Đề tài tìm hiểu về các loại đèn chiếu sáng

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ rất mạnh mẽ, các bóng đèn
chiếu sáng ngày càng được cải tiến và có nhiều chủng loại mới với hiệu suất cao và
chất lượng ánh sáng tốt. Các loại đèn chiếu sáng hiện nay càng ngày càng tạo ra
môi trường tiện nghi cho người sử dụng, thỏa mản điều kiện lao động tốt nhất,
đồng thời cắt giảm được chi phí và tiết kiệm được điện năng.
Xuất phát từ mong muốn tìm hiểu một số loại đèn chiếu sáng hiện nay chúng em
đã thực hiện đề tài “ tìm hiểu về các loại đèn chiếu sáng” trong môn kỷ năng tìm
kiếm và tổng hợp tài liệu. Qua bài viết này chúng ta có thể hiểu khái quoát được
lịch sử ra đời, cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu điểm, nhược điểm và ứng dụng của
một số lạo đèn chiếu sáng hiện nay. Do kiến thức và sự hiểu biết còn hạn chế nên
trong quá trình thực hiện đề tài không trách sự được thiếu sót. Chúng em rất mong
nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn.

Page 1


PHẦN 1: ĐÈN SỢI ĐỐT
I.
1.

2.

Đèn sợi đốt thường
Lịch sử ra đời của đèn sợi đốt
Tháng 1 năm 1879, tại phòng thi nghiệm của mình tại Menlo Park, New
Jersey, Thomas Alva Edison – một trong những nhà phát minh nổi tiếng nhất của
mọi thời đại đã chế tạo bóng đèn điện sợi đốt đầu tiên. Đèn phát sáng khi
dòng điện đi qua dây tóc mỏng platin đặt trong một bóng thuỷ tinh hút chân
không để chống ôxy hóa. Lúc đó, đèn chỉ cháy trong vài giờ. Chiếc đèn hiệu quả
đầu tiên dùng dây tóc là sợi vải tẩm carbon. Trưa ngày 21 tháng 10 năm 1879, mẫu

đèn đầu tiên của Edison đã cháy trong 45 giờ. Ngày hôm sau Edison bắt đầu thí
nghiệm mới dùng bìa các tôn tẩm carbon làm dây tóc. Vào đêm giao thừa 31 tháng
12 năm 1879 Edison biểu diễn trước công chúng phát minh của ông tại công viên
Menlo, New Jersey. Năm 1880, ngày 17 tháng giêng, bằng phát minh số 223,898
được cấp cho Edison vì bóng điện này. Đó là thành quả của sự cải tiến liên tục của
Edison làm cho đến tận năm 1879.
Cấu tạo của đèn sợi đốt

Hình 1.1: Cấu tạo của bóng đèn sợi đốt
Gồm dây tóc kim loại (vonfram) đặt trong một bóng thuỷ tinh chứa đầy khí trơ
(argon) ở áp suất nhỏ gắn với 1 đuôi đèn để lắp vào lưới điện.
Page 2


•

•

•

Sợi đốt (dây tóc) làm bằng vonfram quấn kiểu lò xo, hai đầu được nối với hai dây
dẫn xuyên qua trụ thủy tinh để nối ra đuôi đèn.

Hình 1.2: Dây tóc bóng đèn và bóng thủy tinh
Đuôi đèn có hai loại: kiểu ngạnh trê và kiểu xoáy (kiểu ren).

Hình 1.3: Đui đèn
Bóng thủy tinh có thể là loại trong suốt hoặc mờ. Loại bóng đèn mờ cho ánh sáng
dịu và đồng đều nhưng giảm năng suất phát quang của đèn. Ngoài ra bóng có thể là
loại thủy tinh mầu dùng để trang trí hoặc làm đèn báo hiệu.

Page 3


•

•

•

Hình 1.4: Bóng đèn thủy tinh
Để tránh cho sợi dây tóc không bị đốt cháy do tác dụng của oxy, bóng được hút
chân không và thay vào một ít chất hiếm như Argon, Krypton và Nitơ. Kích cỡ
bóng phải đủ lớn để không bị hơi nóng của nhiệt tỏa ra làm nổ. Hầu hết bóng đèn
đều được lắp vào trong đui đèn, dòng điện sẽ đi qua đui đèn, qua đuôi đèn kim
loại, vào đến dây tóc làm nó nóng lên và đến mức phát ra ánh sáng. Nguyên lý làm
việc: Khi có dòng điện qua đèn, do tác dụng nhiệt, sợi dây điện trở bị nung đỏ lên
(khoảng 2.6000C) và phát ra ánh sáng. Ánh sáng phát ra kèm rất nhiều nhiệt, phần
lớn là tia hồng ngoại nên gần giống với ánh sáng tự nhiên. Tuy nhiên loại đèn này
có hiệu suất thấp, hệ số hiệu dụng khoảng 10-15Lumens/W, tuổi thọ của đèn thấp
(khoảng 1.000 giờ), đèn dễ bị hỏng khi vận chuyển.
3. Nguyên lý hoạt động
Khi có dòng điện chạy qua bóng đèn, dây tóc khi bị nung tới nhiệt độ 2400 –
34000 K và phát ra ánh sáng. Ánh sáng phát ra kèm rất nhiều nhiệt, phần lớn là tia
hồng ngoại nên gần giống với ánh sáng tự nhiên. Khi nhiệt độ của sợi đốt càng
tăng (nhỏ hơn nhiệt độ nóng chảy của Vonfram (3650 K) )thì phổ ánh sáng dịch
chuyển từ hồng ngoại sang miền ánh sáng nhìn thấy.
Trong môi trường chân không và nhiệt độ 2400 – 2600K, cực đại toả tia nằm ở lân
cận 1100 nm và hiệu quả ánh sáng kém nên ngày nay bóng đèn chân không chỉ
dùng cho các đèn có công suất <25W.

Với t = 2700 – 3000 K hiệu quả ánh sáng tăng một cách rõ rệt do trong miền ánh
sáng nhìn thấy. Nhưng bắt đầu có hiện tượng bay hơi kim loại dẫn đến dây đốt bị
đứt. Hiện tượng này có thể bị chậm đi một cách đáng kể khi có thêm khí trơ (nitơ,
Page 4


•

4.

agon, kripton), với mục đích tăng áp suất mặt ngoài của dây tóc nhưng lại có hiện
tượng đối lưu trong bóng, có sự truyền nhiệt và mất mát năng lượng từ trong bóng
ra ngoài không khí xung quanh. Do đó hiện nay chỉ với bóng có công suất lớn hơn
60W người ta mới nạp khí nêon và argon.
Ở trạng thái đốt nóng, sợi đốt được bao bọc bởi 1 lớp khí tĩnh. Tổn thất nhiệt càng
nhiều nếu lớp khí tĩnh này càng dày. Để giảm tổn thất này, Langmuir đã quấn sợi
đốt hình xoắn rất dày sao cho lớp khí nằm trong đường kính của dây xoắn dầy hơn
lớp khí của sợi đốt.
Ngày nay, dây tóc được dùng là dây xoắn kép (sợi đốt xoắn kép), thêm vào khí
trơ các thành phần halogen (Iốt hoặc brom) cho phép vonfram bay hơi lắng đọng
trên sợi đốt mà không ngưng đọng trên bóng đèn hiệu quả ánh sáng đạt tới 20 đến
27 lm/W và tuổi thọ trung bình 2000 giờ.
Tổn thất càng giảm khi:
+ Đường kính xoắn càng lớn.
+ Chiều dài càng nhỏ.
+ Bề mặt tiếp xúc có hiệu quả với khí càng nhỏ.
Phương pháp dùng sợi đốt xoắn kép thường dùng cho các bóng có công suất 25
÷100 W vì nếu công suất lớn sẽ làm giảm một cách rõ rệt hiệu quả ánh sáng so với
những dây tóc quấn xoắn đơn.
Đặc điểm của đèn sợi đốt

Đèn sợi đốt có hiệu suất chiếu sáng thấp, các đèn sợi đốt có chỉ số thể hiện màu
gần bằng 100. Cho phép chiếu sáng cục bộ hoặc chiếu sáng trang trí. Hiệu suất của
đèn khá nhỏ, hiệu suất đèn càng cao khi công suất đèn càng lớn.
• Công suất dạng định: 40 1000W.
• Nhiệt độ màu: 2500 – 30000 K
• Chỉ số CRI=100
• Tuổi thọ khoảng 1000 -2000h
• Hiệu quả ánh sáng càng tốt khi công suất đèn càng lớn.Ví dụ hai đèn 150W cho
ánh sáng kém hơn một đèn 300W.
Đặc tính của 1 số bóng đèn nung sáng

Page 5


Các đèn sợi đốt có nhiệt độ thấp, thuận tiện cho việc chiếu sáng mức thấp và
trung bình ở các khu vực dân cư như chiếu sáng cục bộ hoặc chiếu sáng trang
trí.
• Ngoài ra đèn sợi đốt còn được dùng làm đèn tín hiệu (tuổi thọ sợi đốt đến
8000h), các đèn phát tia hồng ngoại được sử dụng rất nhiều trong sưởi ấm, đốt
nóng.
Ưu điêm:
• Có chỉ số truyền đạt màu rất cao ( CRI 100%) cho phép sử dụng trong chiếu
sáng chất lượng cao.
Nối trược tiếp với thiết bị không cần thiết bị đi kèm.
Dể dàng điều khiển.
Bật sáng tức thời.
Giá thành thấp.
cho màu sắc trung thực
• Đèn nung sáng không phóng điện khi khởi động nên an toàn trong cháy, nổ nếu
môi trường chứa các chất Gaz.

• Đèn sợi đốt có quang phổ liên tục, nhưng lại yếu ở khu vực bước sóng ngắn tần
số cao, tức là khu vực ánh sáng xanh và tím. Vì thế màu sắc không bị mất, chỉ bị
yếu đi, do đó người ta nói ánh sáng đèn sợi đốt ấm áp hơn .
• Ánh sáng của đèn sợi đốt là do kim loại bị đốt nóng phát ra bức xạ, nó giống
như ánh sáng mặt trời (phát bức xạ do đốt nóng) nên an toàn cho mắt.
Nhược điểm:
Hiệu quả năng lượng thấp, đạt 10- 20lm/W.
Phát nóng, chịu rung động kém.
• Tuổi thọ thấp, phụ thuộc vào điện áp, trung bình 1000h nhưng khi tăng 5%U đm
tuổi thọ chỉ còn 500h.
• Sự già hoá của các đèn: Việc suy giảm tính năng theo thời gian chủ yếu là do sự
bốc hơi của sợi đốt kết hợp với không khí, hơi nước còn sót lại trong bóng.
•



•
•
•
•
•


•
•

Page 6


5.

Quang thông phát xạ thường nhỏ hơn do bụi bám bên ngoài bóng đèn vì vậy cần
định kỳ lau bóng đèn.
ứng dụng của đèn sợi đốt
• Đèn sợi đốt được sử dụng ở những nơi không cần phân biệt màu sắc, được sử
dụng ở những nơi làm việc và học tập…

•

Dùng để chiếu sáng trang trí phòng ốc, ở những nơi cần ánh sáng trung thực như
phòng triển lãm, nơi trưng bày tranh ảnh…

Page 7


•

II.
1.

Ngoài ra do lượng nhiệt tỏa ra khi hoạt động đèn sợi đốt còn được sử dụng để
sưởi ấm cho vật nuôi, kích thích cho hoa nở…

Đèn sượi đốt halogen
lịch sử ra đời của đèn sợi đốt halogen
Page 8


2.

3.

Từ năm 1953-1959 , hai nhà khoa học Elmer Fridrich và Emmett Wiley đã phát
triển nguyên mẩu đầu tiên. Họ sử dụng Iot trên bóng đèn hologen đầu tiên.
Năm 1955, Frederick A. Mosby của General E lectric đã phát triên một bóng
đèn halogen hiệu quả hơn, và thích nghi với các đèn sử dụng trong ổ cắm đèn
thường xuyên.
Cùng năm đó, các kỹ sư hãng Philips đã thay thế Iot bằng Brom trong bóng đèn.
Cấu tạo
Cấu tạo của đèn sợi đốt halogen tương tự như cấu tạo của đèn sợi đốt thông
thường. Tuy nhiên bóng đèn được bơm đầy bằng khí halogen khác bới bonhs đèn
thường là chân không.

Hình 2.1: Cấu tạo của đèn sợi đốt halogen
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý làm việc của đèn sợi đốt halogen tương tụ như nguyên lý làm việc
của sợi đốt thông thường. Tuy nhiên, Các chất khí này tạo ra một quá trình hoá học
khép kín: Iode kết hợp với vonfram (hay Tungsten) bay hơi ở dạng khí thành iodur
vonfram, hổn hợp khí này không bám vào vỏ thủy tinh như bóng đèn thường mà
thay vào đó sự chuyển động đối lưu sẽ mang hổn hợp này trở về vùng khí nhiệt độ
cao xung quanh tim đèn (ở nhiệt độ cao trên 1450 0C) thì nó sẽ tách thành 2 chất:
vonfram bám trở lại tim đèn và các phần tử khí halogen được giải phóng trở về
dạng khí. Quá trình tái tạo này không chỉ ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà còn
giữ cho tim đèn luôn hoạt động ở điều kiện tốt trong một thời gian dài. Bóng đèn
Page 9


4.

5.

halogen phải được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250oC. Ở nhiệt độ này
khí halogen mới bốc hơi. Người ta sử dụng phần lớn thủy tinh thạch anh để làm
bóng vì loại vật liệu này chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao (khoảng 5 đến 7 bar)
cao hơn thủy tinh bình thường làm cho dây tóc đèn sáng hơn và tuổi thọ cao hơn
bóng đèn thường. Hiệu quả ánh sáng của đèn Halogen từ 20 – 27lm/W với tuổi thọ
trung bình 2000 giờ. Với nguyên lý tương tự như đèn sợi đốt đèn Halogen có chỉ
số thể hiện màu CRI rất tốt gần bằng 100.
Đặc điểm của đèn sợi đốt halogen
• Hiệu suất phát quang 19 25 lm/W.
• Tuổi thọ khoảng 2000 giờ.
• Không có hiện tượng sợi đốt bị bay hơi làm đen bầu đền.
• Giá thành cao hơn so với đèn sợi đốt thông thường.
Ưu điểm hơn với đèn sợi đốt thông thường:
• Giảm sự bay hơi, do đó tuổi thọ cao hơn, hạn chế sự duy giảm quang thông.
• Nhiệt độ làm việc cảu đèn cao hơn do đó làm tăng nhiệt dộ màu T =
28003200K.
• Chỉ số CRI=100.
• Giảm kích thước, tăng hiệu suất phát quang.
• Một ưu điểm nữa của đèn sợi đốt Halogen là chỉ cần một tim đèn và bóng nhỏ
hơn nhiều so với bóng thường. Điều này cho phép đèn chỉnh tiêu điểm chính xác
hơn so với bóng thường.
Ứng dụng của đèn sợi đốt halogen
Ngoài những ứng dụng thông thường cảu đèn sợi đốt thông thường, đèn halogen
kim loại còn có những ứng dụng khác như sau:
• Sử dụng làm đèn oto. Tuy nhiên với sự ra đời của các loại đèn mới với hiệu suất
cao hơn thì đã dần thay thế đèn halogen.
• Mang ưu điểm nỗi trội của đèn sợi đốt là cho chỉ số màu, độ trung thực cao. Đèn
halogen còn được sử dụng để làm đèn bàn, đèn thí nghiệm ( đèn trong các kính
hiển vi…), đèn sưởi và đèn dùng trong điện ảnh.

Page 10


PHẦN 2: ĐÈN PHÓNG ĐIỆN
I.

2.

Đèn huỳnh quang
1. Lịch sử ra đời của đèn huỳnh quang
Đèn huỳnh quang được trình diễn trước công chúng tại hội chợ quốc tế tại New
York vào năm 1937. Loại đèn này được thương mại hóa khoảng năm 1938. Đèn
huỳnh quang thuộc loại nguồn sáng phóng điện áp suất thấp, ánh sáng được phát ra
bởi bột huỳnh quang sau khi chúng được kích thích bằng các tia cực tím phát ra bởi
phóng điện của hơi thủy ngân.
Cấu tạo của đèn huỳnh quang

Ống thủy tinh hình trụ
Bột huỳnh quang
Điện cực
Chấn lưu
Tắc te
Hình 2.1: Cấu tạo của bóng đèn huỳnh quang
Bóng là một ống phóng điện (ống thủy tinh mờ) bên trong chứa khí hiếm (acgon)
với hai điện cực và và 1 lượng nhỏ hơi thuỷ ngân. Ở thành trong của ống có phủ
một chất phát sáng (huỳnh quang). Trên mặt các điện cực có bôi điôxit bari hoặc
strôni để dễ phát xạ điện tử.
Đèn huỳnh quang được nạp đầy khí argon ở áp suất (3÷4) mm Hg và một vài mg
thuỷ ngân (khoảng 12mg). Việc nạp khí argon vào đèn với áp suất thích hợp làm

(1)
(2)
(3)
(4)
(5)

•

•

Page 11


•

•

•

•

•

•
•

cho quá trình mồi phóng điện xảy ra dễ dàng hơn, bảo vệ cho các điện cực khỏi bị
phá hỏng.
Áp suất của hơi thủy ngân trong đèn phụ thuộc vào nhiệt độ của đèn, áp suất tốt
nhất là 0,01 mm Hg. Khi đèn làm việc thuỷ ngân lỏng biến thành khí, áp suất hơi

thuỷ ngân bão hoà trong đèn được giới hạn trong khoảng (0,8 ÷ 1,3) at và chỉ ở áp
suất ấy phát sáng có trị số lớn nhất.
Tắc te nhiệt: Thực chất là công tắc tự động làm việc dưới điện thế thích hợp. Cấu
tạo tắc te bởi một lưỡng kim nhiệt được đặt trong một bóng chứa đầy néon và bình
thường hai điện cực này hở mạch. Để triệt tiêu phóng điện giữa hai điện cực tắc te
chấn lưu nhờ một tụ điện mắc giữa hai điện cực và cũng có tác dụng làm đèn khởi
động nhanh.
Công suất tiêu tán thường xuyên trên tắc te khoảng 1W để tránh cho miếng lưỡng
kim không bị nguội khi ngắt mạch ống. Điện dung C= 5–7 nF có tác dụng làm tăng
thời gian quá điện áp khi ngắt làm cho việc mồi dễ dàng, đồng thời để tiêu từ
trường cuộn kháng trên chấn lưu.
Chấn lưu : Đối với loại đèn phóng điện, khi làm việc, điện trở của đèn có đặc tính
âm sẽ càng lúc càng giảm khi cường độ dòng điện qua đèn tăng và sẽ làm hỏng
đèn. Do vậy cần phải mắc thêm một cuộn cảm nối tiếp với đèn nhằm mục đích giữ
ổn định dòng điện qua đèn để duy trì sự phóng điện ổn định và đồng thời tạo điện
thế cao để dễ khởi động đèn lúc ban đầu. Do nhiệm vụ trên lên cuộn cảm kháng
còn được gọi là ballast.
Để đèn làm việc luôn luôn được tốt phải duy trì không làm thay đổi áp suất của
hơi trong đèn:
+ Áp suất của hơi tăng lên (dù rất nhỏ), sẽ làm đèn khởi động khó khăn.
+ Áp suất của hơi giảm đi (dù rất nhỏ), sẽ làm giảm hiệu quả phát sáng của đèn.
Để duy trì sự phóng điện bóng đèn phải tương đối dài để có nhiệt độ thấp, không
làm tăng áp suất của thủy ngân.
3. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý phát sáng của bóng đèn huỳnh quang: là sự phóng điện trong chất
khí, hơi thuỷ ngân phát ra tia tử ngoại, kích thích lớp bột huỳnh quang ở vách bên
trong ống, bức xạ thành ánh sáng nhìn thấy.
Khi chưa đóng mạch điện, hai tiếp điểm của tắc-te ở trạng thái mở.
Khi đóng mạch điện, toàn bộ điện áp đặt trên hai cực tắc-te, gây nên sự phóng điện
nháy sáng (phóng điện hồ quang giữa các tiếp điểm trong tắc te). Hồ quang đốt

nóng lưỡng kim loại, làm cho nó giãn nở và cong đi, đầu các tiếp điểm được nối
với nhau làm cho mạch điện được nối liền.
Page 12


•

•

•

•

4.

Sự co dãn của lá kim loại làm cho tiếp điểm của tắc-te đóng lại, mạch điện được
nối liền và dòng điện đi qua các cực (dây tóc) của bóng đèn. Lúc này hai cực nóng
lên và bắn ra điện tử tự do được gia tốc bởi điện trường, i-on hoá khí argon ở hai
đầu cực làm cho nhiệt độ hai đầu cực tăng lên. Động năng của các điện tử tự do
biến đổi thành năng lượng kích thích các nguyên tử thủy ngân, thuỷ ngân bốc hơi
dẫn đến sự i-on hoá toàn bộ lượng khí có trong bóng đèn, đèn phát sáng.
Khi đèn sáng, sự phóng điện của tắc-te ngừng lại do điện áp ở hai cực của tắc-te
tụt xuống, lá kim loại kép nguội, co lại về vị trí ban đầu, tiếp điểm của tắc-te mở ra
và dòng điện rẽ nhánh qua tắc-te bị ngắt. Bóng đèn đã làm việc thì tắc-te không
còn tác dụng, nếu rút tắc-te ra, bóng đèn vẫn làm việc bình thường.
Hộp chấn lưu được tính toán sao cho dòng đốt nóng sơ bộ các điện cực bằng
(1,2÷1,8) Idm của đèn. Do cuộn chấn lưu có điện cảm lớn, tại thời điểm các điện
cực của tacte tách ra, trong cuộn chấn lưu xuất hiện xung điện áp lớn do dòng bị
cắt đột ngột, xung điện áp này đặt lên đèn làm phát sinh sự phóng điện trong chất
khí giữa hai đầu cực bóng đèn và mồi đèn.

Sự mồi đèn thường xảy ra sau (2÷5) lần tác động của tacte. Thời gian khởi động
đèn từ 2-5 giây . Khi các tia hồ quang phóng điện đập vào chất phát sáng, một phần
năng lượng của chúng biến thành nhiệt năng, phần lớn còn lại xuất hiện dưới dạng
một phổ liên tục có bước sóng phân bố tùy thuộc bản chất của chất huỳnh quang
thành ánh sáng. Màu của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào lượng chất huỳnh quang
và áp suất trong ống.
Kết luận nguyên lý chung: Dòng điện đi qua đèn sẽ kích thích thủy ngân phát ra
tia tử ngoại. Tia tử ngoại sẽ kích thích bột huỳnh quang tráng ở thành ống để phát
ra ánh sáng nhìn thấy. Gần đây, để tiết kiệm điện, người ta bổ sung bột huỳnh
quang đất hiếm làm tăng hiệu suất và độ bền của đèn, thu nhỏ kích thước xuống 26
mm và cho ánh sáng gần với màu thật hơn.
Đặc điểm của đèn huỳnh quang
 Ưu điểm
• Có hiệu suất gấp 3 đến 4 lần và có tuổi thọ gấp 10-20 lần đèn sợi đốt.
Hiệu suất phát sáng cao, có thể đạt 80 lm/W.
• Tuổi thọ lớn, có thể đạt 10.000 h.
• Có thể tạo được nguồn sáng với những tập hợp quang phổ khác nhau.
• Độ chói tương đối ít (5000 – 8000 cd/m2 ) - Quang thông của đèn ít bị phụ
thuộc khi điện áp lưới giảm.
• Nhiệt độ bên ngoài thành ống thấp (khoảng 450 C)
 Nhược điểm
Page 13


Sơ đồ đấu phức tạp vì cần thêm tắc te.
Kích thước bóng đèn phụ thuộc vào điện áp, công suất.
Phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ môi trường làm việc, số lần bật tắt: đèn có
quang thông cực đại khi nhiệt độ môi trường khoảng 25 0 C. Ngoài giới hạn
nhiệt độ trên hiệu suất của bóng đèn bị giảm, nếu nhiệt độ của môi trường nhỏ
hơn 100 C, bóng đèn không làm việc.

• Quang thông giảm nhiều khi dùng đèn lâu.
• Khi nhìn sẽ bị hại mắt nếu lắp 1 đèn, gây ảo giác.
• Cần lắp thêm tụ điện để giảm lượng công suất vô công mà nó tiêu thụ do
mạch của đèn huỳnh quang có tiêu thụ công suất phản kháng (cuộn chấn lưu)
làm cho hệ số công suất cosϕ thấp (0,5÷0,6).
• Khi điện áp giảm quá thì khó khởi động (< 10% Udm), nếu điện áp giảm quá
30% thì không khởi động được. Khi không ổn định làm cho chất huỳnh quang
ở 2 đầu điện cực bị hư hỏng, catốt phản xạ kém. Điện áp và tần số lưới biến
thiên ảnh hưởng nhiều đến quang thông và chất lượng chiếu sáng.
• Giá thành cao.
Một số ký hiệu của đèn huỳnh quang
• CW: đèn ánh sáng trắng lạnh tiêu chuẩn.
• WW: đèn ánh sáng ấm tiêu chuẩn.
• CWX: đèn ánh sáng trắng lạnh deluxe.
• WWX : ánh sáng trắng.
• ES : đèn tiết kiệm năng lượng.
• HO: đèn có quang thông cao.
5. Ứng dụng của đèn ống huỳnh quang
Với những ưu điểm của đèn ống huỳnh quang nó được sử dụng rất rộng rãi trong
thự tế.
•
•
•



•

Dùng để chiếu sáng các văn phòng hoặc phòng học.

Page 14


•

Dùng để chiếu sáng trong nhà

•

Dùng để chiếu sáng trang trí ở các nhà hàng, khách sạn, tại các hội trường.

Page 15


Ngoài ra bóng đèn huỳnh quang còn được sử dụng để chiếu sáng trong các phân
xưởng, xí nghiệp, khu vui chơi, các nơi công cộng…
Đèn compact
Hiện nay, bên cạnh đèn huỳnh quang, người ta còn dùng bóng đèn compact
huỳnh quang. Đây là 1 dạng mới của bóng đèn huỳnh quang với cấu trúc ống đèn
nhỏ hơn nhiều có thể cạnh tranh với các loại đèn nóng sáng và uốn cong. Với cùng
hiệu suất sáng, bóng đèn compact có công suất nhỏ hơn.
Cấu tạo của đèn compact
Đèn compact cấu tạo gồm hai điện cực vomfram phủ bột phát xạ điện từ gắn vào
hai đầu của ống đèn. Bên trong là hỗn hợp khí trơ với hơi thủy ngân.
Đươi tác dụng liên tục của các điện tử có năng lượng đủ lớn ( phát ra từ điện cực),
các chất khí trong bóng đèn bị kích thích và phát ra bức xạ tử ngoại. các bức xạ tử
ngoại này kích thích lớp bột huỳnh quang mỏng phủ đều trên thành ống thủy tinh
làm cho lớp bột phát sáng như chúng ta nhìn thấy.
2. Đặc điểm của đèn compact
Ưu điểm của bóng đèn compact

Hiệu suất phát quang 50 60lm/W.
Tuổi thọ trung bình 10000 giờ.
Đọ bề cơ học cao.
Màu ánh sáng: trắng trung tính, trắng ấm có chất lượng cao.
Nhạy cảm với thay đổi nhiệt dộ môi trường.
• Có nhiệt độ màu từ 2700 6400K nên có thể chọn để chiếu sáng cho nhiều yêu
cầu có độ rọi khác nhau.
• Bóng đèn compact rất tiết kiệm năng lương và có tuổi thọ cao hơn so với các
loại bóng đèn bình thường.
Nhược điểm
•

II.

1.
•
•


•
•
•
•
•



Page 16

Việc sử dụng bóng đèn compact thay thế cho bóng đèn huỳnh quang chiếu sáng
cho nơi có độ rọi cao thì hệ thống dây dẫn và bố trí đèn trở nên phức tạp.
• Bóng đèn compact sẻ nguy hiểm khi bóng đèn bị vỡ ra và con người tiếp xúc
phải thủy ngân trong bóng đèn.
• Giá thành của bóng đèn compact cao hơn so với giá của các loại bóng đèn thông
thường.
3. Ứng dụng
Củng giống như bóng đèn huỳnh quang, bóng đèn compact củng được sử dụng
rất rộng rãi hiện nay.
Dùng để chiếu sáng trong nhà, công sở làm việc, nhà hàng, khác sạn.
Chiếu sáng cho các phân xưởng nhà kho.
Dùng chiếu sáng ở những nơi cần độ thẩm mỹ cao.
Đèn hơi thủy ngân
1. Cấu tạo
•

•
•
•
III.

Hình 3.1: Cấu tạo của đèn hơi thủy ngân
Đây là loại đèn phát quang có âm cực nóng được cấu tạo bởi hai bóng, một bóng
nhỏ bằng thạch anh, ở hai đầu bóng có điện cực và bên trong ống có chứa hơi thuỷ
ngân với một ít khí hiếm (argon) dưới áp suất cao(3). Bóng ngoài bằng thuỷ tinh
được rút chân không (5), bên trong có phủ một lớp phát quang được tráng lớp bột
phố-pho(8). Để cho lớp phát quang khỏi bị bong người ta cho vào trong bóng khí
CO2. Các điện cực chính là (1 và 1’), điện cực phụ (2), các điện cực ra (6, 7) và
điện trở dây quấn (4). Điện áp cung cấp để đèn khởi động khoảng 300- 500V, nên

Page 17


2.

3.



khi đèn sử dụng với nguồn điện 110/220V cần phải có một máy biến áp tăng áp để
ổn định dòng điện qua đèn.
Nguyên lý hoạt động
Đèn được mắc nối tiếp với chấn lưu (cuộn dây lõi thép có điện cảm lớn). Khi sơ
đồ được đóng vào mạng có điện áp, giữa cực mồi (2) và cực (1’) có sự phóng điện
ở chế độ toả sáng. Nhiệt độ ở trong ống thuỷ tinh thạch anh (3) tăng cao, thuỷ ngân
bắt đầu bay hơi. Áp suất thuỷ ngân bão hoà trong ống khá lớn (5  7)at, đồng thời
khí argon và hơi thuỷ ngân bị ion hoá.
Khi có dòng qua cực (2) và (1’), có sụt áp trên điện trở R, làm cho điện áp trên
cực (2) và (1’) giảm xuống, còn điện áp trên hai cực chính (1, 1’) bằng điện áp
lưới, do trong đèn khí và hơi thuỷ ngân đã bị ion hoá (dẫn điện), sự phóng điện
giữa cực (1) và (1’) diễn ra.
Sự phóng điện có tính chất chập chờn, chấn lưu sẽ cảm ứng một sức điện động
tự cảm có tác dụng cưỡng bức sự phóng điện trong đèn. Nhờ có chấn lưu mà có sự
lệch pha giữa dòng điện và điện áp, do đó dòng phóng điện liên tục hơn và vì vậy
dòng ánh sáng cũng liên tục hơn.
Khi đèn đã làm việc chấn lưu có tác dụng hạn chế dòng điện chạy qua đèn đến
trị số định mức. Khi hơi thuỷ ngân bị ion hoá và phát ra tia tử ngoại, đập vào lớp
huỳnh quang quét ở vách trong bóng chính tạo ra ánh sáng rất mạnh, lúc này áp
suất hơi trong bóng thạch anh tương đối cao (3-5 at). Và tạo ra 4 tia sáng chính:
400, 430, 540, 560 nm .

Ánh sáng của đèn thuỷ ngân áp suất cao có tỷ lệ ánh sáng xanh tím nhiều, đỏ,
vàng ít nên ánh sáng của nó khác với ánh sáng ban ngày. Dòng khởi động của đèn
bằng 2,5 lần Idm của đèn.
Đặc điểm của đèn hơi thủy ngân
Đèn hơi thủy ngân là một loại đèn phóng điện có sử dụng một hồ quang điện
thông qua bốc hơi thủy ngân để tạo ra ánh sáng.
Đèn hơi thủy ngân hiệu quả hơn so với đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang , với
hiệu quả chiếu sáng 35 đến 65 lm /W. Tuổi thọ trung bình khoảng 24.000 giờ.
 Thông số của bóng đèn
• Công suất bóng đèn từ 50 – 1000 W
• Hiệu suất sáng 30 – 60 lm/W
• Nhiệt độ màu: 3000 – 4000 K +Chỉ số truyền màu: 40 – 60
• Tuổi thọ: khoảng 4000 h.
Ưu điểm:
• Hiệu suất phát sáng cao (40 50) lm/W.
• Tuổi thọ cao vì không có dây tóc
Page 18


Hệ số công suất gần bằng 1.
Độ chói thấp
Thích nghi với môi trường có nhiệt độ từ -300 C đến 600C.
Ánh sáng của đèn có độ xuyên thấu qua sương mù và bụi khói cao nên đèn thuỷ
ngân áp suất cao thường được dùng cho chiếu sáng ngoài trời và chiếu sáng
trong các phân xưởng có nhiều bụi khói như phân xưởng luyện thép.
Nhược điểm:
• Thời gian khởi động lớn, lớn hơn hoặc bằng 7 phút.
• Thời gian khởi động lại rất lâu (2 6) phút phụ thuộc vào điều kiện làm mát,
thành phần và áp suất khí trong đèn.
• Khi điện áp giảm quá mức không khởi động được.

 Ứng dụng: Bóng đèn hơi thủy ngân dùng cho chiếu sáng tất cả các loại đường
giao thông, đường đi và lối đi bộ, chiếu sáng công xưởng.
Đèn halogen kim loại
Cấu tạo
Đèn halogen giống bóng đèn hơi thủy ngân, chỉ khác trong bóng Halogen kim
loại, ngoài thuỷ ngân và acgon, người ta còn cho thêm các hợp chất của halogen
với Iốt, Brôm, Clo và các khí trơ như Argonm Kripton để làm tăng hiệu quả năng
lượng cũng như tuổi thọ của đèn. Ngoài ra, người ta còn cho thêm vào môi trường
thủy ngân muối iốt các kim lại như indi, thali và natri.
Bóng đèn halogen phải được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250. Ở
nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi. Người ta sử dụng phần lớn thủy tinh thạch
anh để làm bóng vì loại vật liệu này chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao, cao hơn
thủy tinh bình thường làm cho dây tóc đèn sáng hơn và tuổi thọ cao hơn bóng đèn
thường.
Hợp chất Halogen của nhiều kim loại có tính bốc hơi dễ dàng hơn chính kim
loại đó và không huỷ hoại kính thạch anh.
•
•
•
•



IV.
1.

Page 19


Vòng cố định

Vỏ ngoài hình ống bằng thủy tinh bền
Lớp phủ bên trong
Ống phóng điện thạch anh
Bộ phận bảo vệ giá đở
Giá đở và đưa dòng điện vào
Đui xoáy
Hình 4.1: Cấu tạo của đèn halogen kim loại
Nguyên lý hoạt động
Sau khi có phóng điện, khi nhiệt độ làm việc của bóng đạt tới mức nhất định thì
các hợp chất Halogen kim loại dần dần chuyển sang dạng hơi, các điện tử rơi vào
vùng trung tâm với nhiệt độ lớn (vài ngàn độ K).
Khi đó hợp chất Halogen kim loại lại bị phân tích thành Halogen và kim loại.
Các nguyên tử của kim loại dễ bị kích thích và bức xạ thành những phổ đặc trưng
của chúng, khuyếch tán ra khỏi vùng phóng điện, rơi vào vùng có nhiệt độ thấp
hơn và sẽ lại bốc hơi.
Đặc điểm của đèn halogen kim loại
 Các thông số của bóng đèn halogen kim loại:
• Công suất bóng đèn từ 70 đến 2000 W.
• Hiệu suất sáng: 68 90 lm/W.
• Nhiệt độ màu: 3000 65000K.
• Chỉ số truyền màu CRI rất tốt: 65 90.
• Tuổi thọ: 10.000 20.000 giờ.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)

2.

3.

Page 20


Ưu điểm:
Cho màu ánh sáng ban ngày, dễ kiểm soát và phân bố ánh sáng.
Hiệu suất phát quang cao hơn bóng thuỷ ngân.
Do sử dụng có bộ mồi xung quanh điện áp làm việc nên khi tăng điện áp hoặc
giảm nhiệt độ môi trường xung quanh, quá trình làm việc của bóng không bị ảnh
hưởng nhiều.
• Đèn có vị trí vạn năng, có thể treo ở vị trí bất kỳ, dễ sử dụng.
 Nhược điểm:
• Giá thành cao
• Màu sắc thay đổi theo thời gian sử dụng.
• Thường dùng từ (5001000) giờ thì nên thay đèn để đảm bảo chất lượng màu
trong việc truyền hình.
Phạm vi sử dụng
• Bóng đèn halogen kim loại là sự lựa chọn ưu tiên cho chiếu sáng với chất lượng
ánh sáng cao với yêu cầu cao trong việc thể hiện màu sắc như chiếu sáng trong
và ngoài nhà như tiền sảnh khách sạn, nhà hàng, hội chợ, triển lãm, sân thể thao,
tượng đài, công viên, bảo tàng, phòng họp quan trọng hoặc làm đèn pha, đèn
chiếu sáng công suất nhỏ nhất là 175W.... hoặc thực hiện những công việc đòi
hỏi chi tiết, tỉ mỉ cần có sự nhìn nhận rõ ràng về màu sắc, chi tiết.
• Nguyên lý của bóng Halogen còn được ứng dụng trong Đèn sưởi Halogen. Được
thiết kế trên nguyên tắc sử dụng bóng phát nhiệt siêu bền, tỏa nhiệt nhanh và
rộng khắp, không gây đốt oxy nên không sợ thiếu ôxy. Đây cũng là một giải
pháp tiết kiệm năng lượng rất tốt cho nhu cầu sưởi ấm trong mùa đông với các

kết cấu đèn sưởi Halogen treo tường và có thể dịch chuyển.
Đèn sodium (Natri)
Đèn sodium (Natri) cao áp

•
•
•



V.
1.

Page 21


(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)

Giá đở giữ đèn ống
Đầu điện vào
Bóng đèn elip bằng thủy tinh bền
Ống phóng điện ôxit nhôm để có hiệu suất cao
Lớp phủ bên trong

Thiết bị giản nở để khử ứng suât nhiệt trên mối hàn và ống phóng điện
Giá đỡ đưa dòng điện vào
Đui xoáy
Hình 5.1: Cấu tạo của đèn sodium (Natri) cao áp

Ở nhiệt độ trên 1000, có áp suất cao, natri phát ra các vạch khác trong phổ nhìn
thấy, do đó cho ánh sáng trắng hơn có màu sắc “nóng” hay còn gọi là màu sắc ấm
áp, nhiệt độ màu từ (20002500)K. Đèn phóng điện có kích thước giảm tương đối
nhiều để duy trì nhiệt độ và áp suất, bóng đèn được làm bằng thuỷ tinh alumin.

•
•
•
•

Bóng đèn natri cao áp được coi là nguồn sáng lý tưởng cho chiếu sáng đường
phố do tuổi thọ lên đến 24.000h và hiệu suất sáng cao nhất trong các loại bóng đèn
phóng điện.
Công suất bóng 35 1000 W.
Hiệu suất sáng 80 125 lm/W.
Nhiệt độ màu 2000 2200 K.
Chỉ số truyền màu CRI= 25 65.
 Ưu điểm: Hiệu suất phát sáng cao, Ít ảnh hưởng dao động điện áp, tuổi thọ cao
(8000 giờ).
 Nhược điểm: CRI thấp, màu ánh sáng nóng, độ chói cao.
Page 22


2.

•
•
•
•

Đèn sodium (Natri) thấp áp

Hình 5.2: Đèn sodium (Natri) thấp áp
Đèn có dạng ống chứa natri (khi nguội ở trạng thái giọt) trong khí neon. Khi có
phóng điện vài phút, natri bốc hơi phát bộ đôi vạch 589 và 589,6 nm nên tạo ánh
sáng màu vàng da cam rất gần với cực đại nhạy cảm của mắt với điều kiện áp suất
natri thấp. Loại bóng này không được sử dụng rộng rãi do bức xạ ánh sáng đơn sắc
nhưng có hiệu suất sáng cao.
Công suất bóng 18 – 180 W
Hiệu suất sáng 100 – 200 lm/W (vượt xa các nguồn sáng khác)
Chỉ số truyền màu CRI=0 (tỏa tia đơn sắc
Tuổi thọ trung bình 18000 giờ.
•
Bóng đèn natri thấp áp là loại chiếu sáng đặc biệt kinh tế, có thể sử dụng chiếu
sáng giao thông cho các đường hầm, kênh rạch, cửa cống.
 Ưu điểm: Hiệu suất phát sáng cao, tuổi thọ cao (18000 giờ), tái khởi động nhanh
(<1 phút).
 Nhược điểm: Màu không sáng: da cam, vàng, thời gian khởi động lâu (khoảng
7-10)phút.

Page 23


MỤC LỤC

Page 24