كيف تعمل أضواء الفلورسنت ولماذا هي في بعض الأحيان صاخبة

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

في حين أن الآليات الفيزيائية الأساسية في التركيب واللمبة يمكن أن تختلف قليلاً في التصميم ، وباختصار يمكن أن يعمل ضوء الفلورسنت عبر إلكترودين في نهاية أنبوب الإلكترونات التي تصدرها أثناء تسخينها. في نهاية المطاف ، يتم إنشاء قوس (عبر آليات متباينة تعتمد على تصميم اللمبة واللمبة) مع إطلاق الإلكترونات عبر اللمبة عبر الغاز المؤين من قطب كهربائي إلى آخر ؛ أثناء تحركهم عبر الأنبوب ، يتبخر القدر الصغير من الزئبق في اللمبة وعندما تتصادم الإلكترونات مع ذراتها ، فإنها تثير الإلكترونات في الذرات إلى مستويات طاقة أعلى. ومع ذلك ، فإن مستوى الطاقة الأعلى هذا غير مستقر وما بعد التصادم ، حيث تعود الإلكترونات بسرعة إلى مستوى طاقتها الأصلي ، فإنها تطلق الفوتونات ، وإن كان ذلك في الغالب ضوء فوق بنفسجي (UV) لا نستطيع أن نراه البشر. ليس مصدر ضوء مفيد جدا في هذه المرحلة!

ومع ذلك ، فإن الفوتونات في ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، تثير بدورها الإلكترونات الموجودة في الفوسفور التي تغطى اللمبة ، مما يجعلها تبتعد عن نواتها إلى درجة أعلى ؛ ثم تعود الإلكترونات الفسفورية بسرعة إلى حالتها الأصلية ، وعند هذه النقطة أيضًا تطلق الطاقة على شكل فوتونات ، ولكن هذه المرة في الغالب في الطيف المرئي البشري ، مما يخلق الجزء الأكبر من الضوء المرئي الذي يجعل هذه المصابيح مفيدة في المباني المكتبية جميع أنحاء العالم.

الآن إلى الإجراءات الوقائية الغامضة ، قد يرتفع التيار في الأنبوب الفلوري إلى مستويات خطرة بسبب حقيقة أن المقاومة الكهربائية للغاز المتأين في الأنبوب تسقط تدريجياً بينما تسخن. لذلك ، من دون وضع شيء لوقف الارتفاع الحالي أكثر من اللازم ، ستكون هذه مشكلة متتالية. في النهاية ، يمكن أن تنفصل عن قاطع الدائرة الكهربائية أو قد ينفجر المصباح. أيا كان الحال ، سوف أضواءك تتوقف بسرعة العمل.

لإدارة ذلك ، تم تجهيز تركيبات لمبة الفلورسنت مع الصابورة من نوع ما. يأتي هذا الصابورة بشكل كلاسيكي على شكل قلب حديدي ملفوف بسلك نحاس. والنتيجة هي جهاز يبطئ من نمو التيار ، ويبقيه في مستوى آمن حتى يعمل المصباح بكفاءة. من الأمور الهامة في مناقشة الأز الطاقة الكهربائية أن الكهرباء تعمل على تنشيط الصابورة لإنتاج حقل مغناطيسي. هذا ، في الواقع ، كيف يعمل هذا النوع من الصابورة في المقام الأول - حيث يتم تمرير تيار أكثر ، يصبح المجال المغناطيسي أكبر ، يعارض التغيير في التدفق الحالي وبالتالي يبطئ نموه بما فيه الكفاية للتيار المتردد (AC) لتغيير الاتجاهات ، مع انخفاضها إلى الصفر والرجوع للخلف في الاتجاه المعاكس في العملية.

عادة ما تكون معدلات التيار المتناوب القياسية 60 هرتز في 60 دورة في الثانية (كما هو الحال في الولايات المتحدة) أو 50 هرتز (كما هو الحال في المملكة المتحدة). سميت بشكل مناسب ، لنصف دورة التيار المتناوب ، تتحرك شحنة التيار في اتجاه واحد ، وبالنسبة للنصف الثاني ، تتحرك الشحنة في الجانب الآخر.

كل هذا التبديل ذهابًا وإيابًا يؤثر بشكل أكبر على الحقل الكهرومغناطيسي للصابوخ ، نظرًا لأنه في كل مرة يتم تبديل اتجاه التيار (كل نصف دورة) ، فإن قطبية المغناطيس تتحرك أيضًا ؛ لذلك ، نظرًا لأن المغناطيس الكهربي يتقلب بمعدل ضعف تردد التيار المتردد ، يكون معدل الوميض عند 100 هرتز أو 120 هرتز ، اعتمادًا على البلد الذي تتواجد فيه.

أثناء هذه التقلبات في المجال المغناطيسي ، يتم تقليب نواة الصابورة فعليًا وإطلاقها في عملية تُعرف باسم المغنطة المغناطيسية ، التي تعمل على تردد 100 هرتز أو 120 هرتز ، وتنتج الضجة الشائنة.

وبالطبع ، ليست كل الطلقات الخاصة بلمبات الفلورسنت متشابهة ، ويرجع ذلك إلى الاختلافات في نوع الصابورة في الحلبة ، والحجم ، وكيفية تركيب الصابورة ، وتصميم التركيب ، والدرجة التي تكون بها الأسقف والجدران ومعدن الصفائح وما إلى ذلك. دثر أو تضخيم الصوت.

مثل هذا الإزعاج المشترك ، تنشر هذه الصناعة "تقييمات صوتية" للكوابح ، وتوصي حتى في أي إعدادات تكون تقييمات مختلفة مناسبة. على سبيل المثال ، هذه الكوابح ذات التصنيف "A" هي الأهدأ (20-24 ديسيبل) ، ويوصى بها للمكتبات والكنائس ومناطق الاستقبال وفي محطات التلفزيون والإذاعة ، في حين أن المستوى "C" فقط (31-36) ديسيبلز) موصى به لـ "منطقة المكتب العامة" ، ويمكن لمحلات البيع بالتجزئة الحصول على تصنيف "D" (37-42 ديسيبل).

بالنسبة لأولئك الذين يكرهون الغمغمة الطنانة (أو ربما لديهم مشكلات في صداع الشقيقة التي يسببها اللمبات الفلورية والضوء الخافق) ، فإن الصابورة الإلكترونية (على عكس الصابورة المغناطيسية القديمة) متوفرة وهي شائعة جدًا اليوم ، مثل وجدت في المصابيح الفلورية المدمجة (CFLs). تعمل هذه الكوابح عادة بمعدل أعلى بكثير من 100 هرتز أو 120 هرتز ، وعادة ما يتجاوز 20000 هرتز. تجدر الإشارة إلى أنه إذا قمت بالتبديل إلى واحدة من هذه الكوابح الإلكترونية في مصباح الإضاءة الفلوري الأقدم لديك (وهو شيء رخيص بشكل مدهش القيام به) ، فإنك تحتاج إلى استبدال المصابيح الفلورية الخاصة بك بمجموعة متنوعة يتم تصنيفها للعمل مع الصابورة الجديدة الخاصة بك.

حقائق المكافأة:

• يعود الفضل إلى بيتر كوبر هيويت في إطلاق مصباح الإضاءة الفلوري.على الرغم من أن كل من توماس إديسون ونيكولا تيسلا لعبا بمصابيح فلورية في أواخر القرن التاسع عشر ، إلا أن هيويت هو الذي ابتكر المصباح الأول الذي أثار بخار الزئبق بتيار كهربائي في أنبوب ينظمه ثقل. لم يكن هناك ضوء أزرق-أخضر غريب. ومع ذلك ، بحلول أواخر الثلاثينيات من القرن الماضي ، كانت شركات الإضاءة في الولايات المتحدة قد أنتجت خيارات قابلة للتطبيق تجاريًا ، وبحلول عام 1950 ، أصبحت المصابيح الفلورية في العمليات الأكبر شائعة.
• انتقل الفلورسنت إلى المنزل في منتصف الثمانينيات مع ظهور مصابيح الفلورسنت المدمجة (CFL) ، على الرغم من أنه عند 25 إلى 35 دولارًا لكل مصباح وعدم القدرة على التوافق بشكل جيد مع التركيبات الحالية ، لم تصبح شائعة حتى السنوات الأخيرة. اليوم ، مع تصميم محسّن وتكلفة أقل من $ 2 لكلّ لمبة ، أصبحت المصابيح الفلورية المتضامة أكثر شيوعًا ، على الرغم من أن الكوابح الإلكترونية المدمجة (التي غالباً ما تكون رخيصة الثمن) رخيصة جداً ، ترى هذه المصابيح ذات أعمار أصغر بشكل كبير من التقديرات على الملصقات.
• نظرًا لمصباح المستقبل ، أصبحت الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) أكثر شيوعًا أيضًا. في عام 2012 وحده ، أنتجت ما يقرب من 50 مليون استبدال لمبة LED وفورات في الطاقة السنوية تبلغ حوالي 675 مليون دولار ، وهذا العدد يستمر في الزيادة كل عام.