Lampade fluorescenti. Principio di costruzione. Schema, descrizione

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Lampade fluorescenti. Principio costruttivo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Lampada a fluorescenza (lampada al mercurio a bassa pressione; di seguito denominata LL) è una sorgente luminosa a scarica di gas (Fig. 2.1 e 2.2). Strutturalmente è un tubo di vetro con uno strato di fosforo applicato sulla superficie interna. Alle estremità del tubo vengono inseriti elettrodi a spirale di tungsteno sui quali, per aumentare l'emissività, viene applicata una sospensione di ossido costituita da carbonati o perossidi di metalli alcalino terrosi.

All'interno della lampada sono presenti vapori di mercurio rarefatti e un gas inerte (argon). La pressione del vapore di mercurio nella LL dipende dalla temperatura delle pareti della lampada ed è di circa 40-0,13 N/m1,3 (2"10-2~10 mm Hg) ad una temperatura operativa normale di 3 °C.

Una pressione così bassa garantisce un'intensa radiazione di scarica nella regione ultravioletta dello spettro (principalmente con lunghezze d'onda di 184,9 e 253,7 nm). Sotto l'influenza della tensione elettrica (campo) applicata agli elettrodi, nella lampada si verifica una scarica di gas.

Lampade fluorescenti. Principio di costruzione
Riso. 2.1. Lampade fluorescenti moderne

In questo caso, la corrente che passa attraverso i vapori di mercurio provoca radiazioni ultraviolette. Uno strato di una sostanza speciale viene applicato sulla superficie interna della lampada (fosforo). Il fosforo più comune è l'alofosfato di calcio, attivato con antimonio e manganese.

Lampade fluorescenti. Principio di costruzione
Riso. 2.2. Struttura di una lampada fluorescente

Modificando il rapporto degli attivatori è possibile ottenere fosfori di marche diverse e produrre lampade di colori diversi.

Radiazioni ultraviolette, agendo sul fosforo, lo fa brillare, cioè il fosforo converte la radiazione ultravioletta della scarica gassosa in luce visibile. Il vetro di cui è composta la LL impedisce ai raggi ultravioletti di fuoriuscire dalla lampada, proteggendo così i nostri occhi dalle radiazioni dannose.

Le eccezioni sono le lampade battericide e ultraviolette; Nella loro fabbricazione viene utilizzato vetro uviol o quarzo, che trasmette la luce ultravioletta.

Oggi sono ampiamente utilizzati LL con amalgami di In, Cd e altri elementi. La minore pressione del vapore di mercurio sopra l'amalgama consente di espandere l'intervallo di temperatura dell'emissione luminosa ottimale a 60°C invece dei 18-25°C del mercurio puro.

Quando la temperatura ambiente supera la norma consentita (25 °C per il mercurio puro e 60 °C per le amalgame), la temperatura della parete e la pressione dei vapori di mercurio aumentano e il flusso luminoso diminuisce.

Ancora più evidente riduzione del flusso luminoso osservato quando la temperatura, e quindi la pressione dei vapori di mercurio, diminuisce. Allo stesso tempo, l'accensione delle lampade si deteriora bruscamente, il che rende impossibile il loro utilizzo a temperature inferiori a -10 ° C senza dispositivi di isolamento.

A questo proposito è interessante LL senza mercurio con scarico a bassa pressione nei gas inerti. In questo caso il fosforo viene eccitato da una radiazione con una lunghezza d'onda compresa tra 58,4 e 147 nm. Poiché la pressione del gas negli apparecchi senza mercurio è praticamente indipendente dalla temperatura ambiente, anche le loro caratteristiche luminose rimangono invariate.

Ad oggi è stato risolto il problema del funzionamento LL alle basse temperature:

utilizzando LL della nuova generazione di lampade T5 (con diametro del tubo di 16 mm);
l'uso di lampade fluorescenti compatte;
Alimentazione LL da reattori elettronici ad alta frequenza (reattori elettronici).

Emissione luminosa LL aumenta con l'aumentare delle dimensioni (lunghezza) a causa di una diminuzione della proporzione delle perdite anodico-catodo nel flusso luminoso totale. Ecco perché più razionale utilizzare una lampada da 36 W anziché due lampade da 18 W.

Vita utile LL limitato dalla disattivazione e dallo sputtering (esaurimento) dei catodi. Anche le fluttuazioni della tensione di alimentazione e le frequenti accensioni e spegnimenti delle lampade influiscono negativamente sulla durata. Quando si utilizzano reattori elettronici, questi fattori sono ridotti al minimo.

Autore: Koryakin-Chernyak S.L.

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