So sánh ưu nhược điểm của đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang

Ôn tập môn Công nghệ 8

VnDoc xin giới thiệu bài So sánh ưu nhược điểm của đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Công nghệ lớp 8. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

So sánh ưu nhược điểm của đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang

I. Định nghĩa đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang
II. Bóng đèn sợi đốt
III. Đèn huỳnh quang
- 1. Cấu tạo
- 2. Nguyên lí làm việc

Câu hỏi: So sánh ưu nhược điểm của đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang

Trả lời:

Đèn sợi đốt

* Ưu điểm của đèn sợi đốt

- Giá thành sản phẩm rất rẻ

- Ánh sáng phát ra đồng đều, không chói mắt

- Thích hợp với hoạt động chăn nuôi, trồng trọt cần nhiệt lượng cao

* Nhược điểm của đèn sợi đốt

- Dây tóc bóng điện khá mỏng, dễ bị đứt gãy, gây khó khăn cho người dùng nếu muốn vận chuyển.

- Tuổi thọ thấp, dễ đứt dây tóc bóng đèn

- Nhiệt lượng tỏa ra cao, gây khó chịu khi ngồi gần

- Nguồn ánh sáng có chứa tia tử ngoại, gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe người dùng.

- Hiệu suất quang thấp, điện năng hầu hết được chuyển hóa thành nhiệt năng.

Cấu tạo bóng đèn sợi đốt dây tóc

Đèn huỳnh quang – compact

* Ưu điểm của đèn huỳnh quang

- Tiết kiệm điện năng so với đèn sợi đốt

- Tuổi thọ tương đối cao

- Ít tỏa nhiệt ra môi trường do đó hiệu suất phát sáng cũng cao hơn từ 8 đến 10 lần so với đèn sợi đốt.

- Giá thành rẻ, phù hợp với khả năng chi trả của đa số người tiêu dùng

* Nhược điểm của đèn huỳnh quang – compact

- Hiệu suất ánh sáng thấp chỉ đạt 40 – 70 Lumen/watt. Ánh sáng của đèn không đều, dễ gây mỏi mắt, cận thị.

- Trong ánh sáng có chứa thủy ngân và tia UV. Vì vậy có thể gây ảnh hưởng gián tiếp đến sức khỏe nếu tiếp xúc thường xuyên.

- Đèn compact huỳnh quang theo nguyên tắc phóng điện từ hai cực với tần số nhất định nên có độ “rung” và nhấp nháy mà mắt thường khó nhận biết, điều này gây tác hại cho thị lực của trẻ nhỏ, người làm việc liên tục, thường xuyên dưới ánh đèn.

- Tiêu hao năng lượng điện lớn (chỉ giảm khoảng 10 đến 15% so với đèn sợi đốt). Đặc biệt với những bóng đèn huỳnh quang có công suất lớn từ 36 đến 40W, khả năng tiêu hao càng lớn.

- Khi đèn bắt đầu sáng có thể phát ra tiếng ồn, tuy nhiên không đáng kể. Nếu sử dụng trong thời gian dài sẽ bị đen hai đầu.

Kiến thức mở rộng

I. Định nghĩa đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang

Bóng sợi đốt còn được gọi là đèn dây tóc, cơ chế hoạt động dựa trên sự đốt nóng của dây tóc. Đây là bộ phận chính giúp đèn có thể phát ra ánh sáng. Phần thủy tinh bao bên ngoài được rút hết không khí và bơm vào các trợ khí để bóng đèn có thể hoạt động. Cụ thể quy trình phát sáng như sau: khi bóng đèn được lắp vào đuôi đèn, dòng điện sẽ đi qua lớp kim loại nằm trên đuôi đèn , từ đó làm nóng bộ phận dây tóc với cường độ cao, đủ để phát sáng.

Đèn huỳnh quang là loại đèn được phát minh sau đèn sợi đốt do đó hình dáng cũng như cơ chế hoạt động hoàn toàn khác. Đèn có dạng hình ống tuýp điện cực. Vỏ đèn phủ một lớp bột huỳnh quang, chủ yếu chứa hợp chất phospho (P). Lớp thủy tinh bao bọc bên ngoài cũng được rút hết không khí và bơm khí trợ cũng như hơi thủy ngân. Để có thể tạo ra ánh sáng, đèn huỳnh quang cần lắp thêm hai bộ phận quan trọng là chấn lưu và tắc ke.

II. Bóng đèn sợi đốt

1. Cấu tạo:

- Gồm ba bộ phận chính: Bóng thủy tinh, sợi đốt, đuôi đèn.

Sợi đốt:

- Sợi đốt là phần tử quan trọng của bóng đèn, ở đó điện năng được biến đổi thành quang năng.

+ Có dạng lò xo xoắn.

+ Làm bằng vonfram.

+ Biến đổi điện năng thành quang năng.

Bóng thủy tinh:

- Bóng đèn làm bằng thủy tinh chịu nhiệt.

- Người ta rút hết không khí và bơm khí trơ (khí acgon, khí kripton) vào trong bóng để làm tăng tuổi thọ của sợi đốt.

Đuôi đèn:

- Đuôi đèn làm bằng đồng hoặc sắt tráng kẽm và được gắn chặt với bóng thủy tinh. Trên đuôi có hai cực tiếp xúc.

- Khi sử dụng đuôi đèn được nối với đui đèn phù hợp để nối với mạng điện cung cấp điện cho đèn

- Có hai kiểu: Đuôi xoáy và đuôi ngạnh.

2. Nguyên lý làm việc

- Khi đóng điện, dòng điện chạy trong dây tóc đèn làm dây tóc nóng lên đến nhiệt độ cao, dây tóc phát sáng.

3. Đặc điểm của đèn sợi đốt

- Đèn sợi đốt có 3 đặc điểm chính:

+ Đèn phát sáng liên tục.

+ Hiệu suất phát quang thấp. Khi làm việc, chỉ 4% đến 5% điện năng chuyển thành quang năng, phần còn lại tỏa nhiệt.

+ Tuổi thọ thấp, chỉ khoảng 1000 giờ.

4. Phân loại

Có 2 loại: đèn sợi đốt dây tóc và đèn sợi đốt halogen

Đèn sợi đốt dây tóc

Đèn sợi đốt dây tóc hoạt động bằng cách dùng dòng điện xoay chiều để đốt nóng sợi vonfram cho tới khi nó phát sáng.

* Ưu điểm:

- Ưu điểm duy nhất của đèn sợi đốt có chỉ số CRI (độ hoàn màu – trung thực màu) gần bằng 100 – mức độ cao nhất. Màu sắc của các vật sẽ rõ nét, trung thực hơn.

* Nhược điểm:

- Tiêu tốn rất nhiều điện năng: chỉ có 6-7% điện năng được chuyển thành quang năng, tiêu hao 93-94% cho phát nhiệt.

- Bóng đèn bị nóng nhiều khi sử dụng do nhiệt phát ra quá lớn, ngồi gần gây cảm giác khó chịu, nhức mắt.

- Ở môi trường lạnh đèn không hoạt động tốt, do cơ chế hoạt động là đốt nóng dây tóc để phát sáng.

- Tuổi thọ thấp (Khoảng 1000 giờ), dễ bị đứt dây tóc trong bóng đèn.

- Phát ra nhiều khí thải CO₂, độc hại với môi trường

- Khi hoạt động tạo ra một lượng đáng kể tia cực tím và bức xạ hồng ngoại gây hại cho da.

- Công suất vừa và nhỏ, chỉ thích hợp chiếu sáng trong không gian nhỏ.

Đèn sợi đốt halogen

Đèn sợi đốt halogen tương tự như đèn sợi đốt thông thường, có thêm một lượng khí halogen được thêm vào, bao bọc sợi dây tóc vonfram. Hoạt động bằng cách dùng điện để đốt nóng sợi vonfram cho tới khi nó phát sáng.

* Ưu điểm:

- Độ hoàn màu CRI (độ trung thực màu) gần bằng 100, nên nhìn màu sắc của các vật trung thực rõ nét.

* Nhược điểm:

- Tốn kém điện năng: Tuy đèn halogen có hiệu suất là việc cao hơn đèn sợi đốt dây tóc thông thường. Tuy nhiên vẫn hoạt động dựa trên việc đốt nóng sợi dây vonfram để phát sáng. Nên việc tiêu hao năng lượng là cực lớn.

- Bóng đèn bị nóng nhiều khi sử dụng, do nhiệt phát ra quá lớn, ngồi gần gây khó chịu, nhức mắt.

- Không hoạt động tốt ở môi trường lạnh, do cơ chế hoạt động là đốt nóng dây tóc để phát sáng.

- Tuổi thọ cao hơn so với đèn sợi đốt thường, tuy nhiên vẫn ở mức thấp (Khoảng 2000 giờ). Dễ bị đứt dây tóc trong bóng đèn.

- Phát ra nhiều khí thải CO₂, độc hại với môi trường

- Khi hoạt động tạo ra một lượng đáng kể tia cực tím và bức xạ hồng ngoại gây hại cho da.

- Công suất vừa và nhỏ, chỉ thích hợp chiếu sáng trong không gian nhỏ.

Vào ngày 01/09/2018 đèn sợi đốt và đèn halogen đã bị cấm sử dụng tại Châu Âu. Nhằm bảo vệ sức khỏe cho người tiêu dùng, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.

III. Đèn huỳnh quang

1. Cấu tạo

- Đèn ống huỳnh quang có 2 bộ phận chính: Ống thủy tinh và 2 điện cực

- Ống thủy tinh có các loại chiều dài: 0,6m; 1,2m; 1,5m... Mặt trong có phủ lớp bột huỳnh quang.

- Điện cực làm bằng dây vonfram có dạng lò xo xoắn, được tráng 1 lớp bari-oxit để phát ra điện tử.

- Có 2 điện cực ở 2 đầu ống, mỗi điện cực có 2 đầu tiếp điện đưa ra ngoài gọi là chân đèn để nối với nguồn điện.

2. Nguyên lí làm việc

- Khi đóng công tắc thì toàn bộ điện áp đặt vào hai tiếp điểm của tắc te làm xảy ra phóng hồ quang trong tắc te. Thanh lưỡng kim của tắc te biến dạng do nhiệt dẫn đến tiếp điểm động tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh mạch kín dòng điện chạy trong mạch đốt nóng các điện cực. Hồ quang mất, thanh lưỡng kim nguội đi dẫn đến "mở mạch" dẫn đến việc tạo lên quá điện áp cảm ứng (do chấn lưu) làm xuất hiện hiện tượng phóng điện qua chất khí trong đèn.

- Hiện tượng phóng điện phát ra rất nhiều tia tử ngoại, các tia này kích thích bột huỳnh quang làm phát ra các bức xạ ánh sáng. Khi ấy thuỷ ngân sẽ bốc hơi và hơi thuỷ ngân sẽ duy trì hiện tượng phóng điện. Khi đèn sáng chấn lưu hạn chế dòng điện và ổn định phóng điện.

Đặc điểm của đèn ống huỳnh quang

a) Hiện tượng nhấp nháy:

- Đèn phát ra ánh sáng không liên tục, có hiệu ứng nhấp nháy gây mỏi mắt.

b) Hiệu suất phát quang lớn, gấp khoảng 5 lần so với đèn sợi đốt.

c) Tuổi thọ khoảng 8000 giờ, lớn hơn đèn sợi đốt nhiều lần.

d) Cần mồi phóng điện bằng chấn lưu điện cảm và tắc te hoặc chấn lưu điện tử.

Phân loại

Có 2 loại: đèn tuýp huỳnh quang và bóng đèn compact

Đèn tuýp huỳnh quang

Đèn tuýp huỳnh quang ống thủy tinh có chứa magie, khí trơ (khí argon) và được phủ 1 lớp bột photpho. Khi bật đèn, chấn lưu và tắc te của đèn giúp cho việc phóng điện xảy ra. Khi dòng điện chạy qua 2 đầu của ống thủy tinh sẽ kích thích nguyên tử magie giải phóng tia cực tím. Các tia cực tím lại va chạm với mặt trong của ống có chứa photpho để tạo ra ánh sáng trắng hồng ngoại. Đó chính là ánh sáng của đèn tuýp mà chúng ta nhìn thấy.

* Ưu điểm:

– Hiệu suất phát sáng cao hơn đèn dây tóc

– Tuổi thọ cao hơn đèn dây tóc sợi đốt (Khoảng 5000 giờ)

– Ít tỏa nhiệt hơn

– Tiết kiệm điện năng hơn đèn sợi đốt

– Giá thành vừa phải

* Nhược điểm:

– Phát ra tia tử ngoại (cực tím) khi hoạt động. Đèn bị nháy khi bật, do sử dụng tắc te và chấn lưu.

– Chứa các chất độc như: thủy ngân, chì, cadimi. Ảnh hưởng tới sức khỏe con người và môi trường xung quanh.

– Dễ gây cận thị bởi độ sáng không ổn định, độ sáng giảm theo thời gian.

– Độ trung thực màu đạt khoảng 60-80, chỉ thích hợp cho những nơi không yêu cầu cao về độ trung thực màu sắc.

– Công suất vừa và nhỏ, chỉ thích hợp chiếu sáng trong không gian nhỏ.

Bóng đèn Compact

Bóng đèn Compact về cấu tạo giống như đèn tuýp huỳnh quang. Nhưng bóng đèn compact không sử dụng tắc te và chấn lưu như đèn tuýp, mà sử dụng chấn lưu điện tử lắp ở đuôi đèn. Nên hiện tượng nhấp nháy khi bật được hạn chế.

Công suất của đèn compact thường nhỏ hơn so với đèn tuýp.

So sánh về ưu điểm và nhược điểm của bóng đèn compact cũng tương đương với đèn tuýp.

Đặc tính chiếu sáng của đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang thường được sử dụng:

đặc tính đèn sợi và đèn huỳnh quang