Bóng đèn – một thiết bị có vai trò vô cùng quan trọng trong việc cung cấp ánh sáng cho con người suốt những thập kỷ qua. Kể từ khi được phát minh, thiết bị này là độc nhất vô nhị và không thể thay thế bởi bất cứ đồ vật nào khác. Điều này chứng tỏ tầm quan trọng của bóng đèn là rất lớn.
Bóng đèn được phát minh ra bởi ai?
Đa số mọi người đều nghĩ Thomas Edison là người phát minh ra bóng đèn nhưng thực chất đây là một phát minh gây rất nhiều tranh cãi về việc ai là cha đẻ của nó. Từ năm 1800 đã xuất hiện nhiều thí nghiệm được tiến hành từ sau khi đèn sợi đốt được ra đời.
Một thời gian sau vào năm 1835, ông James Bowman Lindsay đã trở thành người phát minh ra bóng đèn sợi đốt dùng điện đầu tiên trên toàn thế giới nhưng ông không được cấp bằng sáng chế để bảo vệ phát minh của mình và không hoàn thiện được nguyên mẫu ban đầu.
Năm 1860, ông Joseph Swan đã nghĩ ra ý tưởng tạo một khoảng trống nhằm kéo dài sự cháy sáng của dây tóc bên trong bóng. Dây tóc khi đó được làm bằng than chì đặt trong một bình thủy tinh hút chân không nhưng không được ưu việt và sợi than chì bị đốt sẽ tạo ra muội đen cũng như giảm khả năng chiếu sáng.
Đến những năm 1878 – 1880 thì ông mới khắc phục được điểm yếu và ông đã đăng ký bản quyền sở hữu tại Anh Quốc. Thomas Edison cùng các nhà nghiên cứu đã cải thiện sợi đốt bên trong bóng đèn và tìm ra được vật liệu có thể hoàn thiện sản phẩm này.
Sau đó, ông đưa thành phẩm hoàn chỉnh ra thị trường nhưng gặp vấn đề với việc xác minh quyền sở hữu bóng đèn với Joseph Swan. Cả hai cùng ra tòa nhưng Edison đã thua kiện. Tuy vậy, cả hai đều được ủy quyền để cùng nhau sản xuất phát minh này.
Những thông tin cơ bản về cơ chế của bóng đèn?
Cơ chế hoạt động của bóng đèn thường sẽ khác nhau tùy vào từng loại riêng biệt nhưng về cơ bản sẽ có những thông tin chung giữa chúng. Các loại đèn đều sẽ có cho mình một bộ phận chính quan trọng nhất có chức năng cơ bản là để đốt cháy để tạo ra ánh sáng.
Bên cạnh đó, bóng đèn còn có một bộ phận là phần vỏ bên ngoài được làm ra từ vật liệu đạt các yêu cầu và có khả năng chống chọi với một số vấn đề như chống nhiệt, chống nước, vv… Phần vỏ này sẽ có chức năng cơ bản là để bảo vệ và đảm bảo an toàn cho các bộ phận nằm bên trong của nó.
Các bộ phận của bóng?
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại bóng đèn được sử dụng rộng rãi và mỗi loại bóng sẽ có các bộ phận khác nhau riêng biệt cho từng loại. Mỗi loại đèn như đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang, led và đèn halogen đều có các bộ phận khác nhau phù hợp với từng loại.
Bộ phận chính của bóng đèn sợi đốt là gì?
Đối với đèn sợi đốt sẽ có các bộ phận gồm ba phần chính là sợi đốt hay còn gọi là tóc bóng đèn, bóng thủy tinh và đuôi đèn. Sợi đốt của đèn sợi đốt sẽ được làm bằng vonfram có khả năng chịu nhiệt độ cao và biến đổi điện năng thành quang năng.
Phần bóng thủy tinh của đèn sợi đốt sẽ được làm bằng thủy tinh chịu được nhiệt độ cao và bảo vệ sợi đốt bên trong. Phần đuôi đèn phổ biến là đuôi xoáy E27 hoặc E14 và đuôi ngạnh B22. Bộ phận này thường được làm bằng đồng hoặc sắt tráng kẽm gắn chặt với bóng thủy tinh để nối với mạng điện cung cấp cho bóng đèn.
Các bộ phận chủ yếu của đèn huỳnh quang gồm những gì?
Bóng đèn huỳnh quang có cấu tạo gồm hai bộ phận chính là ống thủy tinh và điện cực. Ống thủy tinh thường có chiều dài từ 0,3m – 2,4m với mặt trong phủ một lớp bột huỳnh quang và chứa hơi thủy ngân và khí trơ.
Bộ phận điện cực được làm bằng wolfram và có dạng lò xo xoắn nối ra ngoài qua chân đèn. Bên cạnh đó, phần vỏ đèn sẽ được phủ một lớp bột huỳnh quang. Ngoài ra, loại đèn huỳnh quang này còn được bơm vào một ít hơi thủy ngân và khí trơ với mục đích làm tăng độ bền của điện cực và tạo ra ánh sáng màu.
Bộ phận chủ yếu của bóng đèn led
Đèn led có các bộ phận gồm vỏ đèn, chip led, bộ nguồn và đuôi đèn. Vỏ đèn được dùng để bảo vệ các linh kiện phía trong và được thiết kế đa dạng về mặt mẫu mã cũng như màu sắc để người tiêu dùng lựa chọn. Vỏ đèn được sản xuất bằng chất liệu đạt tiêu chuẩn như chống thấm, chống nước và tỏa nhiệt nhanh chóng.
Chip led là một bộ phận có vai trò tạo ra ánh sáng cho bóng đèn. Trong chip led có pha lẫn các tạp chất để tạo ra được một tiếp giáp P – N. Kênh N để chứa điện tử và kênh P chứa lỗ trống. Khi điện tử lấp đầy chỗ trống trong kênh P sẽ sinh ra bức xạ ánh sáng có màu sắc khác nhau phụ thuộc vào tạp chất trong con chip.
Bộ nguồn cấp điện phải đảm bảo cung cấp dòng điện và điện áp thích hợp với loại đèn led đang sử dụng. Do đó, bộ nguồn có tuổi thọ tương đương với tuổi thọ của đèn led. Còn bộ phận đuôi đèn của đèn led sẽ tương tự với phần đuôi đèn của đèn sợi đốt.
Các bộ phận chính của bóng halogen
Đèn halogen gồm 3 bộ phận chính là vỏ bóng đèn, dây tóc và khí halogen. Bộ phận vỏ đèn thường được làm từ thủy tinh thạch anh có khả năng bảo vệ các bộ phận bên trong đèn. Dây tóc thì được làm từ vonfram có thể chống vỡ và chống cứng nhiều hơn so với thép.
Các sợi vonfram sẽ được quấn chặt trung tâm của đèn để giữ dây tóc. Khí halogen thường được sử dụng chủ yếu là Iot và Brom khi kết hợp với vonfram sẽ có thể tạo ra một quá trình hóa học khép kín.
Các để bóng đèn hoạt động
Vì mỗi loại bóng đèn sẽ bao gồm các bộ phận khác nhau nên nguyên lý hoạt động của mỗi đèn sẽ khác nhau tùy theo từng loại. Loại đèn sợi đốt sẽ có cách hoạt động khác với loại đèn huỳnh quang cũng như với loại đèn led và loại đèn halogen.
Cách hoạt động của bóng đèn sợi đốt bạn cần nắm rõ
Dây tóc là bộ phận chính dùng để phát sáng của loại đèn sợi đốt. Dòng điện sẽ truyền qua đuôi đèn và làm nóng dây tóc đến khi nhận được một nhiệt độ vừa đủ thì dây tóc sẽ phát ra ánh sáng làm đèn hoạt động ngay lập tức.
Công suất để các loại đèn sợi đốt hoạt động là 60W trong khi hiệu suất phát quang rất thấp và gây ra nhiều nguy hiểm cho người sử dụng. Khi người dùng chạm tay vào đèn khi đang phát sáng sẽ rất nóng và có khả năng bị bỏng tay.
Bật mí nguyên lý hoạt động của bóng đèn huỳnh quang
Khi đóng điện thì sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện giữa hai cực dẫn đến phát ra tia tử ngoại hay còn gọi là tia cực tím. Tia tử ngoại này khi tác dụng với lớp bột huỳnh quang sẽ làm cho đèn phát sáng.
Bên cạnh đó, để hiện tượng phóng điện được xảy ra thì người ta phải lắp đặt thêm chấn lưu hay còn gọi là tăng phô và tắc te gọi cách khác là chuột bàn. Tắc te sẽ được xen giữa hai sợi dây tóc và đóng vai trò đóng ngắt điện tự động.
Bóng led hoạt động như thế nào?
Khi được cung cấp nguồn điện, bóng đèn led sẽ hoạt động theo nguyên lý thay đổi các giá trị điện trở dòng. Lý giải cho việc cần phải thay đổi giá trị điện trở dòng để đèn led hoạt động là nhằm thay đổi hệ thống ánh sáng và điện áp phù hợp với các thông số của đèn.
Hoạt động của đèn led nói một cách chi tiết sẽ dựa trên công nghệ bán dẫn thông qua sử dụng chip led để phát sáng. Hai cực P và N của đèn led sẽ đóng vai trò là cầu nối của dòng điện. Dòng điện sẽ từ nguồn rồi tiến lại gần mặt tiếp giáp P – N và tạo thành các nguyên tử trung hòa.
Quá trình này sẽ giúp tạo ra các bức xạ điện tử rồi giải phóng năng lượng giúp cho đèn hoạt động, phát sáng. Dựa vào nguyên tắc vật lý mà đèn led sẽ hoạt động phát ra ánh sáng nhờ sự tương tác trong khối bán dẫn.
Cách để bóng đèn halogen hoạt động
Dòng điện sẽ đi qua dây tóc của đèn và một lượng phân tử kim loại trong dây tóc dưới tác động của nhiệt sẽ bay hơi vào hỗn hợp khí trong đèn thủy tinh. Một số phân tử kim loại không thể kết hợp với phân tử khí do trong đèn có chứa khí trơ sẽ bám vào thủy tinh.
Bên cạnh đó, các phân tử kim loại còn lại sẽ va chạm với phân tử khí halogen rồi bật ngược lại bám vào dây tóc. Do đó sẽ xảy ra sự thiếu hụt phân tử kim loại làm cho dây tóc của đèn bị nhỏ dần và đứt gãy theo thời gian. Sau khi xảy ra các quá trình của phân tử kim loại thì đèn halogen sẽ hoạt động.
Một số loại bóng đèn hiện nay
Trên thị trường hiện nay có vô số loại bóng đèn được sử dụng và bày bán phổ biến khắp cả nước. Tùy vào mục đích và nơi sử dụng mà mọi người sẽ sử dụng từng loại đèn khác nhau.
Một số loại đèn được người dùng biết đến phổ biến hiện nay có thể kể đến là đèn led, đèn huỳnh quang, đèn sợi đốt, đèn halogen, vv… Các loại đèn này còn có những dòng khác nhau để người dùng dễ dàng chọn lựa phù hợp với mục đích và nhu cầu sử dụng.
Ví dụ như khi chọn đèn cho khu vực phòng làm việc thì mọi người thường sử dụng các loại đèn như: đèn led tube, đèn led panel, đèn led mica hoặc các bộ đèn máng phản quang.
Kết luận
Bóng đèn có công dụng vô cùng quan trọng trong xã hội hiện đại ngày nay. Phát minh này luôn hiện diện cũng như gắn bó mật thiết với cuộc sống của con người suốt hàng trăm năm qua và kể cả trong tương lai. Hiện nay có rất nhiều loại đèn phổ biến được mọi người sử dụng rộng rãi hằng ngày.
