chương 1, dưới đây ta sẽ xem xét thêm khái niệm và ý nghĩa của các thông số sau: a. Hiệu suất phát quang H (lm/W) Hiệu suất phát quang của một nguồn sáng là tỷ số giữa quang thông (F) với công suất tiêu thụ (P) của nguồn sáng đó. F H=—, B ImW 2-1)> Hiệu suất phát quang dùng để đánh giá quá trình biến đổi điện năng thành quang năng của một nguôn sáng, Hiệu suất phát quang của nguồn sáng càng cao, thì chứng tỏ đèn càng tiét kiệm điện năng và ngược lại. b, Tuổi thợ D (h) Cho đến nay, khái niệm chính xác về tuổi thọ của đèn vẫn chưa thống nhất.
Tuy nhiên, đa số các nhà sản xuất dong ý quan điểm quy định tuổi thọ của đèn theo đặc điểm của chúng như sau: * ẤÖ Đối với đền sợi đốt và đèn LED, do đặc điểm có thé chay bét kỳ lúc nào trong quá trình làm việc. Vì thể, tuôi thọ của loại đèn này được quy định iè z2 thời gian tính bằng giờ (h) từ lúc đưa một loạt bóng đèn vào sử dụng đến khi một tỦ lệ nhất định số bóng đèn bị cháy (40-50)%. oO Đối với các đèn phóng điện, đặc điểm nỏi bật là sự suy giảm quang thông, trong quá trình sử dụng. Vì thế tuổi thọ của bóng đèn phóng điện được quy định là khoảng thời gian tính bằng giờ (h) từ lúc bắt đầu đưa bóng đèn vào sử dụng cho đến khi quang thông của đèn suy giảm đi một tỳ lệ nhất định (20-30)%.
R Tuổi thọ của đèn phụ thuộc vào nhiều “ 6 - Dao dng trị số và dạng sóng điện áp nguồn; ~_ Vị trí làm việc. Một số loại đèn (thường là đèn HID) được thiết kế làm việc theo vị trí quy định. Ví dụ, đèn Metal halide nếu ở vị trí nằm ngang thì quang thông của đèn Metal halide giảm 10 % còn tuổi thọ giảm 25% so với vị trí đặt đứng; - Chu ky bat — tắt, nhìn chung càng bật - tắt nhiều tudi thọ của đèn càng suy giảm, đặc biệt đôi với đèn phóng điện; -_ Môi trường làm việc. Nhiệt độ tmràu (Colour feimperature) Khi cảm thụ ánh sáng, con người chịu tác động tâm lý của màu sắc ánh sáng do cơ chế “liên tưởng”.
Ví dụ màu đỏ, da cam cho ta liên tưởng ngọn lửa và gây ˆ_ cảm giác nóng; màu lam cho ta liên tưởng đến bầu trời, biển khơi và gây cảm giác lạnh. Sự liên tưởng này tạo ra mối quan hệ nhiệt độ và màu (nghĩa là. mỗi màu tương ứng với một nhiệt độ). Nhiệt độ màu của một nguồn sáng T theo thang Kelvin (°K) 1a biéu hién mau sắc của ánh sáng do nó phát ra so với màu của vật đen tuyệt đối được nung nóng từ (2.
Nói chung, nhiệt độ màu không phải là nhiệt độ thực của nguồn sáng mà là nhiệt độ của vật đen tuyệt đối được nung nóng đến nhiệt độ này thì ánh sáng do nó bức xạ có phổ hoàn toàn giống với phổ của. nguồn sáng khảo sát. Nhiệt độ màu cho ta cảm giác định tính về ánh sáng do nguồn sáng phát ra: “ấn” hay "Tạnh”, eụ thể: Ê cảng am; SE sang à sang c6 T < 3500 °K0 cho ta anh hy4 - Nguén 3-CHIEU SANG 3 >_ Nguồn sáng có 3500 °K < T < 5000 °K cho ta ánh trung tính; sáng lạnh. ảnh ~Nội Khi nguồn sáng T > 5000 °K cho ta ánh s an sợi Oi anh sảng, đèn sợi đốtđốt làlà áánh nh sáng sáng “Ấm” năng lượng năm ỞẠ vùng, “âm vì có phổ vì phổ năng bite xạ màu đỏ, còn ánh sáng đèn huỳnh quang là ánh sáng “lạnh lượng bức xạ của nó giàu màu xanh da trời.
; Các nghiên cứu sinh lý thị giác cho thấy: Nguồn có nhiệt độ màu thấp chỉ dùng cho những nơi đòi hỏi độ rọi thấp; ngược lại, nơi đòi hỏi độ rọi cao phải dùng các nguồn có nhiệt độ màu lớn hơn. Môi trường chiếu sáng tiện nghỉ năm trong miền gạch chéo trên biểu đề Kruithof (hình 2. Nhiệt độ mau (* K) 7000 inne 6000 i ' trường 2000) < tiện nghi 4000 3000 2000 lộ rọi (Lux) 50 100 200 300 400500 1000 1500 2000 Hình 2. Biểu đồ Kruithof Vì thế trong thiết kế chiếu sáng, người ta coi nhiệt độ màu như tiêu chuẩn đầu tiên đê lựa chọn nguồn sáng phù hợp với độ rọi yêu cầu đã biết nhằm đạt được môi trường ánh sáng tiện nghỉ.
Chỉ số truyền dat mau CRI (Colour Rendering Index) Bản chất màu sắc của một bức tranh không hề thay đổi nhưng khi ta chiều sáng bằng các nguồn sáng khác nhau thì thấy bức tranh sẽ thể hiện màu sắc khác nhau. Nguyên nhân sự thê hiện màu của vật bị biến đổi là do sự phát xạ phổ ánh sáng khác nhau giữa nguôn sáng và vật được chiếu sáng, Một nguồn sáng có thể làm biến đổi màu sắc của Vật được nó chiếu sáng, Do đó để đánh giá khả năng phân biệt chính xác màu sắc của vật được chiếu sáng bằng nguồn sáng, người ta đưa ra khái niệm chỉ số truyền đạt màu (hay chỉ số hoàn màu). 34 ‘« “Chỉ số truyêi đạt màu của một nguén sdng la dai lượng đánh giá mức độ trung thực về màt íc của vật được “chiếu sáng bằng nguôn sáng ấy so với trường hợp được chi sáng bằng nguồn sáng chuẩn. Thang đo chỉ số truyền đạt màu CRI của một nguồn sáng từ 0+ 100.
CRI bằng 0 ứng với nguồn sáng đơn sắc và CRI bằng 100 ứng với nguồn sáng chuẩn (có thể coi Mặt Trời với ánh sáng ban ngày là nguồn sáng, chuẩn). CRI của một nguồn áng càng cao thì chất lượng ánh sáng của nguồn sáng đó được xem cang tot. Tiêu chuẩn Việt Nam về chiếu sáng (TCVN 7114: 2002), chia thành 4 nhóm mức độ hoàn màu và phạm vỉ ứng dụng như bảng 2. Phân loại nhóm hoàn màu và phạm ví ứng dụng (TCVN 7114: 2002) Nhóm Chất hoàn Giá trị CRI lượng Phạm vi ứng dụng màu hoàn màu : Công việc cần sự hoàn màu chính xác, 1A CRI>90 Rat cao | ví dụ việc kiêm tra in màu, nhuộm màu, xưởng vẽ Công việc cần đánh giá màu chính xác 1B 80 < CRI < 90 Cao hoặc cần sự hoàn màu tốt vì lý đo thể hiện, ví dụ chiếu sáng trưng bày.
2 60 <CRI <80 | Trung bình an việc cần sự phân biệt màu tương ge hg Công việc cần phân |biệt màu sắc, 3 40 < CRI <60 Thap chap nhung chap nhận biểu hiện màu sai nhận được lệch màu sắc Ít TT) Công việc không cần phân biệt màu : 20 <CRI<40 | Rat thap sắc, ví dụ chiếu sáng giao thông. Thông số kỹ thuật của một số loại đèn thông dụng trình bày trong bảng 2. Các thông số kỹ thuật của một số loại đèn thông dụng Ẳ Loại | : l đền Sợi | Huỳnh Thủy | metal- | Sodium | Sodium | | pp Thon đốt | quang cao 4p Halide | caoáp | thấp áp so. jt Dai céng suất: | 25-600 | 5-100.
DEN SQI DOT Năm 1879 nhà phát minh người Mỹ Edison (1837-1931) chế tạo ra đèn sợi đốt (dây tóc) đầu tiên từ sợi cacbon, tạo nên nhiệt độ 3900 °K, hiệu suất phát quang 2 Im/W, tuổi thọ 45h. Sau đó nhà khoa học Đức Ernt Werner Siemens (1816- 1902) đã sử dụng sợi đốt vonfram thay thế sợi eacbon giúp tăng hiệu suất phát quang và tuổi thọ của đèn. Nhà khoa học Mỹ Irwing Langmuir (1881-1957) nghiên cứu bức xạ nhiệt điện tử của sợi đốt trong chân không và đề xuất sợi đốt xoắn kép được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay. Wiley phat hiện ra rằng, nếu bổ sung halogen có nguồn gốc iốt và các khí tro argon, kripton vào đèn sợi đốt sẽ tăng hiệu suất phát quang từ (1.2 + 1 3) lần và tuổi thọ tăng từ (2 + 2,5) lần so với đèn sợi đốt thường.
Việc tăng tuổi thọ đáng kể của đèn sợi đốt halogen có thể giải thích như sau: Khi bỏ sung, halogen, trong quá trình làm việc, nguyên tử vonftfam bay hơi khỏi đây tóc thay bằng bám lên thành bóng đèn (đối với đèn sợi đốt thường) thì nay các nguyên tử vonfram bay hơi khỏi đây tóc sẽ kết hợp với các nguyên tử halogen và lắng đọng trở lại chính trên dây tóc. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của đèn sợi đốt Đèn sợi đốt có cấu tạo như trên hình 2. Dáy /óc thường được chế tạo từ vonfram. Béu đèn được làm thủy tỉnh chịu nhiệt, bầu đèn được hút chân không 76 hoặc bồ sung khí tro, ngoài ra cóthể bỏ sung halogen (với đèn sợi đốt halogen).
Dui dén có nhiệm vụ kết nối nguồn điện cấp điện cho sợi đốt. Đui đèn có thẻ là: đui gài (B15. B22 hoặc đui xoáy (E14, E27, E40). Chân không (hoặc khí tro) 7 Bầu thủy tinh) chịu nhiệt Sợiđốt Đỡ sợi đốt 'Vonphram Điện cực>) Giản đồ năng lượng Ánh sáng (° z' Day chi Thất thoát nhiệt và đối lưu (20%) Đui đèn” Bức xạ hồng ngoại Chat cách (70%) Tiếp xúc điện.
Cau tao (a) và giản độ năng lượng (b) của bóng đèn sợi đốt Khi đặt điện áp vào hai đầu dây tóc, sẽ có dòng điện chạy qua dây tóc làm cho nó bị đốt nóng phát ra các bức xạ phần lớn trong miền hồng ngoại. Khi nhiệt độ tăng đến 900 °C thì phổ của các bức x bắt đầu dịch chuyển sang miền ánh sáng nhìn thấy. Sau đó đèn làm việc ổn định tại nhiệt độ 2500-2700 °C. Điện năng cấp cho đèn sợi đốt chuyển hóa thành ánh sáng chỉ khoảng 10% còn lại 90% thành nhiệt năng và bức xạ hồng ngoại, xem giản đồ năng lượng (hình 243).
Đặc điểm của đèn sợi đốt a, Uu diém - Cau tao don giản; kích thước nhỏ gọn; nối trực tiếp với nguồn điện, không đồi hỏi thiết bị đi kèm; giá thành rất rẻ; - Dé dang điều chỉnh quang thông bằng việc thay đổi điện áp đặt vào đèn; - Bat sang tire thời, cosọ ~ 1 va tuổi thọ hầu như không phụ thuộc vào điều kiện bật tắt; ( — - _ Chỉ số truyền đạt màu tốt,£ CRI>100 “ LAC ro 'diác wes» cẻC 24⁄2 #ác Vu, (Giay 08w Giống ánh sáng ban ngày, tạo cảm giác ấm cúng. Nhược điểm ~_. Hiệu suất phát quang thấp (H = 10 + 20 Im/W); ~_. Quang thông, tuổi thọ thấp và phụ thuộc lớn vào điện áp nguôn - Khi lam viée tỏa nhiệt lớn gây nóng bức khó chịu vào mùa hè; ảnh hưởng đến thiếtbị làm lạnh.
/ $2 c/»¡ dora) Kain Hiện nay nhiều nước trên thế giới đưa ra luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, trong đó cắm sử dụng đèn sợi đốt có công suất lớn (trừ trường hợp riêng) vì bóng đèn này không tiết kiệm năng lượng.