تعرفوا معنا على#مصباح_ الفلورسنت.. أو أنبوب الفلورسنت، هو مصباح ذو ضغط منخفض لتصريف غاز بخار الزئبق يستخدم ضوئي لإنتاج الضوء المرئي.

مصباح نموذجي F71T12100 W ثنائي السن يستخدم في أجهزة التسمير. يشير الرمز (Hg) إلى أن هذا المصباح يحتوي على الزئبق. في الولايات المتحدة ، هذا الرمز مطلوب الآن على جميع مصابيح الفلورسنت المحتوية على الزئبق

نمط واحد من حامل المصباح لمصابيح الفلورسنت ثنائية السنون T12 و T8

داخل نهاية المصباح من مصباح التسخين المسبق الثنائي. في هذا المصباح ، يحيط الخيط بمعدن مستطيل الكاثود الدرع ، مما يساعد على تقليل تعتيم نهاية المصباح

التاريخ

الاكتشافات الفيزيائية

لوحظ تو

مصباح الفلورسنت المدمجة مع الصابورة الإلكترونية

هج بعض الصخور والمواد الأخرى لمئات السنين قبل فهم طبيعتها. بحلول منتصف القرن التاسع عشر ، لاحظ المجربون توهجًا مشعًا صادرًا من أوعية زجاجية مفرغة جزئيًا من خلالها التيار الكهربائي تم الاجتياز بنجاح. كان العالم الأيرلندي أول من شرح ذلك السير جورج ستوكس من جامعة كامبريدج في عام 1852 ، أطلق على هذه الظاهرة اسم “الفلورة” بعد الفلوريت، وهو معدن تتوهج العديد من عيناته بقوة بسبب الشوائب. اعتمد التفسير على طبيعة ظاهرة الكهرباء والضوء كما طورها العلماء البريطانيون مايكل فارادي في أربعينيات القرن التاسع عشر و جيمس كليرك ماكسويل في ستينيات القرن التاسع عشر.^[4]

لم يتم عمل الكثير مع هذه الظاهرة حتى عام 1856 عندما نافخ الزجاج الألماني هاينريش جيسلر إبتكرت مضخة فراغ الزئبق التي أخلت أنبوبًا زجاجيًا إلى حد لم يكن ممكنًا في السابق. اخترع جيسلر أول مصباح لتفريغ الغاز ، وهو أنبوب جيسلر، تتكون من أنبوب زجاجي مفرغ جزئيًا به معدن قطب كهربائي إما في نهاية. عندما تم تطبيق جهد عالي بين الأقطاب الكهربائية ، يضيء الأنبوب بداخله تفريغ الحماس. من خلال وضع مواد كيميائية مختلفة بالداخل ، يمكن تصنيع الأنابيب لإنتاج مجموعة متنوعة من الألوان ، وتم بيع أنابيب جيسلر المتقنة للترفيه. والأهم من ذلك هو مساهمتها في البحث العلمي. كان من أوائل العلماء الذين جربوا أنبوب جيسلر يوليوس بلوكر الذي وصف بشكل منهجي في عام 1858 تأثيرات الإنارة التي حدثت في أنبوب جيسلر. كما أدلى بملاحظة مهمة مفادها أن التوهج في الأنبوب قد تحول في موضعه عندما يكون بالقرب من حقل كهرومغناطيسي. الكسندر ادموند بيكريل لوحظ في عام 1859 أن بعض المواد انبعثت من الضوء عند وضعها في أنبوب جيسلر. واستمر في تطبيق طبقات رقيقة من مواد الإنارة على أسطح هذه الأنابيب. حدث الإسفار ، لكن الأنابيب كانت غير فعالة للغاية وكان لها عمر تشغيلي قصير.^[5]

استمرت الاستفسارات التي بدأت مع أنبوب Geissler حتى تم إنتاج مكانس أفضل. وكان أشهرها الأنبوب المفرغ المستخدم في البحث العلمي وليام كروكس. تم إخلاء هذا الأنبوب بواسطة الزئبق عالي الفعالية مضخة فراغ انشأ من قبل هيرمان سبرينجيل. أدى البحث الذي أجراه كروكس وآخرون في النهاية إلى اكتشاف إلكترون في عام 1897 قبل جيه جيه طومسون و الأشعة السينية في عام 1895 قبل فيلهلم رونتجن. لكن ال أنبوب كروكس، كما أصبح معروفًا ، أنتج القليل من الضوء لأن الفراغ فيه كان جيدًا جدًا وبالتالي كان يفتقر إلى الكميات النزرة من الغاز اللازمة للتحفيز الكهربائي التلألؤ.

مصابيح التفريغ المبكر

واحد من أول مصابيح بخار الزئبق اخترعها بيتر كوبر هيويت، 1903. كان مشابهًا لمصباح فلورسنت بدون طلاء الفلورسنت على الأنبوب ، وينتج ضوءًا أخضر. الجهاز الدائري الموجود أسفل المصباح هو الصابورة.

توماس أديسون تابع لفترة وجيزة إضاءة الفلورسنت لإمكاناتها التجارية. اخترع مصباح الفلورسنت في عام 1896 الذي استخدم طلاء الكالسيوم التنغستات كمادة مشعة ، متحمس بها الأشعة السينية، ولكن على الرغم من حصولها على براءة اختراع في عام 1907 ،^[6] لم يدخل حيز الإنتاج. كما هو الحال مع بعض المحاولات الأخرى لاستخدام أنابيب جيسلر للإضاءة ، كان لها عمر تشغيلي قصير ، وبالنظر إلى نجاح الضوء المتوهج ، لم يكن لدى إديسون سبب وجيه للسعي وراء وسائل بديلة للإضاءة الكهربائية. نيكولا تيسلا أجرى تجارب مماثلة في تسعينيات القرن التاسع عشر ، حيث ابتكر مصابيح فلورية عالية التردد أعطت ضوءًا أخضرًا ساطعًا ، ولكن كما هو الحال مع أجهزة Edison ، لم يتم تحقيق أي نجاح تجاري.

ابتكر أحد موظفي إديسون السابقين مصباحًا لتفريغ الغاز حقق قدرًا من النجاح التجاري. في عام 1895 دانيال مكفارلان مور عرض مصابيح بطول 2 إلى 3 أمتار (6.6 إلى 9.8 قدم) المستخدمة نشبع أو نتروجين ينبعث منها ضوء أبيض أو وردي ، على التوالي. كانت أكثر تعقيدًا من اللمبة المتوهجة ، حيث كانت تتطلب مصدر طاقة عالي الجهد ونظامًا لتنظيم الضغط لغاز التعبئة.^[7]

بيتر كوبر هيويت

اخترع مور صمامًا يتم التحكم فيه كهرومغناطيسيًا يحافظ على ضغط غاز ثابت داخل الأنبوب ، لإطالة عمر العمل.^[8] على الرغم من أن مصباح Moore كان معقدًا ومكلفًا ويتطلب جهدًا كهربائيًا عاليًا للغاية ، إلا أنه كان أكثر كفاءة من المصابيح المتوهجة ، وكان أقرب إلى ضوء النهار الطبيعي من المصابيح المتوهجة المعاصرة. من عام 1904 فصاعدًا ، تم تركيب نظام الإضاءة الخاص بـ Moore في عدد من المتاجر والمكاتب.^[9] ساهم نجاحها في جنرال إلكتريكالدافع لتحسين المصباح المتوهج ، وخاصة خيوطه. أتت جهود GE ثمارها مع اختراع أ التنغستنخيوط أساسها. أدى طول العمر الافتراضي والفعالية المحسنة للمصابيح المتوهجة إلى إبطال إحدى المزايا الرئيسية لمصباح مور ، ولكن جنرال إلكتريك اشترت براءات الاختراع ذات الصلة في عام 1912. كانت براءات الاختراع والجهود المبتكرة التي دعمتها ذات قيمة كبيرة عندما بدأت الشركة في استخدام الإضاءة الفلورية بعد أكثر من عقدين.

في نفس الوقت تقريبًا الذي طور فيه مور نظام الإضاءة الخاص به ، بيتر كوبر هيويت اخترع مصباح بخار الزئبق، على براءة اختراع في عام 1901 (الولايات المتحدة 682692). توهج مصباح هيويت عندما تم تمرير تيار كهربائي عبر بخار الزئبق عند ضغط منخفض. على عكس مصابيح مور ، تم تصنيع مصابيح هيويت بأحجام قياسية وتشغيلها بجهد منخفض. كان مصباح بخار الزئبق متفوقًا على المصابيح المتوهجة في ذلك الوقت من حيث كفاءة الطاقة ، لكن الضوء الأزرق والأخضر الذي أنتجه حد من تطبيقاته. ومع ذلك ، فقد تم استخدامه للتصوير الفوتوغرافي وبعض العمليات الصناعية.

استمر تطوير مصابيح بخار الزئبق بوتيرة بطيئة ، خاصة في أوروبا ، وبحلول أوائل الثلاثينيات من القرن الماضي ، تلقت استخدامًا محدودًا للإضاءة على نطاق واسع. استخدم البعض منهم طلاءات الفلورسنت ، ولكن تم استخدامها في المقام الأول لتصحيح الألوان وليس لإخراج الضوء المحسن. كما توقعت مصابيح بخار الزئبق وجود مصباح فلورسنت في دمجها لصابورة للحفاظ على تيار مستمر.

لم يكن Cooper-Hewitt أول من استخدم بخار الزئبق للإضاءة ، حيث تم بذل جهود سابقة بواسطة Way و Rapieff و Arons و Bastian و Salisbury. كان مصباح بخار الزئبق الذي اخترعه Küch و Retschinsky في عام ذا أهمية خاصة ألمانيا. يستخدم المصباح لمبة تجويف أصغر و تيار أعلى يعمل عند ضغوط أعلى. نتيجة للتيار ، عمل المصباح بدرجة حرارة أعلى مما استلزم استخدام لمبة كوارتز. على الرغم من أن ناتج الضوء بالنسبة للاستهلاك الكهربائي كان أفضل من مصادر الضوء الأخرى ، إلا أن الضوء الذي ينتجه كان مشابهًا لمصباح Cooper-Hewitt من حيث أنه يفتقر إلى الجزء الأحمر من الطيف ، مما يجعله غير مناسب للإضاءة العادية. نظرًا للصعوبات في إحكام غلق الأقطاب الكهربائية للكوارتز ، كان للمصباح عمر قصير جدًا.^[10]

مصابيح النيون

المقال الرئيسي: إضاءة النيون

استفادت الخطوة التالية في الإضاءة القائمة على الغاز من صفات الإنارة نيون، وهو غاز خامل تم اكتشافه عام 1898 بمعزل عن الغلاف الجوي. توهج النيون باللون الأحمر اللامع عند استخدامه في أنابيب جيسلر.^[11] بحلول عام 1910 ، جورج كلود، الفرنسي الذي طور تقنية وعمل ناجح لتسييل الهواء ، كان يحصل على ما يكفي من النيون كمنتج ثانوي لدعم صناعة إضاءة النيون.^[12][13] بينما تم استخدام إضاءة النيون حوالي عام 1930 في فرنسا للإضاءة العامة ، لم تكن أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من الإضاءة المتوهجة التقليدية. تم استخدام إضاءة أنبوب النيون ، والتي تتضمن أيضًا استخدام الأرجون وبخار الزئبق كغازات بديلة ، في المقام الأول للعلامات والإعلانات الجذابة. كانت إضاءة النيون ذات صلة بتطوير إضاءة الفلورسنت ، ومع ذلك ، فقد تغلب القطب المحسن لكلود (الحاصل على براءة اختراع في عام 1915) على “الاخرق” ، وهو مصدر رئيسي لتدهور الأقطاب. حدث الاخرق عندما اصطدمت الجسيمات المتأينة بقطب كهربائي ومزقت قطع معدنية. على الرغم من أن اختراع كلود مطلوب أقطاب كهربائية مع وجود مساحة كبيرة من السطح ، فقد أظهر أنه يمكن التغلب على عائق كبير أمام الإضاءة القائمة على الغاز.

كان تطوير ضوء النيون مهمًا أيضًا بالنسبة للعنصر الرئيسي الأخير في المصباح الفلوري ، وهو الطلاء الفلوري.^[14] في عام 1926 ، حصل جاك ريسلر على براءة اختراع فرنسية لتطبيق الطلاءات الفلورية على أنابيب ضوء النيون.^[15] كان الاستخدام الرئيسي لهذه المصابيح ، والتي يمكن اعتبارها أول مصابيح فلورية ناجحة تجاريًا ، للإعلان وليس للإضاءة العامة. ومع ذلك ، لم يكن هذا هو أول استخدام للطلاءات الفلورية ؛ استخدم بيكريل الفكرة في وقت سابق واستخدم إديسون تنغستات الكالسيوم من أجل مصباحه غير الناجح.^[16][17][18] وبُذلت جهود أخرى ، لكن جميعها ابتليت بكفاءة منخفضة ومشاكل فنية مختلفة. كان من الأهمية بمكان اختراع “مصباح بخار معدني” في عام 1927 بجهد منخفض من قبل فريدريش ماير ، وهانس يواكيم سبانر ، و ادموند جيرمر، الذين كانوا موظفين في شركة ألمانية في برلين. تم منح براءة اختراع ألمانية ولكن المصباح لم يدخل حيز الإنتاج التجاري.

تسويق مصابيح الفلورسنت

كانت جميع الميزات الرئيسية لإضاءة الفلورسنت موجودة في نهاية العشرينيات من القرن الماضي. قدمت عقود من الاختراع والتطوير المكونات الرئيسية للمصابيح الفلورية: أنابيب زجاجية مصنعة اقتصاديًا ، وغازات خاملة لملء الأنابيب ، وكوابح كهربائية ، وأقطاب كهربائية طويلة الأمد ، وبخار الزئبق كمصدر للتألق ، ووسائل فعالة لإنتاج تفريغ كهربائي موثوق ، والطلاءات الفلورية التي يمكن تنشيطها بالأشعة فوق البنفسجية. في هذه المرحلة ، كان التطوير المكثف أكثر أهمية من البحث الأساسي.

في عام 1934 ، آرثر كومبتون، عالم فيزياء مشهور ومستشار في شركة جنرال إلكتريك ، قدم تقريرًا لقسم مصابيح جنرال إلكتريك عن تجارب ناجحة مع إضاءة الفلورسنت شركة جنرال الكتريك المحدودة في بريطانيا العظمى (لا علاقة لها بشركة جنرال إلكتريك في الولايات المتحدة). حفز هذا التقرير ، ومع توفر جميع العناصر الرئيسية ، قام فريق بقيادة جورج إنمان ببناء نموذج أولي لمصباح فلورسنت في عام 1934 في جنرال إلكتريك‘س نيلا بارك (أوهايو) معمل هندسي. لم تكن هذه عملية تافهة. كما لاحظ آرثر أ.برايت ، “كان لابد من إجراء قدر كبير من التجارب على أحجام وأشكال المصابيح ، وبناء الكاثود ، وضغط الغاز لكل من الأرجون وبخار الزئبق ، وألوان مساحيق الفلورسنت ، وطرق ربطها بداخل الأنبوب وتفاصيل أخرى للمصباح وملحقاته قبل أن يكون الجهاز الجديد جاهزًا للجمهور “.^[19]

بالإضافة إلى وجود مهندسين وفنيين جنبًا إلى جنب مع مرافق البحث والتطوير على مصابيح الفلورسنت ، قامت شركة جنرال إلكتريك بالتحكم في ما تعتبره براءات الاختراع الرئيسية التي تغطي الإضاءة الفلورية ، بما في ذلك براءات الاختراع التي تم إصدارها في الأصل لشركة Hewitt و Moore و Küch. الأهم من ذلك كان براءة اختراع تغطي قطب كهربائي التي لم تتفكك عند ضغط الغاز الذي تم استخدامه في النهاية في مصابيح الفلورسنت. قدم ألبرت دبليو هال من مختبر أبحاث Schenectady التابع لشركة GE طلبًا للحصول على براءة اختراع بشأن هذا الاختراع في عام 1927 ، والذي صدر عام 1931.^[20] استخدمت شركة جنرال إلكتريك سيطرتها على براءات الاختراع لمنع التنافس مع مصابيحها المتوهجة وربما أخرت إدخال الإضاءة الفلورية لمدة 20 عامًا. في النهاية ، تطلب الإنتاج الحربي وجود مصانع تعمل على مدار 24 ساعة مع إضاءة اقتصادية وأصبحت مصابيح الفلورسنت متاحة.

في حين أن براءة Hull أعطت GE أساسًا للمطالبة قانوني حقوق المصباح الفلوريسنت ، بعد بضعة أشهر من بدء إنتاج المصباح ، علمت الشركة بطلب براءة اختراع أمريكية تم تقديمه في عام 1927 لـ “مصباح البخار المعدني” المذكور أعلاه الذي اخترعه في ألمانيا ماير وسبانر وجيرمر. أشار طلب براءة الاختراع إلى أن المصباح قد تم إنشاؤه كوسيلة ممتازة لإنتاج الضوء فوق البنفسجي ، لكن الطلب احتوى أيضًا على بعض البيانات التي تشير إلى الإضاءة الفلورية. واجهت الجهود المبذولة للحصول على براءة اختراع أمريكية العديد من التأخيرات ، ولكن إذا تم منحها ، فربما تسببت براءة الاختراع في صعوبات خطيرة لشركة GE. في البداية ، سعت GE إلى منع إصدار براءة اختراع من خلال الادعاء بأن الأولوية يجب أن تذهب إلى أحد موظفيها ، Leroy J. كما قدمت جنرال إلكتريك طلب براءة اختراع في عام 1936 باسم إنمان لتغطية “التحسينات” التي أدخلتها مجموعته. في عام 1939 ، قررت شركة جنرال إلكتريك أن ادعاء ماير وسبانر وجيرمر له بعض المزايا ، وأن إجراء التداخل الطويل على أي حال لم يكن في مصلحتهم. لذلك أسقطوا مطالبة Buttolph ودفعوا 180 ألف دولار للحصول على Meyer وآخرون. التطبيق ، الذي كان في تلك المرحلة مملوكًا لشركة تعرف باسم Electrons، Inc. تم منح براءة الاختراع في ديسمبر 1939.^[21] وضعت براءة الاختراع هذه ، جنبًا إلى جنب مع براءة اختراع هال ، شركة جنرال إلكتريك على ما يبدو أنه أساس قانوني ثابت ، على الرغم من أنها واجهت سنوات من التحديات القانونية من منتجات سيلفانيا الكهربائية، التي ادعت التعدي على براءات الاختراع التي يحملها.

على الرغم من أن قضية براءة الاختراع لم يتم حلها بالكامل لسنوات عديدة ، إلا أن قوة جنرال إلكتريك في التصنيع والتسويق أعطتها مكانة بارزة في سوق ضوء الفلورسنت الناشئ. بدأت مبيعات “المصابيح الفلورية” في عام 1938 عندما تم طرح أربعة أحجام مختلفة من الأنابيب في السوق. تم استخدامها في التركيبات المصنعة من قبل ثلاث شركات رائدة ، خفيف, شركة Artcraft Fluorescent Lighting Corporation، و Globe Lighting. تم تقديم العرض العام لصابورة Slimline الفلورية في عام 1946 بواسطة Westinghouse و General Electric و Showcase / Display Case تم تقديمها بواسطة شركة Artcraft Fluorescent Lighting Corporation في عام 1946.^[22][23] خلال العام التالي ، قامت GE و وستنجهاوس أعلن عن الأضواء الجديدة من خلال المعارض في معرض نيويورك العالمي و ال معرض جولدن جيت الدولي في سان فرانسيسكو. انتشرت أنظمة الإضاءة الفلورية بسرعة خلال الحرب العالمية الثانية حيث كثف التصنيع في زمن الحرب الطلب على الإضاءة. بحلول عام 1951 ، تم إنتاج المزيد من الضوء في الولايات المتحدة بواسطة مصابيح الفلورسنت أكثر من المصابيح المتوهجة.^[24]

في السنوات الأولى سيليكات الزنك بمحتوى متفاوت من البريليوم كان يستخدم مثل الفوسفور المخضر. أدت الإضافات الصغيرة من تنجستات المغنيسيوم إلى تحسين الجزء الأزرق من الطيف مما أدى إلى إنتاج أبيض مقبول. بعد أن تم اكتشاف ذلك كان البريليوم سامًا، الفوسفور القائم على الهالوفوسفات.^[25]

مبادئ العملية

الآلية الأساسية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوء هي انبعاث أ الفوتون عندما يسقط إلكترون في ذرة زئبق من حالة مثارة إلى حالة أقل مستوى الطاقة. تتصادم الإلكترونات المتدفقة في القوس مع ذرات الزئبق. إذا كان الإلكترون الحادث لديه ما يكفي الطاقة الحركية، ينقل الطاقة إلى الإلكترون الخارجي للذرة ، مما يتسبب في ارتفاع هذا الإلكترون مؤقتًا إلى مستوى طاقة أعلى غير مستقر. ستصدر الذرة أشعة فوق بنفسجية الفوتون حيث يعود إلكترون الذرة إلى مستوى طاقة أقل وأكثر استقرارًا. معظم الفوتونات التي يتم إطلاقها من ذرات الزئبق لها أطوال موجية في ال فوق بنفسجي (UV) من الطيف ، غالبًا عند أطوال موجية 253.7 و 185 نانومتر (نانومتر). هذه ليست مرئية للعين البشرية ، لذلك يتم تحويل الطاقة فوق البنفسجية إلى ضوء مرئي بواسطة ضوئي طلاء الفوسفور الداخلي. يتجه الاختلاف في الطاقة بين الفوتون فوق البنفسجي الممتص وفوتون الضوء المرئي المنبعث نحو تسخين طبقة الفوسفور.

يتدفق التيار الكهربائي عبر الأنبوب بضغط منخفض تفريغ القوس. تتصادم الإلكترونات وتتأين غاز نبيل ذرات داخل المصباح المحيط بالخيوط لتشكيل a بلازما من خلال عملية تأثير التأين. نتيجة ل تأين الانهيار الجليدي، تزداد موصلية الغاز المتأين بسرعة ، مما يسمح للتيارات العالية بالتدفق عبر المصباح.

يساعد غاز التعبئة في تحديد الخصائص الكهربائية للمصباح ، لكنه لا يعطي الضوء نفسه. يزيد غاز التعبئة بشكل فعال المسافة التي تقطعها الإلكترونات عبر الأنبوب ، مما يتيح للإلكترون فرصة أكبر للتفاعل مع ذرة الزئبق. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لذرات الأرجون ، المتحمسة إلى حالة غير مستقرة من خلال تأثير الإلكترون ، نقل الطاقة إلى ذرة الزئبق وتأيينها ، والتي توصف بأنها تأثير الكتابة. هذا يقلل من انهيار و جهد التشغيل للمصباح ، مقارنة بغازات التعبئة الأخرى المحتملة مثل الكريبتون.^[26]

اعمال بناء

لقطة مقرّبة لكاثودات أ مصباح مبيد للجراثيم (تصميم مشابه بشكل أساسي لا يستخدم الفوسفور الفلوري ، مما يسمح بامتداد أقطاب كهربائية أن ينظر إليها)

يمتلئ أنبوب المصباح الفلوري بمزيج من الأرجون, زينون, نيونأو الكريبتون، وبخار الزئبق. يبلغ الضغط داخل المصباح حوالي 0.3٪ من الضغط الجوي.^[27] يبلغ الضغط الجزئي لبخار الزئبق وحده حوالي 0.8 باسكال (ثمانية ملايين من الضغط الجوي) ، في مصباح T12 بقوة 40 واط.^[28] السطح الداخلي للمصباح مغطى بغطاء فلوري طلاء مصنوع من مزيج متنوع من المعدن و الأرضية النادرة الفوسفور أملاح. عادة ما تكون أقطاب المصباح مصنوعة من ملفوف التنغستن ومغلفة بمزيج من الباريوم والسترونتيوم وأكاسيد الكالسيوم لتحسينها انبعاث حراري.

أ مصباح مبيد للجراثيم يستخدم تفريغ توهج منخفض الضغط من الزئبق – بخار مماثل لتلك الموجودة في مصباح الفلورسنت ، ولكن غير المطلي الكوارتز تنصهر يسمح المغلف بإرسال الأشعة فوق البنفسجية.

غالبًا ما تكون أنابيب المصابيح الفلورية مستقيمة ويتراوح طولها من حوالي 100 ملم (3.9 بوصة) للمصابيح المصغرة ، إلى 2.43 متر (8.0 قدم) للمصابيح عالية الإخراج. بعض المصابيح لها الأنبوب مثني في دائرة ، يستخدم لمصابيح الطاولة أو أماكن أخرى حيث يكون مصدر ضوء أكثر إحكاما. تُستخدم المصابيح الأكبر حجمًا على شكل حرف U لتوفير نفس القدر من الضوء في منطقة أكثر إحكاما ، وتُستخدم لأغراض معمارية خاصة. مصابيح الفلورسنت المدمجة لها عدة أنابيب ذات قطر صغير مرتبطة بحزمة من اثنين أو أربعة أو ستة أو أنبوب قطر صغير ملفوف في لولب ، لتوفير كمية كبيرة من ناتج الضوء بحجم صغير.

يتم تطبيق الفوسفور الباعث للضوء كطلاء يشبه الطلاء داخل الأنبوب. يُسمح للمذيبات العضوية بالتبخر ، ثم يتم تسخين الأنبوب إلى نقطة انصهار الزجاج تقريبًا لإخراج المركبات العضوية المتبقية ودمج الطلاء في أنبوب المصباح. من الضروري التحكم الدقيق في حجم حبيبات الفوسفور المعلق ؛ تؤدي الحبيبات الكبيرة إلى ضعف الطلاء ، وتؤدي الجزيئات الصغيرة إلى ضعف الصيانة والكفاءة. تعمل معظم الفوسفور بشكل أفضل عندما يكون حجم الجسيمات حوالي 10 ميكرومتر. يجب أن يكون الطلاء سميكًا بما يكفي لالتقاط كل الضوء فوق البنفسجي الناتج عن القوس الزئبقي ، ولكن ليس سميكًا لدرجة أن طبقة الفوسفور تمتص الكثير من الضوء المرئي. كانت الفوسفورات الأولى عبارة عن نسخ تركيبية من المعادن الفلورية التي تحدث بشكل طبيعي ، مع إضافة كميات صغيرة من المعادن كمنشطات. تم اكتشاف مركبات أخرى في وقت لاحق ، مما يسمح بصنع ألوان مختلفة من المصابيح.^[29]

كوابح

كوابح مختلفة لمصابيح الفلورسنت والتفريغ

مصابيح الفلورسنت المقاومة التفاضلية السلبية الأجهزة ، بحيث يتدفق تيار أكثر من خلالها ، تنخفض المقاومة الكهربائية للمصباح الفلوري ، مما يسمح بتدفق المزيد من التيار. متصل مباشرة بـ مصدر طاقة بجهد ثابت، مصباح الفلورسنت سوف يدمر نفسه بسرعة بسبب تدفق التيار غير المنضبط. لمنع ذلك ، يجب أن تستخدم مصابيح الفلورسنت أ الصابورة لتنظيم تدفق التيار عبر المصباح.

يختلف الجهد الطرفي عبر مصباح التشغيل حسب قوس التيار وقطر الأنبوب ودرجة الحرارة وغاز التعبئة. خدمة إضاءة عامة مقاس 48 بوصة (1219 ملم) T12^[30] مصباح يعمل بقوة 430 مللي أمبير ، مع انخفاض 100 فولت. تعمل المصابيح ذات الخرج العالي بقدرة 800 مللي أمبير ، وتعمل بعض الأنواع حتى 1.5 أمبير. يختلف مستوى الطاقة من 33 إلى 82 واط لكل متر من طول الأنبوب (10 إلى 25 واط / قدم) لمصابيح T12.^[31]

أبسط صابورة ل التيار المتناوب (AC) الاستخدام هو ملف اداة الحث موضوعة في سلسلة ، تتكون من لف على قلب مغناطيسي مصفح. ال الحث من هذا الملف يحد من تدفق التيار المتردد. لا يزال هذا النوع مستخدمًا ، على سبيل المثال ، في مصابيح مكتبية تعمل بجهد 120 فولت باستخدام مصابيح قصيرة نسبيًا. يتم تصنيف كوابح لحجم المصباح وتردد الطاقة. عندما يكون جهد التيار المتردد غير كافٍ لبدء تشغيل مصابيح الفلورسنت الطويلة ، فإن الصابورة غالبًا ما تكون تصعيدًا المحول الذاتي مع كبير محاثة التسرب (وذلك للحد من التدفق الحالي). قد يشتمل أي من أشكال الصابورة الاستقرائية أيضًا على أ مكثف إلى عن على عامل القوى تصحيح.

230 فولت الصابورة لمدة 18-20 واط

يمكن تشغيل مصابيح الفلورسنت مباشرة من أ التيار المباشر (DC) إمداد جهد كافٍ لضرب قوس. يجب أن يكون الصابورة مقاومًا ، وسوف يستهلك قدرًا من الطاقة مثل المصباح. عند التشغيل من التيار المباشر ، غالبًا ما يتم ترتيب مفتاح التشغيل لعكس قطبية الإمداد بالمصباح في كل مرة يتم تشغيله ؛ خلاف ذلك ، يتراكم الزئبق في أحد طرفي الأنبوب. لم يتم تشغيل مصابيح الفلورسنت (تقريبًا) بشكل مباشر من DC لهذه الأسباب. بدلا من ذلك ، العاكس يحول التيار المستمر إلى تيار متردد ويوفر وظيفة تحديد التيار كما هو موضح أدناه للكوابح الإلكترونية.

تأثير درجة الحرارة

صورة حرارية لمصباح فلورسنت حلزوني.

يتأثر أداء مصابيح الفلورسنت بشدة بدرجة حرارة جدار المصباح وتأثيره على الضغط الجزئي لبخار الزئبق داخل المصباح.^[32] نظرًا لأن الزئبق يتكثف في أبرد بقعة في المصباح ، يلزم تصميم دقيق للحفاظ على تلك البقعة عند درجة الحرارة المثلى ، حوالي 40 درجة مئوية (104 درجة فهرنهايت).

باستخدام ملف ملغم مع بعض المعادن الأخرى يقلل من ضغط البخار ويمتد نطاق درجة الحرارة المثلى إلى أعلى ؛ ومع ذلك ، لا يزال من الضروري التحكم في درجة حرارة جدار المصباح “البقعة الباردة” لمنع التكثيف. تتميز مصابيح الفلورسنت عالية الإخراج بميزات مثل الأنبوب المشوه أو أحواض الحرارة الداخلية للتحكم في درجة حرارة البقع الباردة وتوزيع الزئبق. كما تشتمل المصابيح الصغيرة المحملة بالثقل ، مثل مصابيح الفلورسنت المدمجة ، على مناطق امتصاص الحرارة في الأنبوب للحفاظ على ضغط بخار الزئبق عند القيمة المثلى.^[33]

خسائر

أ مخطط سانكي من فقدان الطاقة في مصباح الفلورسنت. في التصميمات الحديثة ، أكبر خسارة هي كفاءة ذرية لتحويل فوتونات الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة إلى فوتونات ضوئية مرئية منخفضة الطاقة.

يتم تحويل جزء صغير فقط من مدخلات الطاقة الكهربائية في المصباح إلى ضوء مفيد. الصابورة تبدد بعض الحرارة. قد تكون الكوابح الإلكترونية حوالي 90٪ كفاءة. يحدث انخفاض ثابت في الجهد عند الأقطاب الكهربائية ، والتي تنتج أيضًا حرارة. يتم أيضًا تبديد بعض الطاقة في عمود بخار الزئبق ، ولكن يتم تحويل حوالي 85 ٪ إلى ضوء مرئي وفوق بنفسجي.

لا تتحول كل الأشعة فوق البنفسجية التي تصطدم بطبقة الفوسفور إلى ضوء مرئي ؛ يتم فقد بعض الطاقة. أكبر خسارة فردية في المصابيح الحديثة ترجع إلى انخفاض طاقة كل فوتون من الضوء المرئي ، مقارنةً بطاقة فوتونات الأشعة فوق البنفسجية التي تولدها (وهي ظاهرة تسمى تحول ستوكس). تبلغ طاقة الفوتونات الحادثة 5.5 إلكترون فولت ولكنها تنتج فوتونات ضوئية مرئية بطاقة تقارب 2.5 إلكترون فولت ، لذلك يتم استخدام 45٪ فقط من طاقة الأشعة فوق البنفسجية ؛ الباقي يتبدد كحرارة.^[34]

مصابيح الفلورسنت ذات الكاثود البارد

يعيد “CCFL” التوجيه هنا. للاستخدامات الأخرى ، انظر CCFL (توضيح).مزيد من المعلومات: عاكس CCFL

مصباح فلورسنت الكاثود البارد من علامة خروج الطوارئ. يعمل المصباح بجهد أعلى بكثير من الفلورسنت الأخرى ، وينتج المصباح شدة منخفضة تفريغ الحماس بدلاً من قوس ، مشابه لـ ضوء النيون. بدون اتصال مباشر بجهد الخط ، يكون التيار مقيدًا بالمحول وحده ، مما يلغي الحاجة إلى الصابورة.

تستخدم معظم مصابيح الفلورسنت أقطابًا تبعث إلكترونات في الأنبوب عن طريق الحرارة. ومع ذلك، الكاثود البارد تحتوي الأنابيب على كاثودات تنبعث منها إلكترونات فقط بسبب حجمها الكبير الجهد االكهربى بين الأقطاب الكهربائية. سيتم تدفئة الكاثودات عن طريق التيار المتدفق من خلالها ، ولكنها ليست ساخنة بدرجة كافية انبعاث حراري. نظرًا لأن مصابيح الكاثود الباردة لا تحتوي على طلاء انبعاث حراري لتتلف ، يمكن أن يكون لها عمر أطول بكثير من الكاثود الساخن أنابيب. هذا يجعلها مرغوبة للتطبيقات طويلة العمر (مثل الإضاءة الخلفية في شاشات الكريستال السائل). قد يستمر ترشاش القطب الكهربائي ، ولكن يمكن تشكيل الأقطاب الكهربائية (على سبيل المثال في أسطوانة داخلية) لالتقاط معظم المواد المتناثرة حتى لا تضيع من القطب.

تكون مصابيح الكاثود الباردة عمومًا أقل كفاءة من مصابيح الانبعاث الحراري لأن جهد سقوط الكاثود أعلى بكثير. تبدد الطاقة بسبب انخفاض الجهد الكاثود لا يساهم في إخراج الضوء. ومع ذلك ، هذا أقل أهمية مع الأنابيب الطويلة. عادةً ما يعني تبديد الطاقة المتزايد في نهايات الأنبوب أيضًا أنه يجب تشغيل أنابيب الكاثود الباردة بحمل أقل من مكافئات الانبعاث الحراري. نظرًا لجهد الأنبوب العالي المطلوب على أي حال ، يمكن بسهولة جعل هذه الأنابيب طويلة ، وحتى تشغيلها كسلاسل متسلسلة. إنها مناسبة بشكل أفضل للانحناء إلى أشكال خاصة للحروف واللافتات ، ويمكن أيضًا تشغيلها أو إيقاف تشغيلها على الفور.

تبدأ

يجب أن يتأين الغاز المستخدم في الأنبوب الفلوري قبل أن “يضرب” القوس. بالنسبة للمصابيح الصغيرة ، لا يتطلب الأمر جهدًا كبيرًا لضرب القوس ولا يمثل بدء تشغيل المصباح مشكلة ، لكن الأنابيب الكبيرة تتطلب جهدًا كبيرًا (في حدود ألف فولت). تم استخدام العديد من دوائر البداية المختلفة.يعتمد اختيار الدائرة على التكلفة ، والجهد المتردد ، وطول الأنبوب ، والبدء الفوري مقابل غير الفوري ، ونطاقات درجة الحرارة ، وتوافر الأجزاء.

التسخين

أ سخن دائرة مصباح الفلورسنت باستخدام مفتاح بدء التشغيل التلقائي. A: أنبوب الفلورسنت ، B: الطاقة (+220 فولت) ، C: Starter ، D: المفتاح (ترموستات ثنائي المعدن) ، E: المكثف ، F: الشعيرات ، G: الصابورةتشغيل الوسائط بدء مصباح التسخين. يومض مفتاح بدء التشغيل التلقائي باللون البرتقالي في كل مرة يحاول فيها بدء تشغيل المصباح.

تستخدم هذه التقنية مزيجًا خيوط–الكاثود في كل نهاية من المصباح بالاقتران مع مفتاح ميكانيكي أو أوتوماتيكي (ثنائي المعدن) (انظر الرسم البياني للدائرة على اليمين) الذي يربط في البداية الخيوط في سلسلة مع الصابورة لتسخينها مسبقًا ؛ عند ضرب القوس يتم فصل الخيوط. يوصف هذا النظام بأنه سخن في بعض البلدان و مفتاح كهربائي في الآخرين.^[35] هذه الأنظمة هي معدات قياسية في دول 200-240 فولت (ولمصابيح 100-120 فولت حتى حوالي 30 واط).^{[بحاجة لمصدر]}

أ سخن مصباح الفلورسنت “بداية” (مفتاح التشغيل التلقائي)

قبل الستينيات من القرن الماضي ، تم استخدام بادئات حرارية بأربعة أسنان ومفاتيح يدوية.^{[بحاجة لمصدر]} أ توهج التبديل يسخن كاثودات المصباح تلقائيًا. يتكون من فتح عادة ثنائي المعدن التبديل في صغيرة مختومة مصباح تفريغ الغاز تحتوي على غاز خامل (نيون أو أرجون). سوف يقوم مفتاح التوهج بتسخين الخيوط دوريًا ويبدأ جهد نبضي لضرب القوس ؛ تتكرر العملية حتى يضيء المصباح. بمجرد أن يضرب الأنبوب ، يحافظ التفريغ الرئيسي المؤثر على الكاثودات ساخنة ، مما يسمح باستمرار انبعاث الإلكترون. لا يغلق مفتاح التشغيل مرة أخرى لأن الجهد عبر الأنبوب المضاء غير كافٍ لبدء تفريغ الوهج في المبدئ.^[35]

بادئات المصباح الفلوريسنت الإلكترونية

مع مشغلات تبديل الوهج ، سوف يدور الأنبوب الفاشل بشكل متكرر. استخدمت بعض أنظمة البداية رحلة حرارية للتيار الزائد لاكتشاف محاولات البدء المتكررة وتعطيل الدائرة حتى إعادة الضبط يدويًا.

أ عامل القوى تصحيح (PFC) مكثف يجذب التيار الرئيسي من التيار الكهربائي للتعويض عن التيار المتخلف الذي تجذبه دائرة المصباح.^[35]

بداية فورية

بداية فورية تستخدم أنابيب الفلورسنت جهدًا كافيًا لتحطيم عمود الغاز والزئبق وبالتالي بدء توصيل القوس. لا تحتوي هذه الأنابيب على خيوط ويمكن التعرف عليها بواسطة دبوس واحد في كل طرف من نهايات الأنبوب. تحتوي حوامل المصباح على مقبس “فصل” في نهاية الجهد المنخفض الذي يفصل الصابورة عند إزالة الأنبوب ، لمنع صدمة كهربائية. في أمريكا الشمالية ، تستخدم تركيبات الإضاءة منخفضة التكلفة المزودة بكابح إلكتروني متكامل بدء التشغيل الفوري للمصابيح المصممة أصلاً للتسخين المسبق ، على الرغم من أنها تقصر من عمر المصباح.^{[بحاجة لمصدر]} تقنية الصابورة هذه ليست شائعة خارج أمريكا الشمالية.

بداية سريعة

بداية سريعة توفر تصميمات الصابورة ملفات داخل الصابورة تعمل على تسخين خيوط الكاثود باستمرار. تعمل عادة بجهد قوس أقل من تصميم البدء الفوري ؛ لا حثي ارتفاع الجهد يتم إنتاجه لبدء التشغيل ، لذلك يجب تركيب المصابيح بالقرب من عاكس مؤرض (مؤرض) للسماح بتفريغ الوهج بالانتشار عبر الأنبوب وبدء تفريغ القوس^{[لماذا ا؟]}. في بعض المصابيح ، يتم توصيل شريط “مساعد بدء التشغيل” مؤرض على الجزء الخارجي من زجاج المصباح. هذا النوع من الصابورة غير متوافق مع مصابيح الفلورسنت T8 لتوفير الطاقة الأوروبية لأن هذه المصابيح تتطلب جهد بدء أعلى من جهد الدائرة المفتوحة لكوابح البدء السريع.

“حديد” سريع البدء (مغناطيسي) الصابورة يسخن باستمرار الكاثودات في نهايات المصابيح. يعمل هذا الكابح على تشغيل مصباحين F40T12 على التوالي.

بداية سريعة

تستخدم كوابح البدء السريع محوّلًا تلقائيًا صغيرًا لتسخين الخيوط عند استخدام الطاقة لأول مرة. عندما يضرب القوس ، تقل طاقة تسخين الفتيل وسيبدأ الأنبوب في غضون نصف ثانية. يتم دمج المحول التلقائي مع الصابورة أو قد يكون وحدة منفصلة. يجب تركيب الأنابيب بالقرب من عاكس معدني مؤرض من أجل أن تضرب. تعتبر كوابح البدء السريع أكثر شيوعًا في المنشآت التجارية بسبب انخفاض تكاليف الصيانة. يلغي صابورة التشغيل السريع الحاجة إلى مفتاح بدء التشغيل ، وهو مصدر شائع لفشل المصباح. ومع ذلك ، تُستخدم كوابح البدء السريع أيضًا في التركيبات المحلية (السكنية) بسبب الميزة المرغوبة المتمثلة في تشغيل مصباح كوابح التشغيل السريع فورًا تقريبًا بعد توصيل الطاقة (عند تشغيل المفتاح). تستخدم كوابح البدء السريع فقط في دوائر 240 فولت وهي مصممة للاستخدام مع أنابيب T12 الأقدم والأقل كفاءة.

بداية شبه رنانة

تشغيل الوسائط مصباح فلورسنت 65 وات يبدأ بدائرة بدء شبه رنينية

رسم تخطيطي لدائرة البداية شبه الرنانة

تم اختراع دائرة البداية شبه الرنانة بواسطة Thorn Lighting للاستخدام مع T12 أنابيب الفلورسنت. تستخدم هذه الطريقة محولًا مزدوج الجرح ومكثفًا. مع عدم وجود تيار قوس ، المحول والمكثف صدى عند تردد الخط وتوليد حوالي ضعف جهد الإمداد عبر الأنبوب ، وتيار تسخين قطب كهربائي صغير.^[36] إن جهد الأنبوب هذا منخفض جدًا بحيث لا يضرب القوس بأقطاب كهربائية باردة ، ولكن مع تسخين الأقطاب إلى درجة حرارة الانبعاث الحراري ، ينخفض ​​جهد ضرب الأنبوب إلى أقل من جهد الرنين ، ويضرب القوس. مع تسخين الأقطاب الكهربائية ، يصل المصباح ببطء ، خلال ثلاث إلى خمس ثوانٍ ، إلى السطوع الكامل. مع زيادة تيار القوس وانخفاض جهد الأنبوب ، توفر الدائرة الحد الحالي.

يقتصر استخدام دوائر البدء شبه الرنانة بشكل أساسي في التركيبات التجارية بسبب التكلفة الأولية الأعلى لمكونات الدائرة. ومع ذلك ، لا توجد مفاتيح تشغيل يمكن استبدالها ويتم تقليل تلف الكاثود أثناء بدء تشغيل المصابيح لفترة أطول ، مما يقلل من تكاليف الصيانة. بسبب الجهد العالي لأنبوب الدائرة المفتوحة ، فإن طريقة البدء هذه جيدة بشكل خاص لبدء الأنابيب في الأماكن الباردة. بالإضافة إلى ذلك ، يبلغ عامل طاقة الدائرة 1.0 تقريبًا ، ولا يلزم تصحيح عامل الطاقة الإضافي في تركيب الإضاءة. نظرًا لأن التصميم يتطلب أن يكون ضعف جهد الإمداد أقل من جهد ضرب الكاثود البارد (أو ستبدأ الأنابيب بشكل خاطئ) ، فلا يمكن استخدام هذا التصميم مع 240 فولت طاقة التيار المتردد ما لم تكن الأنابيب بطول 1.2 متر (3 قدم 11 بوصة) على الأقل. لا تتوافق تركيبات البدء شبه الرنانة بشكل عام مع أنابيب التعديل التحديثي T8 الموفرة للطاقة ، لأن هذه الأنابيب لها جهد بدء أعلى من مصابيح T12 وقد لا تبدأ بشكل موثوق ، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة. المقترحات الأخيرة في بعض البلدان للتخلص التدريجي من أنابيب T12 ستقلل من تطبيق طريقة البدء هذه.

كوابح إلكترونية

تشغيل الوسائط مصباح فلورسنت بكابح إلكتروني.

الكابح الكهربائي للمصباح الفلوري ، 2 × 58 وات

الصابورة الإلكترونية التخطيطي الأساسي

كوابح إلكترونية ومصابيح الفلورسنت المدمجة المختلفة

تستخدم المبتدئين الإلكترونية طريقة مختلفة لتسخين الكاثودات مسبقًا.^[37] قد تكون قابلة للتبديل في المكونات مع مبتدئين الوهج. يستخدمون مفتاح أشباه الموصلات و “بدء التشغيل الناعم” للمصباح عن طريق التسخين المسبق للكاثودات قبل تطبيق نبضة البداية التي تضرب المصباح لأول مرة دون وميض ؛ يؤدي هذا إلى إزاحة أقل قدر ممكن من المواد من الكاثودات أثناء البدء ، مما يؤدي إلى إطالة عمر المصباح.^[35] يُزعم أن هذا يطيل عمر المصباح بعامل من 3 إلى 4 مرات عادةً للمصباح الذي يتم تشغيله بشكل متكرر كما هو الحال في الاستخدام المنزلي ،^[38] ولتقليل اسوداد أطراف المصباح النموذجي لأنابيب الفلورسنت. عادةً ما تكون الدائرة معقدة ، لكن التعقيد مبني في IC. يمكن تحسين المشغلات الإلكترونية لبدء التشغيل السريع (وقت بدء نموذجي يبلغ 0.3 ثانية) ،^[38][39] أو لبدء التشغيل الأكثر موثوقية حتى في درجات الحرارة المنخفضة وبجهد كهربائي منخفض مع وقت بدء التشغيل من 2-4 ثوانٍ.^[40] قد تنتج وحدات بدء التشغيل الأسرع ضوضاء مسموعة أثناء بدء التشغيل.^[41]

لا تحاول المبتدئين الإلكترونية سوى بدء تشغيل المصباح لفترة قصيرة عند استخدام الطاقة في البداية ، ولا تحاول بشكل متكرر إعادة المصباح الميت وغير قادر على الحفاظ على قوس ؛ البعض يغلق المصباح الفاشل تلقائيًا.^[37] هذا يلغي إعادة ضرب المصباح والوميض المستمر للمصباح الفاشل مع بادئ التوهج. المشغلات الإلكترونية غير قابلة للتآكل ولا تحتاج إلى تبديل دوري ، على الرغم من أنها قد تفشل مثل أي دائرة إلكترونية أخرى. يقتبس المصنّعون عادةً عمرًا يبلغ 20 عامًا ، أو ما دامت تركيبات الإضاءة.^[39][40]

توظف الكوابح الإلكترونية الترانزستورات لتغيير تردد العرض إلى عاليتكرر تكييف أثناء تنظيم التدفق الحالي في المصباح. تستفيد هذه الكوابح من الفعالية العالية للمصابيح ، والتي ترتفع بنسبة 10٪ تقريبًا 10 كيلو هرتز، مقارنة بالفعالية عند تردد الطاقة العادي. عندما تكون فترة التيار المتردد أقصر من وقت الاسترخاء لإزالة تأين ذرات الزئبق في عمود التفريغ ، يظل التفريغ أقرب إلى حالة التشغيل المثلى.^[42] تعمل الكوابح الإلكترونية على تحويل طاقة تردد التيار المتردد إلى تيار متردد متغير التردد. يمكن أن يقلل التحويل من تعديل سطوع المصباح بضعف تردد مصدر الطاقة.

تحتوي الكوابح منخفضة التكلفة فقط على مذبذب بسيط ودائرة LC رنانة متسلسلة. هذا المبدأ يسمى العاكس الرنان الحالي دائرة كهربائية. بعد وقت قصير يصل الجهد عبر المصباح إلى حوالي 1 كيلو فولت ويبدأ المصباح فورًا في وضع الكاثود البارد. لا تزال خيوط الكاثود تستخدم لحماية الصابورة من الحرارة الزائدة إذا لم يشتعل المصباح. يستخدم عدد قليل من الشركات المصنعة معامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC) الثرمستورات لتعطيل البدء الفوري وإعطاء بعض الوقت لتسخين الشعيرات.

تستخدم الكوابح الإلكترونية الأكثر تعقيدًا بدء التشغيل المبرمج. يبدأ تردد الخرج فوق تردد الرنين لدائرة خرج الصابورة ؛ وبعد تسخين الشعيرات ، يقل التردد بسرعة. إذا اقترب التردد من تردد الرنين من الصابورة ، سيزداد جهد الخرج بشكل كبير بحيث يشتعل المصباح. إذا لم يشتعل المصباح ، توقف الدائرة الإلكترونية تشغيل الصابورة.

يتم التحكم في العديد من الكوابح الإلكترونية بواسطة a متحكم، وتسمى هذه أحيانًا كوابح رقمية. يمكن أن تطبق الكوابح الرقمية منطقًا معقدًا جدًا لبدء تشغيل المصباح وتشغيله. يتيح ذلك وظائف مثل اختبار الأقطاب الكهربائية المكسورة والأنابيب المفقودة قبل محاولة البدء ، واكتشاف استبدال الأنبوب ، واكتشاف نوع الأنبوب ، بحيث يمكن استخدام صابورة واحدة مع عدة أنابيب مختلفة. يمكن تضمين ميزات مثل التعتيم في برنامج الميكروكونترولر المضمن ، ويمكن العثور عليها في منتجات الشركات المصنعة المختلفة.

منذ تقديمه في التسعينيات ، تم استخدام كوابح عالية التردد في تركيبات الإضاءة العامة إما بمصابيح البداية السريعة أو مصابيح التسخين المسبق. تقوم هذه الكوابح بتحويل الطاقة الواردة إلى تردد خرج يزيد عن 20 كيلو هرتز. هذا يزيد من كفاءة المصباح.^[43] تعمل هذه الكوابح بجهد كهربائي يمكن أن يصل إلى 600 فولت تقريبًا ، مما يتطلب بعض الاهتمام في تصميم السكن ، ويمكن أن يتسبب في تقييد طفيف في طول الأسلاك من الصابورة إلى نهايات المصباح.

نهاية الحياة

العمر المتوقع للمصباح الفلوري محدود بشكل أساسي بعمر أقطاب الكاثود. للحفاظ على مستوى تيار كافٍ ، تُغطى الأقطاب الكهربائية بمزيج انبعاث من أكاسيد المعادن. في كل مرة يتم تشغيل المصباح ، وأثناء التشغيل ، يتم استخدام كمية صغيرة من طلاء الكاثود متسرب من الأقطاب الكهربائية عن طريق تأثير الإلكترونات والأيونات الثقيلة داخل الأنبوب. تتجمع المادة المتناثرة على جدران الأنبوب وتغميقه. طريقة البدء والتردد يؤثران على رشاش الكاثود. قد ينكسر الخيط أيضًا ، مما يؤدي إلى تعطيل المصباح.

هذا الأنبوب ، الذي كان يتم تشغيله وإيقافه بانتظام ، لم يعد قادرًا على البدء بعد أن تطاير مزيج انبعاث حراري كافٍ من الكاثودات. تلتصق المادة المتبخرة بالزجاج المحيط بالأقطاب الكهربائية ، مما يؤدي إلى تغميقها وتحولها إلى اللون الأسود.

صورة مقربة للفتيل الموجود على مصباح تصريف غاز الزئبق منخفض الضغط يظهر باللون الأبيض انبعاث حراري مزيج الطلاء على الجزء المركزي من الملف بمثابة الكاثود الساخن. يتلاشى الطلاء في كل مرة يبدأ فيها تشغيل المصباح ، مما يؤدي إلى تعطل المصباح.

قد تفشل تصاميم المصابيح منخفضة الزئبق عندما يتم امتصاص الزئبق بواسطة الأنبوب الزجاجي والفوسفور والمكونات الداخلية ، ولم يعد متاحًا للتبخير في غاز التعبئة. يتسبب فقدان الزئبق في البداية في إطالة وقت الإحماء حتى خرج الضوء الكامل ، ويؤدي في النهاية إلى توهج المصباح بلون وردي باهت عندما يتولى غاز الأرجون دور التفريغ الأولي.^[44]

إخضاع الأنبوب لتدفق تيار غير متماثل ، وتشغيله بشكل فعال تحت انحياز DC ، ويسبب توزيعًا غير متماثل لأيونات الزئبق على طول الأنبوب. يتجلى الاستنفاد الموضعي لضغط بخار الزئبق في صورة تألق وردي للغاز الأساسي بالقرب من أحد الأقطاب الكهربائية ، وقد يتم تقصير العمر التشغيلي للمصباح بشكل كبير. يمكن أن يكون هذا مشكلة مع بعض سوء التصميم محولات.^[45]

يتحلل الفوسفور المبطن للمصباح بمرور الوقت أيضًا ، حتى يتوقف المصباح عن إنتاج جزء مقبول من ناتج الضوء الأولي.

سيؤدي فشل الكابح الإلكتروني المتكامل للمبة الفلورية المدمجة إلى إنهاء العمر الافتراضي لها.

المصباح الفلوري المدمج الذي انتهى عمره الافتراضي بسبب امتصاص الزئبق. يتم إنتاج الضوء فقط من خلال تعبئة قاعدة الأرجون.

الفوسفور وطيف الضوء المنبعث

ينعكس الضوء من مصباح أنبوب الفلورسنت بواسطة أ قرص مضغوط يظهر النطاقات الفردية للون.

طيف الضوء المنبعث من مصباح الفلورسنت هو مزيج من الضوء المنبعث مباشرة من بخار الزئبق والضوء المنبعث من الطلاء الفسفوري. ال خطوط طيفية من انبعاث الزئبق وتأثير الفسفرة يعطي توزيعًا طيفيًا مشتركًا للضوء يختلف عن تلك التي تنتجها المصادر المتوهجة. تختلف الشدة النسبية للضوء المنبعث في كل نطاق ضيق من الأطوال الموجية على الطيف المرئي بنسب مختلفة مقارنة بمصدر متوهج. يُنظر إلى الكائنات الملونة بشكل مختلف تحت مصادر الضوء بتوزيعات طيفية مختلفة. على سبيل المثال ، يجد بعض الأشخاص أن التحويل اللوني الناتج عن بعض مصابيح الفلورسنت قاسٍ ومزعج. يمكن أن يظهر الشخص السليم أحيانًا على أنه لون بشرة غير صحي تحت إضاءة الفلورسنت. يرتبط مدى حدوث هذه الظاهرة بالتركيب الطيفي للضوء ، ويمكن قياسه من خلال مؤشر تجسيد اللون (CRI).

درجة حرارة اللون

المقال الرئيسي: درجة حرارة اللون

ال درجة حرارة اللون من المصابيح الكهربائية المختلفة

درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) هو مقياس “ظل” بياض مصدر الضوء مقارنة بجسم أسود. تبلغ الإضاءة المتوهجة النموذجية 2700 كلفن ، وهي ذات لون أبيض مائل للصفرة.^[46] إضاءة الهالوجين 3000 ك.^[47] يتم تصنيع مصابيح الفلورسنت إلى CCT المختار عن طريق تغيير خليط الفوسفور داخل الأنبوب. الفلورسنت الأبيض الدافئ يحتوي على CCT من 2700 كلفن وهو مشهور للإضاءة السكنية. الفلورسنت الأبيض المحايد يحتوي على درجة حرارة ثابتة تبلغ 3000 كلفن أو 3500 كلفن الفلوريسنت الأبيض البارد ، ودرجة الحرارة العالية تصل إلى 4100 كلفن وهي مشهورة بإضاءة المكاتب. فلوروسنت ضوء النهار لها نسبة مئوية من 5000 كلفن إلى 6500 كلفن ، وهي بيضاء مزرقة.

تتطلب إضاءة CCT العالية عمومًا مستويات إضاءة أعلى. في مستويات الإضاءة الخافتة ، ترى العين البشرية أن درجات حرارة اللون المنخفضة أكثر إمتاعًا ، كما هو مرتبط من خلال منحنى Kruithof. لذلك ، يبدو المصباح المتوهج الخافت 2700 كلفن مريحًا ويبدو أيضًا المصباح الساطع 5000 كلفن طبيعيًا ، ولكن المصباح الفلوري الخافت 5000 كلفن يبدو شاحبًا جدًا. تبدو الفلورية من نوع النهار طبيعية فقط إذا كانت ساطعة للغاية.

مؤشر تجسيد اللون

مصباح فلورسنت أبيض بارد حلزوني ينعكس في أ محزوز الحيود يكشف المتنوع خطوط طيفية التي تشكل الضوء.

أطياف الفلورسنت بالمقارنة مع أشكال الإضاءة الأخرى. في اتجاه عقارب الساعة من أعلى اليسار: مصباح فلورسنت ، مصباح متوهج, شمعة اللهب و الإنارة بالصمام المضيء.المقال الرئيسي: مؤشر تجسيد اللون

مؤشر تجسيد اللون (CRI) هو مقياس لمدى جودة إدراك الألوان باستخدام الضوء من مصدر ، بالنسبة للضوء من مصدر مرجعي مثل ضوء النهار أو جسم أسود من نفس الشيء درجة حرارة اللون. بحكم التعريف ، يحتوي المصباح المتوهج على CRI يبلغ 100. تحقق مصابيح الفلورسنت الواقعية CRI في أي مكان من 50 إلى 98. المصابيح الفلورية ذات CRI المنخفض تحتوي على فوسفور يصدر القليل جدًا من الضوء الأحمر. تبدو البشرة أقل وردية ، وبالتالي فهي “غير صحية” مقارنة بالإضاءة المتوهجة. تظهر الكائنات الملونة مكتومة الصوت. على سبيل المثال ، فإن أنبوب فوسفات هالوفوسفات منخفض CRI 6800 K (مثال شديد) سيجعل اللون الأحمر يبدو أحمر باهتًا أو حتى بنيًا. نظرًا لأن العين أقل كفاءة نسبيًا في اكتشاف الضوء الأحمر ، فإن التحسن في مؤشر تجسيد اللون ، مع زيادة الطاقة في الجزء الأحمر من الطيف ، قد يقلل من فعالية الإضاءة الإجمالية.^[48]

تستخدم ترتيبات الإضاءة أنابيب الفلورسنت في مجموعة متنوعة من درجات اللون الأبيض. يمكن أن يؤدي خلط أنواع الأنابيب داخل التركيبات إلى تحسين إعادة إنتاج الألوان للأنابيب ذات الجودة المنخفضة.

تكوين الفوسفور

يأتي بعض الضوء الأقل إمتاعًا من أنابيب تحتوي على النوع الأقدم من فوسفات الهالوفوسفات الفوسفور (صيغة كيميائية كاليفورنيا₅(صا₄)₃(F, Cl):سب³⁺, مينيسوتا²⁺). ينبعث هذا الفوسفور بشكل أساسي من الضوء الأصفر والأزرق ، والقليل نسبيًا من الضوء الأخضر والأحمر. في حالة عدم وجود مرجعية ، يظهر هذا الخليط للعين أبيض اللون ، لكن الضوء غير مكتمل الطيف. ال مؤشر تجسيد اللون (CRI) من هذه المصابيح حوالي 60.

منذ التسعينيات ، تستخدم مصابيح الفلورسنت عالية الجودة إما طلاء هالوفوسفات عالي CRI ، أو a ثلاثي الفوسفور خليط ، على أساس اليوروبيوم و تيربيوم الأيونات ، التي لها نطاقات انبعاث موزعة بشكل متساوٍ على طيف الضوء المرئي. تعطي أنابيب الهالوفوسفات والأنابيب ثلاثية الفوسفور ذات CRI عالية تكاثرًا طبيعيًا للون العين البشرية. عادة ما يكون CRI لهذه المصابيح هو 82-100.

التطبيقات

تأتي المصابيح الفلورية بأشكال وأحجام عديدة.^[49] ال مصباح الفلورسنت المدمجة (CFL) أصبح أكثر شعبية. تدمج العديد من مصابيح الفلورسنت المدمجة الإلكترونيات المساعدة في قاعدة المصباح ، مما يسمح لها بالتناسب مع مقبس المصباح الكهربائي العادي.

في المساكن الأمريكية ، توجد مصابيح الفلورسنت في الغالب في مطابخ, الأقبيةأو المرائب، لكن المدارس والشركات تجد أن التوفير في تكلفة مصابيح الفلورسنت كبير ونادرًا ما تستخدم المصابيح المتوهجة. تؤدي الحوافز الضريبية وقوانين البناء إلى زيادة الاستخدام في أماكن مثل كاليفورنيا.

في البلدان الأخرى ، يختلف الاستخدام السكني لإضاءة الفلورسنت تبعًا لسعر الطاقة والمخاوف المالية والبيئية للسكان المحليين ومقبولية ناتج الضوء. في الشرق و جنوب شرق آسيا من النادر جدا رؤيته ساطع المصابيح في المباني في أي مكان.

بعض الدول تشجع التخلص التدريجي من المصابيح المتوهجة واستبدال المصابيح المتوهجة بمصابيح الفلورسنت أو أنواع أخرى من المصابيح الموفرة للطاقة.

بالإضافة إلى الإضاءة العامة ، غالبًا ما تستخدم مصابيح الفلورسنت الخاصة في إضاءة المسرح لإنتاج الأفلام والفيديو. إنها أكثر برودة من مصادر ضوء الهالوجين التقليدية ، وتستخدم كوابح عالية التردد لمنع وميض الفيديو ومصابيح مؤشر عرض الألوان العالية لتقريب درجات حرارة لون ضوء النهار.

مقارنة بالمصابيح المتوهجة

فعالية مضيئة

تحول مصابيح الفلورسنت طاقة الإدخال إلى ضوء مرئي أكثر من المصابيح المتوهجة. قد يحول المصباح المتوهج ذو الفتيل التنغستن النموذجي 100 واط 5٪ فقط من مدخلات الطاقة إلى ضوء أبيض مرئي (الطول الموجي 400-700 نانومتر) ، بينما تحول مصابيح الفلورسنت النموذجية حوالي 22٪ من مدخلات الطاقة إلى ضوء أبيض مرئي.^[50]

تتراوح فعالية أنابيب الفلورسنت من حوالي 16 لومن لكل واط لأنبوب 4 واط مع صابورة عادية إلى أكثر من 100 لومن لكل واط^[51] مع صابورة إلكترونية حديثة ، بمتوسط ​​50 إلى 67 لومن / وات بشكل عام.^[52] يمكن أن يكون فقدان الصابورة حوالي 25٪ من طاقة المصباح مع كوابح مغناطيسية ، وحوالي 10٪ مع كوابح إلكترونية.

فعالية المصباح الفلوري تعتمد على درجة حرارة المصباح في أبرد جزء من المصباح. في مصابيح T8 يوجد هذا في وسط الأنبوب. في مصابيح T5 هذا في نهاية الأنبوب مع ختم النص عليه. درجة الحرارة المثالية لمصباح T8 هي 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت) بينما مصباح T5 مثالي عند 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت).

الحياة

عادةً ما يستمر مصباح الفلورسنت من 10 إلى 20 مرة أطول من المصباح المتوهج المكافئ عند تشغيله لعدة ساعات في المرة الواحدة. في ظل ظروف الاختبار القياسية ، تدوم مصابيح الفلورسنت من 6000 إلى 80.000 ساعة (من 2 إلى 27 عامًا بمعدل 8 ساعات يوميًا).^[53]

عادة ما يتم تعويض التكلفة الأولية الأعلى للمصباح الفلوري مقارنة بالمصباح المتوهج عن طريق استهلاك أقل للطاقة على مدار عمره.^{[54][يحتاج التحديث]}

إضاءة أقل

بالمقارنة مع المصباح المتوهج ، فإن أنبوب الفلورسنت هو مصدر ضوء أكثر انتشارًا وأكبر ماديًا. في المصابيح المصممة بشكل مناسب ، يمكن توزيع الضوء بشكل أكثر توازناً بدون مصدر نقطة للوهج مثل ما يُرى من خيوط متوهجة غير منتشرة ؛ المصباح كبير مقارنة بالمسافة النموذجية بين المصباح والأسطح المضيئة.

انخفاض الحرارة

تنتج المصابيح الفلورية حوالي خمس حرارة المصابيح المتوهجة المكافئة. هذا يقلل بشكل كبير من الحجم والتكلفة واستهلاك الطاقة المخصص لتكييف الهواء لمباني المكاتب التي عادة ما تحتوي على العديد من الأضواء ونوافذ قليلة.

سلبيات

كثرة التبديل

يؤدي التبديل المتكرر (أكثر من كل 3 ساعات) إلى تقصير عمر المصابيح. ^[55] تؤدي كل دورة بدء إلى تآكل السطح الباعث للإلكترون للكاثودات ؛ عندما تختفي كل المواد المنبعثة ، لا يمكن أن يبدأ المصباح بجهد الصابورة المتاح. تستخدم تركيبات المصابيح الوامضة (للإعلان على سبيل المثال) صابورة تحافظ على درجة حرارة الكاثود عند إيقاف القوس ، مما يحافظ على عمر المصباح.

تعادل الطاقة الإضافية المستخدمة لبدء تشغيل مصباح الفلورسنت بضع ثوانٍ من التشغيل العادي ؛ من الأفضل إطفاء المصابيح عندما لا تكون مطلوبة لعدة دقائق.^[56][57]

محتوى الزئبق

المقال الرئيسي: مصابيح الفلورسنت والصحة

في حالة كسر مصباح الفلورسنت ، كمية صغيرة جدًا من الزئبق يمكن أن تلوث البيئة المحيطة. يوجد حوالي 99٪ من الزئبق عادةً في الفوسفور ، خاصةً في المصابيح التي اقتربت من نهاية عمرها الافتراضي.^[58] قد تطلق المصابيح المكسورة الزئبق إذا لم يتم تنظيفها بالطرق الصحيحة.^{[59][فشل التحقق]}

بسبب محتوى الزئبق ، يجب التعامل مع مصابيح الفلورسنت المهملة على أنها نفايات خطرة. لكبار مستخدمي مصابيح الفلورسنت ، خدمات إعادة التدوير متوفرة في بعض المناطق ، وقد تكون مطلوبة بموجب اللوائح.^[60][61] في بعض المناطق ، تكون إعادة التدوير متاحة أيضًا للمستهلكين.^[62]

انبعاث الأشعة فوق البنفسجية

تنبعث مصابيح الفلورسنت كمية صغيرة من فوق بنفسجي (أشعة فوق البنفسجية. وجدت دراسة أجريت عام 1993 في الولايات المتحدة أن التعرض للأشعة فوق البنفسجية من الجلوس تحت أضواء الفلورسنت لمدة ثماني ساعات يعادل دقيقة واحدة من التعرض للشمس.^[63] قد تؤدي الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن مصابيح الفلورسنت المدمجة إلى تفاقم الأعراض لدى الأفراد الحساسين للضوء.^[64][65][66]

قد تحتاج القطع الأثرية في المتحف إلى حماية من الأشعة فوق البنفسجية لمنع تدهور الأصباغ أو المنسوجات. ^[67]

الصابورة

مصباح مغناطيسي مفرد كوابح لديك منخفضة عامل القوى.

تتطلب مصابيح الفلورسنت أ الصابورة لتثبيت التيار من خلال المصباح ، ولتوفير جهد الضرب الأولي المطلوب لبدء تفريغ القوس. غالبًا ما يتم مشاركة صابورة واحدة بين مصباحين أو أكثر. يمكن أن تنتج كوابح كهرومغناطيسية ضوضاء طنين مسموعة أو أزيز. عادة ما تمتلئ الكوابح المغناطيسية ب قطران-مثل مركب القدر للحد من الضوضاء المنبعثة. يتم التخلص من الطنين في المصابيح ذات الصابورة الإلكترونية عالية التردد. تبلغ الطاقة المفقودة في الكوابح المغناطيسية حوالي 10٪ من طاقة إدخال المصباح وفقًا لأدبيات GE من عام 1978.^[31] الكوابح الإلكترونية تقلل من هذه الخسارة.

جودة الطاقة والتداخل اللاسلكي

كوابح المصابيح الفلورية الحثية البسيطة لها أ عامل القوى أقل من وحدة. تشمل كوابح الاستقراء مكثفات تصحيح عامل القدرة. قد يكون للكوابح الإلكترونية البسيطة أيضًا عامل طاقة منخفض بسبب مرحلة إدخال المقوم.

المصابيح الفلورية هي حمولة غير خطية وتولد تيارات متناسقة في مصدر الطاقة الكهربائية. قد ينتج عن القوس الموجود داخل المصباح ضوضاء تردد الراديو ، والتي يمكن إجراؤها من خلال أسلاك الطاقة. من الممكن قمع التداخل اللاسلكي. يمكن إخماد جيد جدًا ، ولكنه يزيد من تكلفة تركيبات الفلورسنت.

يمكن أن تشكل المصابيح الفلورية التي تقترب من نهاية عمرها الافتراضي خطرًا شديدًا لتداخل التردد اللاسلكي. يتم إنشاء التذبذبات من المقاومة التفاضلية السلبية للقوس ، ويمكن أن يشكل تدفق التيار عبر الأنبوب دائرة مضبوطة يعتمد ترددها على طول المسار. ^[68]

درجة حرارة التشغيل

تعمل مصابيح الفلورسنت بشكل أفضل حول درجة حرارة الغرفة. في درجات حرارة منخفضة أو أعلى ، فعالية النقصان. في درجات حرارة أقل من درجة التجمد ، قد لا تبدأ المصابيح القياسية. يمكن استخدام مصابيح خاصة لخدمة موثوقة في الهواء الطلق في الطقس البارد.

شكل المصباح

الأنابيب الفلورية هي مصادر طويلة ومنخفضة الإنارة مقارنة بمصابيح القوس ذات الضغط العالي والمصابيح المتوهجة ومصابيح LED. ومع ذلك ، فإن شدة الإضاءة المنخفضة للسطح الباعث مفيدة لأنها تقلل وهج. يجب أن يتحكم تصميم تركيبات المصباح في الضوء من أنبوب طويل بدلاً من الكرة الأرضية المدمجة. ال مصباح الفلورسنت المدمجة (CFL) يحل محل المصابيح المتوهجة العادية في العديد من تركيبات الإضاءة حيثما تسمح المساحة بذلك.

رمش

مصابيح فلورية مغناطيسية كوابح وميض بتردد غير ملحوظ عادة يبلغ 100 أو 120 هرتز وهذا الخفقان يمكن أن يسبب مشاكل لبعض الأفراد الذين يعانون من الحساسية للضوء;^[69] تم إدراجها كمشكلة لبعض الأفراد مع الخوض, الصرع,^[70] الذئبة,^[71] متلازمة التعب المزمن, مرض لايم,^[72] و دوار.^[73]

نشأت مشكلة “تأثير الإيقاع” عند التقاط الصور تحت إضاءة الفلورسنت القياسية

أ تأثير اصطرابي يمكن ملاحظتها ، حيث قد يظهر شيء ما يدور بالسرعة المناسبة ثابتًا إذا كان مضاءًا فقط بواسطة مصباح فلورسنت واحد. يتم القضاء على هذا التأثير من خلال المصابيح المزدوجة التي تعمل على كوابح تأخر الرصاص. على عكس المصباح الوامض الحقيقي ، ينخفض ​​مستوى الضوء في وقت ملموس وسيكون “التعتيم” الكبير للجزء المتحرك واضحًا.

قد تنتج مصابيح الفلورسنت وميض عند تردد مصدر الطاقة (50 أو 60 هرتز) ، وهو ما يلاحظه المزيد من الأشخاص. يحدث هذا إذا نتج عن الكاثود التالف أو الفاشل طفيف تصحيح وإخراج الضوء غير المتكافئ في دورات التيار المتردد الإيجابية والسلبية.يمكن أن ينبعث وميض تردد الطاقة من نهايات الأنابيب ، إذا كان كل قطب أنبوبي ينتج نمط إخراج ضوئي مختلف قليلاً في كل نصف دورة. يكون الوميض عند تردد الطاقة أكثر وضوحًا في الرؤية المحيطية مما هو عليه عند عرضها مباشرة.

مع اقتراب نهاية العمر الافتراضي ، يمكن أن تبدأ مصابيح الفلورسنت بالوميض بتردد أقل من تردد الطاقة. هذا بسبب عدم الاستقرار في المقاومة السلبية لتصريف القوس ،^[74] والتي يمكن أن تكون من مصباح سيئ أو صابورة أو اتصال ضعيف.

قد تظهر مصابيح الفلورسنت الجديدة نمطًا لولبيًا ملتويًا للضوء في جزء من المصباح. يرجع هذا التأثير إلى مادة الكاثود السائبة ويختفي عادةً بعد بضع ساعات من التشغيل. ^[31]تشغيل الوسائط مشكلة “تأثير الإيقاع” التي تنشأ عند تصوير الأفلام تحت إضاءة الفلورسنت القياسية

قد تتسبب الكوابح الكهرومغناطيسية أيضًا في حدوث مشكلات في تسجيل الفيديو حيث يمكن أن يكون هناك ما يسمى بـ تغلب تأثير بين معدل إطار الفيديو والتقلبات في شدة مصباح الفلورسنت.

لا تومض مصابيح الفلورسنت ذات الكوابح الإلكترونية ، حيث يزيد عمر النصف لحالة الإلكترون المثير عن نصف دورة فوق حوالي 5 كيلو هرتز ،^{[بحاجة لمصدر]} ويصبح إنتاج الضوء مستمرًا. يتم تحديد ترددات تشغيل كوابح إلكترونية لتجنب التداخل مع أجهزة التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء. قد تحتوي كوابح إلكترونية رديئة الجودة أو معيبة على تعديل كبير للضوء 100/120 هرتز.

يعتم

لا يمكن توصيل مصابيح الفلورسنت باهتة مفاتيح مخصصة للمصابيح المتوهجة. هناك تأثيران مسؤولان عن ذلك: يتفاعل شكل موجة الجهد المنبعث من جهاز التحكم في الطور القياسي بشكل سيئ مع العديد من الكوابح ، ويصبح من الصعب الحفاظ على قوس في الأنبوب الفلوري عند مستويات طاقة منخفضة. تتطلب تركيبات التعتيم التوافق يعتم الصابورة. بعض طرز مصابيح الفلورسنت المدمجة يمكن أن تكون باهتة في الولايات المتحدة ، تم تحديد هذه المصابيح على أنها متوافقة مع معيار UL 1993.^[75]

أحجام المصباح والتسميات

تحدد التسمية المنهجية مصابيح السوق الشامل من حيث الشكل العام ، ومعدل الطاقة ، والطول ، واللون ، وغيرها من الخصائص الكهربائية والإضاءة.

زيادة السرعة

إن زيادة المصباح الفلوري هو وسيلة للحصول على ضوء من كل أنبوب أكثر مما يتم الحصول عليه في ظل الظروف المقدرة. تُستخدم أنابيب الفلورسنت ODNO (الإخراج العادي الزائد) بشكل عام عندما لا توجد مساحة كافية لوضع المزيد من المصابيح لزيادة الإضاءة. الطريقة فعالة ، لكنها تولد بعض المشكلات الإضافية. أصبحت هذه التقنية شائعة بين البستانيين المائية كطريقة فعالة من حيث التكلفة لإضافة المزيد من الضوء إلى أحواض السمك الخاصة بهم. يتم تنفيذ الجهد الزائد عن طريق إعادة توصيل تركيبات المصابيح لزيادة تيار المصباح ؛ ومع ذلك ، يتم تقليل عمر المصباح.^[76]

مصابيح الفلورسنت الأخرى

ضوء أسود

المصابيح السوداء هي مجموعة فرعية من مصابيح الفلورسنت التي تستخدم لتوفير قرب فوق بنفسجي الضوء (عند الطول الموجي 360 نانومتر تقريبًا). إنها مبنية بنفس طريقة مصابيح الفلورسنت التقليدية ، لكن الأنبوب الزجاجي مغطى بفوسفور يحول الأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة داخل الأنبوب إلى الأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة بدلاً من الضوء المرئي. يتم استخدامها لإثارة التألق (لتوفير تأثيرات دراماتيكية باستخدام طلاء أسود والكشف عن مواد مثل البول وبعض الأصباغ التي قد تكون غير مرئية في الضوء المرئي) وكذلك لجذب الحشرات إلى صاعق الحشرات.

ما يسمى بلاكلايت الأزرق المصابيح مصنوعة أيضًا من زجاج أرجواني عميق أكثر تكلفة معروفًا باسم زجاج الخشب بدلا من الزجاج الشفاف. يقوم الزجاج الأرجواني الغامق بترشيح معظم الألوان المرئية للضوء المنبعث مباشرة من تصريف بخار الزئبق ، مما ينتج عنه ضوء مرئي أقل نسبيًا مقارنة بالأشعة فوق البنفسجية. هذا يسمح برؤية الفلورة المستحثة بالأشعة فوق البنفسجية بسهولة أكبر (مما يسمح بذلك ملصقات بلاك لايت لتبدو أكثر دراماتيكية). لا تتطلب مصابيح الضوء الأسود المستخدمة في صاعق الحشرات هذا التحسين ، لذا يتم حذفها عادةً لصالح التكلفة ؛ يطلق عليهم ببساطة بلاكلايت (وليس blacklite الأزرق).

مصباح الدباغة

المصابيح المستخدمة في سرير دباغة تحتوي على مزيج فوسفور مختلف (عادة من 3 إلى 5 أو أكثر من الفوسفور) الذي ينبعث منه كل من UVA و UVB ، مما يثير دباغة الجلود استجابة في معظم بشرة الإنسان. عادةً ، يتم تصنيف الناتج على أنه 3-10٪ UVB (5٪ أكثر نموذجية) مع الأشعة فوق البنفسجية المتبقية مثل UVA. هذه المصابيح هي بشكل أساسي مصابيح F71 أو F72 أو F73 HO (100 واط) ، على الرغم من أن 160 واط VHO شائعة إلى حد ما. أحد الفوسفور الشائع المستخدم في هذه المصابيح هو ثنائي سيليكات الباريوم المنشط بالرصاص ، ولكن يتم أيضًا استخدام فلوروبورات السترونتيوم المنشط باليوروبيوم. المصابيح المستخدمة في وقت مبكر الثاليوم كمنشط ، لكن انبعاثات الثاليوم أثناء التصنيع كانت سامة.^[77]

المصابيح الطبية UVB

المصابيح المستخدمة في العلاج بالضوء تحتوي على الفوسفور الذي ينبعث منه فقط الأشعة فوق البنفسجية UVB.^{[بحاجة لمصدر]} هناك نوعان: النطاق العريض UVB الذي يعطي 290-320 نانومتر مع ذروة طول موجة 306 نانومتر ، و UVB ضيق النطاق الذي يعطي 311-313 نانومتر. بسبب الطول الموجي الأطول ، لا تتسبب مصابيح الأشعة فوق البنفسجية ضيقة النطاق في احمرار الجلد مثل النطاق العريض.^{[متردد – مناقشة]} إنها تتطلب جرعة أعلى من 10 إلى 20 مرة على الجلد وتتطلب المزيد من المصابيح ووقت تعريض أطول. النطاق الضيق مفيد للصدفية ، والأكزيما (التهاب الجلد التأتبي) ، والبهاق ، والحزاز المسطح ، وبعض الأمراض الجلدية الأخرى.^{[بحاجة لمصدر]} النطاق العريض أفضل لزيادة فيتامين د 3 في الجسم.

مصباح النمو

تنمو المصابيح تحتوي على مزيج الفوسفور الذي يشجع البناء الضوئيأو النمو أو الإزهار في النباتات والطحالب وبكتيريا التمثيل الضوئي وغيرها من الكائنات الحية التي تعتمد على الضوء. غالبًا ما تبعث هذه الضوء بشكل أساسي في نطاق اللون الأحمر والأزرق ، والذي يتم امتصاصه بواسطة الكلوروفيل وتستخدم لعملية التمثيل الضوئي في النباتات.^[78]

مصابيح الأشعة تحت الحمراء

يمكن تصنيع المصابيح باستخدام معدن الليثيوم فوسفور المنشط بالحديد. هذا الفوسفور له ذروة انبعاثات تتراوح بين 675 و 875 نانومتر ، مع انبعاثات أقل في الجزء الأحمر العميق من الطيف المرئي.^[79]

مصابيح البيليروبين

الضوء الأزرق العميق المتولد من أ اليوروبيوم– يستخدم الفوسفور النشط في العلاج بالضوء علاج اليرقان؛ ضوء هذا اللون يخترق الجلد ويساعد في تكسير الفائض البيلروبين.^[79]

مصباح مبيد للجراثيم

مصابيح مبيد للجراثيم لا تحتوي على الفوسفور على الإطلاق ، مما يجعلها مصابيح تصريف غاز بخار الزئبق بدلاً من مصابيح الفلورسنت. أنابيبهم مصنوعة من الكوارتز تنصهر شفافة لضوء UVC المنبعث من تصريف الزئبق. الأشعة فوق البنفسجية 254 نانومتر المنبعثة من هذه الأنابيب ستقتل الجراثيم والأشعة فوق البنفسجية 184.45 نانومتر سوف تتأين الأكسجين إلى الأوزون. المصابيح الموصوفة بـ تحجب 184.45 نانومتر من الأشعة فوق البنفسجية ولا تنتج أوزونًا كبيرًا. بالإضافة إلى أن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تسبب تلفًا للعين والجلد. يتم استخدامها في بعض الأحيان من قبل الجيولوجيين للتعرف على أنواع معينة من المعادن من خلال لون الفلورة عند تزويدها بمرشحات تمر فوق الموجة القصيرة للأشعة فوق البنفسجية وتحجب الضوء المرئي الناتج عن تصريف الزئبق. كما أنها تستخدم في بعض إيبروم محايات. المصابيح المبيدة للجراثيم لها تسميات تبدأ بـ G ، على سبيل المثال G30T8 لمصباح مبيد للجراثيم بقطر 30 وات ، 1 بوصة (2.5 سم) ، 36 بوصة (91 سم) مصباح مبيد للجراثيم (على عكس F30T8 ، والذي سيكون المصباح الفلوري نفس الحجم والتصنيف).

مصباح كهربائي

المقال الرئيسي: مصباح كهربائي

مصابيح الحث الكهربائي هي مصابيح فلورية بدون أقطاب كهربائية داخلية. لقد كانت متوفرة تجاريًا منذ عام 1990. يتم إحداث تيار في عمود الغاز باستخدام الحث الكهرومغناطيسي. نظرًا لأن الأقطاب الكهربائية عادةً ما تكون عنصرًا يحد من عمر المصابيح الفلورية ، يمكن أن تتمتع هذه المصابيح التي لا تحتوي على إلكترود بعمر خدمة طويل جدًا ، على الرغم من أن سعر الشراء لها أيضًا أعلى.

مصباح الفلورسنت الكاثود البارد

تم استخدام مصابيح الفلورسنت ذات الكاثود البارد الإضاءة الخلفية إلى عن على شاشات الكريستال السائل في شاشات الكمبيوتر وأجهزة التلفزيون قبل استخدام شاشات LCD بإضاءة خلفية LED. كما أنها تحظى بشعبية مع الكمبيوتر modders القضية فى السنوات الاخيرة.

مظاهرات العلوم

اقتران بالسعة مع خطوط الكهرباء عالية الجهد يمكن أن تضيء المصباح بشكل مستمر بكثافة منخفضة.

يمكن إضاءة المصابيح الفلورية بوسائل أخرى غير التوصيلات الكهربائية المناسبة. ومع ذلك ، فإن هذه الأساليب الأخرى تؤدي إلى إضاءة خافتة جدًا أو قصيرة العمر للغاية ، وبالتالي تظهر في الغالب في العروض العلمية. كهرباء ساكنة أو أ مولد فان دي غراف سوف يتسبب في وميض المصباح مؤقتًا حيث يقوم بتفريغ سعة عالية الجهد. أ لفائف تسلا سوف يمرر تيار عالي التردد عبر الأنبوب ، ولأنه يحتوي على جهد عالٍ أيضًا ، فإن الغازات الموجودة داخل الأنبوب ستتأين وتصدر ضوءًا. يعمل هذا أيضًا مع كرات البلازما. اقتران بالسعة مع خطوط الكهرباء عالية الجهد يمكن أن يضيء المصباح بشكل مستمر بكثافة منخفضة ،

مصابيح فلورية خطية تضيء نفقًا للمشاة

اعتمادًا على شدة المجال الكهربائي ، كما هو موضح في الصورة على اليمين.