مبدأ علم لمبة الفلوريسنت
شرح فيديو + شرح نصي + تحميل كتاب من أدناه
طريقة عمل مصباح الفلورسنت
طريقة عمل مصباح الفلورسنت
شرح نصي ومصور
إن العنصر الأساسي في أنبوبة مصباح الفلوريسنت هي الانبوبة الزجاجية المفرغة من الهواء.
حيث تحتوي الأنبوبة على القليل من جزيئات الزئبق Hg وغاز خامل هو الأرجون Ar عند ضغط منخفض.
كذلك تغطي سطح الانبوبة الداخلي طبقة من مادة فوسفورية. يوجد على طرفي الانبوبة الكترود للتوصيل الكهربي
وفي داخل أنبوبة الفلورسنت يتصل الالكترود بفتيلة حرارية تقوم بإطلاق الالكترونات عندما تسخن ، وهذا ما يعرف بالإنباث الإلكتروني الحراري .
ماذا يحدث عند تشغيل أنبوبة الفلوريسنت
عند توصيل التيار الكهربي بطرفي الالكترود فإن الفتيلتين للأنبوبة وتبعث بالإلكترونات
إلى داخل الأنبوبة.
هذه الالكترونات تتعجل (تتزايد سرعتها) تحت تأثير فرق الجهد الكهربي المطبق على طرفي الانبوبة والذي يبلغ 240 فولت. تتصادم هذه الالكترونات المعجلة بذرات غاز الارجون فتعمل على تأيينها (أي أنها تنتزع منها بعض الالكترونات وتترك ذرة الارجون على شكل أيون موجب)، تحت تأثير فرق الجهد الكهربي المطبق على طرفي الالكترود فإن الالكترونات السالبة تتسارع في اتجاه الجهد العالي (الموجب) بينما الأيونات الموجبة تتسارع في اتجاه الجهد المنخفض (السالب). وهذا يشكل دائرة كهربية يمر فيها التيار خلال غاز الأرجون المتأين. (تم تجاهل دور المشغل الابتدائي starter وسيأتي شرح دوره في الجزء القادم). عندما تصطدم الالكترونات والايونات المعجلة بغاز الزئبق داخل الأنبوبة الزجاجية المفرغة تثار ذرات الزئبق حيث تنتقل الكترونات
ذرة الزئبق إلى مدارات ذات طاقة أعلى. ولكن سرعان ما تعود هذه الالكترونات المثارة إلى مداراتها الأدنى المستقرة ، وتطلق فوتونات ضوئية طاقتها تساوي فرق الطاقة بين طاقتي المستويين الأعلى والأدنى .
هذه الفوتونات الضوئية الناتجة عن ذرات الزئبق المثارة تكون في مدى الطيف فوق البنفسجية وذلك لخاصية في مدارات
ذرة الزئبق وهذا الفوتونات لا تصلح للاضاءة ولهذا يجب تحويلها إلى مدى الطيف المرئي.
قبل مرور التيار الكهربي
بعد مرور التيار الكهربي الالكترونات والايونات تتصادم مع غاز الزئبق وتسبب في اثارته
اصطدام الفونتونات المنبعثة من ذرات الزئبق المثارة بالغطاء الفسفوري لتطلق بدورها الضوء الأبيض
وهنا يأتي دور الغطاء الفسفورى المحيط بالجزء الداخلي للنبوبة الزجاجية حيث يمتص هذه الفوتونات ذات الأطوال الموجية
في المدى فوق البنفسجي وتثار المادة الفسفورية ولكن عندما تعود فإن جزء من طاقة الفوتونات المنبعثة من ذرات الفسفور المثار يبدد على شكل طاقة حرارية (ومن هنا نستنتج سبب الارتفاع الطفيف في درجة حرارة الانبوبة الفلوريسنت) والجزء الباقي ينطلق على شكل فوتون ضوئي ذو طاقة أقل بحيث يصبح طوله الموجي في مدى الطيف المرئي. مما يعطي الضوء الأبيض والذي
هو خليط لما يعرف بالوان الطيف السبعة.
ظاهرة امتصاص الطيف فوق البنفسجي وانبعاث الطيف المرئي بواسطة المواد الفسفورية يسمي بالفلوريسنت
ومن هنا اطلقت على هذه المصابيح بأنابيب الفلوريسنت
ما هو دور المشغل أو ما يعرف بالستارتر
من المعروف أنه من الصعب الحصول على الضوء مباشرة من مصباح الفلوريسنت إذا كاان الستارتر Starter
معطل وفي اغلب الاحيان يتم استبداله بآخر جديد ليعود المصباح للعمل من جديد.. فما هو الدور الذي يلعبة
هذا العنصر في الدائرة الكهربية (موضح في الشكل التالي بالدائرة الحمراء المنقطة).
من المعروف أن غاز الأرجون داخل الانبوبة لا يوصل التيار الكهربي إلا إذا اصبح متأين. ولحين تأينه يمرر التيار الكهربي
في دائرة جانبية bypass circuit موضحة بالسلك الأزرق السماوي في الشكل أعلاه. ويستمر التيار يمر في الستارتر لفترة وجيزة وهي الفترة اللازمة لكي تسخن الفتيلتين على طرفي الأنبوبة وتنطلق الالكترونات منها لتأين غاز الأرجون وعندها يتوقف الستارتر عن العمل (يمكنك فكه بعد اضاءة ضوء المصباح وستجد أن المصباح لا زال يعمل).
ماذا يحدث داخل الستارتر؟؟
الستارتر هو عبارة عن مصباح ضوئي صغير مثل فلاش الكاميرا يحتوي على طرفين من سلكين موصلين للتيار الكهربي
كما في الشكل (1) ادناه. عند بدء تشغيل مصباح الفلوريسنت يبدأ التيار الكهربي في المرور من خلال الستارتر لان الغاز داخل الانبوبة لازل عازلا للتيار الكهربي. يحدث بين طرفي سلك الستارتر تفريغ كهربي ينتج عنه بريق ضوئي يعمل على تسخين السلكين. احد هذين السلكين يتمدد في اتجاه الطرف الاخر فيتلامسان ويمر التيار الكهربي من خلالهما.
يستمر مرور التيار في الستارتر إلى أن يتأين غاز الأرجون كما ذكرنا سابقاً
ويجد التيار الكهربي مقاومة أقل في غاز الارجون المتأين. عندها يتوقف مرور التيار في الستارتر
ومن ثم يبرد الستارتر وينكمش السلك ليبتعد عن السلك الآخر.
وينتهي دوره إلى أن يعاد تشغيل المصباح في المرة القادمة...
ــــــــــــــــــــــــــ
يمكنكم من أدناه
تعليقات