مصباح فلوري

مصابيح فلورية
أعلى الصورة، إثنان من المصابيح الفلورية المدمجة. أسفل الصورة، إثنان من المصابيح الفلورية الأنبوبية. يسار الصورة، عود ثقاب لتوضيح المقياس.
Typical F71T12 100 W bi-pin lamp used in tanning beds. The (Hg) symbol indicates that this lamp contains mercury. In the US, this symbol is now required on all fluorescent lamps that contain mercury.[1]
One style of lamp holder for T12 and T8 bi pin fluorescent lamps
Inside the lamp end of a preheat bi-pin lamp. In this lamp the filament is surrounded by an oblong metal cathode shield, which helps reduce lamp end darkening.[2]

المصباح الفلوري Fluorescent lamp، هو أداة على شكل أنبوب تنتج ضوءًا كهربائيًا تستعمل على نحو واسع في المصانع والمكاتب والمدارس. والمصابيح المتوهجة أكثر استعمالاً في المنازل من المصابيح الفلورية(و ذلك قديما حيث استبدلت المصابيح التوهجة بالمصابيح الفلورية المضغوطة و التى تسمى الموفرة). ويستهلك المصباح الفلوري من الكهرباء حوالي خُمس ما يستهلكه المصباح المتوهج لإعطاء نفس كمية الضوء. وهو أيضًا ينتج خمس ما ينتج من حرارة، مع مقدار الضوء نفسه. ولهذا السبب، تسمى المصابيح الفلورية أحيانًا الأضواء الباردة. وفضلاً عن ذلك، تعيش المصابيح الفلورية لمدة أطول بكثير من المصابيح المتوهجة.

ويتكون المصباح الفلوري من أنبوبة زجاجية تحتوي على كمية قليلة من بخار الزئبق، وغاز آخر خامل تحت ضغط منخفض، غالبًا ما يكون غاز الأرگون. وعلى السطح الداخلي للأنبوبة طبقة من مادة كيميائية تسمى المادة الفلورية. وعلى كل من طرفي الأنبوبة قطب من سلك التَنْجِستِن مغطى بمواد كيميائية تسمى أكاسيد الأتربة النادرة. وتشمل الدورة الفلورية جهازًا يسمى الكابح، وهو الذي يمد المصباح بالجهد الكهربائي لتشغيله. وينَظِّم الكابح أيضًا سريان التيار الكهربائي في دورة المصباح.

وهناك ثلاثة أنواع من دوائر المصباح الفلوري هي:

1- دائرة التسخين المسبق

2- دائرة التشغيل السريع

3- دائرة التشغيل الفوري

فالتركيبات التي تستعمل الدوائر المسبقة التسخين أقلها تكلفة، وتوجد في بعض المساكن. وتركيبات الدوائر السريعة التشغيل أكثر كفاءة من تركيبات الدوائر المسبقة التسخين وأقل تكلفة من حيث التشغيل والصيانة، ويكثر استعمالها تجاريًا.

وعند تشغيل المصباح المسبق التسخين أو المصباح السريع التشغيل يسري التيار الكهربائي عبر سلك التنجستن. ويصير السلك ساخنًا وتطلق أكاسيد الأتربة فيه إلكترونات. وتصطدم بعض الإلكترونات بذرات الأرجون وتؤينها ـ أي تعطي الإلكترونات للذرات شحنة كهربائية موجبة أو سالبة. وعندما يتأين الأرجون يمكنه توصيل الكهرباء، فيسري تيار عبر الغاز من قطب إلى قطب مشكِّلاً قوسًا (سيلاً من الإلكترونات). والمصابيح الفورية التشغيل تعمل بجهد كهربائي عالٍ، بحيث يتكوَّن القوس على الفور. وعندما يصطدم إلكترون في القوس بذرة زئبق فإنها ترفع من مستوى طاقة إحدى الإلكترونات في الذرة. وعندما يعود هذا الإلكترون إلى حالته الطبيعية يطلق أشعة فوق بنفسجية غير مرئية، تمتصها المادة الفسفورية الموجودة على الجدران الداخلية للأنبوبة. وتتفلور (تتوهج) المادة الفسفورية نتيجة لذلك محدثة ضوءًا مرئيًا. يتوقف لون الضوء الناتج على نوع المادة الفسفورية المستعملة.

فهرست

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التاريخ

الاكتشافات الفيزيائية

المصابيح المبكرة القابلة لإعادة الشحن

One of the first mercury vapor lamps invented by Peter Cooper Hewitt, 1903. It was similar to a fluorescent lamp without the fluorescent coating on the tube, and produced greenish light. The round device under the lamp is the ballast.


پير كوپر هويت.


مصابيح النيون

المقالة الرئيسية: إضاءة النيون

تسويق المصابيح الفلورية

مبادئ التشغيل

التركيب

Close-up of the cathodes of a germicidal lamp (an essentially similar design that uses no fluorescent phosphor, allowing the electrodes to be seen.)


The unfiltered ultraviolet glow of a germicidal lamp is produced by a low pressure mercury vapor discharge (identical to that in a fluorescent lamp) in an uncoated fused quartz envelope.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الجوانب الكهربائية للتشغيل

Different ballasts for fluorescent and discharge lamps


230 V ballast for 18–20 W


تأثير درجة الحرارة

Thermal image of a helical fluorescent lamp.

الخسائر

A Sankey diagram of energy losses in a fluorescent lamp. In modern designs, the biggest loss is the quantum efficiency of converting high-energy UV photons to lower-energy visible light photons.

مصابيح الكاثود البارد

أنواع التشغيل

A preheat fluorescent lamp circuit using an automatic starting switch. A: Fluorescent tube, B: Power (+220 volts), C: Starter, D: Switch (bi-metallic thermostat), E: Capacitor, F: Filaments, G: Ballast
Starting a preheat lamp. The automatic starter switch flashes orange each time it attempts to start the lamp.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التسخين المسبق

A preheat fluorescent lamp "starter" (automatic starting switch)
Electronic fluorescent lamp starters

التشغيل الفوري

A rapid-start "iron" (magnetic) ballast continually heats the cathodes at the ends of the lamps. This ballast runs two F40T12 lamps in series.

التشغيل السريع

تشغيل شبه رنان

A 65 watt fluorescent lamp starting on a semi-resonant start circuit
A semi-resonant start circuit diagram

تشغيل مبرمج

الكوابح الإلكترونية

Electronic ballast for fluorescent lamp, 2x58W
Electronic ballast basic schematic
مصباح فلوري مزود بكابح إلكتروني.
الكوابح الإلكترونية وأنواع مختلفة من المصابيح الفلورية المدمجة.

نهاية العمر

مزيج الإنبعاثات

Closeup of the filament on a low pressure mercury gas discharge lamp showing white thermionic emission mix coating on the central portion of the coil acting as hot cathode. Typically made of a mixture of barium, strontium and calcium oxides, the coating is sputtered away through normal use, often eventually resulting in lamp failure.

الكوابح الإلكترونية

الفسفور

فقدان الزئبق

الأسلاك المحترقة

الفسفور وطيف الضوء المنبعث

Light from a fluorescent tube lamp reflected by a CD shows the individual bands of color.


درجة الحرارة اللونية

المقالة الرئيسية: درجة الحرارة اللونية
درجات الحرارة للونية لمصابيح كهربائية مختلفة.

مؤشر الأداء اللوني

المقالة الرئيسية: مؤشر الأداء اللوني

تركيب الفسفور


أطياف المصباح الفلوري
Typical fluorescent lamp with rare earth phosphor Fluorescent lighting spectrum peaks labelled.svg A typical "cool white" fluorescent lamp utilizing two rare earth doped phosphors, Tb3+, Ce3+:LaPO4 for green and blue emission and Eu:Y2O3 for red. For an explanation of the origin of the individual peaks click on the image. Several of the spectral peaks are directly generated from the mercury arc. This is likely the most common type of fluorescent lamp in use today.
An older style halophosphate phosphor fluorescent lamp Spectrum of halophosphate type fluorescent bulb (f30t12 ww rs).png Halophosphate phosphors in these lamps usually consist of trivalent antimony and divalent manganese doped calcium halophosphate (Ca5(PO4)3(Cl, F):Sb3+, Mn2+). The color of the light output can be adjusted by altering the ratio of the blue emitting antimony dopant and orange emitting manganese dopant. The color rendering ability of these older style lamps is quite poor. Halophosphate phosphors were invented by A.H. McKeag et al. in 1942.
"Natural sunshine" fluorescent light Spectra-Philips 32T8 natural sunshine fluorescent light.svg Peaks with stars are mercury-lines.
Yellow fluorescent lights Yellow fluorescent light spectrum.png The spectrum is nearly identical to a normal fluorescent lamp except for a near total lack of light below 500 nanometers. This effect can be achieved through either specialized phosphor use or more commonly by the use of a simple yellow light filter. These lamps are commonly used as lighting for photolithography work in cleanrooms and as "bug repellent" outdoor lighting (the efficacy of which is questionable).
Spectrum of a "blacklight" lamp Fluorescent Black-Light spectrum with peaks labelled.gif There is typically only one phosphor present in a blacklight lamp, usually consisting of europium-doped strontium fluoroborate, which is contained in an envelope of Wood's glass.


الاستخدامات

المميزات

كفاءة الإستضاءة

العمر

الاستضاءة المنخفضة

الحرارة المنخفضة

العيوب

التحويل المتكرر

قضايا الصحة والأمان

المقالة الرئيسية: مصابيح الفلورية والصحة


انبعاثات الأشعة الفوق بنفسجية

تبين دراسة أعدتها جامعة ستوني بروك الأمريكية حول تأثير نور المصابيح الموفرة للطاقة على الجلد، أن مصباح الإضاءة البيضاء يصيب الجلد بالسرطان ولا سيما عندما تكون قريبة من الجلد، كذلك عندما توجد هذه المصابيح مجتمعة ومتدلية إلى الرأس تكون خطرة جداً، لأن لسعتها أقوى من لسعة حرارة الشمس.[3]

ومن جانب آخر يرى بعض العلماء أن ضرر الأشعة ما فوق البنفسجية المنبعثة من المصابيح الموفرة للطاقة يتفاوت بين شخص وآخر تبعاً للمسافة بين الشخص والإضاءة وغالباً المصابيح المستعملة تكون بعيدة عن الرأس. ومن المعروف أن لون صبغة الجلد لها تأثير على امتصاص الأشعة فمثلاً بشرة السكان البيض في أمريكا أكثر تأثراً بأشعة الشمس القوية أو بنور المصابيح التي تحمل إشعاعات ما فوق بنفسجية.

يذكر أن بحث جامعة ستوني بروك الأمريكية حول تأثير نور المصابيح الموفرة للطاقة والذي أجري اختبار ميداني من خلال أخذ عينات من خلايا الجلد البشري ووضعها على مسافة بسيطة من المصابيح الموفرة للطاقة لمدة تصل إلى 4 أيام، استنتج أن أضواء الفلوريسنت المدمجة في المصابيح وخاصة المصابيح الموفرة للطاقة والتي انتشر استعمالها في المكاتب وأماكن العمل وحتى المنازل قد تتسبب في تجاوز الجرعة اليومية للجسم من الأشعة فوق البنفسجية، وذلك في أقل من 5 ساعات إذا كان الشخص يجلس تحت مصباح بمسافة قريبة. وتحذر الدراسة من أن لمبات توفير الكهرباء تنبعث منها مستويات مثيرة للقلق من الأشعة فوق البنفسجية، مما يزيد من احتمالات تعرض الأفراد للإصابة بسرطان الجلد. كما بينت الدراسة أن آثار مصابيح الفلوريسنت الاقتصادية على خلايا الجلد البشري أخطر من آثار المصابيح المتوهجة ذات الأشعة الصفراء. فمثل هذه المصابيح الموفرة للطاقة بانبعاثات الأشعة فوق البنفسجية منها يمكن أن تتسبب في تدمير الخلايا وحتى الموت.

محتوى الزئبق

تحتوي المصابيح الموفرة للطاقة على كميات صغيرة جداً من الزئبق، حيث تحتوي المصابيح قدرة 20 واط على94 ملل زئبق بينما تحتوي مصابيح الفلورسنت 40-230 واط على كميات أعلى من الزئبق.

وبالمقارنة أيضاً فإن الترمومتر الطبي يحتوي على 500 ملل زئبق - وهذه الكمية تعادل كمية الزئبق الموجودة في 125 لمبة موفرة للطاقة، أيضاً كمية الزئبق الموجودة في حشو الأسنان تعادل 10 مرات كمية الزئبق الموجودة في اللمبات الموفرة للطاقة.

الكوابح

Magnetic single-lamp ballasts have a low power factor.

جودة الطاقة وتشويش الراديو

درجة حرارة التشغيل

شكل اللمبة

مشاكل الوميض

The "beat effect" problem created when shooting photos under standard fluorescent lighting


The "beat effect" problem created when shooting films under standard fluorescent lighting


التعتيم

التخلص وإعادة التدوير


ارشادات واحيتاطات

عند استخدام المصابيح الموفرة للطاقة يجب اتباع هذه النصائح:

1 - اللمبة الموفرة للطاقة تصنع من الزجاج وهي قابلة للكسر في حالة التعامل الخاطئ؛ لذا يجب الحرص عند إخراجها من العلبة وعند تركيبها أو فكها كي لا تنكسر.

2 - يجب عدم الضغط عليها بشدة عند التركيب.

3 - في حالة كسر المصباح الموفر للطاقة أو الفلوريسنت افتح النافذة سريعاً والخروج من الغرفة التي كسر فيها المصباح وتركها لمدة 15 دقيقة.

4 - عند جمع زجاج المصباح بعد تكسره ينصح بارتداء قفازات لجمع الزجاج المتناثر ووضعه في كيس بلاستك ويغلق بإحكام.

5 - تنظيف المكان جيداً للتخلص من أي آثار للزجاج المتكسر.


أحجام وأنواع المصابيح

المقالة الرئيسية: أشكال المصابيح الفلورية

مصابيح فلورية أخرى

مزاعم علمية

Capacitive coupling with high-voltage power lines can light a lamp continuously at low intensity.
Capacitive coupling with high-voltage power lines can light a lamp continuously at low intensity.


انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ http://www.ecy.wa.gov/mercury/mercury_light_bulbs.html
  2. ^ M. A. Laughton Electrical Engineer's Reference Book Sixteenth Edition, Newnes, 2003 ISBN 0-7506-4637-3, page 21-12
  3. ^ "المصابيح الموفرة للطاقة: اقتصادية لكنها خطرة جداً". جريدة اليمامة. 2014-05-18. Retrieved 2014-05-18. 

قراءات إضافية

وصلات خارجية