CÓ NHỮNG LOẠI ĐÈN CHIẾU SÁNG NÀO? 

Trên thị trường hiên nay trong dân dụng lẫn công nghiêp đang có những loại đèn chính sau đây:

    Đèn sợi đốt

    Đèn huỳnh quang

    Đèn led

Khoảng 20 năm trở về trước thì đèn sợi đốt chiếm vị trí số 1, nhưng dần dần với sự phát triển của công nghệ thì đèn huỳnh quang dần chiếm ưu thế. Nhưng 5 năm trở lại đây (từ 2015) thì đèn Led bắt đầu lên ngôi. Chúng ta cùng tìm hiểu qua về nguyên lý và cách hoạt động của chúng.

Đèn sợi đốt (Phát minh của Thomas Edison)

Đèn sợi đốt như tên của nó, chúng ta có 1 đoạn dây bằng kim loại volfram nên có điện trở R. Khi đặt vào hai đầu một điện áp U, sẽ có dòng điện I chạy qua. Mà U= I.R và công suất P= R.I^2. Nên từ đó sẽ làm sợi dây volfram nóng lên, khi nóng lên nó bắt đầu chuyển màu từ màu xám của kim loại sang hồng rồi đỏ rồi vàng. Và thế là nó cứ phát sáng, nhưng đồng nghĩa với đó là tỏa ra nhiệt độ gây nóng. Nó có ưu điểm là tạo ra ánh sáng liên tục do bị đốt nóng mà phát sáng. Mà ánh sáng liên tục thì tương tự như ánh sáng mặt trời vì vậy rất tốt cho mắt. Đó là lý do mà chúng ta vẫn thường sử dụng đèn bàn học là bóng đèn sợi đốt. Nhưng nó cũng có 3 vấn đề là sau đây:

    Nóng: vì là đốt nóng sợi dây nên chính vì lý do đó nó tạo ra nhiệt độ nên khi nhiệt đó tỏa ra môi trường sẽ gây nóng cho con người khi sử dụng. Chính vì vậy nên giờ đây chúng ta dùng chúng để làm đèn sưởi trong nhà tắm hoặc cho động vật nuôi. Vì vậy hiệu suất thấp do tỏa nhiệt chiếm đến 90-95% điện năng.

    Do đốt nóng sợi dây kim loại volfram nên đương nhiên độ bền của chúng sẽ thấp, khoảng 1000 giờ .

    Do độ bền dây kim loại thấp nên người ta muốn tăng tuổi thọ của chúng lên. Vì thế nên cần để chúng trong khí trơ (khí halogen) chính vì vậy phải có vỏ bằng thủy tinh để ngăn k cho khi trơ lọi ra ngoài. Nhưng vỏ thủy tinh thì rất dễ vỡ.

Đèn huỳnh quang (Phát kiến của nhà bác học thiên tài Nikola Tesla một người mà tôi rất thần tượng)

    Nguyên lý của bóng huỳnh quang là phải ion hóa hơi thủy ngân để chúng dẫn điện, khi đó chúng sẽ phát sáng. Nhưng ánh sáng đó rất có hại cho con người, do đó họ đã phủ vào trong ống thủy tinh hợp chất của lưu huỳnh để làm một lớp lọc. Khi ánh sáng tác động đến lớp hợp chất của lưu huỳnh đó chúng sẽ phát xạ ra ánh sáng trắng như chúng ta thường thấy. Chính vì sử dụng hơi thủy ngân nên phải sử dụng ống thủy tinh để ngăn không cho hơi thủy ngân ra ngoài mội trường. Vấn đề là làm sao để ion hóa được hơi thủy ngân? Họ đã làm bằng cách là mắc song song bóng đèn với tụ điện (tắc te) rồi cả 2 mắc nối tiếp với cuộn cảm (chấn lưu). Ban đầu bóng đèn không dẫn điện mà chỉ có dòng chạy qua tụ điện mắc nối tiếp với cuộn cảm. Khi đó điện áp của bóng đèn chính là điện áp đặt là tụ điện(tắc te) khoảng hơn 400V. Chính vì điện áp cao đó đã ion hóa thủy ngân, nên chúng ta thấy tắc te khi đó nháy nháy rồi bóng đèn huỳnh quang mới phát sáng. Sau khi phát sáng thì dòng điện chủ yếu dẫn qua bóng đèn chấn lưu. Đó chính là lý do vì sao chúng ta trước đây thường chỉ có bóng Tube 1m2 mà không có bóng nhỏ hơn. Chỉ sau này khi công nghệ bán dẫn phát triển, thì họ đã làm nhỏ thiết bị từ đó mới có bóng compact của rạng đông và điện quang, vừa nhỏ gọn vừa tiện dụng. Tuổi thọ lại cao hơn gấp 4-5 lần bóng sợi đốt. Nhưng nó cũng có 3 vấn đề là sau đây:

    • Khi vỡ bóng đèn thì hơi thủy ngân ra môi trường

    • Rác thải thủy tinh cũng nhiều hơn.

    • Ánh sáng nhấp nháy với tần số điện lưới 50 hoặc 60hz không có lợi cho mắt.

Đèn Led

    Đèn led đã xuất hiện từ lâu rồi, nhưng trước đây mới chỉ có tạo ra màu đỏ và xanh lục. Năm 1994 thì Led màu xanh da trời được phát minh, và đến khi có giải Nobel Vật lý 2014 được tổ chức vào chiều ngày (7/10/2014), giải Nobel Vật Lý của năm 2014 đã được trao cho ba nhà khoa học là Isamu Akasaki, Hiroshi Amano và Shuji Nakamura với phát minh tạo ra ra các diode phát sáng màu xanh hay hiểu đơn giản hơn là các đèn Led có màu xanh da trời. Thì việc tạo màu xanh da trời có nghĩa là đã tạo ra được màu cơ bản thứ 3 (đỏ, lục, da trời). Từ 3 màu cơ bản (đỏ, lục, da trời) chúng ta có thể tạo ra tất cả các màu mà mắt con người nhìn thấy, từ đó ngành công nghiệp Led phát triển một cách nhanh chưa từng thấy, để ngày hôm nay chúng ta có màn hình tivi Led, màn hình điện thoại tràn ngập. Diode phát quang (đi ốt phát sáng) ra đời mở đầu cho kỷ nguyên đèn Led, ngày nay chúng ta đi đâu cũng sẽ thấy sự hiện diện của đèn Led. Ưu điểm là hiệu suất rất cao (90-95%) điện năng được chuyển hóa thì ánh sáng. Tuổi thọ rất cao. Nguyên lý là khi đặt một điện áp khoảng từ 2-4V vào diode phát quang. Thì diode sẽ phát ra ánh sáng nhìn thấy từ đỏ đến tím bằng việc thay đổi điện áp một chiều trong khoảng 2V đến 4V (chú ý là có rất nhiều loại diode bán dẫn,nên chúng ta phải dùng đúng loại diode phát quang).

    Đến bây giờ thì Led đã có ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống, tuổi thọ của Led rất cao, nhưng tuổi thọ của bộ chuyển đổi điện từ xoay chiều 220V sang 12V thì lại không cao, khoảng 2 năm. Do đó, đèn led hỏng đa phần là do hỏng bộ chuyển đổi nguồn.

TRỊNH TIẾN BK