TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỀ TÀI:
TÌM HIỂU VỀ CÁC LOẠI ĐÈN ĐƯỜNG
ĐÈN SỢI ĐỐT VÀ ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
GVHD: NGUYỄN THANH TÚ
Sinh viên thực hiện:
TPHCM, ngày 14 tháng 3 năm 2012
Khoa: Vật lý
Lớp: SP Lý 2A
NHÓM 2
Nguyễn Lê Anh
Nguyễn Tố Ái
Nguyễn Ngọc Phương Dung
Trần Hữu Cầu
Trịnh Ngọc Diểm
Nguyễn Quốc Khánh
Nguyễn Quốc Khánh
Nhóm 2
Trang 1
LỜI MỞ ĐẦU Từ xưa đến nay, đèn điện là vật dụng không thể thiếu được trong cuộc sống
chúng ta. Thử nghĩ nếu loài người chúng ta không phát minh ra đèn điện thì
cuộc sống của chúng ta sẽ đi đến đâu? Phát minh ấn tượng này ra đời trong một
phòng thí nghiệm nhỏ của Thomas Edison nằm trên một con phố ở New Jersey
- Mỹ vào năm 1879. Có thể nói, đèn điện là một trong những phát minh quan
cao, kèm theo một mùi khó chịu, không thích hợp với việc sử dụng trong nhà.
Vào năm 1831, Michael Faraday tìm ra nguyên tắc của máy Magneto là bộ máy
sinh ra các tia lửa đốt loại khí bên trong động cơ dầu lửa. Tới năm 1860, một loại
đèn điện sơ sài ra đời tuy chưa thực dụng nhưng đã khiến cho người ta nghĩ tới khả
năng của điện lực trong việc làm phát sáng. Thomas Edison cũng cho rằng điện lực
có thể cung cấp một thứ ánh sáng dịu hơn, rẻ tiền hơn và an toàn hơn ánh sáng của
đèn hồ quang của William Wallace. Edison đã tìm đọc tất cả các sách báo liên quan
tới điện học. Ông muốn thấu triệt sâu rộng lý thuyết về điện lực để có thể mang kiến
thức của mình vào các áp dụng thực tế. Ngày nay trong số 2500 cuốn sổ tay 300
trang được Viện Edison cất giữ, người ta còn thấy hơn 200 cuốn ghi chép về điện
học. Chính những điều ghi chép này đã là căn bản của các khám phá vĩ đại của thiên
tài Edison trong phạm vi Khoa Học và Kỹ Thuật.
Thời bấy giờ, báo chí nói nhiều đến công cuộc nghiên cứu của Edison về đèn
điện làm cho các công ty đèn thắp bằng khí đốt lo ngại trong khi đó Edison khuyên
các hội viên của Công Ty Đèn Điện Edison (the Edison Electric Light Co.) bỏ thêm 50,000 Dollar để ông theo đuổi công trình nghiên cứu. Hồi đó trong phòng thí
nghiệm tại Menlo Park có vào khoảng 50 người làm việc không ngừng. Bình điện,
dụng cụ, hóa chất và máy móc chất cao trong các phòng nghiên cứu. Đồng thời với
việc nghiên cứu đèn điện, Edison còn phải cải tiến rất nhiều máy móc khác cũng
như tìm ra các kỹ thuật cần thiết vì vào thời bấy giờ, kỹ nghệ điện lực còn trong giai
đoạn phôi thai. Cũng nhờ nghiên cứu đèn điện, Edison đã sáng chế ra cầu chì, cái
ngắt điện, đynamô, các lối mắc dây. . .
Căn cứ từ đèn hồ quang của Wallace, Edison thấy rằng có thể có ánh sáng từ
một vật cháy sáng bằng cách đốt nóng. Edison đã dùng nhiều vòng dây kim loại rất
mảnh rồi cho dòng điện có cường độ lớn đi qua để những vòng dây đó nóng đỏ lên,
nhưng chỉ sau chốc lát, các vòng đó đều cháy thành than. Vào tháng 4 năm 1879,
Edison nẩy ra một sáng kiến. Ông tự hỏi cái gì sẽ xảy ra nếu sợi dây kim loại được
đặt trong một bóng thủy tinh không chứa không khí? Edison liền cho gọi Ludwig
điện nhưng bài tường trình này đã làm đại chúng nghi ngờ và có người còn cho rằng
một thứ ánh sáng như vậy trái với định luật thiên nhiên. Có nhà báo lại khôi hài câu
chuyện và bảo đèn điện của Edison đã được ông dùng bóng bay thả lên trời thành
những ngôi sao lấp lánh ban chiều
.
Edison rất buồn cười về những lời phủ nhận sự thật. Ông quyết định trình bày
trước đại chúng chiếc đèn điện để phá tan mọi mối hoài nghi. Ông cho treo hàng
trăm bóng đèn điện quanh phòng thí nghiệm, quanh nhà ở và dọc theo các con
đường tại Menlo Park. Ngày 31/12/1879, một chuyến xe lửa đặc biệt đã xuôi ngược
New York - Menlo Park, mang theo hơn 3000 người hiếu kỳ gồm cả các nhà khoa
học, các giáo sư, các nhân viên chính quyền cũng như các nhà kinh tài tới quan sát
tận mắt chiếc đèn điện. Đêm hôm đó cả vùng Menlo Park tràn ngập trong ánh sáng
chan hòa của một thứ đèn mới. Chính Thomas Alva Edison đã phát minh ra bóng
đèn sợi đốt. II. Cấu tạo
Đèn sợi đốt chịu nhiệt độ cao, đặt trong bóng thủy tinh trong suốt (hoặc mờ) và
được nối điện ra ngoài qua đuôi đèn.
Sợi đốt là dây kim loại, thường là vonfram (W), được giữ bởi các móc bằng
molipđen cắm sâu vào phần đĩa thuỷ tinh của giá đỡ tóc. Hai đầu dây tóc được nối
với hai điện cực (Cu hay Ni), hai đầu điện cực được gắn chặt ở phần dưới của giá
đỡ tóc, phần nằm trong giá đỡ tóc làm bằng hợp kim có cùng hệ số giãn nở với hệ
số giãn nở của thuỷ tinh. Thực hiện tiếp xúc với cực đế bên ngoài bằng cách hàn đồng hay thiếc. Vonfram có nhiệt độ nóng chảy cao 3650K, được sử dụng làm sợi
đốt đã hơn 80 năm qua. Vonfram là vật liệu lý tưởng , chịu được nhiệt độ cao, độ
Đuôi đèn dùng để mắc đèn vào mạng điện, có 2 kiểu : đuôi xoáy và đuôi ngạnh.
1. Sợi đốt
2. Bóng thủy tinh
3. Đuôi đèn
Đuôi xoáy
Đuôi ngạnh Đuôi ngạnh ít gặp, thường dùng cho công suất dưới 150W. Đuôi xoáy dùng phổ
biến cho mọi công suất.
Khi lắp đèn đuôi đèn được lắp vào đui đèn, nối với nguồn điện.
III. Nguyên tắc hoạt động
Khi có dòng điện chạy qua đèn, do tác dụng nhiệt, sợi dây điện trở (dây tóc) bị
nung nóng đến nhiệt độ nóng sáng (khoảng 2600
0
C).
Như vậy, đèn dây tóc làm việc dựa trên nguyên lí phát quang của một số vật liệu
dẫn điện khi có dòng điện chạy qua.
IV. Đặc tính
Ưu điểm cơ bản của đèn sợi đốt là phát sáng liên tục, chỉ số thế hiện màu tốt,
cho phép chiếu sáng chất lượng cao. Ngoài ra đèn sợi đốt còn có các ưu điểm sau:
Mắc trực tiếp vào lưới điện, kích thước nhỏ, dễ bố trí, lắp đặt và dễ sử dụng.
- Bật sáng tức thời.
- Giá thành thấp.
- Có màu ấm.
Nhược điểm chủ yếu của đèn sợi đốt là hiệu suất phát quang thấp, gây phát
nóng. Sử dụng đèn sợi đốt để chiếu sáng không tiết kiệm điện năng, vì thế chỉ thích
hợp với chiếu sáng trong nhà với mức chiếu sáng thấp như phòng ngủ, đèn bàn học
tập, phòng tắm, quán cà phê…
Các đặc tính của đèn phụ thuộc rất nhiều vào điện áp, vì rằng khi điện áp đặt vào
,
-,.
I=/
!0
1
2
3
!4
5
6,7
P=8
!9
:
;
<
!=
>
?,@
D=D
!A
B
C
!D
E
F
GH,I
120
140
J
K
!
L
% giá trị định mức
Quan hệ
, I, P, D theo điện áp Bảng đặc tính công suất và quang thông của đèn sợi đốt tiêu chuẩn và đèn sợi đốt
halogen loại U
đm
= 220V
Đèn sợi đốt tiêu chuẩn 220V Đèn halogen
P (W) Φ (lm) P (W) Φ (lm) P (W) Φ (lm)
15 120 150 2200 100 2100
25 220 200 3000 300 6300
40 430 300 5000 500 10500
60 740 500 8700 1000 22000 – 26000
75 970 1000 18700 1500 33000
100 1390 1500 27700 2000 44000 – 54000
B. ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP
I. Lịch sử hình thành
Ống phóng điện được đặt trong một ống hay bầu thủy tinh thứ hai với mục đích
làm đồng đều tổn thất nhiệt.
III. Nguyên tắc hoạt động
Cả hai điện cực được lắp trong ống thủy tinh với điểm nóng chảy cao để cho nhiệt
độ ở trong đèn sẽ nâng cao hơn 500
0
C. Sự bật sáng của đèn này thực hiện nhờ một
điện cực phụ đặt gần một trong các điện cực chính và được liên hệ với một điện cực
chính khác thông qua một điện trở khoảng vài nghìn ohm.
IV. Đặc tính
Các đặc tính của đèn cao áp thủy ngân:
- Ánh sáng màu trắng.
- Hiệu suất phát quang 40 đến 60 1m/W.
- Chỉ số thể hiện màu trung bình.
Những đèn loại này có nhược điểm là chỉ có thể bật sáng trở lại sau khi đã nguội
hoàn toàn (5 – 6 phút). Vị trí làm việc của một số đèn loại này chỉ được phép đặt
thẳng đứng. Nếu đặt nghiêng sẽ dẫn đến làm giảm hiệu quả sáng hoặc cũng có thể
làm hỏng đèn.
Hiệu quả ánh sáng của đèn từ 30 – 40 lm/W. Độ chói của ống phóng của đèn từ
200 – 600 sb.
Bức xạ của một số đèn có hơi thủy ngân với áp suất cao bao gồm các thành phần
của vùng vàng, xanh là cây, xanh da trời và tím của phổ. Ánh sáng của nó khác với
ánh sáng ban ngày vì không có bức xạ đỏ. Vì vậy chúng có thể được dùng trong
chiếu sáng các xưởng và chiếu sáng đường giao thông mà ở đây không cần phân
biệt màu sắc.
Màu ánh sáng phát ra của đèn này có thể được hiệu chỉnh bằng cách thêm vào
Cadmi và kẽm ở hơi thủy ngân của đèn, hoặc bằng cách tổ hợp hoặc sử dụng một số
0
C và áp suất cao, đèn natri cao áp phát ra ánh sáng
màu trắng ấm. Các đặc tính của đèn:
- Hiệu suất phát
quang đạt tới 120
lm/W.
- Chỉ số thể hiện
màu thấp.
- Tuổi thọ khoảng
1000 giờ.
Đèn natri áp suất cao
được sử dụng chủ yếu
trong chiếu sáng ngoài
trời, cho các khu vực công cộng, đường phố, bãi đỗ xe, công trình văn hóa thể
thao…
III. Đèn halogen kim loại
Đây là đèn phóng điện cao áp trong hơi thủy ngân và halogen (iođua natri, iođua
tali).
Các đặc tính của đèn:
- Ánh sáng màu rất trắng giống ánh sáng
ban ngày.
- Hiệu suất phát quang đạt tới 95 lm/W.
- Tuổi thọ khoảng 4000giờ.
Đèn halogen kim loại được sử dụng để chiếu sáng công cộng, các công trình văn
hóa thể thao có yêu cầu chất lượng chiếu sáng tốt, có nhu cầu tiếp phát truyền hình
màu.
I. Lịch sử hình thành 2
II. Cấu tạo 5
III. Nguyên tắc hoạt động 8
IV. Đặc tính 8
B. ĐÈN THỦY NGÂN CAO ÁP 10
I. Lịch sử hình thành 10
II. Cấu tạo 11
III. Nguyên tắc hoạt động 12
IV. Đặc tính 12
C. MỘT SỐ LOẠI ĐÈN ĐƯỜNG KHÁC 13
I. Đèn Natri thấp áp 13
II. Đèn Natri cao áp 13
III. Đèn halogen kim loại 14
Tài liệu tham khảo 15
Mục lục 16