Eine Leuchtstofflampe oder Leuchtstofftube sind eine Gasentladungslampe, die Elektrizität verwendet, um Quecksilberdampf zu erregen. Die aufgeregten Quecksilberatome erzeugen ultraviolettes Kurzwellenlicht, das dann einen Phosphor zu fluoresce verursacht, sichtbares Licht erzeugend. Eine Leuchtstofflampe wandelt elektrische Leistung ins nützliche Licht effizienter um als eine Glühlampe. Niedrigere Energiekosten gleichen normalerweise die höheren anfänglichen Kosten der Lampe aus. Die Lampe-Vorrichtung ist kostspieliger, weil sie verlangt, dass ein Ballast den Strom durch die Lampe regelt.

Während größere Leuchtstofflampen größtenteils in kommerziellen oder Institutionsgebäuden verwendet worden sind, ist die Kompaktleuchtstofflampe jetzt in denselben populären Größen wie incandescents verfügbar und wird als eine energiesparende Alternative in Häusern verwendet.

Die USA-Umweltbundesbehörde klassifiziert Leuchtstofflampen als gefährliche Verschwendung und empfiehlt, dass sie von der allgemeinen Verschwendung für die Wiederverwertung oder sichere Verfügung getrennt sind.

Geschichte

Physische Entdeckungen

Die Fluoreszenz von bestimmten Felsen und anderen Substanzen war seit Hunderten von Jahren beobachtet worden, bevor seine Natur verstanden wurde. Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts hatten Experimentatoren ein leuchtendes Glühen beobachtet, das von teilweise ausgeleerten Glasbehältern ausgeht, durch die ein elektrischer Strom gegangen ist. Einer der ersten, um es zu erklären, war der irische Wissenschaftler Herr George Stokes von der Universität des Cambridges, der das Phänomen "Fluoreszenz" danach fluorite, ein Mineral viele deren Proben fluoresce stark wegen Unreinheiten genannt hat. Die Erklärung hat sich auf die Natur der Elektrizität und leichten Phänomene, wie entwickelt, durch die britischen Wissenschaftler Michael Faraday und James Clerk Maxwell in den 1840er Jahren verlassen.

Ein wenig mehr wurde mit diesem Phänomen bis 1856 getan, als ein deutscher Glasbläser genannt Heinrich Geissler eine Quecksilbervakuumpumpe geschaffen hat, die eine Glastube in einem Ausmaß nicht vorher möglich ausgeleert hat. Als ein elektrischer Strom eine Tube von Geissler durchgeführt hat, konnte ein starkes grünes Glühen auf den Wänden der Tube am Kathode-Ende beobachtet werden. Weil es einige schöne Lichteffekte erzeugt hat, war die Tube von Geissler eine populäre Quelle der Unterhaltung. Noch wichtiger jedoch, war sein Beitrag zur wissenschaftlichen Forschung. Einer der ersten Wissenschaftler, um mit einer Tube von Geissler zu experimentieren, war Julius Plücker, der systematisch 1858 die lumineszierenden Effekten beschrieben hat, die in einer Tube von Geissler vorgekommen sind. Er hat auch die wichtige Beobachtung gemacht, dass das Glühen in der Tube Position wenn in der Nähe zu einem elektromagnetischen Feld ausgewechselt hat. Alexandre Edmond Becquerel hat 1859 bemerkt, dass bestimmte Substanzen Licht abgegeben haben, als sie in eine Tube von Geissler gelegt wurden. Er hat fortgesetzt, dünne Überzüge von Leuchtstoffen zu den Oberflächen dieser Tuben anzuwenden. Fluoreszenz ist vorgekommen, aber die Tuben waren sehr ineffizient und hatten ein kurzes Betriebsleben.

Untersuchungen, die mit der Tube von Geissler begonnen haben, haben weitergegangen, weil noch bessere Vakua erzeugt wurden. Das berühmteste war die ausgeleerte Tube, die für die wissenschaftliche Forschung durch William Crookes verwendet ist. Diese Tube wurde durch die hoch wirksame von Hermann Sprengel geschaffene Quecksilbervakuumpumpe ausgeleert. Forschung, die von Crookes geführt ist, und haben andere schließlich zur Entdeckung des Elektrons 1897 durch J. J. Thomson und Röntgenstrahlen 1895 durch Wilhelm Roentgen geführt. Aber die Tube von Crookes, wie es gekommen ist, um bekannt zu sein, hat wenig Licht erzeugt, weil das Vakuum darin zu gut war und so an den Spur-Beträgen von Benzin Mangel gehabt hat, die für die elektrisch stimulierte Lumineszenz erforderlich sind.

Frühe Entladungslampen

Während sich Becquerel in erster Linie für das Leiten wissenschaftlicher Forschung in die Fluoreszenz interessiert hat, hat Thomas Edison kurz Neonbeleuchtung für sein kommerzielles Potenzial verfolgt. Er hat eine Leuchtstofflampe 1896 erfunden, die einen Überzug von Kalzium tungstate als die fluorescing Substanz verwendet hat, die durch Röntgenstrahlen aufgeregt ist, aber obwohl es ein Patent 1907 erhalten hat, wurde es in die Produktion nicht gestellt. Als mit einigen anderen Versuchen, Tuben von Geissler für die Beleuchtung zu verwenden, hatte es ein kurzes Betriebsleben, und gegeben der Erfolg des Glühlichtes, Edison hatte wenig Grund, ein alternatives Mittel der elektrischen Beleuchtung zu verfolgen. Nikola Tesla hat ähnliche Experimente in den 1890er Jahren gemacht, das Ausdenken hoher Frequenz hat Leuchtstoffzwiebeln angetrieben, die ein helles grünliches Licht gegeben haben, aber als mit den Geräten von Edison wurde kein kommerzieller Erfolg erreicht.

Obwohl Edison Interesse an der Neonbeleuchtung verloren hat, ist einer seiner ehemaligen Angestellten im Stande gewesen, eine gasbasierte Lampe zu schaffen, die ein Maß des kommerziellen Erfolgs erreicht hat. 1895 hat Daniel McFarlan Moore Lampen in der Länge demonstriert, die Kohlendioxyd oder Stickstoff verwendet hat, um weißes oder rosa Licht beziehungsweise auszustrahlen. Als mit zukünftigen Leuchtstofflampen waren sie beträchtlich mehr kompliziert als eine Glühzwiebel.

Nach Jahren der Arbeit ist Moore im Stande gewesen, das Betriebsleben der Lampen zu erweitern, indem er eine elektromagnetisch kontrollierte Klappe erfunden hat, die einen unveränderlichen Gasdruck innerhalb der Tube aufrechterhalten hat. Obwohl die Lampe von Moore kompliziert, teuer wurde, um, und erforderliche sehr Hochspannungen zu installieren, war es beträchtlich effizienter als Glühlampen, und es hat ein natürlicheres Licht erzeugt als Glühlampen. Von 1904 vorwärts wurde das sich entzündende System von Moore in mehreren Läden und Büros installiert. Sein Erfolg hat zur Motivation des General Electric beigetragen, um die Glühlampe, besonders sein Glühfaden zu verbessern. Die Anstrengungen von GE haben sich mit der Erfindung eines Wolfram-basierten Glühfadens verwirklicht. Die verlängerte Lebensspanne von Glühzwiebeln hat einen der Schlüsselvorteile der Lampe von Moore verneint, aber GE hat die relevanten Patente 1912 gekauft. Diese Patente und die erfinderischen Anstrengungen, die sie unterstützt haben, sollten von beträchtlicher Wichtigkeit sein, als das Unternehmen Neonbeleuchtung mehr als zwei Jahrzehnte später aufgenommen hat.

In ungefähr derselben Zeit, dass Moore sein sich entzündendes System entwickelte, schuf ein anderer Amerikaner ein Mittel der Beleuchtung, die auch als ein Vorgänger zur modernen Leuchtstofflampe gesehen werden kann. Das war die Quecksilberdampf-Lampe, die von Peter Cooper Hewitt erfunden ist, und hat 1901 patentiert (diese offene Zahl wird als US889,692 allgemein falsch zitiert). Die Lampe von Hewitt luminesced, als ein elektrischer Strom durch den Quecksilberdampf an einem Tiefdruck passiert wurde. Verschieden von den Lampen von Moore wurde Hewitt in standardisierten Größen verfertigt und hat an niedrigen Stromspannungen funktioniert. Die Quecksilberdampf-Lampe war als die Glühlampen der Zeit in Bezug auf die Energieeffizienz höher, aber das blau-grüne Licht, das es erzeugt hat, hat seine Anwendungen beschränkt. Es wurde jedoch für die Fotografie und einige Industrieprozesse verwendet.

Quecksilberdampf-Lampen haben fortgesetzt, mit einem langsamen Schritt, besonders in Europa, und bis zum Anfang der 1930er Jahre entwickelt zu werden, sie haben beschränkten Gebrauch für die groß angelegte Beleuchtung erhalten. Einige von ihnen haben Leuchtstoffüberzüge verwendet, aber diese wurden in erster Linie für die Farbenkorrektur und nicht für die erhöhte leichte Produktion verwendet. Quecksilberdampf-Lampen haben auch die Leuchtstofflampe in ihrer Integration eines Ballasts vorausgesehen, um einen unveränderlichen Strom aufrechtzuerhalten.

Cooper-Hewitt war nicht erst gewesen, um Quecksilberdampf für die Beleuchtung zu verwenden, weil frühere Anstrengungen durch Weg, Rapieff, Arons, und Bastian und Salisbury bestiegen worden waren. Der besonderen Wichtigkeit war die Quecksilberdampf-Lampe, die von Küch in Deutschland erfunden ist. Diese Lampe hat Quarz im Platz des Glases verwendet, höher Betriebstemperaturen, und folglich größere Leistungsfähigkeit zu erlauben. Obwohl seine leichte Produktion hinsichtlich des elektrischen Verbrauchs besser war als andere Quellen des Lichtes, war das Licht, das es erzeugt hat, dieser der Lampe von Cooper-Hewitt ähnlich, in der es am roten Teil des Spektrums Mangel gehabt hat, es unpassend für die gewöhnliche Beleuchtung machend.

Neonlicht

Der nächste Schritt in der gasbasierten Beleuchtung hat die lumineszierenden Qualitäten von Neon, einem trägen Benzin ausgenutzt, das 1898 durch die Isolierung von der Atmosphäre entdeckt worden war. Neon hat ein hervorragendes Rot, wenn verwendet, in Tuben von Geissler geglüht. Vor 1910 erhielt Georges Claude, ein Franzose, der eine Technologie und ein erfolgreiches Geschäft für die Luftverflüssigung entwickelt hatte, genug Neon als ein Nebenprodukt, um eine Neonbeleuchtungsindustrie zu unterstützen. Während Neonbeleuchtung 1930 in Frankreich für die allgemeine Beleuchtung verwendet wurde, war es nicht energieeffizienter als herkömmliche Glühbeleuchtung. Neonlicht-Beleuchtung, die auch den Gebrauch von Argon und Quecksilberdampf als abwechselndes Benzin einschließt, ist gekommen, um in erster Linie für auffallende Zeichen und Anzeigen verwendet zu werden. Neonbeleuchtung war für die Entwicklung der Neonbeleuchtung jedoch wichtig, weil die verbesserte Elektrode von Claude (patentiert 1915) "das Spritzen", eine Hauptquelle der Elektrode-Degradierung überwunden hat. Das Spritzen ist vorgekommen, als ionisierte Partikeln eine Elektrode geschlagen haben und Bit Metall abgerissen haben. Obwohl die Erfindung von Claude Elektroden mit viel Fläche verlangt hat, hat sie gezeigt, dass ein Haupthindernis zur gasbasierten Beleuchtung überwunden werden konnte.

Die Entwicklung des Neonlichtes war auch für das letzte Schlüsselelement der Leuchtstofflampe, seines Leuchtstoffüberzugs bedeutend. 1926 hat Jacques Risler ein französisches Patent für die Anwendung von Leuchtstoffüberzügen zu Neonlicht-Tuben erhalten. Der Hauptgebrauch dieser Lampen, die als der erste gewerblich erfolgreiche fluorescents betrachtet werden können, war für die Werbung, nicht allgemeine Beleuchtung. Das war jedoch nicht der erste Gebrauch von Leuchtstoffüberzügen. Wie oben bemerkt worden ist, hat Edison Kalzium tungstate für seine erfolglose Lampe verwendet. Andere Anstrengungen waren bestiegen worden, aber alle wurden durch die niedrige Leistungsfähigkeit und verschiedenen technischen Probleme geplagt. Der besonderen Wichtigkeit war die Erfindung 1927 einer niedrigen Stromspannung "Metalldampf-Lampe" durch Friedrich Meyer, Hans-Joachim Spanner und Edmund Germer, die Angestellte eines deutschen Unternehmens in Berlin waren. Ein deutsches Patent wurde gewährt, aber die Lampe ist nie in kommerzielle Produktion eingetreten.

Kommerzialisierung von Leuchtstofflampen

Alle Haupteigenschaften der Neonbeleuchtung waren im Platz am Ende der 1920er Jahre. Jahrzehnte der Erfindung und Entwicklung hatten die Schlüsselbestandteile von Leuchtstofflampen zur Verfügung gestellt: Wirtschaftlich verfertigte Glasröhren, träges Benzin, für die Tuben, elektrischen Ballaste, andauernden Elektroden, Quecksilberdampf als eine Quelle der Lumineszenz, wirksame Mittel zu füllen, eine zuverlässige elektrische Entladung und Leuchtstoffüberzüge zu erzeugen, die durch das ultraviolette Licht gekräftigt werden konnten. An diesem Punkt war intensive Entwicklung wichtiger als Grundlagenforschung.

1934 hat Arthur Compton, ein berühmter Physiker und GE Berater, der GE Lampe-Abteilung auf erfolgreichen Experimenten mit der Neonbeleuchtung an General Electric Co., Ltd. in Großbritannien (ohne Beziehung zu General Electric in den Vereinigten Staaten) berichtet. Stimuliert durch diesen Bericht, und mit allen verfügbaren Schlüsselelementen hat eine von George E. Inman geführte Mannschaft einen Prototyp Leuchtstofflampe 1934 am Nela Park des General Electric (Ohio) Techniklaboratorium gebaut. Das war nicht eine triviale Übung; wie bemerkt, durch Arthur A. Bright, "Musste sehr viel Experimentieren auf Lampe-Größen und Gestalten, Kathode-Aufbau, Gasdruck sowohl von Argon als auch von Quecksilberdampf, Farben von Leuchtstoffpudern, Methoden getan werden, sie dem Inneren der Tube und den anderen Details der Lampe und seiner Hilfstruppen beizufügen, bevor war das neue Gerät zum Publikum bereit."

Zusätzlich dazu, Ingenieure und Techniker zusammen mit Möglichkeiten für R&D Arbeit an Leuchtstofflampen zu haben, hat General Electric kontrolliert, was es als die Schlüsselpatent-Bedeckung der Neonbeleuchtung einschließlich der Patente betrachtet hat, die ursprünglich Hewitt, Moore und Küch ausgegeben sind. Wichtiger als diese war ein Patent, das eine Elektrode bedeckt, die sich am Gasdruck nicht aufgelöst hat, der schließlich in Leuchtstofflampen verwendet wurde. Albert W. Hull von Schenectady Forschungslabor von GE hat für ein Patent auf dieser Erfindung 1927 abgelegt, die 1931 ausgegeben wurde.

Während das Rumpf-Patent GE eine Basis gegeben hat, um gesetzliche Rechte über die Leuchtstofflampe ein paar Monate zu fordern, nachdem die Lampe in Produktion das Unternehmen eingetreten ist, das von einer amerikanischen offenen Anwendung erfahren ist, die 1927 für die oben erwähnte "Metalldampf-Lampe abgelegt worden war, die" in Deutschland von Meyer, Schraubenschlüssel und Germer erfunden ist. Die offene Anwendung hat angezeigt, dass die Lampe als ein höheres Mittel geschaffen worden war, ultraviolettes Licht zu erzeugen, aber die Anwendung hat auch einige Behauptungen enthalten, die sich auf die Leuchtstoffbeleuchtung beziehen. Anstrengungen, ein amerikanisches Patent zu erhalten, hatten sich mit zahlreichen Verzögerungen getroffen, aber waren es, um gewährt zu werden, das Patent könnte ernste Schwierigkeiten für GE verursacht haben. Zuerst hat sich GE bemüht, die Ausgabe eines Patents durch das Behaupten zu blockieren, dass Vorrang einem ihrer Angestellten, Leroy J. Buttolphs gehen sollte, der gemäß ihrem Anspruch eine Leuchtstofflampe 1919 erfunden hatte, und dessen offene Anwendung noch hängend gewesen ist. GE hatte auch eine offene Anwendung 1936 im Namen von Inman abgelegt, um die von seiner Gruppe hervorgebrachten "Verbesserungen" zu bedecken. 1939 hat GE entschieden, dass der Anspruch von Meyer, Schraubenschlüssel und Germer ein Verdienst hatte, und dass auf jeden Fall ein langes Einmischungsverfahren nicht in ihrem besten Interesse war. Sie haben deshalb den Anspruch von Buttolph fallen lassen und haben 180,000 $ bezahlt, um den Meyer zu erwerben, u. a. Anwendung, die an diesem Punkt von einem als Electrons, Inc bekannten Unternehmen im Besitz gewesen ist. Das Patent wurde im Dezember 1939 ordnungsgemäß zuerkannt. Dieses Patent, zusammen mit dem Rumpf-Patent, angezogen GE was ist geschienen, fester gesetzlicher Boden zu sein, obwohl es Jahren von gesetzlichen Herausforderungen von Sylvania Electric Products, Inc. gegenübergestanden hat, die Verstoß gegen Patente gefordert hat, die es gehalten hat.

Wenn auch das offene Problem viele Jahre lang, die Kraft des General Electric in der Herstellung und dem Marketing nicht völlig aufgelöst würde, hat die Zwiebel ihm eine herausragende Position auf dem erscheinenden Neonlicht-Markt gegeben. Verkäufe von "lumiline Leuchtstofflampen" haben 1938 angefangen, als vier verschiedene Größen von Tuben auf den Markt gestellt wurden, der in Vorrichtungen verwendet ist, die von drei Hauptvereinigungen, Lightolier, Artcraft Fluorescent Lighting Corporation, und Erdball-Beleuchtung, zwei gestützten in New York City verfertigt sind. Während des folgenden Jahres haben GE und Westinghouse die neuen Lichter durch Ausstellungen an New York Messe In der Welt und das Goldene Tor Internationale Ausstellung in San Francisco veröffentlicht. Neonbeleuchtungssystemausbreitung schnell während des Zweiten Weltkriegs als Kriegszeit, die verfertigt, hat sich verstärkt, Nachfrage anzündend. Vor 1951 leichter wurde in den Vereinigten Staaten durch Leuchtstofflampen erzeugt als durch Glühlampen.

Im ersten Jahr-Zink orthosilicate mit dem unterschiedlichen Inhalt von Beryllium wurde als grünlicher Phosphor verwendet. Kleine Hinzufügungen von Magnesium tungstate haben den blauen Teil des Spektrums verbessert, das annehmbares Weiß nachgibt. Nachdem es entdeckt wurde, dass Beryllium toxisch war, halophosphate gestützte Leuchtmassen hat übernommen.

Grundsätze der Operation

Das grundsätzliche Mittel für die Konvertierung der elektrischen Energie in die Strahlungsenergie in einer Leuchtstofflampe verlässt sich auf das unelastische Zerstreuen von Elektronen. Ein Ereignis-Elektron kollidiert mit einem Atom im Benzin. Wenn das freie Elektron genug kinetische Energie hat, überträgt es Energie dem Außenelektron des Atoms, dieses Elektron veranlassend, zu einem höheren Energieniveau provisorisch aufzuspringen. Die Kollision ist 'unelastisch', weil ein Verlust der kinetischen Energie vorkommt.

Dieser höhere Energiestaat ist nicht stabil, und das Atom wird ein ultraviolettes Foton ausstrahlen, als das Elektron des Atoms zu einem niedrigeren, stabileren, Energieniveau zurückkehrt. Die meisten Fotonen, die von den Quecksilberatomen veröffentlicht werden, haben Wellenlängen im ultravioletten (UV) Gebiet des Spektrums, vorherrschend an Wellenlängen 253.7 und 185 Nanometer (nm). Diese sind zum menschlichen Auge nicht sichtbar, so müssen sie ins sichtbare Licht umgewandelt werden. Das wird getan, indem es von der Fluoreszenz Gebrauch gemacht wird. Ultraviolette Fotonen sind von Elektronen in den Atomen des Innenleuchtstoffüberzugs der Lampe gefesselt, einen ähnlichen Energiesprung verursachend, fallen dann mit der Emission eines weiteren Fotons. Das Foton, das von dieser zweiten Wechselwirkung ausgestrahlt wird, hat eine niedrigere Energie als diejenige, die es verursacht hat. Die Chemikalien, die den Phosphor zusammensetzen, werden gewählt, so dass diese ausgestrahlten Fotonen an zum menschlichen Auge sichtbaren Wellenlängen sind. Der Unterschied in der Energie zwischen dem absorbierten ultravioletten Foton und dem ausgestrahlten sichtbaren leichten Foton geht zum Anheizen des Phosphorüberzugs.

Wenn das Licht eingeschaltet wird, heizt die elektrische Macht die Kathode genug dafür an, um Elektronen (thermionische Emission) auszustrahlen. Diese Elektronen kollidieren damit und ionisieren edle Gasatome innerhalb der Zwiebel, die den Glühfaden umgibt, um ein Plasma durch den Prozess der Einfluss-Ionisation zu bilden. Infolge der Lawine-Ionisation erhebt sich das Leitvermögen von ionisiertem Benzin schnell, höheren Strömen erlaubend, durch die Lampe zu fließen.

Das füllen Benzin hilft, die elektrischen Betriebseigenschaften der Lampe zu bestimmen, aber gibt Licht selbst nicht ab. Das füllen Benzin vergrößert effektiv die Entfernung, dass Elektronen durch die Tube reisen, die einem Elektron eine größere Chance erlaubt, mit einem Quecksilberatom aufeinander zu wirken. Argon-Atome, die zu einem Metastable-Staat durch den Einfluss eines Elektrons aufgeregt sind, können diese Energie einem neutralen Quecksilberatom geben und es, beschrieben als die Einpferchen-Wirkung ionisieren. Das hat den Vorteil, die Depression zu senken und Stromspannung der Lampe zu bedienen, im Vergleich zu anderem möglichem füllen Benzin wie Krypton.

Aufbau

Eine Leuchtstofflampe-Tube wird mit einem Gas-gefüllt, der Tiefdruck-Quecksilberdampf und Argon, xenon, Neon oder Krypton enthält. Der Druck innerhalb der Lampe ist ungefähr 0.3 % des atmosphärischen Drucks. Die innere Oberfläche der Zwiebel wird mit einem Leuchtstoff-(und häufig ein bisschen phosphoreszierend) aus unterschiedlichen Mischungen von metallischen und Selten-Erdphosphorsalzen gemachter Überzug angestrichen. Die Elektroden der Zwiebel werden normalerweise aus dem aufgerollten Wolfram gemacht und gewöhnlich als Kathoden wegen ihrer Hauptfunktion gekennzeichnet, Elektronen auszustrahlen. Dafür werden sie mit einer Mischung von Barium, Strontium und Kalzium-Oxyden angestrichen, die gewählt sind, um eine niedrige thermionische Emissionstemperatur zu haben.

Leuchtstofflampe-Tuben sind normalerweise gerade und erstrecken sich in der Länge von ungefähr für Puppenstubenlampen, zu für Lampen der hohen Produktion. Einige Lampen ließen die Tube in einen Kreis biegen, der für Tischlampen oder andere Plätze verwendet ist, wo eine kompaktere leichte Quelle gewünscht wird. Größere U-förmige Lampen werden verwendet, um denselben Betrag des Lichtes in einem kompakteren Gebiet zur Verfügung zu stellen, und werden zu speziellen architektonischen Zwecken verwendet. Kompaktleuchtstofflampen haben mehrere Tuben des kleinen Diameters hat sich einem Bündel zwei, vier, oder sechs, oder eine kleine in eine Spirale aufgerollte Diameter-Tube angeschlossen, um einen hohen Betrag der leichten Produktion in wenig Volumen zur Verfügung zu stellen.

Licht ausstrahlende Leuchtmassen werden als ein Farbe ähnlicher Überzug auf das Innere der Tube angewandt. Den organischen Lösungsmitteln wird erlaubt zu verdampfen, dann wird die Tube zu fast dem Schmelzpunkt des Glases geheizt, um restliche organische Zusammensetzungen zu vertreiben und den Überzug zur Lampe-Tube zu verschmelzen. Die sorgfältige Kontrolle der Korn-Größe von aufgehobenen Leuchtmassen ist notwendig; große Körner, 35 Mikrometer oder größer, führen zu schwachen körnigen Überzügen, wohingegen zu viele kleine Partikeln 1 oder 2 Mikrometer oder kleiner zur schlechten leichten Wartung und Leistungsfähigkeit führen. Die meisten Leuchtmassen führen am besten mit einer Partikel-Größe ungefähr 10 Mikrometer durch. Der Überzug muss dick genug sein, um das ganze ultraviolette Licht zu gewinnen, das durch den Quecksilberkreisbogen erzeugt ist, aber nicht so dick ist, dass der Phosphorüberzug zu viel sichtbares Licht absorbiert. Die ersten Leuchtmassen waren synthetische Versionen natürlich vorkommender Leuchtstoffminerale mit kleinen Beträgen von als Aktivatoren hinzugefügten Metallen. Später wurden andere Zusammensetzungen entdeckt, sich unterscheidenden Farben von Lampen erlaubend, gemacht zu werden.

Elektrische Aspekte der Operation

Leuchtstofflampen sind negative Differenzialwiderstand-Geräte so, weil aktueller durch sie, den elektrischen Widerstand von Leuchtstofflampe-Fällen fließt, noch aktueller erlaubend, zu fließen. Verbunden direkt mit einer Regelmacht-Versorgung würde sich eine Leuchtstofflampe wegen des nicht kontrollierten aktuellen Flusses schnell selbst zerstören. Um das zu verhindern, müssen Leuchtstofflampen ein Hilfsgerät, einen Ballast verwenden, um den Strom zu regeln, fließen durch die Tube.

Die Endstromspannung über eine Betriebslampe ändert sich abhängig vom Kreisbogen-Strom, dem Tube-Diameter, der Temperatur, und füllen Sie Benzin. Ein fester Teil des Spannungsabfalls ist wegen der Elektroden. Ein allgemeiner sich entzündender Dienst T12 1200 Millimeter (48 in) Lampe funktioniert an 430 mA mit 100-Volt-Fall. Hohe Produktionslampen funktionieren an 800 mA, und einige Typen bedienen bis zu 1500 mA. Das Macht-Niveau ändert sich von 33 bis 82 Watt pro Meter der Tube-Länge (10 bis 25 W/ft) für T12 Lampen.

Der einfachste Ballast für den Wechselstrom-Gebrauch ist ein Induktor gelegt der Reihe nach, aus einem Winden auf einem lamellierten magnetischen Kern bestehend. Die Induktanz dieser krumme Grenzen der Fluss des AC Stroms. Dieser Typ wird noch zum Beispiel in bedienten Schreibtisch-Lampen von 120 Volt mit relativ kurzen Lampen verwendet. Ballaste werden für die Größe der Lampe und Macht-Frequenz abgeschätzt. Wo die Hauptstromspannung ungenügend ist, um lange Leuchtstofflampen anzufangen, ist der Ballast häufig ein Anstieg-Autotransformator mit der wesentlichen Leckage-Induktanz (um den aktuellen Fluss zu beschränken). Jede Form des induktiven Ballasts kann auch einen Kondensator für die Macht-Faktor-Korrektur einschließen.

Viele verschiedene Stromkreise sind verwendet worden, um Leuchtstofflampen zu bedienen. Die Wahl des Stromkreises basiert auf Hauptstromspannung, Tube-Länge, anfänglichen Kosten, langfristigen Kosten, Moment gegen das Nichtmoment-Starten, die Temperaturreihe- und Teil-Verfügbarkeit usw.

Leuchtstofflampen können direkt von einer Gleichstrom-Versorgung der genügend Stromspannung laufen, um einen Kreisbogen zu schlagen. Der Ballast muss widerspenstig sein, und würde fast so viel Macht verbrauchen wie die Lampe. Wenn bedient, vom Gleichstrom wird der Anlassschalter häufig eingeordnet, um die Widersprüchlichkeit der Versorgung an die Lampe jedes Mal umzukehren, wenn es angefangen wird; sonst wächst das Quecksilber an einem Ende der Tube an. Leuchtstofflampen werden (fast) direkt vom Gleichstrom aus jenen Gründen nie bedient. Statt dessen wandelt ein inverter den Gleichstrom in AC um und stellt die strombegrenzende Funktion, wie beschrieben, unten für elektronische Ballaste zur Verfügung.

Wirkung der Temperatur

Die leichte Produktion und Leistung von Leuchtstofflampen werden durch die Temperatur der Zwiebel-Wand und seiner Wirkung auf den teilweisen Druck des Quecksilberdampfs innerhalb der Lampe kritisch betroffen. Jede Lampe enthält einen kleinen Betrag von Quecksilber, das verdampfen muss, um den Lampe-Strom zu unterstützen und Licht zu erzeugen. Bei niedrigen Temperaturen ist das Quecksilber in der Form von verstreuten flüssigen Tröpfchen. Da sich die Lampe erwärmt, ist mehr vom Quecksilber in der Dampf-Form. Bei höheren Temperaturen reduziert die Selbstabsorption im Dampf den Ertrag von UV und sichtbarem Licht. Da sich Quecksilber am kühlsten Punkt in der Lampe verdichtet, ist sorgfältiges Design erforderlich, diesen Punkt bei der optimalen Temperatur, ungefähr 40 °C aufrechtzuerhalten.

Durch das Verwenden eines Amalgams mit einem anderen Metall wird der Dampf-Druck reduziert, und die optimale Temperaturreihe hat sich aufwärts ausgestreckt; jedoch muss die Zwiebel" Punkt Kälte "Wandtemperatur noch kontrolliert werden, um Wanderung des Quecksilbers aus dem Amalgam zu verhindern und sich auf dem kalten Punkt verdichtend. Für die höhere Produktion beabsichtigte Leuchtstofflampen werden Struktureigenschaften wie eine verformte Tube haben, oder inneres Hitzebecken, um Kälte zu kontrollieren, entdeckt Temperatur- und Quecksilbervertrieb. Schwer geladene kleine Lampen, wie Kompaktleuchtstofflampen, schließen auch Hitzebecken-Gebiete in die Tube ein, um Quecksilberdampf-Druck am optimalen Wert aufrechtzuerhalten.

Verluste

Nur ein Bruchteil des elektrischen Energieeingangs in eine Lampe wird zum nützlichen Licht umgewandelt. Der Ballast zerstreut etwas Hitze; elektronische Ballaste können um ungefähr 90 % effizient sein. Ein fester Spannungsabfall kommt an den Elektroden vor, der auch Hitze erzeugt. Etwas von der Energie in der Quecksilberdampf-Säule wird auch zerstreut, aber ungefähr 85 % werden ins sichtbare und ultraviolette Licht verwandelt.

Das UV Licht ist vom Leuchtstoffüberzug der Zwiebel gefesselt, der die Energie an längeren Wellenlängen wiederausstrahlt, um sichtbares Licht auszustrahlen. Nicht die ganze UV Energie, die den Phosphor schlägt, wird ins sichtbare Licht umgewandelt. In einer modernen Lampe, für alle 100 Ereignis-Fotonen von UV das Auswirken vom Phosphor, werden nur 86 sichtbare leichte Fotonen (eine Quant-Leistungsfähigkeit von 86 %) ausgestrahlt. Der größte einzelne Verlust in modernen Lampen ist wegen der niedrigeren Energie jedes Fotons des sichtbaren Lichtes im Vergleich zur Energie der UV Fotonen, die sie erzeugt haben (ein Phänomen genannt Schürt Verschiebung). Ereignis-Fotonen haben eine Energie von 5.5 Elektronvolt, aber erzeugen sichtbare leichte Fotonen mit der Energie ungefähr 2.5 Elektronvolt, so werden nur 45 % der UV Energie verwendet; der Rest wird als Hitze zerstreut. Wenn ein so genannter "Zwei-Fotonen-"-Phosphor entwickelt werden konnte, würde das die Leistungsfähigkeit verbessern, aber viel Forschung hat solch ein System noch nicht gefunden.

Kalte Kathode-Lampen

Die meisten Leuchtstofflampen verwenden Elektroden, die durch die thermionische Emission funktionieren, bedeutend, dass sie bei einer genug hohen Temperatur für das Elektrode-Material (gewöhnlich geholfen durch einen speziellen Überzug) bedient werden, um Elektronen in die Tube durch die Hitze auszustrahlen.

Jedoch gibt es auch Tuben, die in der kalten Kathode-Weise funktionieren, wodurch Elektronen in die Tube nur durch den großen potenziellen Unterschied (Stromspannung) zwischen den Elektroden befreit werden. Das bedeutet nicht, dass die Elektroden kalt sind (tatsächlich, können sie sehr heiß sein), aber es bedeutet wirklich, dass sie unter ihrer thermionischen Emissionstemperatur funktionieren. Weil kalte Kathode-Lampen keinen thermionischen Emissionsüberzug haben, um sich abzunutzen, können sie viel längere Leben haben als heiße Kathode thermionische Emissionstuben. Diese Qualität macht sie wünschenswert für Anwendungen des langen Lebens ohne Wartungen (wie FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE backlight Anzeigen). Das Spritzen der Elektrode kann noch vorkommen, aber Elektroden können (z.B in einen inneren Zylinder) gestaltet werden, um den grössten Teil des gestotterten Materials zu gewinnen, so wird es von der Elektrode nicht verloren.

Kalte Kathode-Lampen sind allgemein weniger effizient als thermionische Emissionslampen, weil die Kathode-Fall-Stromspannung viel höher ist. Die vergrößerte Fall-Stromspannung läuft auf mehr Macht-Verschwendung an Tube-Enden hinaus, die zu leichter Produktion nicht beiträgt. Jedoch ist das mit längeren Tuben weniger bedeutend. Die vergrößerte Macht-Verschwendung an Tube-Enden bedeutet auch gewöhnlich, dass kalte Kathode-Tuben bei einem niedrigeren Laden geführt werden müssen als ihre thermionischen Emissionsentsprechungen. In Anbetracht der höheren Tube-Stromspannung erforderlich irgendwie können diese Tuben lang leicht gemacht, und sogar als Reihe-Schnuren geführt werden. Um sie wird besser angepasst, sich in spezielle Gestalten für die Beschriftung und Beschilderung zu biegen, und kann auch sofort eingeschaltet werden oder davon.

Das Starten

Die Quecksilberatome in der Leuchtstofftube müssen ionisiert werden, bevor der Kreisbogen innerhalb der Tube "schlagen" kann. Für kleine Lampen bringt es viel Stromspannung nicht, um den Kreisbogen zu schlagen, und das Starten der Lampe wirft kein Problem auf, aber größere Tuben verlangen eine wesentliche Stromspannung (im Rahmen eintausend Volt).

Switchstart oder wärmen vor

Diese Technik verwendet eine Kombinationsglühfaden-Kathode an jedem Ende der Lampe in Verbindung mit einem mechanischen oder automatischen Schalter (sieh Stromkreis-Diagramm nach rechts), die am Anfang die Glühfäden der Reihe nach mit dem Ballast verbinden und dadurch die Glühfäden vor dem Anschlagen des Kreisbogens vorwärmen. Bemerken Sie, dass in Nordamerika das genannt wird, wärmen Vor. Anderswohin wird das Switchstart genannt.

Diese Systeme sind Serienausstattung in 200-240 V Länder (und für 100-120 V Lampen bis zu ungefähr 30 Watt), und verwenden allgemein einen Glühen-Starter. Vor den 1960er Jahren wurden Vier-Nadeln-Thermalstarter und manuelle Schalter auch verwendet. Elektronische Starter werden auch manchmal mit diesen elektromagnetischen Ballast-Lampe-Ausstattungen verwendet.

Der automatische Glühen-Starter, der in der Fotographie nach links gezeigt ist, besteht aus einer kleinen Gasentladungslampe, Neon oder Argon in der Parallele mit einem normalerweise offenen bimetallischen Schalter enthaltend. Es fungiert als ein Verzögerungsschalter, die Glühfäden der Leuchtstofftube seit ein paar Sekunden einschaltend, um es anzufangen, dann sie abdrehend.

Wenn Macht zuerst auf den Stromkreis angewandt wird, wird eine Glühen-Entladung über die Elektroden in der Starter-Lampe erscheinen. Diese Glühen-Entladung wird das Benzin im Starter heizen und den bimetallischen Kontakt veranlassen, sich zum anderen Kontakt zu biegen. Wenn sich die Kontakte berühren, werden die zwei Glühfäden der Leuchtstofflampe und des Ballasts der Reihe nach zur Versorgungsstromspannung effektiv geschaltet. Der Strom durch die Glühfäden veranlasst sie, anzuheizen und Elektronen ins Tube-Benzin durch die thermionische Emission auszustrahlen. Im Starter haben die rührenden Kontakte die Glühen-Entladung ausgelöscht, das Benzin veranlassend, sich wieder zu beruhigen. Der bimetallische Kontakt beruhigt sich auch und fängt an zurückzukehren. Innerhalb einer Sekunde oder zwei die Kontakte getrennt, und der Strom durch die Glühfäden wird unterbrochen, die volle Linienstromspannung angewandt zwischen den Glühfäden an den Enden der Tube verlassend. Der induktive Stoß von der Unterbrechung des Stroms durch den Ballast stellt die Hochspannung zur Verfügung musste die Lampe anfangen. Der Starter hat zusätzlich einen Kondensator, der in der Parallele zu seiner Gasentladungstube angeschlossen ist, um das Kontakt-Leben zu verlängern.

Sobald die Tube geschlagen wird, hält die stoßende Hauptentladung dann die Kathoden heiß, das Erlauben hat Elektronemission ohne das Bedürfnis nach einem getrennten Strom fortgesetzt, um die Glühfäden zu heizen. Der Starter schließt wieder nicht, weil die Stromspannung über die angezündete Tube ungenügend ist, um eine Glühen-Entladung im Starter anzufangen. Der Starter ist zuverlässig, weil, wenn die Tube nicht schlägt, die Glühen-Entladung wiederkehrt und die Starter-Zyklen wieder. Glühen-Starter werden häufig ein paar Male Rad fahren, bevor die Glühfäden heiß genug werden, um die Tube anzufangen, die eine unerwünschte Verwahrung während des Startens verursacht (Die älteren Thermalstarter haben sich besser in dieser Beziehung benommen).

Mit automatisierten Startern wie Glühen-Starter wird eine Mangel-Tube endlos Rad fahren, blinkend, weil die Lampe schnell ausgeht, weil die Emissionsmischung ungenügend ist, um den Lampe-Strom hoch genug zu behalten, um den Glühen-Starter offen zu halten. Das verursacht das Flackern, und führt den Ballast bei der obengenannten Designtemperatur. Etwas fortgeschrittenere Starter-Unterbrechung in dieser Situation, und versucht wiederholte Anfänge nicht, bis Macht neu gefasst wird. Einige ältere Systeme haben eine überaktuelle Thermalreise verwendet, um wiederholte Startversuche zu entdecken. Diese verlangen manuelles Rücksetzen. Die Schalter-Kontakte in Glühen-Startern nutzen sich schließlich ab und scheitern, so wird der Starter als eine getrennte Einheit verfertigt, die in eine Steckdose in der Unterkunft der Lampe einsteckt, so kann es ersetzt werden.

Elektronische Starter verwenden eine kompliziertere Methode, die Kathoden einer Leuchtstofflampe vorzuwärmen. Elektronische Starter werden in demselben physischen Fall wie Glühen-Starter für den direkten Ersatz gemacht. Sie verwenden allgemein einen besonders bestimmten Halbleiter-Schalter. Sie werden mit einem vorherbestimmten programmiert wärmen Zeit vor, um sicherzustellen, dass die Kathoden völlig geheizt werden und den Betrag der gestotterten Emissionsmischung reduzieren, um das Leben der Lampe zu verlängern; normalerweise wird es gefordert, dass das Leben einer Lampe oft eingeschaltet, als im Innengebrauch, durch einen Faktor von 3 bis 4 Malen verlängert wird. Fangen Sie an Zeit ist normalerweise 1 bis 4 Sekunden. Elektronische Starter enthalten eine Reihe von Kondensatoren, die dazu fähig sind, einen Hochspannungspuls der Elektrizität über die Lampe zu erzeugen, um sicherzustellen, dass es richtig schlägt. Elektronische Starter versuchen nur, eine Lampe seit einer kurzen Zeit anzufangen, wenn Macht am Anfang angewandt wird und nicht wiederholt versuchen wird, eine Lampe wiederzuschlagen, die tot ist und keinen Kreisbogen stützen kann; einige werden eine erfolglose Lampe automatisch schließen. Das beseitigt das Wiederanschlagen einer Lampe und das dauernde Flackern auf und von einer Mangel-Lampe mit einem Glühen-Starter. Ein schneller Anfang elektronische Starter kann die Leuchtstofftube innerhalb von 0.3 Sekunden schlagen.

Sofortiger Anfang

Ein anderer Typ der Tube hat Glühfäden nicht, um es überhaupt anzufangen. Sofortiger Anfang Leuchtstofftuben verwendet einfach eine genug hohe Stromspannung, um die Gas- und Quecksilbersäule zu brechen und dadurch Kreisbogen-Leitung anzufangen. Diese Tuben können durch eine einzelne Nadel an jedem Ende der Tube identifiziert werden. Die Lampe-Halter haben eine "trennen" Steckdose am Ende der niedrigen Stromspannung, das den Ballast trennt, wenn die Tube entfernt wird, um Stromschlag zu verhindern. Preisgünstige Beleuchtungskörper mit einem einheitlichen elektronischen Ballast verwenden sofortigen Anfang darauf wärmen Lampen vor, selbst wenn er die Lampe-Lebensspanne reduziert.

Schneller Anfang

Neuere schnelle Anfang-Ballast-Designs stellen Glühfaden-Macht windings innerhalb des Ballasts zur Verfügung; diese schnell und wärmen unaufhörlich die Glühfäden/Kathoden mit der niedrigen Stromspannung AC. Keine induktive Stromspannungsspitze wird für das Starten erzeugt, so müssen die Lampen in der Nähe von einem niedergelegten (earthed) Reflektor bestiegen werden, um der Glühen-Entladung zu erlauben, sich durch die Tube fortzupflanzen und die Kreisbogen-Entladung zu beginnen. In einigen Lampen wird eine niedergelegte "Starthilfe" Streifen der Außenseite des Lampe-Glases beigefügt.

Schneller Anfang

Ballaste des schnellen Anfangs verwenden einen kleinen Autotransformator, um die Glühfäden zu heizen, wenn Macht zuerst angewandt wird. Wenn ein Kreisbogen schlägt, wird die Glühfaden-Heizungsmacht reduziert, und die Tube wird innerhalb einer halben Sekunde anfangen. Der Autotransformator wird entweder mit dem Ballast verbunden oder kann eine getrennte Einheit sein. Tuben müssen in der Nähe von einem earthed Metallreflektor in der Größenordnung von ihnen bestiegen werden, um zu schlagen. Ballaste des schnellen Anfangs waren in kommerziellen Installationen wegen der niedrigeren Wartung üblicher, weil keine Starter-Schalter ersetzt werden müssen. Sie werden auch in Inneninstallationen wegen des eigentlich sofortigen Anfangs verwendet. Ballaste des schnellen Anfangs werden nur auf 240 V Stromkreise verwendet und werden für den Gebrauch mit dem älteren, weniger - effiziente T12 Tuben entworfen, T8 retrofits, wird wenn verwendet, mit Ballasten des schnellen Anfangs nicht anfangen.

Halbwiderhallender Anfang

Halbwiderhallender Anfang wurde durch den Dorn erfunden, der Sich für den Gebrauch mit T12 Leuchtstofftuben Entzündet. Diese Methode verwendet einen doppelten Wunde-Transformator und einen Kondensator. Ohne Kreisbogen-Strom schwingen der Transformator und Kondensator an der Netzfrequenz mit und erzeugen über zweimal die Hauptstromspannung über die Tube und einen kleinen Elektrode-Heizungsstrom. Diese Tube-Stromspannung ist zu niedrig, um den Kreisbogen mit kalten Elektroden zu schlagen, aber weil die Elektroden bis zur thermionischen Emissionstemperatur, die Tube heizen, die bemerkenswerte Stromspannung unter dieser der klingelnden Stromspannung und den Kreisbogen-Schlägen reduziert. Da die Elektroden heizen, erreicht die Lampe langsam, mehr als drei bis fünf Sekunden, volle Helligkeit. Als der Kreisbogen-Strom zunimmt und Tube-Spannungsabfälle, stellt der Stromkreis das aktuelle Begrenzen zur Verfügung.

Halbwiderhallender Anfang wurde in kommerziellen Installationen wegen ihrer höheren anfänglichen Kosten hauptsächlich verwendet. Es gibt keine Starter-Schalter, die zu ersetzen sind, und Kathode-Schaden wird während des Startens reduziert. Wegen der hohen offenen Stromkreis-Tube-Stromspannung war diese Startmethode für Starttuben in kalten Positionen besonders gut. Zusätzlich ist der Stromkreis-Macht-Faktor fast 1.0, und keine zusätzliche Macht-Faktor-Korrektur ist in der sich entzündenden Installation erforderlich. Da das Design verlangt, dass zweimal die Hauptstromspannung niedriger sein muss als die kalte Kathode bemerkenswerte Stromspannung (oder die Tuben falsch sofortiger Anfang würden), kann dieses Design nur mit und längere Tuben auf Hauptleitungen verwendet werden. Halbwiderhallende Anfang-Vorrichtungen sind mit der Energie allgemein unvereinbar, die Tuben von T8 retrofit spart, weil solche Tuben eine höhere Startstromspannung haben als T12 Lampen und zuverlässig besonders in niedrigen Temperaturen nicht anfangen können. Neue Vorschläge in einigen Ländern, um T12 Tuben stufenweise einzustellen, werden die Anwendung dieser Startmethode reduzieren.

Programmierter Anfang

Das wird mit elektronischen Ballasten verwendet, die unten gezeigt sind. Ein Ballast des programmierten Anfangs ist eine fortgeschrittenere Version des schnellen Anfangs. Dieser Ballast wendet Macht zu den Glühfäden zuerst dann nach einer kurzen Verzögerung an, um den Kathoden zu erlauben, vorzuwärmen, wendet Stromspannung auf die Lampen an, um einen Kreisbogen zu schlagen. Dieser Ballast gibt das beste Leben und die meisten Anfänge von Lampen, und wird so für Anwendungen mit der sehr häufigen Macht bevorzugt, die wie Visionsüberprüfungszimmer und Toiletten mit einem Bewegungsentdecker-Schalter Rad fährt.

Elektronische Ballaste

Elektronische Ballaste verwenden Transistoren, um Hauptstromspannungsfrequenz in Hochfrequenz-AC zu verändern, während sie auch den aktuellen Fluss in der Lampe regeln. Einige verwenden noch eine Induktanz, um den Strom zu beschränken, aber die höhere Frequenz erlaubt einer viel kleineren Induktanz, verwendet zu werden. Andere verwenden eine Kondensatortransistor-Kombination, um den Induktor zu ersetzen, da ein Transistor und das Kondensatorzusammenarbeiten die Handlung eines Induktors vollkommen vortäuschen können. Diese Ballaste nutzen die höhere Wirkung von mit dem Strom der höheren Frequenz bedienten Lampen aus. Die Wirkung einer Leuchtstofflampe erhebt sich um fast 10 % an einer Frequenz im Vergleich zur Wirkung an der normalen Macht-Frequenz. Wenn die AC Periode kürzer ist als die Entspannungszeit zu de-ionize Quecksilberatomen in der Entladungssäule, bleibt die Entladung näher an der optimalen Betriebsbedingung. Elektronische Ballaste arbeiten normalerweise im schnellen Anfang oder der sofortigen Anfang-Weise. Elektronische Ballaste werden mit der AC Macht allgemein geliefert, die innerlich zum Gleichstrom und dann zurück zu einer variablen Frequenz AC Wellenform umgewandelt wird. Abhängig von Kapazität und der Qualität der unveränderlich-aktuellen Pulsbreite-Modulation kann das Modulation an 100 oder 120 Hz größtenteils beseitigen.

Niedrig enthalten Kostenballaste größtenteils nur einen einfachen Oszillator und Reihe widerhallender LC Stromkreis. Wenn angemacht, die Oszillator-Anfänge und der widerhallende Strom verursacht auf dem LC Stromkreis. Und dieser widerhallende Strom steuert direkt den umschaltenden Transistor durch den Ringkerntransformator. Dieser Grundsatz wird den aktuellen widerhallenden inverter Stromkreis genannt. Nach einer kurzen Zeit erreicht die Stromspannung über die Lampe ungefähr 1 kV, und die Lampe entzündet sich. Der Prozess ist zu schnell, um die Kathoden, so die Lampe-sofortigen Anfänge in der kalten Kathode-Weise vorzuwärmen. Die Kathode-Glühfäden werden noch für den Schutz des Ballasts davon verwendet heißzulaufen, wenn sich die Lampe nicht entzündet. Einige Hersteller verwenden positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) thermistors, um das sofortige Starten unbrauchbar zu machen und eine Zeit zu geben, um die Glühfäden vorzuwärmen.

Komplizierterer elektronischer Ballast-Gebrauch hat Anfang programmiert. Die Produktion AC Frequenz wird über der Klangfülle-Frequenz des Produktionsstromkreises des Ballasts angefangen; und nachdem die Glühfäden geheizt werden, wird die Frequenz schnell vermindert. Wenn sich die Frequenz der Resonanzfrequenz des Ballasts nähert, wird die Produktionsstromspannung so viel zunehmen, den die Lampe entzünden wird. Wenn sich die Lampe nicht entzündet, hört ein elektronischer Stromkreis die Operation des Ballasts auf.

Viele elektronische Ballaste werden von einem Mikrokontrolleur kontrolliert oder ähnlich, und diese werden manchmal Digitalballaste genannt. Digitalballaste können ziemlich komplizierte Logik auf das Lampe-Starten und die Operation anwenden. Das ermöglicht Funktionen wie Prüfung für gebrochene Elektroden, und fehlende Tuben vor dem Versuchen, anzufangen, entdeckt Auto Tube-Ersatz und Auto-Entdeckung des Tube-Typs, solch, dass ein einzelner Ballast mit mehreren verschiedenen Tuben, sogar diejenigen verwendet werden kann, die an verschiedenen Kreisbogen-Strömen usw. funktionieren. Sobald solche feine Grained-Kontrolle über das Starten und den Kreisbogen-Strom, Eigenschaften wie das Verdunkeln erreichbar ist, und den Ballast zu haben, ein unveränderliches leichtes Niveau gegen den sich ändernden Sonnenlicht-Beitrag aufrechterhält, werden alle in die eingebettete Mikrokontrolleur-Software leicht eingeschlossen, und kann in den Produkten der verschiedenen Hersteller gefunden werden.

Seit der Einführung in den 1990er Jahren sind hohe Frequenzballaste in allgemeinen Beleuchtungskörpern entweder mit dem schnellen Anfang verwendet worden oder wärmen Lampen vor. Diese Ballaste wandeln die eingehende Macht zu einer Produktionsfrequenz darüber um. Das vergrößert Lampe-Leistungsfähigkeit. Diese werden in mehreren Anwendungen einschließlich neuer Generationsgerben-Lampe-Systeme verwendet, wodurch eine 100-Watt-Lampe (z.B, F71T12BP) mit 90 Watt der effektiven Leistung angezündet werden kann, während man denselben Leuchtfluss (gemessen in Lumen) als magnetische Ballaste erhält. Diese Ballaste funktionieren mit Stromspannungen, die fast 600 Volt sein können, etwas Rücksicht im Unterkunft-Design verlangend, und eine geringe Beschränkung in der Länge der Leitung verursachen können, führt vom Ballast bis die Lampe-Enden.

Ende des Lebens

Das Ende der Lebensmisserfolg-Weise für Leuchtstofflampen ändert sich je nachdem, wie sie verwendet werden und ihr Kontrollzahnrad-Typ. Häufig wird das Licht rosa werden (sieh "Verlust der" Quecksilberabteilung für Details) mit schwarzen Brandwunden auf den Enden der Zwiebel wegen des Spritzens der Emissionsmischung (sieh unten). Die Lampe kann auch an einer erkennbaren Rate flackern (sieh "Flackern Probleme" Abteilungsabteilung für Details). Mehr Information über andere normale Tube-Misserfolg-Weisen einschließlich des obengenannten ist wie folgt:

Emissionsmischung

Die "Emissionsmischung" auf den Tube-Glühfäden/Kathoden ist notwendig, um Elektronen zu ermöglichen, ins Benzin über die thermionische Emission an der Tube verwendete Betriebsstromspannungen zu passieren. Die Mischung wird von durch die Beschießung mit Elektronen und Quecksilberionen während der Operation langsam gestottert, aber ein größerer Betrag wird von jedem Mal gestottert, wenn die Tube mit kalten Kathoden angefangen wird. Die Methode, die Lampe anzufangen, hat einen bedeutenden Einfluss darauf. Lampen, die seit normalerweise weniger als 3 Stunden bedient sind, jedes Einschalten wird normalerweise an der Emissionsmischung vor anderen Teilen der Lampe knapp werden, scheitern. Die gestotterte Emissionsmischung bildet die dunklen Zeichen an den in alten Tuben gesehenen Tube-Enden. Wenn die ganze Emissionsmischung weg ist, kann die Kathode nicht gehen genügend Elektronen ins Benzin füllen sich, um die Entladung an der bestimmten Tube Betriebsstromspannung aufrechtzuerhalten. Ideal sollte das Kontrollzahnrad die Tube schließen, wenn das geschieht. Jedoch wird ein Kontrollzahnrad genügend vergrößerte Stromspannung zur Verfügung stellen, um fortzusetzen, die Tube in der kalten Kathode-Weise zu bedienen, die Überhitzung des Tube-Endes verursachen wird und schneller Zerfall der Elektroden (Glühfaden offener Stromkreis geht), und Glühfaden-Unterstützungsleitungen, bis sie völlig weg sind oder sich die Glasspalten, das Tiefdruck-Benzin zerstörend, füllen und das Aufhören der Gasentladung.

Ballast-Elektronik

Das kann in Kompaktleuchtstofflampen mit integrierten elektrischen Ballasten oder in geradlinigen Lampen vorkommen. Ballast-Elektronik-Misserfolg ist ein etwas Zufallsprozess, der dem Standardmisserfolg-Profil für jedes elektronische Gerät folgt. Es gibt eine anfängliche kleine Spitze von frühzeitigen Betriebsausfällen, die von einem Fall und unveränderlicher Zunahme über das Lampe-Leben gefolgt sind. Das Leben der Elektronik ist von der Betriebstemperatur — es normalerweise Hälften für jeden 10 °C Temperaturanstieg schwer abhängig. Das angesetzte durchschnittliche Leben einer Lampe ist gewöhnlich an 25 °C umgebenden (das kann sich durch das Land ändern). Das durchschnittliche Leben der Elektronik bei dieser Temperatur ist normalerweise größer als das, so bei dieser Temperatur werden nicht viele Lampen wegen des Misserfolgs der Elektronik scheitern. In einigen Ausstattungen konnte die Umgebungstemperatur ganz darüber sein, in welchem Fall der Misserfolg der Elektronik der vorherrschende Misserfolg-Mechanismus werden kann. Ähnlich wird das Laufen eines kompakten Leuchtstofflampe-Grund-auf heißere Elektronik hinauslaufen, die kürzeres durchschnittliches Leben (besonders mit abgeschätzten der höheren Macht) verursachen kann. Elektronische Ballaste sollten entworfen werden, um die Tube zu schließen, wenn die Emissionsmischung, wie beschrieben, oben ausgeht. Im Fall von integrierten elektronischen Ballasten, da sie nie wieder arbeiten müssen, wird das manchmal getan, indem es sie gehabt wird, absichtlich brennen einen Bestandteil aus, um Operation dauerhaft aufzuhören.

Im grössten Teil von CFLs werden die Glühfäden der Reihe nach, mit einem kleinen Kondensator zwischen ihnen verbunden. Die Entladung, einmal angezündet, ist in der Parallele zum Kondensator und präsentiert einen Pfad des niedrigeren Widerstands, effektiv shorting der Kondensator. Eine der allgemeinsten Misserfolg-Weisen von preiswerten Lampen wird durch das Unterschätzen dieses Kondensators verursacht (das Verwenden der niedrigeren Stromspannung, des tiefer gekosteten Teils), der während der Operation sehr betont wird, zu seinem Frühmisserfolg führend.

Phosphor

Der Phosphor fällt in der Leistungsfähigkeit während des Gebrauches ab. Um ungefähr 25,000 Betriebsstunden wird es normalerweise Hälfte der Helligkeit einer neuen Lampe sein (obwohl einige Hersteller viel längere Halbwertzeiten für ihre Lampen fordern). Lampen, die Misserfolge der Emissionsmischung oder integrierten Ballast-Elektronik nicht ertragen, werden schließlich diese Misserfolg-Weise entwickeln. Sie arbeiten noch, aber sind dunkel und ineffizient geworden. Der Prozess ist langsam, und wird häufig nur offensichtlich, wenn eine neue Lampe neben einer alten funktioniert.

Verlust von Quecksilber

Wie in allen quecksilberbasierten gasgefüllten Tuben wird Quecksilber mit dem Glas, dem Phosphor und den Tube-Elektroden überall im Lampe-Leben langsam vereinigt, wo es nicht mehr fungieren kann. Neuere Lampen haben jetzt gerade genug Quecksilber, um das erwartete Leben der Lampe zu dauern. Der Verlust von Quecksilber wird vom Misserfolg des Phosphors in einigen Lampen übernehmen. Die Misserfolg-Symptome sind ähnlich, außer dem Verlust von Quecksilber verursacht am Anfang eine verlängerte Anlauf-Zeit zur vollen leichten Produktion, und veranlasst schließlich die Lampe, ein Dunkelrosa zu glühen, wenn das Quecksilber ausgeht und das Argon-Grundbenzin als die primäre Entladung übernimmt.

Das Unterwerfen der Tube zu asymmetrischen Wellenformen, wo der Gesamtstrom durch die Tube fließen, annulliert nicht, und die Tube funktioniert effektiv unter einer Gleichstrom-Neigung, asymmetrischem Vertrieb von Ursachen von Quecksilberionen entlang der Tube wegen cataphoresis. Die lokalisierte Erschöpfung von Quecksilberdampf-Druck-Manifesten als rosa Lumineszenz von Grundbenzin in der Nähe von einer der Elektroden und der Betriebslebenszeit der Lampe kann drastisch verkürzt werden. Das kann ein Problem mit einigen sein schlecht hat inverters entworfen.

Dieselbe Wirkung kann mit neuen Tuben beobachtet werden. Quecksilber ist in der Form eines Amalgams da und nimmt Zeit in Anspruch, um im genügend Betrag befreit zu werden. Neue Lampen können rosa seit mehreren Sekunden nach dem Anlauf am Anfang glühen. Diese Periode wird nach ungefähr 100 Stunden der Operation minimiert.

Verbrannte Glühfäden

Die Glühfäden können am Ende der Lebenszeit der Lampe brennen, den Stromkreis öffnend und die Fähigkeit verlierend, anzuheizen. Beide Glühfäden verlieren Funktion, weil sie der Reihe nach mit gerade einem einfachen Schalter-Anfang-Stromkreis verbunden werden, wird ein gebrochener Glühfaden die völlig nutzlose Lampe machen. Glühfäden verbrennen selten oder fehlen offenem Stromkreis, wenn der Glühfaden entleert des Emitters nicht wird und das Kontrollzahnrad im Stande ist, eine genug hohe Stromspannung über die Tube zu liefern, um es in der kalten Kathode-Weise zu bedienen. Einige elektronische Digitalballaste sind dazu fähig, gebrochene Glühfäden zu entdecken, und können noch einen Kreisbogen mit einem oder beiden gebrochenen Glühfäden schlagen zur Verfügung stellend es gibt noch genügend Emitter. Ein gebrochener Glühfaden in einer Zwiebel, die einem magnetischen Ballast häufig beigefügt ist, veranlasst beide Zwiebeln, auszubrennen oder zu flackern.

Leuchtmassen und das Spektrum des ausgestrahlten Lichtes

Das Spektrum des von einer Leuchtstofflampe ausgestrahlten Lichtes ist die Kombination des Lichtes, das direkt durch den Quecksilberdampf und das durch den phosphoreszierenden Überzug ausgestrahlte Licht ausgestrahlt ist. Die geisterhaften Linien von der Quecksilberemission und der Phosphoreszenz-Wirkung geben einen vereinigten geisterhaften Vertrieb des Lichtes, das von denjenigen verschieden ist, die von Glühquellen erzeugt sind. Die Verhältnisintensität des Lichtes, das in jedem schmalen Band von Wellenlängen über das sichtbare Spektrum ausgestrahlt ist, ist in verschiedenen Verhältnissen im Vergleich zu dieser einer Glühquelle. Farbige Gegenstände werden verschieden unter leichten Quellen mit dem sich unterscheidenden geisterhaften Vertrieb wahrgenommen. Zum Beispiel finden einige Menschen die Farbeninterpretation erzeugt durch einige Leuchtstofflampen, um hart und unangenehm zu sein. Eine gesunde Person kann manchmal scheinen, einen ungesunden Hautton unter der Neonbeleuchtung zu haben. Das Ausmaß, zu dem dieses Phänomen vorkommt, ist mit der geisterhaften Zusammensetzung des Lichtes verbunden, und kann durch seinen Farbwiedergabe-Index (CRI) gemessen werden.

Farbtemperatur

Aufeinander bezogene Farbtemperatur (CCT) ist ein Maß des "Schattens" der Weiße einer leichten Quelle wieder vergleichsweise mit einem blackbody. Typische Glühbeleuchtung ist 2700 K, der gelblich-weiß ist. Halogen-Beleuchtung ist 3000 K. Leuchtstofflampen werden zu einem gewählten CCT durch das Ändern von der Mischung von Leuchtmassen innerhalb der Tube verfertigt. Warm-weiße fluorescents haben CCT von 2700 K und sind für die Wohnbeleuchtung populär. Neutral-weiße fluorescents haben einen CCT von 3000 K oder 3500 K. Kühl-weiße fluorescents haben einen CCT von 4100 K und sind für die Bürobeleuchtung populär. Tageslicht fluorescents hat einen CCT von 5000 K zu 6500 K, der bläulich-weiß ist.

Hoher CCT, der sich allgemein entzündet, verlangt höhere leichte Niveaus. An dunkleren Beleuchtungsniveaus nimmt das menschliche Auge niedrigere Farbtemperaturen als angenehmer, wie verbunden, durch die Kurve von Kruithof wahr. Also, eine dunkle 2700 K Glühlampe scheint bequem, und eine helle 5000 K Lampe scheint auch natürlich, aber eine dunkle 5000 K Leuchtstofflampe scheint zu blass. Tageslicht-Typ fluorescents sieht natürlich nur aus, wenn sie sehr hell sind.

Farbwiedergabe-Index

Farbwiedergabe-Index (CRI) ist ein Maß dessen, wie gut Farben mit dem Licht von einer Quelle, hinsichtlich des Lichtes von einer Bezugsquelle wie Tageslicht oder ein blackbody derselben Farbtemperatur wahrgenommen werden können. Definitionsgemäß hat eine Glühlampe einen CRI 100. Wahre Leuchtstofftuben erreichen CRIs überall von 50 bis 99. Leuchtstofflampen mit niedrigem CRI haben Leuchtmassen, die zu wenig roten Licht ausstrahlen. Haut scheint weniger rosa, und folglich "ungesund" im Vergleich zur Glühbeleuchtung. Farbige Gegenstände scheinen gedämpft. Zum Beispiel wird ein niedriger CRI 6800 K halophosphate Tube (ein äußerstes Beispiel) Rots dummes Rot oder sogar braun erscheinen lassen. Da das Auge relativ beim Ermitteln des roten Lichtes weniger effizient ist, kann eine Verbesserung im Farbwiedergabe-Index, mit der vergrößerten Energie im roten Teil des Spektrums, die gesamte Leuchtwirkung reduzieren.

Die Beleuchtung von Maßnahmen verwendet Leuchtstofftuben in einer Zusammenstellung von Tönungen des Weißes. Manchmal ist das wegen des Mangels an der Anerkennung für den Unterschied oder die Wichtigkeit von sich unterscheidenden Tube-Typen. Das Mischen von Tube-Typen innerhalb von Ausstattungen kann die Farbenfortpflanzung von niedrigeren Qualitätstuben verbessern.

Phosphorzusammensetzung

Etwas vom am wenigsten angenehmen Licht kommt aus Tuben, die die älteren, Halophosphate-Typ-Leuchtmassen enthalten (chemische Formel Ca (PO) (F, Colorado): Sb, Minnesota). Dieser Phosphor strahlt hauptsächlich gelbes und blaues Licht, und relativ wenig Grün und Rot aus. Ohne eine Verweisung scheint diese Mischung weiß zum Auge, aber das Licht hat ein unvollständiges Spektrum. Der CRI solcher Lampen ist ungefähr 60.

Seit den 1990er Jahren höhere Qualität verwenden Leuchtstofflampen entweder einen höheren CRI halophosphate Überzug oder eine triphosphor Mischung, die auf Europium und Terbium-Ionen gestützt ist, die Emissionsbänder gleichmäßiger über das Spektrum des sichtbaren Lichtes verteilen ließen. Hoher CRI halophosphate und triphosphor Tuben geben mehr Naturfarbe-Fortpflanzung dem menschlichen Auge. Der CRI solcher Lampen ist normalerweise 82-100.

Anwendungen

Neonlicht-Zwiebeln kommen in vielen Gestalten und Größen. Die Kompaktneonlicht-Zwiebel (CFL) wird populärer. Viele Kompaktleuchtstofflampen integrieren die Hilfselektronik in die Basis der Lampe, ihnen erlaubend, eine regelmäßige Glühbirne-Steckdose einzubauen.

In US-Wohnsitzen werden Leuchtstofflampen größtenteils in Küchen, Kellern oder Werkstätten gefunden, aber Schulen und Geschäfte finden, dass die Kostenersparnisse von Leuchtstofflampen bedeutend sind und selten Glühlichter verwenden. Steueranreize und Gebäudecode laufen auf höheren Gebrauch auf Plätze wie Kalifornien hinaus.

In anderen Ländern ändert sich der Wohngebrauch der Neonbeleuchtung abhängig vom Preis der Energie, den Finanz- und Umweltsorgen der lokalen Bevölkerung und der Annehmbarkeit der leichten Produktion. Im Osten und Südostasien ist es sehr selten, Glühzwiebeln in Gebäuden überall zu sehen.

Einige Länder fördern die Phase - aus Glühglühbirnen und Ersatz von Glühlampen mit Leuchtstofflampen oder anderen Typen von energieeffizienten Lampen.

Zusätzlich zur allgemeinen Beleuchtung werden spezielle Neonlichter häufig in der Bühne verwendet, die sich für den Film und die Videoproduktion entzündet. Sie sind kühler als traditionelle Halogen-Licht-Quellen, und verwenden Hochfrequenzballaste, um das Videoflackern und die hohen Farbeninterpretationsindex-Zwiebeln zu verhindern, Tageslicht-Farbtemperaturen näher zu kommen.

Vorteile

Leuchtwirkung

Leuchtstofflampen wandeln mehr von der Eingangsmacht zum sichtbaren Licht um als Glühlampen. Glühlampe eines Glühfadens des typischen 100-Watt-Wolframs kann nur 2 % seines Macht-Eingangs zum sichtbaren weißen Licht umwandeln, wohingegen typische Leuchtstofflampen ungefähr 22 % des Macht-Eingangs zum sichtbaren weißen Licht umwandeln. Sieh den Tisch im Leuchtwirkungsartikel.

Die Wirkung von Leuchtstofftuben erstreckt sich von ungefähr 16 Lumen pro Watt für eine 4-Watt-Tube mit einem gewöhnlichen Ballast zu mehr als 100 Lumen pro Watt mit einem modernen elektronischen Ballast, allgemein 50 bis 67 lm/W insgesamt im Durchschnitt betragend. Kompakteste fluorescents über 13 Watt mit integrierten elektronischen Ballasten erreichen ungefähr 60 lm/W. Lampen werden durch Lumen nach 100 Stunden der Operation abgeschätzt. Für eine gegebene Leuchtstofftube gibt ein elektronischer Hochfrequenzballast ungefähr eine 10-%-Wirkungsverbesserung über einen induktiven Ballast. Es ist notwendig, den Ballast-Verlust einzuschließen, wenn man die Wirkung eines Leuchtstofflampe-Systems bewertet; das kann ungefähr 25 % der Lampe-Macht mit magnetischen Ballasten und ungefähr 10 % mit elektronischen Ballasten sein.

Leuchtstofflampe-Wirkung ist von der Lampe-Temperatur am kältesten Teil der Lampe abhängig. In T8 Lampen ist das im Zentrum der Tube. In T5 Lampen ist das am Ende der Tube mit dem darauf gestampften Text. Die ideale Temperatur für eine T8 Lampe ist, während die T5 Lampe ideal daran ist.

Leben

Normalerweise wird eine Leuchtstofflampe zwischen 10 bis 20mal so langem dauern wie eine gleichwertige Glühlampe, wenn bedient, mehrere Stunden auf einmal.

Die höheren anfänglichen Kosten einer Leuchtstofflampe werden gewöhnlich mehr als für durch den niedrigeren Energieverbrauch über sein Leben ersetzt. Das längere Leben kann auch Lampe-Ersatzkosten reduzieren, das zusätzliche Sparen besonders zur Verfügung stellend, wo Arbeit kostspielig ist. Deshalb werden sie durch Geschäfte und Einrichtungen, aber nicht so viel von Haushalten weit verwendet.

Niedrigere Klarheit

Im Vergleich zu einer Glühlampe ist eine Leuchtstofftube eine mehr weitschweifige und physisch größere leichte Quelle. In angemessen bestimmten Lampen kann Licht ohne Punkt-Quelle des grellen Scheins solcher, wie gesehen, von einem unausgegossenen Glühglühfaden gleichmäßiger verteilt werden; die Lampe ist im Vergleich zur typischen Entfernung zwischen Lampe und illuminierten Oberflächen groß.

Niedrigere Hitze

Ungefähr zwei Drittel zu drei Vierteln weniger Hitze werden durch Leuchtstofflampen im Vergleich zu einer gleichwertigen Installation von Glühlampen abgegeben. Das reduziert außerordentlich die Größe, die Kosten und den Energieverbrauch.

Nachteile

Häufige Schaltung

Wenn die Lampe installiert wird, wo sie oft eingeschaltet wird und davon, wird sie schnell alt werden. Unter äußersten Bedingungen kann seine Lebensspanne viel kürzer sein als eine preiswerte Glühlampe. Jeder Anfang-Zyklus frisst ein bisschen die elektronausstrahlende Oberfläche der Kathoden weg; wenn das ganze Emissionsmaterial weg ist, kann die Lampe nicht mit der verfügbaren Ballast-Stromspannung anfangen. Vorrichtungen, die beabsichtigt sind, um Lichter (solcher bezüglich der Werbung) zu blinken, werden einen Ballast verwenden, der Kathode-Temperatur aufrechterhält, wenn der Kreisbogen aus ist, das Leben der Lampe bewahrend.

Die Extraenergie, die verwendet ist, um eine Leuchtstofflampe anzufangen, ist zu ein paar Sekunden der normalen Operation gleichwertig; es ist energieeffizienter, seit mehreren Minuten wenn nicht erforderliche Lampen auszuschalten.

Gesundheit und Sicherheitsprobleme

Wenn eine Leuchtstofflampe gebrochen wird, kann ein sehr kleiner Betrag von Quecksilber die Umgebungsumgebung verseuchen. Ungefähr 99 % des Quecksilbers werden normalerweise im Phosphor besonders auf Lampen enthalten, die in der Nähe vom Ende ihres Lebens sind. Das gebrochene Glas wird gewöhnlich als eine größere Gefahr betrachtet als der kleine Betrag von verschüttetem Quecksilber. Der EPA empfiehlt, die Position einer Leuchtstofftube-Brechung zu lüften und nasse Küchenrollen zu verwenden, um zu helfen, die gebrochenen feinen und Glaspartikeln aufzunehmen. Über irgendwelche verwendeten und Glashandtücher sollte in einem gesiegelten Plastikbeutel verfügt werden. Staubsauger können die Partikeln veranlassen, Bord-zu werden, und sollten nicht verwendet werden.

Ultraviolette Emission

Leuchtstofflampen strahlen einen kleinen Betrag des ultravioletten (UV) Lichtes aus. Eine 1993-Studie in den Vereinigten Staaten hat gefunden, dass ultraviolette Aussetzung davon, unter Neonlichtern seit acht Stunden zu sitzen, zu nur einer Minute der Sonne-Aussetzung gleichwertig ist. Sehr empfindliche Personen können eine Vielfalt von Gesundheitsproblemen in Zusammenhang mit der leichten Empfindlichkeit erfahren, die durch die künstliche Beleuchtung erschwert wird.

Ultraviolettes Licht kann empfindliche Bilder, besonders Wasserfarben und viele Textilwaren betreffen. Wertvolle Kunstarbeit muss vor dem Licht durch zusätzliche durchsichtige oder Glasacrylplatten geschützt werden, die zwischen der Lampe (N) und der Malerei gestellt sind.

Ballast

Leuchtstofflampen verlangen, dass ein Ballast den Strom durch die Lampe stabilisiert, und die anfängliche bemerkenswerte Stromspannung zur Verfügung stellt, die erforderlich ist, die Kreisbogen-Entladung anzufangen. Das vergrößert die Kosten von Neonlicht-Vorrichtungen, obwohl häufig ein Ballast zwischen zwei oder mehr Lampen geteilt wird. Elektromagnetische Ballaste mit einer geringen Schuld können ein hörbares Summen oder summendes Geräusch erzeugen. Magnetische Ballaste werden gewöhnlich mit einer einem Teer ähnlichen Potting-Zusammensetzung gefüllt, um ausgestrahltes Geräusch zu reduzieren. Summen wird in Lampen mit einem elektronischen Hochfrequenzballast beseitigt. In magnetischen Ballasten verlorene Energie kann auf der Ordnung von 10 % der Lampe-Eingangsmacht bedeutend sein. Elektronische Ballaste reduzieren diesen Verlust. Kleine Lampen können eine Glühlampe als ein Ballast verwenden, wenn die Versorgungsstromspannung hoch genug ist, um der Lampe zu erlauben, anzufangen.

Macht-Qualität und Radioeinmischung

Einfache induktive Leuchtstofflampe-Ballaste haben einen Macht-Faktor weniger als Einheit. Induktive Ballaste schließen Macht-Faktor-Korrektur-Kondensatoren ein. Einfache elektronische Ballaste können auch niedrigen Macht-Faktor wegen ihrer Berichtiger-Eingangsbühne haben.

Leuchtstofflampen sind eine nichtlineare Last und erzeugen harmonische Ströme in der Versorgung der elektrischen Leistung. Der Kreisbogen innerhalb der Lampe kann Radiofrequenzgeräusch erzeugen, das durch die Macht-Verdrahtung geführt werden kann. Die Unterdrückung der Radioeinmischung ist möglich. Sehr gute Unterdrückung ist möglich, aber trägt zu den Kosten der Leuchtstoffvorrichtungen bei.

Betriebstemperatur

Leuchtstofflampen funktionieren am besten um die Raumtemperatur. An viel tiefer oder höhere Temperaturen, Leistungsfähigkeitsabnahmen. Bei Temperaturen unter dem Einfrieren können Stehlampen nicht anfangen. Spezielle Lampen können für den zuverlässigen Dienst draußen im kalten Wetter erforderlich sein. In Anwendungen wie Straße und Eisenbahnnachrichtenübermittlung entwickeln sich Leuchtstofflampen, die so viel Hitze nicht erzeugen, wie Glühlampen Schnee und Eis nicht schmelzen können, um die Lampe, zu reduzierter Sichtbarkeit führend.

Lampe-Gestalt

Leuchtstofftuben, sind Quellen der niedrigen Klarheit im Vergleich zu Bogenlampen des Hochdrucks und Glühlampen lang. Jedoch ist die niedrige Leuchtintensität der Ausstrahlen-Oberfläche nützlich, weil es grellen Schein reduziert. Lampe-Vorrichtungsdesign muss Licht von einer langen Tube statt eines Kompakterdballs kontrollieren.

Die Kompaktleuchtstofflampe (CFL) ersetzt regelmäßige Glühzwiebeln. Jedoch wird ein CFLs einige Lampen nicht passen, weil die Harfe (schwere Leitungsschatten-Unterstützungsklammer) für den schmalen Hals einer Glühlampe gestaltet wird, während CFLs dazu neigen, eine breite Unterkunft für ihren elektronischen Ballast in der Nähe von der Basis der Zwiebel zu haben.

Flackern-Probleme

Leuchtstofflampen mit einem magnetischen Netzfrequenz-Ballast geben kein unveränderliches Licht aus; statt dessen flackern sie an zweimal der Versorgungsfrequenz. Das läuft auf Schwankungen nicht nur mit der leichten Produktion, aber Farbtemperatur ebenso hinaus, die Probleme für die Fotografie und Leute aufwerfen kann, die zum Flackern empfindlich sind. Sogar unter zum leichten Flackern nicht empfindlichen Personen kann eine stroboscopic Wirkung bemerkt werden, wo etwas, mit gerade der richtigen Geschwindigkeit spinnend, stationär, wenn illuminiert, allein durch eine einzelne Leuchtstofflampe scheinen kann. Diese Wirkung wird durch paarweise angeordnete Lampen beseitigt, die auf einem Leitungszeitabstand-Ballast funktionieren. Verschieden von einer wahren Röhrenblitz-Lampe, den leichten Niveau-Fällen in der merklichen Zeit und so würde das wesentliche "Verschmieren" des bewegenden Teils offensichtlich sein.

In einigen Verhältnissen können an der Netzfrequenz bediente Leuchtstofflampen auch Flackern an der Netzfrequenz (50 oder 60 Hz) selbst erzeugen, der durch mehr Menschen bemerkenswert ist. Das kann in den letzten paar Stunden des Tube-Lebens geschehen, als der Kathode-Emissionsüberzug an einem Ende fast ausgegangen ist, und sich diese Kathode-Anfänge, Schwierigkeit zu haben, die genug Elektronen ins Benzin ausstrahlt, füllen, auf geringe Korrektur und folglich unebene leichte Produktion in positiven und negativen gehenden Hauptzyklen hinauslaufend. Netzfrequenz-Flackern kann auch manchmal von den wirklichen Enden der Tuben ausgestrahlt werden, wenn jede Tube-Elektrode ein ein bisschen verschiedenes leichtes Produktionsmuster auf jedem Halbzyklus erzeugt. Das Flackern an der Netzfrequenz ist in der peripherischen Vision mehr bemerkenswert, als es, wenn angesehen, direkt ist, wie das ganze Flackern ist (da die peripherische Vision schneller ist - hat eine höhere kritische Frequenz - als die Hauptvision).

Neue Leuchtstofflampen können ein sich drehendes spiralförmiges Muster des Lichtes in einem Teil der Lampe zeigen. Diese Wirkung ist erwartet, Kathode-Material zu lösen, und verschwindet gewöhnlich nach ein paar Stunden der Operation.

Elektromagnetische Ballaste können auch Probleme für das Video verursachen, das registriert, weil es eine "geschlagene Wirkung" zwischen dem periodischen Lesen eines Sensors einer Kamera und den Schwankungen in der Intensität der Leuchtstofflampe geben kann.

Leuchtstofflampen mit elektronischen Hochfrequenzballasten erzeugen sichtbares leichtes Flackern nicht, da über ungefähr 5 Kilohertz die aufgeregte Elektronzustandhalbwertzeit länger ist als ein halber Zyklus, und leichte Produktion dauernd wird. Betriebsfrequenzen von elektronischen Ballasten werden ausgewählt, um Einmischung mit Infrarotfernbedienungen zu vermeiden. Schlechte Qualität (oder scheiternd) elektronische Ballaste kann ungenügende Reservoir-Kapazität haben oder schlechte Regulierung haben, dadurch beträchtliche 100/120 Hz-Modulation des Lichtes erzeugend.

Das Verdunkeln

Neonlicht-Vorrichtungen können mit dunkleren für Glühlampen beabsichtigten Schaltern nicht verbunden werden. Zwei Effekten sind dafür verantwortlich: Die Wellenform der durch einen Standardabblendschalter der Phase-Kontrolle ausgestrahlten Stromspannung wirkt schlecht mit vielen Ballasten aufeinander, und es wird schwierig, einen Kreisbogen in der Leuchtstofftube an niedrigen Macht-Niveaus zu stützen. Sich verdunkelnde Installationen verlangen einen vereinbaren sich verdunkelnden Ballast. Diese Systeme halten die Kathoden der Leuchtstofftube völlig geheizt, gerade als der Kreisbogen-Strom reduziert wird, leichte thermionische Emission von Elektronen in den Kreisbogen-Strom fördernd. CFLs sind verfügbar, die in Verbindung mit einem passenden Abblendschalter arbeiten.

Verfügung und Wiederverwertung

Die Verfügung von Phosphor und besonders dem toxischen Quecksilber in den Tuben ist ein Umweltproblem. Regierungsregulierungen in vielen Gebieten verlangen spezielle Verfügung von Leuchtstofflampen, die vom General und den Haushaltsabfällen getrennt sind. Für große kommerzielle oder industrielle Benutzer von Neonlichtern sind wiederverwendende Dienstleistungen in vielen Nationen verfügbar, und können durch die Regulierung erforderlich sein. In einigen Gebieten ist Wiederverwertung auch für Verbraucher verfügbar.

Lampe-Größen und Benennungen

Systematische Nomenklatur identifiziert Massenmarkt-Lampen betreffs allgemeiner Gestalt, Macht-Schätzung, Länge, Farbe und anderer elektrischer und leuchtender Eigenschaften.

Andere Leuchtstofflampen

Schwarze Lichter

:Blacklights sind eine Teilmenge von Leuchtstofflampen, die verwendet werden, um nahes ultraviolettes Licht (an ungefähr 360 nm Wellenlänge) zur Verfügung zu stellen. Sie werden auf dieselbe Mode wie herkömmliche Leuchtstofflampen gebaut, aber die Glastube wird mit einem Phosphor angestrichen, der den kurzwelligen UV innerhalb der Tube zur Langwelle UV aber nicht zum sichtbaren Licht umwandelt. Sie werden verwendet, um Fluoreszenz zu provozieren (um dramatische Effekten mit blacklight Farbe zur Verfügung zu stellen und Materialien wie Urin und bestimmte Färbemittel zu entdecken, die im sichtbaren Licht unsichtbar sein würden), sowie Kerbtiere zum Programmfehler zappers anzuziehen.

Ge:So-nannte blacklite blaue Lampen werden auch vom teureren tiefpurpurroten als das klare aber nicht Glasglas von Wood bekannten Glas gemacht. Das tiefpurpurrote Glas filtert die meisten sichtbaren Farben des durch die Quecksilberdampf-Entladung direkt ausgestrahlten Lichtes heraus, proportional weniger sichtbares Licht im Vergleich zum UV Licht erzeugend. Das erlaubt UV-induced Fluoreszenz, leichter gesehen zu werden (dadurch blacklight Poster erlaubend, viel dramatischer zu scheinen). Die blacklight Lampen, die im Programmfehler zappers verwendet sind, verlangen diese Verbesserung nicht, so wird es gewöhnlich im Interesse von Kosten weggelassen; sie werden einfach blacklite (und nicht blacklite blau) genannt.

Gerben-Lampen

In Sonnenbänken verwendete:The-Lampen enthalten eine verschiedene Phosphormischung (normalerweise 3 bis 5 oder mehr Leuchtmassen), der sowohl UVA als auch UVB ausstrahlt, eine Gerben-Antwort in der menschlichsten Haut provozierend. Gewöhnlich wird die Produktion als UVB von 3 % bis 10 % (5 % am typischsten) mit dem restlichen UV als UVA abgeschätzt. Das sind hauptsächlich F71, F72 oder F73 HO (100 W) Lampen, obwohl 160 W VHO etwas üblich sind. Ein allgemeiner in diesen Lampen verwendeter Phosphor ist leitungsaktiviertes Barium disilicate, aber ein Europium-aktiviertes Strontium fluoroborate wird auch verwendet. Frühe Lampen haben Thallium als ein Aktivator verwendet, aber Emissionen des Thalliums während der Fertigung waren toxisch.

Bauen Sie Lampen an

:Grow-Lampen enthalten Phosphormischungen, die Fotosynthese, Wachstum oder Blüte in Werken, Algen, photosynthetischen Bakterien und anderen leicht-abhängigen Organismen fördern. Diese strahlen häufig Licht in der roten und blauen Farbenreihe aus, die von Chlorophyll gefesselt und für die Fotosynthese in Werken verwendet ist.

Infrarotlampen

: Lampen können mit einem Lithium metaluminate mit Eisen aktivierter Phosphor gemacht werden. Dieser Phosphor hat Maximalemissionen zwischen 675 und 875 Nanometern mit kleineren Emissionen im tiefroten Teil des sichtbaren Spektrums.

Lampen von Bilirubin

:Deep blaues von einem Europium-aktivierten Phosphor erzeugtes Licht wird in der leichten Therapie-Behandlung der Gelbsucht verwendet; das Licht dieser Farbe dringt in Haut ein und hilft im Bruch des Übermaßes bilirubin.

Keimtötende Lampen

:Germicidal-Lampen hängen vom Eigentum ab, dass UV Licht die meisten Keime tötet. Keimtötende Lampen enthalten keinen Phosphor überhaupt (sie Gasentladungslampen aber nicht Leuchtstoff-machend), und ihre Tuben werden aus verschmolzenem Quarz gemacht, der zum UV durch die Quecksilberentladung ausgestrahlten Licht durchsichtig ist. Der durch diese Tuben ausgestrahlte UV wird Keime töten und Sauerstoff zum Ozon ionisieren. Außerdem kann es Augen- und Hautschaden verursachen und sollte nicht verwendet oder ohne Augen- und Hautschutz beobachtet werden. Außer ihrem Gebrauch, um Keime zu töten und Ozon zu schaffen, werden sie manchmal von Geologen verwendet, um bestimmte Arten von Mineralen durch die Farbe ihrer Fluoreszenz zu identifizieren. Wenn verwendet, auf diese Mode werden sie mit Filtern ebenso ausgerüstet, wie blacklight-blaue Lampen sind; der Filter passiert den kurzwelligen UV und blockiert das sichtbare durch die Quecksilberentladung erzeugte Licht. Sie werden auch in einigen EPROM Radiergummis verwendet.

:Germicidal-Lampen haben Benennungen, die mit G (Bedeutung 'Keimtötend'), aber nicht F, zum Beispiel G30T8 für 30 Watt, Diameter, lange keimtötende Lampe beginnen (im Vergleich mit einem F30T8, der die Leuchtstofflampe derselben Größe sein würde und geltend).

Lampen von Electrodeless

:Electrodeless-Induktionslampen sind Leuchtstofflampen ohne innere Elektroden. Sie sind seit 1990 gewerblich verfügbar gewesen. Ein Strom wird in die Gassäule mit der elektromagnetischen Induktion veranlasst. Weil die Elektroden gewöhnlich das lebensbeschränkende Element von Leuchtstofflampen sind, können solche electrodeless Lampen ein sehr langes Dienstleben haben, obwohl sie auch einen höheren Kaufpreis haben.

Kalte Kathode Leuchtstofflampen (CCFL)

:Cold-Kathode Leuchtstofflampen wird als Hintergrundbeleuchtung für FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Anzeigen im Personalcomputer und den Fernsehmonitoren verwendet. Sie sind auch beim Computerfall modders in den letzten Jahren populär.

Wissenschaftsdemonstrationen

Leuchtstofflampen können durch Mittel außer einer richtigen elektrischen Verbindung illuminiert werden. Diese anderen Methoden laufen jedoch auf sehr dunkle oder sehr kurzlebige Beleuchtung hinaus, und werden so größtenteils in Wissenschaftsdemonstrationen gesehen. Statische Elektrizität oder ein Generator von Van de Graaff werden eine Lampe veranlassen, einen Augenblick lang zu blinken, weil es eine Hochspannungskapazität entlädt. Eine Tesla-Rolle wird hohen Frequenzstrom durch die Tube passieren, und da es eine Hochspannung ebenso hat, wird das Benzin innerhalb der Tube ionisieren und Licht ausstrahlen. Die kapazitive Kopplung mit Hochspannungsstarkstromleitungen kann eine Lampe unaufhörlich an der niedrigen Intensität abhängig von der Intensität des elektrostatischen Feldes anzünden.

Außerdem eine Zwiebel Hälfte des Weges eine Zweiwegeradioantenne legend, während das Übertragen die Zwiebel wegen der RF Energie illuminieren wird.

Siehe auch

• Kompaktleuchtstofflampe
• Liste von leichten Quellen
• Leuchtstofflampe, die wiederverwendet
• Leuchtstofflampe formatiert

Weiterführende Literatur

• Emanuel Gluskin, "Der Leuchtstofflampe-Stromkreis", (Stromkreise & Systemausstellungen)

IEEE Transaktionen auf Stromkreisen und Systemen, erstem Teil: Grundsätzliche Theorie und Anwendungen

46 (5), 1999 (529-544).

Links

• Populäre Wissenschaft, Januar 1940 Leuchtstofflampen
• T5 Leuchtstoffsysteme — Forschungszentrum-Forschung über den verbesserten T5 hinsichtlich des vorherigen T8 Standards Anzündend
• NASA: Die Leuchtstofflampe: Ein Plasma können Sie verwenden
• Video, Wie Leuchtstofftuben Verfertigt werden
• Museum der elektrischen Lampe-Technologie
• Wiebe E. Bijker, Räder, Bakelits und Zwiebeln: Zu einer Theorie von sociotechnical ändern MIT-Presse, 1995, Kapitel 4, Vorschau, die an Google-Büchern, auf dem sozialen Aufbau der Neonbeleuchtung verfügbar

• Erklärungen und schematics von einigen Leuchtstofflampen