Các loại bóng đèn.
Khoảng mười năm trước, đi mua bóng đèn là một chuyện đơn giản. Nếu muốn sáng thì mua bóng 75, hay 100 watt, không muốn sáng lắm thì mua bóng 40, hay 60 watt, thế thôi !. Bây giờ không còn đơn giản như vậy nữa đâu, ngoài bóng đèn bình thường còn có bóng Halogen, bóng CFL, và bóng LED nữa. Biết chọn cái nào? Cái nào tốt, cái nào xấu? Trong bài này chúng tôi nói về các loại bóng đèn, và sự lợi hại của chúng.
Bóng đèn nóng sáng (incandescent bulb):
Chữ “bóng đèn nóng sáng” thật ra không có gì khác hơn là bóng đèn vẫn thường dùng. Sở dĩ gọi như vậy là để phân biệt với những loại bóng đèn khác. Vào đầu thế kỷ thứ 18, sau khi phát minh ra điện, các nhà Sáng chế bên Âu Châu đã nghĩ đến việc dùng điện để phát ra ánh sáng thay cho đèn dầu. Tuy nhiên phải mất rất nhiều năm mới hoàn thành được bóng đèn. Từ ông Humphrey Davy bên Anh năm 1802 phát minh ra đèn điện đầu tiên, tới ông Thomas Edison được cấp bằng sáng chế về bóng đèn điện bên Hoa Kỳ vào năm 1879. Vấn đề khó khăn là dây tóc đèn (filament) không bền, hay bị cháy. Lịch sử cho biết là ông Edison đã thử nghiệm tới 3,000 kiểu bóng đèn khác nhau, từ năm 1878 đến năm 1880. Sau đó thì ông Edison dành suốt một năm để tìm chất liệu hoàn hảo cho dây tóc đèn, ông đã thử nghiệm tới 6,000 loại cây cỏ. Bóng đèn nóng sáng thường gồm có một trái cầu bằng thủy tinh, bên trong chứa một chất khí trơ (inert gas), và một dây tóc đèn bằng tungsten, nối với dây điện. Khi bật đèn lên thì một dòng điện chạy qua dây tungsten, làm cho dây này nóng lên cao độ, mà phát ra ánh sáng.
Đèn Halogen trên nguyên tắc là một loại bóng đèn nóng sáng. Nghĩa là vẫn dùng tungsten làm dây tóc đèn, nhưng vỏ bọc bằng thạch anh (quartz) chứ không bằng thủy tinh, và chất hơi bên trong có một ít chất hơi thuộc họ halogen như: iodine, hay bromine. Với những kỹ thuật này nên bóng đèn Halogen có thể cháy sáng với nhiệt độ cao hơn bóng đèn thường rất nhiều, và như vậy tăng năng suất của bóng đèn lên gấp đôi. Tuy nhiên một trở ngại lớn của bóng đèn Halogen là sức nóng quá cao. Nếu để gần một vật gì dễ cháy có thể gây hỏa hoạn. Bóng đèn nóng sáng tuy rẻ tiền, nhưng hiệu năng rất thấp. Chỉ có 10% năng lượng dùng làm sáng còn 90% thì bị thất thoát như là nhiệt. Đèn Halogen thì khá hơn: 20% năng lượng dùng để tỏa sáng, còn 80% thì thất thoát.
Vì lý do đó, hầu hết các nước trên thế giới đã loại dần bóng đèn nóng sáng thường, mà thay vào đó là bóng đèn Halogen, hay 2 loại bóng đèn mới.
Đó là bóng đèn huỳnh quang gọn (compact fluorescent lamp CFL), và bóng đèn diode phát quang (light emitting diode LED). Trong bài này chúng tôi dùng chữ bóng đèn CFL, và LED cho tiện.
Hồi trước người ta thường dùng watt để phân biệt các bóng đèn, như 60 watt hay 100 watt, với ý nghĩa watt là đơn vị đo ánh sáng. Thật ra không phải vậy đâu, mà watt là đơn vị đo lượng tiêu thụ điện. Đơn vị đo ánh sáng tỏa ra là lumen. Một lumen tương đương với ánh sáng tỏa ra bởi một đèn cầy. Để được chính xác, các nhà sản xuất bóng đèn bắt đầu dùng từ lumen thay cho watt, thí dụ như trên hộp bóng đèn có in chữ “300 lumens.” Nhưng vì người ta vẫn quen với watt, nên họ còn để thêm câu “40 watt equivalent.”
Tiền thân của đèn CFL là đèn huỳnh quang (fluorescent lamp). Đèn huỳnh quang hồi xưa còn được gọi là đèn nê-ông (theo tiếng Pháp néon) hay đèn ống, vì nó dài như cái ống. Loại đèn huỳnh quang mới nhỏ và gọn hơn nhiều, nên gọi là bóng đèn huỳnh quang gọn CFL. Có nhiều hình thể của bóng đèn CFL (nguồn: energy.gov), như hình sau đây:
Khi bật đèn huỳnh quang lên, thì một dòng điện đi qua một môi trường khí trơ có trộn một ít khí thủy ngân để dẫn điện. Khí này phát ra ánh sáng tử ngoại (ultraviolet light), ánh sáng này mắt thường không nhìn thấy. Nhưng tia tử ngoại tác động với một hợp chất đặc biệt phosphor tráng quanh phần trong của đèn, và biến thành ánh sáng trắng, mắt thường thấy được. Hình minh họa nguyên tắc đèn huỳnh quang (nguồn: energy.gov):
Đèn huỳnh quang cần có một dụng cụ đặc biệt, gọi là chấn lưu (ballast), dùng để điều hòa dòng điện, và cung cấp điện áp lúc khởi đầu. Có hai loại chấn lưu: loại cũ là chấn lưu từ (magnetic ballast) không còn được dùng nữa, và loại mới là chấn lưu điện tử (electronic ballast). Chấn lưu điện tử có hiệu năng cao hơn, và không có tiếng kêu như chấn lưu từ. Tuy nhiên vẫn phải chờ một lúc đèn mới sáng. Nhưng nó có khả năng làm đèn mờ đi (dimmable), và nối vào mạng để có thể kiểm soát ánh sáng một cách dễ dàng. Bóng đèn CFL có hiệu năng cao hơn bóng đèn nóng sáng, dùng năng lượng ít hơn khoảng từ 25% đến 80%, và cũng bền hơn nữa. Một bóng đèn CFL có thể kéo dài tới 10,000 giờ, tức là bền hơn bóng đèn thường từ 3 tới 25 lần.
Ông Nick Holonuak phát minh ra đèn LED năm 1962, khi đang làm cho Công ty GE. Nhưng Công ty Texas Instrument có bằng sáng chế, và bán đèn LED đầu tiên. Cho tới gần đây, chỉ có đèn LED màu đỏ, và màu xanh lá cây như thường thấy trên các dụng cụ điện tử.
[Message clipped] View entire message |
