형광등(fluorescent) 원리, 장단점

 

형광등은 저압 수은증기의 방전으로 발생하는 자외선을 유리관 내벽에 칠한 형광체에 조사하여 가시 광선으로 변환하는 램프입니다.

 

1. 구조 및 발광 원리

 

 

유리 벽 내부에는 형광체 도포 (Phospor Coating)이 되어 있고 그 성분은 텅스텐 칼슘, 텅스텐 마그네슘, 할로인산 칼슘 등입니다. 텅스텐 2중 코일 필라멘트 전극 (Electrode Coil)에 전자 방사물질이 도포되어 있습니다. 등 내부에는 수은과 아르곤 등이 봉입되어 있는 구조입니다.

 

우선 필라멘트 전극 (Electrode Coil)에 전류가 흐르면 필라멘트가 가열되면서 음극 (Cathod)로부터 열전자, 열음극이 방출됩니다. 이 전자가 양극으로 이동하여 등 내부에 있는 수은이나 아르곤의 기체 원자와 충돌하면 유리관 내벽으로 자외선이 조사됩니다. 그 후 자외선이 유리관 내벽에 있는 형광체에 조사되면 가시광선으로 변환되어 광원이 되는 것입니다.

 

2. 형광등의 장점과 단점

 1) 장점 

   ① 효율이 높음 : 효율이 백열구의 약 3배입니다.

   ② 수명이 길다

     형광등의 수명으로는 유효 수명 (최초 100시간 점등 후 광속치의 70%까지 감소한 시간)과 절대 수명 (방전 불능까지의 점등 시간) 중 짧은 것을 수명으로 하는데 약 8,000시간 정도입니다.

   ③ 형광체에 따라 다양한 색상을 얻을 수 있고 원하는 색상을 얻을 수 있다. 

   ④ 전압 변동 시에도 광속 변동이 적다

   ⑤ 열 방사가 적다

 

 2) 단점

   ① 시동 시간, 점등까지의 시간이 길다 : 최근의 전자식은 즉시 점등되기 때문에 형광등 마다 차이가 있습니다.

   ② 온도 영향을 받는다

   ③ 역률이 나쁘다

   ④ 주파수 변동에 따라 수명에 영향을 받는다

   ⑤ 부속 장치가 필요하며, 값이 비싸다