Lampu Elektrik (Electrical Discharge Lamps)

Ketika arus listrik dilewatkan melalui gas tekanan rendah, elektron mengalir antara dua elektroda bertabrakan dengan atom gas, sementara meningkatkan energi mereka. These atoms quickly decay to their stable state, releasing photons of ultraviolet radiation. Atom ini cepat busuk untuk kondisi stabil mereka, melepaskan foton radiasi ultraviolet. Phosphor coatings on the inside of the bulb absorb most of this energy and re-radiate it as visible light. lapisan Fosfor di bagian dalam bola lampu menyerap sebagian besar energi dan memancarkan kembali sebagai cahaya tampak.

Flourescent Lamps Lampu Fluorescent

Aplikasi yang umum sebagian besar teknologi ini dalam lampu tabung fluoresen. Berbagai lapisan fosfor yang berbeda digunakan untuk memodifikasi output spektrum. Tabung neon standar memiliki diameter 38mm dan panjang, 9, 1,2, 1,5, 1,8 atau 2,4 0,6 meter. Baru-baru ini, lampu tersebut tersedia baik dalam bentuk lingkaran serta lampu fluorescent kompak memanfaatkan terlipat diameter tabung yang lebih kecil banyak.

Lampu neon memerlukan tiga unsur atau komponen untuk menghasilkan cahaya tampak:

• Elektroda (Katoda)
  Elektroda adalah perangkat pemancar elektron. Dua jenis katoda sedang digunakan saat ini. Katoda panas adalah kumparan digulung atau yang melingkar tungsten filamen-triple dilapisi dengan oksida alkali tanah yang memancarkan elektron ketika dipanaskan. Elektron tersebut direbus dari katoda pada sekitar 900 ° C. Katoda dari lampu katoda dingin adalah tabung besi murni yang juga memiliki bahan-memancarkan elektron diterapkan di dalam tabung.Para katoda dingin dikenakan tegangan lebih tinggi, melepaskan elektron pada sekitar 150 ° C. Katoda Dingin lampu digunakan dalam aplikasi khusus seperti tanda neon dan bisa ditekuk ke dalam bentuk yang berbeda. Lampu katoda panas adalah jenis yang paling umum dari elektroda yang digunakan dalam lampu neon untuk sebagian besar aplikasi. Oleh karena itu, kami tidak akan menjelaskan-lampu katoda dingin.
• Gas
  Sebuah jumlah kecil dari tetesan merkuri ditempatkan dalam tabung neon.Selama pengoperasian lampu, air raksa menguap pada tekanan yang sangat rendah. Pada tekanan rendah, arus mengalir melalui uap menyebabkan uap untuk memancarkan energi terutama pada panjang gelombang tunggal di daerah ultraviolet dari spektrum (253.7nm). Tekanan merkuri diatur selama operasi oleh suhu dinding tabung.
  
  Lampu juga mengandung sejumlah kecil gas langka yang sangat dimurnikan. Argon-argon dan neon adalah yang paling umum, namun kripton kadang-kadang digunakan. Gas ionises mudah ketika tegangan yang cukup diterapkan pada lampu. Gas terionisasi penurunan resistensi cepat, sehingga arus mengalir dan merkuri untuk menguap.
• Fosfor
  Ini adalah lapisan kimia pada dinding bagian dalam tabung atau kandang. Ketika fosfor yang senang dengan radiasi ultraviolet di 253.7nm, fosfor menghasilkan cahaya tampak oleh fluoresensi. Artinya, cahaya dari lampu neon diproduksi oleh aksi energi ultraviolet pada lapisan fosfor pada permukaan bagian dalam tabung atau kandang. Campuran fosfor dapat diubah untuk mengubah warna lampu atau spektral daya distribusi's lampu.

Pengaruh Temperatur Lampu operasi yang paling efisien dicapai apabila suhu sekitar antara 20 dan 30 ° C untuk sebuah lampu neon. suhu yang lebih rendah menyebabkan penurunan tekanan merkuri, yang berarti bahwa energi ultraviolet kurang diproduksi, karena itu, kurang energi UV tersedia untuk bertindak atas fosfor dan cahaya kurang hasilnya. Temperatur yang tinggi menyebabkan pergeseran dalam panjang gelombang UV yang diproduksi sehingga lebih dekat ke spektrum visual. Panjang gelombang panjang UV berpengaruh kurang pada fosfor, dan karena itu keluaran cahaya juga berkurang. keseluruhan adalah bahwa keluaran cahaya jatuh baik di atas dan di bawah kisaran suhu optimum ambien.

lampu neon dapat dioperasikan ke suhu 10 ° C pemberat standar. Namun output cahaya (dalam lumen) akan sangat berkurang. ballast rendah suhu khusus tersedia untuk memulai dan beroperasi lampu neon pada suhu yang sangat rendah. Ballast ini memberikan tegangan mulai tinggi, dan biasanya mengandung sebuah saklar mulai panas. Meskipun mereka akan mulai lampu dalam suhu rendah, ini ballast khusus tidak akan mengatasi kerugian dramatis dalam output cahaya.

Pengaruh Kelembaban
persyaratan tegangan Mulai dipengaruhi oleh muatan elektrostatik pada permukaan luar lampu neon. Lembab, udara lembab memiliki efek yang kurang baik atas tuduhan permukaan. Faktor ini harus diperhitungkan saat kelembaban relatif melebihi 65%. Sebuah lapisan silikon pada permukaan luar lampu dan jarak yang tepat antara perumahan dan logam pelita luminer biasanya akan menyelesaikan masalah mulai bawah kondisi kelembaban. Namun, akumulasi kotoran pada lampu akan membatalkan efek dari lapisan silikon dan menyebabkan mulai kesulitan. Lampu Membersihkan dengan pembersih abrasif juga dapat menghapus lapisan silikon.

Burning Posisi
lampu neon harus dioperasikan dalam posisi horisontal. operasi vertikal menyebabkan distribusi non-seragam gas di lampu mengakibatkan penurunan keluaran cahaya dan keseragaman. Dalam posisi vertikal, tetesan merkuri terkonsentrasi dekat katoda peningkatan kerusakan lebih rendah dari katoda dan mengakibatkan pengurangan dalam hidup lampu.

Stroboskopik Efek
Stroboskopik berasal dari bahasa Yunani yang berarti "untuk melihat gerak." Aliran busur memadamkan selama setiap pembalikan dari gelombang sinus (100 kali per detik untuk 50Hz saat ini), namun lapisan fosfor terus memancarkan cahaya selama periode singkat. Umumnya ini tidak terlihat, tetapi bisa membuat mesin kecepatan tinggi berputar tampaknya masih berdiri. Penggunaan pemberat urutan seri-start sirkuit cepat akan menghilangkan masalah ini. Solusi lain adalah dengan menggunakan-lag pemberat timah, yang menempatkan satu dari lampu dari fase dengan yang lain dalam-lampu unit dua. This results in one lamp being at maximum light output while the other lamp is at zero output. Hal ini menyebabkan satu lampu berada di output cahaya maksimum sementara lampu lainnya di nol output. The net effect is to eliminate the flicker. Efek bersih adalah untuk menghilangkan layar berkedip ini.

Flicker juga paling jelas pada setiap akhir dari sebuah tabung neon dimana konsentrasi fosfor kurang. Oleh karena itu mungkin untuk mengurangi persepsi dari flicker dengan membatasi atau menghalangi dari visi kedua berakhir.

Spektral output dari kelas yang berbeda dari lampu neon ..

Pembuangan
tabung Fluorescent sebenarnya dikategorikan sebagai limbah berbahaya dan dengan demikian tidak boleh dibuang melalui aliran limbah yang normal dalam jumlah nyata. Sebuah tabung neon tunggal mengandung merkuri cukup untuk mencemari lebih dari 30.000 liter air. Kebanyakan perusahaan tidak menyadari hal ini dan kemudian lebih dari 60 juta tabung yang dikirim untuk TPA konvensional yang tidak diatur setiap tahun. Selain meningkatnya kesulitan dalam pembuangan tabung fluoresen ada bahaya kesehatan terkait dalam menangani mereka. Misalnya seorang karyawan mencoba untuk membuang sebuah tabung neon di lewati mungkin terkena pecahan kaca dan jumlah kecil dari bahan-bahan beracun, termasuk timah dan merkuri dirilis sebagai debu atau uap yang dapat secara tidak sengaja terhirup.

Uap Sodium Tekanan Rendah

Lain debit lampu yang digunakan umumnya didasarkan pada Uap Sodium. Saat ini jenis lampu pertama kali diaktifkan, sebuah melewati arus kecil melalui gas memberikan dari keluarnya cairan merah samar. Setelah beberapa menit natrium di dalam menguap.  Uap natrium yang dihasilkan benar-benar menghasilkan emisi hampir monokromatik karakteristik lampu ini (589-589,6, kuning). Hal ini membuat persepsi warna sangat sulit yang berarti bahwa hampir semata-mata digunakan untuk penerangan jalan.

Tekanan Rendah lampu Natrium memiliki khasiat lampu tertinggi dari semua sumber, tetapi monokromatik (panjang gelombang tunggal) kuning. Ini adalah berbagai disebut sebagai LPS (natrium tekanan rendah) atau SOX (oksida natrium). The-menghasilkan elemen cahaya adalah tabung busur. Tabung U berbentuk busur dan terbuat dari kaca borat. Tabung ini berlesung pipit untuk mempertahankan distribusi seragam natrium seluruh tabung busur. Tabung busur mengandung sejumlah kecil argon dan neon untuk membantu dalam memulai lampu. Tekanan di dalam tabung busur adalah sekitar 1e ^-3 mm merkuri, ruang melampirkan antara tabung busur dan luar kandang berada di bawah ruang hampa. Terlihat cahaya dihasilkan oleh aksi elektron dalam aliran arc natrium. Natrium bersemangat memancarkan foton pada salah satu dari dua panjang gelombang, sehingga dasarnya cahaya kuning monokromatik (95% pada 589nm dan 5% pada 586nm) seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Spektral output dari lampu sodium tekanan rendah.

Kehidupan dinilai untuk semua watt adalah sekitar 18.000 jam berdasarkan siklus pembakaran 5 jam per dimulai. Burning posisi sangat penting untuk kehidupan lampu karena kegagalan lampu ini disebabkan oleh migrasi natrium terhadap elektroda. migrasi Hal ini menyebabkan peningkatan dalam watt yang dikonsumsi oleh lampu selama hidupnya, yang menghasilkan kegagalan elektroda. Output lumen lampu ini sebenarnya sedikit meningkat sepanjang umur lampu. Lumen output dikatakan konstan selama rentang suhu operasi -10 ° C hingga 40 ° C. Efek pada output lumen ketika lampu ini beroperasi di luar rentang suhu ini belum dipublikasikan.

Lampu natrium tekanan tinggi juga digunakan. Ini tidak efisien, tetapi energi memancarkan seluruh spektrum terlihat. Mereka biasanya emas-putih dalam warna. Catatan kemiringan tiba-tiba tanggapannya pada 589nm. Hal ini disebabkan penyerapan diri pada saat-frekuensi oleh gas sendiri.

Spektral output dari lampu sodium tekanan tinggi.

Uap Merkuri Tekanan Tinggi

lampu uap Mercury memiliki emisi resonan pada 185nm dan 254nm, baik dalam rentang UV. Pada tekanan tinggi, gas itu sendiri menyerap sebagian dari radiasi dan memancarkan kembali sebagai cahaya tampak. Emisi ini terkonsentrasi di 5 band sempit, memberikan-biru-hijau penampilan ungu.  Seperti spektrum ini kekurangan merah, persepsi banyak warna yang terdistorsi.

Unsur menghasilkan cahaya adalah sebuah tabung busur yang berisi elektroda operasi dua elektroda awal. Tabung busur dibangun kuarsa untuk memungkinkan radiasi ultraviolet yang akan dikirim. Tabung busur mengandung merkuri dan sedikit argon, neon, dan kripton. Ketika lampu adalah energi, sebuah busur listrik memukul antara dan mulai elektroda utama. Sebagai ionises merkuri, perlawanan di dalam tabung menurun busur. Ketika perlawanan di dalam tabung busur kurang dari resistensi eksternal, melompat busur antara elektroda utama. merkuri terus untuk mengionisasi, meningkatkan output cahaya. Cahaya yang dihasilkan dalam garis merkuri khas (404,7 nm, 435,8 nm, 546,1 nm dan 577,9 nm), plus ultra-violet (UV) energi. Tabung busur dioperasikan pada dari 1 sampai 10 atmosfer tekanan.

Sebuah Vapor Mercury jelas menghasilkan lampu hijau terlihat biru muda. Untuk meningkatkan warna ini, lapisan fosfor ditempatkan pada permukaan bagian dalam kandang luar. The-energi ultra violet yang dihasilkan oleh tabung busur menggairahkan lapisan fosfor menghasilkan cahaya tambahan yang meningkatkan penampilan warna dari lampu uap merkuri. Warna utama yang ditambahkan oleh fosfor adalah merah dan jeruk.

Spektral output dari lampu uap merkuri tekanan tinggi.

putih dilapisi merkuri uap atau lampu Fosfor yang direkomendasikan untuk semua aplikasi di mana warna adalah penting. Ada tiga raksa uap diubah lampu standar:

• Color Improved: very poor on reds, marginal color, not recommended. Warna Perbaikan: sangat miskin pada merah, warna marjinal, tidak dianjurkan.
• Deluxe White, DX: increased red, good color, recommended. Deluxe Putih, DX: naik merah, warna yang bagus, direkomendasikan.
• Warm White Deluxe, WWX: excellent reds, excellent color, highly recommended, decreased lumens. Putih hangat Deluxe, WWX: merah sangat baik, warna sangat baik, sangat dianjurkan, penurunan lumens.

Metal Halida juga sering ditambahkan ke lampu uap merkuri untuk meningkatkan kualitas warna. Ini memberikan emisi lebih lanjut, membuat spektrum bahkan lebih berkesinambungan. Logam seperti thallium, indium atau sodium iodide adalah aditif yang paling umum.

Spektral output dari lampu merkuri dengan aditif halida logam.

Dibutuhkan sekitar tujuh sampai 10 menit setelah dinyalakan untuk lampu uap merkuri dingin untuk mencapai 80% dari keluaran cahaya tertakarnya. Jika ada berenang sesaat dalam tegangan, busur akan dihapuskan dan lagi akan membutuhkan sekitar tujuh menit untuk lampu untuk mencapai 80% dari keluaran cahaya diperingkat setelah tenaga listrik kembali.

Hidup pengujian dari semua tekanan debit lampu gasseous tinggi didasarkan pada siklus pembakaran 10 jam / start. Kehidupan lampu uap merkuri dapat dijelaskan dalam hal kehidupan yang dapat digunakan perusahaan atau kehidupan tertakarnya. Kehidupan pengenal lampu ini adalah jumlah jam mereka akan terus terbakar. Sebagai menurunkan output lumen substansial dalam sebuah lampu tua, kehidupan yang bermanfaat adalah jumlah jam itu puts out tingkat cahaya yang dibutuhkan. Untuk sumber cahaya yang paling, lampu individu cenderung gagal dekat kehidupan pengenal. Tapi untuk uap merkuri, tidak biasa bagi lampu untuk terus membakar beberapa kali kehidupan tertakarnya. Hal ini menimbulkan masalah perawatan karena personil pemeliharaan, mencatat bahwa lampu masih menyala, gagal mengganti lampu yang hanya memadamkan sebagian kecil dari lumen tertakarnya.

Kurva penyusutan lumen untuk lampu uap merkuri sangat curam, menunjukkan bahwa output lumen jatuh cepat dengan kehidupan. Lumen penyusutan adalah fungsi dari ballast dan watt. output Cahaya juga merupakan fungsi pasokan dan regulasi tegangan untuk lampu. Kecuraman kurva menunjukkan mengapa uap merkuri adalah lampu-satunya yang terdaftar dengan nilai dan kehidupan yang dapat digunakan: jauh sebelum kita mencapai nilai hidup (ketika setengah lampu gagal) lampu sisanya memadamkan seperti sebagian kecil dari mereka lumen dinilai sebagai untuk membuat mereka tidak dapat digunakan.