotukhoz, és ezen a ponton fotonok formájában is felszabadítják az energiát, de ezúttal leginkább az emberi látható spektrumban, ami a látható fény nagy részét teszi lehetővé, hogy ezek az izzók hasznosak az irodaházakban világszerte.

Most a zümmögéshez - A hiányzó megelőző intézkedések miatt a fluoreszkáló csőben lévő áram veszélyes szintre emelkedne, mivel az ionizált gáz elektromos ellenállása a csőben fokozatosan csökken, ahogy felmelegszik. Tehát anélkül, hogy valami felállna, hogy megakadályozza a jelenlegi emelkedést, ez egy lépcsőzetes probléma. Végül jól megfordíthatja a megszakítóját vagy az izzó felrobbanhat. Bármi legyen is a helyzet, a fények gyorsan leállnának.

Ennek kezelésére a fluoreszkáló izzólámpák valamilyen típusú ballaszttal vannak felszerelve. Ez a ballaszt klasszikusan rézhuzalba burkolt vasmag formájában jelenik meg. Az eredmény olyan eszköz, amely lelassítja az áram növekedését, és biztonságos szinten tartja az izzót a hatékony működés érdekében. Fontos a zümmögés megvitatása, hogy a villamos energia a ballasztot mágneses mező előállításához fekteti. Ez valójában azt jelenti, hogy ez a típusú előtét elsősorban működik - ahogy több áram áthalad, a mágneses mező nagyobb lesz, szemben a jelenlegi áramlás változásával, és így lassítja a váltakozó áram (AC) megfelelő növekedését, az irányváltáshoz, és nullára csökken, és a folyamat ellenkező irányba megy vissza.

A szokásos váltakozó áramok általában 60 Hz 60 másodpercenkénti ciklus (például az Egyesült Államokban) vagy 50 Hz (például az U. K.). Megfelelően megnevezve, az AC ciklus fele számára az áram töltése egy irányban mozog, és a második félidőben a díj a másikban mozog.

Mindezek a kapcsolások előre-hátra tovább befolyásolják a ballaszt elektromágneses mezőjét, mivel minden egyes pillanatban az áramváltás iránya (minden fél ciklus) a mágnes polaritása is bekapcsol; Tehát, mivel az elektromágnes az AC-áram kétszeresére ingadozik, a villódzás sebessége 100 Hz vagy 120 Hz, attól függően, hogy melyik országban tartózkodik.

A mágneses mező ingadozása során a ballaszt magját fizikailag összenyomják és felszabadítják egy olyan magnetostrikus folyamatnak, amely 100 Hz vagy 120 Hz frekvencián a hírhedt zümmögést hozza létre.

Természetesen nem minden fluoreszkáló izzólámpa hangja ugyanaz, és ez a különbség a rögzítő előtét típusa, mérete, a ballaszt beillesztése, a lámpatest kialakítása és a mennyezetek, falak, lemezek stb. hangtompítani vagy erősíteni.

Az ilyen közös zűrzavar, az iparág "hangminősítést" tesz közzé az előtétek számára, és még azt is ajánlja, hogy mely különböző beállítások megfelelőek legyenek. Például az "A" minősítésű előtétek a legcsendesebbek (20-24 decibel), és könyvtárakhoz, egyházakhoz, vételi területekhez, TV és rádióállomásokhoz ajánlottak, míg csak "C" szinten (31-36. decibels) ajánlott egy "általános irodai területre", és a kiskereskedelmi üzletek "D" minősítéssel (37-42 decibel) juthatnak hozzá.

Azok számára, akik gyűlölik a zümmögést (vagy a migrénes fejfájás okozta problémákat a fluoreszkáló izzók és villogó fényük okozza), az elektronikai előtét (ellentétben a régi iskola mágnesesével) elérhető és még ma is meglehetősen gyakori, mint például általában kompakt fénycsövek (CFL-k). Ezek az előtétek jellemzően 100 Hz vagy 120 Hz-nél drasztikusan magasabbak, általában 20 000 Hz-nél nagyobb mértékben. Meg kell azonban jegyezni, hogy ha átkapcsol egy ilyen elektronikus előtétre az Ön régebbi fénycsöves lámpatestében (ami meglepően olcsó), akkor cserélnie kell a fluoreszkáló izzókat olyan típushoz az új ballasztjával.

Bónusz tények:

• Peter Cooper Hewitt-nek köszönhetően a fluoreszkáló izzólámpa elindul.Bár mindkettő Thomas Edison és Nikola Tesla a 19. század végén fénycsővel játszott, Hewitt létrehozta az első izzót, amely a higanygőz elektromos árammal keverte össze egy ballaszt által szabályozott csőben. Egy furcsa kék-zöld fénnyel befújva nem tudott elkapni. Az 1930-as évek vége felé azonban az Egyesült Államokban működő világítástechnikai vállalatok kereskedelmi szempontból életképes lehetőségeket állítottak elő, és az 1950-es években a nagyobb műveletekben lévő fénycsövek egyre gyakoribbá váltak.
• A fénycső az 1980-as évek közepén költözött otthonra a kompakt fénycsövek (CFL) izzók megjelenésével, bár az izzók esetében 25 és 35 dollár között, valamint a már meglévő lámpák illeszkedésére való képtelenség miatt az utóbbi években nem vált népszerűvé. Napjainkban a tervezett tervezés és az izzólámpa alatt 2 dollárnál alacsonyabb költségek mellett a CFL-k sokkal gyakoribbak lettek, bár a (gyakran) olcsón készített integrált elektronikus előtétek jelentősen megmutatták, hogy ezek az izzók drasztikusan kisebb élettartammal rendelkeznek, mint a címkékre vonatkozó becslések.
• Figyelembe véve a jövő izzóját, a fénykibocsátó diódák (LED-ek) egyre népszerűbbek. Csak 2012-ben, közel 50 millió LED izzó helyettesítette az éves energiamegtakarítás mintegy 675 millió dollárt, és ez a szám csak folyamatosan fel-és fel évente.