I. Định nghĩa đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang
Bóng sợi đốt còn được gọi là đèn dây tóc, cơ chế hoạt động dựa trên sự đốt nóng của dây tóc. Đây là bộ phận chính giúp đèn có thể phát ra ánh sáng. Phần thủy tinh bao bên ngoài được rút hết không khí và bơm vào các trợ khí để bóng đèn có thể hoạt động. Cụ thể quy trình phát sáng như sau: khi bóng đèn được lắp vào đuôi đèn, dòng điện sẽ đi qua lớp kim loại nằm trên đuôi đèn , từ đó làm nóng bộ phận dây tóc với cường độ cao, đủ để phát sáng.
Đèn huỳnh quang là loại đèn được phát minh sau đèn sợi đốt do đó hình dáng cũng như cơ chế hoạt động hoàn toàn khác. Đèn có dạng hình ống tuýp điện cực. Vỏ đèn phủ một lớp bột huỳnh quang, chủ yếu chứa hợp chất phospho [P]. Lớp thủy tinh bao bọc bên ngoài cũng được rút hết không khí và bơm khí trợ cũng như hơi thủy ngân. Để có thể tạo ra ánh sáng, đèn huỳnh quang cần lắp thêm hai bộ phận quan trọng là chấn lưu và tắc ke.
II. Bóng đèn sợi đốt
1. Cấu tạo:
-Gồm ba bộ phận chính: Bóng thủy tinh, sợi đốt, đuôi đèn.
a. Sợi đốt:
- Sợi đốt là phần tử quan trọng của bóng đèn, ở đó điện năng được biến đổi thành quang năng.
+ Có dạng lò xo xoắn.
+ Làm bằng vonfram.
+ Biến đổi điện năng thành quang năng.
b. Bóng thủy tinh:
-Bóng đèn làm bằng thủy tinh chịu nhiệt.
-Người ta rút hết không khí và bơm khí trơ [khí acgon, khí kripton] vào trong bóng để làm tăng tuổi thọ của sợi đốt.
c. Đuôi đèn:
-Đuôi đèn làm bằng đồng hoặc sắt tráng kẽm và được gắn chặt với bóng thủy tinh. Trên đuôi có hai cực tiếp xúc.
-Khi sử dụng đuôi đèn được nối với đui đèn phù hợp để nối với mạng điện cung cấp điện cho đèn
-Có hai kiểu: Đuôi xoáy và đuôi ngạnh.
2. Nguyên lý làm việc
-Khi đóng điện, dòng điện chạy trong dây tóc đèn làm dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao, dây tóc phát sáng.
3. Đặc điểm của đèn sợi đốt
-Đèn sợi đốt có 3 đặc điểm chính:
+ Đèn phát sáng liên tục.
+ Hiệu suất phát quang thấp. Khi làm việc, chỉ 4% đến 5% điện năng chuyển thành quang năng, phần còn lại toả nhiệt.
+ Tuổi thọ thấp,chỉ khoảng 1000 giờ.
4. Phân loại
Có 2 loại: đènsợi đốt dây tóc và đèn sợi đốt halogen
Đèn sợi đốt dây tóc
Đèn sợi đốt dây tóc hoạt động bằng cách dùng dòng điện xoay chiều để đốt nóng sợi vonfram cho tới khi nó phát sáng.
* Ưu điểm:
-Ưu điểm duy nhất của đèn sợi đốt có chỉ số CRI [độ hoàn màu – trung thực màu] gần bằng 100 – mức độ cao nhất. Màu sắc của các vật sẽ rõ nét, trung thực hơn.
* Nhược điểm:
-Tiêu tốn rất nhiều điện năng: chỉ có 6-7% điện năng được chuyển thành quang năng, tiêu hao 93-94% cho phát nhiệt.
-Bóng đèn bị nóng nhiều khi sử dụng do nhiệt phát ra quá lớn, ngồi gần gây cảm giác khó chịu, nhức mắt.
-Ở môi trường lạnh đèn không hoạt động tốt, do cơ chế hoạt động là đốt nóng dây tóc để phát sáng.
-Tuổi thọ thấp [Khoảng 1000 giờ], dễ bị đứt dây tóc trong bóng đèn.
-Phát ra nhiều khí thải CO2, độc hại với môi trường
-Khi hoạt động tạo ra một lượng đáng kể tia cực tím và bức xạ hồng ngoại gây hại cho da.
-Công suất vừa và nhỏ, chỉ thích hợp chiếu sáng trong không gian nhỏ.
Đèn sợi đốt halogen
Đèn sợi đốt halogen tương tự như đèn sợi đốt thông thường, có thêm một lượng khí halogen được thêm vào, bao bọc sợi dây tóc vonfram. Hoạt động bằng cách dùng điện để đốt nóng sợi vonfram cho tới khi nó phát sáng.
* Ưu điểm:
-Độ hoàn màu CRI [độ trung thực màu] gần bằng 100, nên nhìn màu sắc của các vật trung thực rõ nét.
* Nhược điểm:
-Tốn kém điện năng: Tuy đèn halogen có hiệu suất là việc cao hơn đèn sợi đốt dây tóc thông thường. Tuy nhiên vẫn hoạt động dựa trên việc đốt nóng sợi dây vonfram để phát sáng. Nên việc tiêu hao năng lượng là cực lớn.
-Bóng đèn bị nóng nhiều khi sử dụng, do nhiệt phát ra quá lớn, ngồi gần gây khó chịu, nhức mắt.
-Không hoạt động tốt ở môi trường lạnh, do cơ chế hoạt động là đốt nóng dây tóc để phát sáng.
-Tuổi thọ cao hơn so với đèn sợi đốt thường, tuy nhiên vẫn ở mức thấp [Khoảng 2000 giờ]. Dễ bị đứt dây tóc trong bóng đèn.
-Phát ra nhiều khí thải CO2, độc hại với môi trường
-Khi hoạt động tạo ra một lượng đáng kể tia cực tím và bức xạ hồng ngoại gây hại cho da.
-Công suất vừa và nhỏ, chỉ thích hợp chiếu sáng trong không gian nhỏ.
Vào ngày 01/09/2018 đèn sợi đốt và đèn halogen đã bị cấm sử dụng tại Châu Âu. Nhằm bảo vệ sức khỏe cho người tiêu dùng, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.
1. So Sánh Đèn Sợi Đốt Và Đèn Huỳnh Quang
1.1. ƯU ĐIỂM
a. Đèn sợi đốt:
+ Chịu được nhiệt độ cao
+ Đèn sợi đốt có giá rẻ, chi phí đầu tư sửa chữa thấp.
+ Bóng đèn sợi đốt phát ra và duy trì ánh sáng liên tục.
+ Ánh sáng tự nhiên không hại mắt.
+ Ánh sáng không bị ngắt như các loại đèn huỳnh quang do đó an toàn cho mắt khi sử dụng lâu dài.
b. Đèn huỳnh quang:
+ Giá cả của đèn huỳnh quang cũng tương đối thấp.
+ Đèn huỳnh quang ít tỏa nhiệt ra môi trường bên ngoài. Do đó hiệu suất phát sáng tốt hơn đèn sợi đốt [8-10 lần]. Ưu điểm của đèn huỳnh quang này là vượt bật so với đèn sợi đốt.
+ Có tuổi thọ cao hơn đèn sợi đốt [từ 8 -10 năm tuổi].
+ Vì có cải tiến trong sáng chế phát minh nên đèn huỳnh quang tiết kiệm điện hơn đèn sợi đốt. Tiết kiệm điện và năng lượng vượt trội so với đèn sợi đốt.
+ Người tiêu dùng đánh giá đèn huỳnh quang được dùng phổ biến nhất và lý tưởng nhất. Nhà bếp, phòng tắm là nơi yêu cầu cần dùng nhiều ánh sáng nhất. Ưu điểm của đèn huỳnh quang hoàn toàn đáp ứng được yếu tố này.
Nhìn chung ưu điểm của đèn huỳnh quang tương đối nhiều và vượt trội hơi đèn sợi đốt. Nhờ có cải tiến về sáng chế và phát minh.
1.2. NHƯỢC ĐIỂM
a. Đèn sợi đốt:
+ Hiệu suất phát sáng của đèn sợi đốt thấp [chỉ đạt 10-22 Lumen/watt].. Tuổi thọ đèn sợi đốt rất thấp [chỉ khoảng 1000 giờ].
+ Tiêu hao điện năng rất lớn vì tới 95% điện năng chuyển thành nhiệt.
+ Độ bền thấp do dây tóc của đèn rất mỏng, dễ bị đứt gây khó khăn cho việc vận chuyển.
+ Tiêu tốn rất nhiều điện năng. Vì chỉ khoảng 5% điện năng biến thành quang năng. Còn lại 95% phát ra nhiệt năng nên bóng đèn khi bật công tắt gây ra nhiệt độ cao.
+ Tỏa nhiệt lớn gây làm khó chịu cho người tiêu dùng [khô, nóng nực,…]. Khu vực đèn hoạt động sẽ tăng nhiệt do bóng đèn lan tỏa, đặc biệt là mùa hè nắng nóng.
+ Nguy hiểm hơn khi sờ vào đèn sợi đốt có thể bị bỏng nếu thắp sáng lâu.
+ Ngồi dưới đèn sợi đốt lâu sẽ có hiện tượng chóng mặt, mệt mỏi, nhức mắt. Ánh sáng không phủ đều trên một mặt phẳng nên ánh sáng bị chói lóa.
b. Đèn huỳnh quang:
+ Đèn huỳnh quang cũng tiêu hao điện năng nhiều nhưng ít hơn so với đèn sợi đốt. Một bóng đèn huỳnh quang 36W hoặc 40W thì trong đó tăng phô và chuột đã chiếm tới 15W.
+ Tuổi thọ đèn huỳnh quang không cao.
+ Hiệu suất ánh sáng thấp [40-70 Lumen/watt].
+ Sử dụng lâu dễ bị cháy nổ và văn thành mảnh vụn. Không an toàn khi sử dụng.
+ Vật liệu khó phân hủy trong môi trường.
+ Ánh sáng khi phát có chứa thủy ngân và tia UV làm ảnh hưởng đến da và mắt khi ta tiếp xúc thường xuyên.
+ Ánh sáng của đèn huỳnh quang nhấp nháy, ngắt quãng gây mỏi mắt, nhức mắt. Tiếp xúc lâu dài thị lực giảm, gây cận thị bởi độ sáng của đèn giảm dần theo thời gian.
+ Thường hay phát ra tiếng ồn khi thắp sáng.
+ Khi sử dụng lâu, đèn huỳnh quang thường bị đen hai đầu bóng.
Tổng quan về đèn sợi đốt
Muốn so sánh ưu nhược điểm của đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang thì cần đi vào tìm hiểu khái quát về loại đèn này.
Đèn sợi đốt là gì?
Đèn sợi đốt hay còn được gọi là đèn dây tóc hoạt động dựa trên cơ chế đốt nóng của dây tóc. Bộ phận chính giúp đèn phát ra ánh sáng cũng chính là dây tóc. Còn phần thủy tinh bao bọc bên ngoài sẽ được rút hết không khí và bơm vào những trợ khí để đèn có thể hoạt động.
Quy trình phát sáng có thể hiểu như sau: Khi bóng đèn lắp vào đuôi đèn thì sẽ có dòng điện đi qua kim loại tại đuôi đèn. Sau đó, nó sẽ làm nóng bộ phận dây tóc có cường độ cao và đủ để phát sáng.
Cấu tạo và nguyên lý làm việc
Cấu tạo
Đèn sợi đốt sẽ gồm 3 bộ phận chính:
- Sợi đốt: Một phần quan trọng của bóng đèn, nơi điện năng biến đổi thành quang năng. Chúng sẽ có dạng lò xo xoắn làm từ vonfram.
- Bóng thủy tinh: Đương nhiên vật liệu tạo thành sẽ phải là thủy tinh chịu nhiệt. Người thợ sẽ rút hết đi không khí và bơm vào trong bóng các khí trơ. Điều này góp phần làm tăng tuổi thọ của sợi đốt cao hơn.
- Đuôi đèn: Phần đuôi sẽ được làm bằng đồng hoặc sắt được tráng kẽm. Tiếp đó sẽ gắn chặt với bóng thủy tinh, ở trên có tiếp xúc 2 cực. Khi sử dụng đuôi đèn sẽ nối với đui đèn một cách phù hợp. Và cũng phải nối với mạng điện cung cấp cho đèn mới được. Thường có hai kiểu là đuôi xoáy và đuôi ngạnh.
Nguyên lý làm việc
Bóng đèn sẽ phát sáng khi đóng điện. Dòng điện sẽ chạy trong dây tóc đèn khiến chúng nóng lên đến nhiệt độ cao làm cho dây tóc phát sáng.
Điểm nổi bật ở đèn sợi đốt
Có thể kể đến 3 điểm nổi bật sau đây của đèn sợi đốt:
- Phát ra ánh sáng liên tục
- Hiệu suất phát quang thấp và làm việc chỉ tiêu tốn 4 – 5% điện năng chuyển hóa thành quang năng. Đương nhiên phần còn lại tỏa nhiệt.
- Tuổi thọ không cao chỉ khoảng 1000 giờ.
Các loại đèn sợi đốt
Hiện nay chỉ ưu tiên sử dụng 2 loại đèn sợi đốt dưới đây.
Đèn sợi đốt dây tóc
Loại đèn này sẽ hoạt động bằng cách sử dụng dòng điện xoay chiều. Khi đó sẽ đốt nóng sợi dây vonfram cho đến khi nào phát sáng thì thôi.
Đèn sợi đốt halogen
Loại đèn này tương tự như đèn sợi đốt thông thường mà thôi. Tuy nhiên đã được thêm vào một lượng khí halogen nhất định. Nó sẽ bao bọc lấy sợi dây tóc vonfram. Đèn sẽ vận hành bằng cách dùng điện đốt nóng sợi vonfram đến khi nào nó phát sáng.