Câu 23.10*. Bóng đèn điện

Ứng dụng tác dụng của dòng điện người ta chế tạo ra các loại bóng đèn để chiếu sáng. Hiện nay trên thị trường thường có các loại bóng đèn: đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang hay đèn ống (đèn tuýp), đèn compact, đèn LED.

Đèn sợi đốt

Dây tóc là bộ phận chính của bóng đèn sợi đốt được làm bằng kim loại volfram. Dây tóc của đèn được bảo vệ bên ngoài bằng một lớp thuỷ tinh trong suốt hoặc mở đã được hút không khí ra và bơm vào các khí trơ. Kích cỡ bóng phải đủ lớn để không bị hơi nóng làm nó. Hầu hết bóng đèn đều được lắp vào đui đèn, dòng điện sẽ đi qua đui đèn vào đến dây tóc làm nó nóng lên đến mức phát ra ánh sáng. Ngày nay đèn sợi đốt thường ít được dùng hơn vì hiệu suất phát quang rất thấp khi khoảng 5% điện năng được biến thành quang năng, phần còn lại tỏa nhiệt nên khi sờ vào bóng đèn có cảm giác nóng và có thể bị bỏng).

Đèn huỳnh quang, đèn compact

Đèn huỳnh quang hay gọi đơn giản là đèn tuýp (hay đèn ống) gồm điện cực làm bằng dây volfram, có dạng lò xo xoắn, nối ra ngoài qua chân diện và vỏ đèn phủ một lớp bột huỳnh quang (hợp chất chủ yếu là phosphorus). Ngoài  ra, người ta còn bơm vào đèn một ít hơi thuỷ ngân và khí trơ (neon, argon. để làm tăng độ bền của điện cực và tạo ánh sáng màu.

Nguyên lí làm việc: Khi đóng điện, hiện tượng phóng điện giữa hai điện cực làm phát ra tia tử ngoại (tia cực tím). Tia tử ngoại tác dụng vào lớp bột huỳnh quang làm đèn phát sáng. Ngoài ra, dễ giúp cho hiện tượng phóng điện xảy ra, người ta phải lắp thêm chắn lưu và tắc-te.

Do ít tỏa nhiệt ra môi trường nên đèn huỳnh quang sẽ cho hiệu suất phát sáng cao hơn nhiều so với đèn sợi đốt và có tuổi thọ cao hơn. Bình quân, dùng đèn huỳnh quang tiết kiệm hơn đèn sợi đốt 8 đến 10 lần. Hiện nay, ngoài thị trường xuất hiện đèn huỳnh quang thu nhỏ (còn gọi là đèn compact). Nó cũng rất giống với đèn huỳnh quang nhưng hiệu suất phát quang cao hơn và tiết kiệm điện năng tốt hơn. 

Đèn LED 

Cơ chế hoạt động của đèn LED sẽ được học ở môn Vật lí cấp Trung học phổ thông. Đèn LED có hai đầu dây ra ngoài, một đầu là cực dương (+), một đầu là cực âm (-)

Cho dòng điện chạy qua đèn LED đúng chiều (cực dương của đèn nối với cực dương của nguồn điện, cực âm của đèn nối với cực âm nguồn điện) thì đèn phát sáng.

Ánh sáng phát ra từ đèn LED có màu khác nhau tùy thuộc vào tạp chất trong chip bán dẫn của đèn LED. Hiện nay, đèn LED đang dần dần được thay thế cho các loại đèn truyền thống khác như đèn sợi đốt, đèn halogen. Dùng đèn LED vào mục đích chiếu sáng tiết kiệm điện năng so với đèn sợi đốt vì hiệu suất phát quang cao và tuổi thọ của nó rất lớn (có thể đến 100.000 giờ).

a) Hãy chọn câu đúng.

A. Khi có dòng điện chạy qua, dây tóc bóng đèn nóng lên tới nhiệt độ cao và phát sáng.

B. Dây tóc bóng đèn được làm bằng bất cứ kim loại nào.

C. Bên trong bóng đèn sợi đốt là chân không.

D. Tuổi thọ của bóng đèn sợi đốt rất cao.

b) Khoanh vào từ“Đúng” hoặc “Sai với mỗi nhận định dưới đây về các loại bóng đèn điện.

c) Bộ phận phát sáng của bóng đèn sợi đốt là bộ phận nào? Hãy giải thích vì sao bộ phận đó có thể phát sáng.

d) Ngày nay, người ta ít sử dụng bóng đèn sợi đốt để thắp sáng, hãy giải thích vì sao?