Lampe fluorescente et principe de fonctionnement de la lampe fluorescente

Qu'est-ce qu'une lampe fluorescente?

UNE Lampe fluorescente est une lampe à vapeur de mercure de faible poids qui utilisefluorescence pour délivrer de la lumière visible. Un courant électrique dans le gaz alimente la vapeur de mercure qui délivre un rayonnement ultraviolet par décharge et le rayonnement ultraviolet fait que la couche de luminophore de la paroi interne de la lampe émet une lumière visible.

Une lampe fluorescente a changé d'électricitéénergie en énergie lumineuse utile beaucoup plus efficacement que les lampes à incandescence. La viabilité lumineuse normale des structures d’éclairage fluorescent est de 50 à 100 lumens par watt, ce qui correspond à quelques fois l’adéquation des lampes à incandescence à rendement lumineux équivalent.

Comment fonctionne une lampe fluorescente?

Avant de passer au principe de fonctionnement d’une lampe fluorescente, nous allons d’abord montrer le circuit d’une lampe fluorescente, c’est-à-dire un circuit de lumière tubulaire.

Ici, nous connectons un ballast et un commutateur et l’alimentation est en série, comme indiqué. Ensuite, nous connectons le tube fluorescent et un démarreur.

Lorsque nous allumons l’alimentation, la lampe est alimentée en pleine tension, de même que le démarreur par le ballast. Mais à cet instant, aucune décharge ne se produit, c’est-à-dire qu’aucune lumière ne sort de la lampe.
À cette tension maximale, la décharge luminescente est établie dans le démarreur. Cela est dû au fait que l’espace des électrodes dans l’ampoule au néon du démarreur est beaucoup moins important que celui de la lampe fluorescente.
Ensuite, le gaz à l'intérieur du démarreur s'ionise en raison decette tension complète et chauffe le bilame. Cela provoque le pliage du bilame pour se connecter au contact fixe. Maintenant, le courant commence à circuler dans le démarreur. Bien que le potentiel d'ionisation du néon soit supérieur à celui de l'argon mais qu'il reste dû à un faible intervalle d'électrode, un gradient de tension élevé apparaît dans l'ampoule au néon et une décharge luminescente commence donc d'abord dans le démarreur.
Dès que le courant commence à circuler dans leContacts touchés de l'ampoule au néon du démarreur, la tension à travers l'ampoule au néon est réduite car le courant provoque une chute de tension dans l'inductance (ballast). Lorsque la tension au néon du démarreur est réduite ou nulle, il n'y aura plus de décharge de gaz et le bilame refroidira et se détachera du contact fixe. Au moment de la rupture des contacts dans l'ampoule au néon du démarreur, le courant est interrompu et à ce moment-là, une surtension importante survient dans l'inductance (ballast).
Cette surtension de haute valeur traverse les électrodes de la lampe fluorescente (tube de lumière) et frappe le mélange de penning (mélange gaz argon et vapeur de mercure).
Le processus de décharge de gaz commence et se poursuitet par conséquent, le courant entraîne à nouveau un chemin à traverser le tube de lampe fluorescente (tube light) lui-même. Lors de la décharge du mélange de gaz de protection, la résistance offerte par le gaz est inférieure à la résistance du démarreur.
La décharge d'atomes de mercure produit un rayonnement ultraviolet qui, à son tour, excite le revêtement de poudre de phosphore pour émettre de la lumière visible.
Le démarreur reste inactif lors de l’allumage d’une lampe fluorescente (tube lumineux) car aucun courant ne traverse le démarreur dans cet état.

Physique de derrière la lampe fluorescente

Lorsqu'une tension suffisamment élevée est appliquéeà travers les électrodes, un champ électrique puissant est créé. Une petite quantité de courant à travers les filaments des électrodes réchauffe la bobine de filament. Lorsque le filament est revêtu d'oxyde, une quantité suffisante d'électrons est produite et ils se précipitent de l'électrode négative ou de la cathode vers l'électrode positive ou l'anode en raison de ce fort champ électrique. Pendant le mouvement des électrons libres, le processus de décharge s'établit.

Le processus de décharge de base suit toujours trois étapes:

Les électrons libres sont dérivés des électrodes et sont accélérés par le champ électrique appliqué.
L'énergie cinétique des électrons libres est convertie en énergie d'excitation des atomes de gaz.
L'énergie d'excitation des atomes de gaz est convertie en rayonnement.

Dans le processus de décharge, un seul ultra violeUne raie spectrale de 253,7 nm est produite à basse pression de vapeur de mercure. Pour générer un rayon ultra violent de 253,7 nm, la température du bulbe est maintenue entre 105 et 115^oF.
Le rapport longueur / diamètre du tube devraitêtre telle qu'une perte de puissance fixe se produise aux deux extrémités. La perte en watts ou la lueur des électrodes s’appelle région de chute cathodique et anodique. Cette perte de watt est très faible.
Encore une fois, les cathodes doivent être revêtues d’oxyde. La cathode chaude fournit une abondance d'électrons libres. Par cathodes chaudes, on entend les électrodes qui sont chauffées par un courant circulant et ce courant circulant est fourni par un starter ou un équipement de commande. Peu de lampes ont aussi une cathode froide. Les cathodes froides ont une surface effective plus grande et une tension plus élevée telle que 11 kv est appliquée sur elles pour obtenir des ions. Le gaz commence à se décharger à cause de cette application haute tension. Mais à 100 à 200 V la lueur cathodique se sépare de la cathode, on parle de chute cathodique. Cela fournit une grande quantité d'ions qui sont accélérés vers l'anode pour produire des électrons secondaires lors de l'impact qui produisent à terme plus d'ions. Mais la chute de cathode dans la décharge de cathode chaude n’est que de 10 V.