Świetlówka LF (lampa fluorescencyjna, lampa luminescencyjna, lampa jarzeniowa, jarzeniówka) - opis, zasada działania, układ zapłonowy ...

Świetlówka czyli lampa fluorescencyjna (LF) jest wyładowczą, niskoprężną (wewnątrz panuje ciśnienie ok. 400 Pa) lampą rtęciową. Zbudowana jest w postaci szklanej rurki, prostej lub zgiętej, zakończonej trzonkami. W obu jej końcach wbudowane są elektrody, wykonane najczęściej z wolframowych skrętek, powleczonych substancją emitującą po ogrzaniu elektrony. Wnętrze rurki jest powleczone cienką warstwą luminoforu, którego skład chemiczny decyduje o barwie światła emitowanego przez świetlówkę. Podczas produkcji świetlówki do jej wnętrza zostaje wprowadzona kropla rtęci, a po wypompowaniu powietrza jest wypełniana argonem. Rysunek z budową świetlówki jest przedstawiony poniżej.

Do zaświecenia świetlówki nie wystarczy ją podłączyć bezpośrednio do sieci 230 V, tak jak to jest ze zwykłymi żarówkami. Do zapłonu świetlówki niezbędne są dwa urządzenia: dławik (statecznik) i zapłonnik (nazwa starter jest niewłaściwa). Dławik służy do wytworzenia fali przepięciowej w czasie zapłonu oraz ograniczenia prądu świetlówki podczas jej świecenia. Zapłonnik jest odpowiedzialny za podgrzanie katody i zaświecenie świetlówki w odpowiednim momencie.

Na rysunku przedstawiona jest budowa najczęściej stosowanego zapłonnika lampowego, ale można także spotkać zapłonniki elektroniczne. Zasadniczą częścią zapłonnika lampowego jest mała neonówka tląca o jednej elektrodzie sztywnej i drugiej bimetalowej, odginającej się pod wpływem ciepła i zwierające z elektrodą sztywną.

W początkowej fazie, gdy układ świetlówki jest wyłączony styki zapłonnika są rozwarte. Po włączeniu zasilania wystąpi na elektrodach lampki zapłonnika całkowite napięcie sieci, co spowoduje jej świecenie. Świecenie neonówki powstaje wskutek wyładowań elektrycznych, których efektem ubocznym jest nagrzewanie się elektrod lampki. Elektroda bimetalowa zapłonnika wraz z nagrzewaniem rozgina się i zwiera z elektrodą stałą.

W momencie zwarcia elektrod zapłonnika w obwodzie sieć-dławik-elektroda wolframowa-zwarta lampka zapłonnika-druga elektroda-sieć popłynie prąd o wartości ok. 1,5 razy większej od prąd roboczego. Pod wpływem przepływu prądu rozgrzewają się elektrody świetlówki, które zaczynają emitować elektrony. W okolicy elektrod można zaobserwować lekkie świecenie. W tym czasie zwarte elektrody lampki zapłonnika stopniowo stygną i po krótkiej chwili elektroda bimetalowa powraca do swojego poprzedniego kształtu co powoduje rozłączenie styków i nagłe przerwanie obwodu. Nagły spadek wartości prądu spowoduje, że na dławiku powstanie znaczna siła elektromotoryczna e = -L(di/dt).

Wywołana tym zjawiskiem fala przepięciowa (ok. 700 V) powoduje przeskok łuki pomiędzy elektrodami świetlówki i jej zaświecenie. Zjawisko to powtarza się aż do trwałego zaświecenia świetlówki. W stanie trwałego zaświecenie prąd przepływa w obwodzie sieć-dławik-świetlówka (od jednej do drugiej elektrody)-sieć. Gdy świetlówka zacznie już świecić dławik obniża napięcie świetlówki, zwykle do 110-120 V i na takim napięciu świetlówka działa do wyłączenia. Czas zapłonu wynosi od 1 do kilku sekund. Lampka zapłonnika jest tak skonstruowana, że napięcie, jakie wystąpi na niej, po zapłonie, nie powoduje jej ponownego zaświecenia. Emitowane przez podgrzaną katodę elektrony przemieszczając się, w argonie, wewnątrz świetlówki napotykają na swej drodze atomy rtęci i zderzając się z nimi wytrącają z orbity atomów wolne elektrony. Pobudzone atomy rtęci są źródłem silnego promieniowania o długości ok. 250 nanometrów, czyli ultrafioletowego. Promienie te padając na luminofor, są zmieniane na promienie o długości fali od 400 do 700 nm, czyli światło widzialne. Luminofor pełni więc, jakby funkcję transformatora długości fal.