형광등

요약 진공으로 된 유리관에 수은과 아르곤 가스를 넣고 안쪽 벽에 형광 도료를 칠하여, 수은의 방전으로 생긴 자외선을 가시광선으로 바꾸어 조명하는 등.

형광등

형광등의 구조

유리관의 내벽에 이 도포되어 있다. 양쪽에 텅스텐 코일로 만들어진 2중, 3중 코일의 로 설치된 전극을 넣고, 그 속에 열전자를 방출하는 이미터(emitter)를 충전한다. 이미터는 전자방사를 왕성하게 하기 위하여 바륨 등의 산화물(酸化物)이 사용된다. 유리관 내부는 진공으로 한 후, 소량의 수은과 가스를 봉입한다. 또 점등을 쉽게 하기 위하여 (點燈管)을 사용한다. 형광등은 방전등의 성격상, 방전이 시작되면 관전류(管電流)가 점점 증가하여 전극을 파괴하여 버리므로, 전류를 어느 값 이하로 제한하기 위하여 초크코일 등의 안정기를 사용한다.

점등 원리를 보면, 먼저 점등관의 바이메탈 전극이 발열하여 쌍전극에 접촉한다. 이때 형광등에는 정상의 2배 가까운 전류가 흘러 코일이 예열(豫熱)된다. 예열에 의하여 이미터로부터 열전자가 방출되고, 이는 방전에 의하여 포화증기가 된 수은증기에 작용하여 자외선을 발생시킨다. 자외선은 관벽의 형광물질에 의해 가시광선이 되며, 형광물질의 종류에 따라 백색, 주광색, 녹색, 청색 등 여러 가지의 빛이 램프로부터 방사되어진다.

형광등의 종류

형광방전등의 크기는 W수로 표시하며, 10~40W 이외에, 4~8W의 저출력관, 60~110W의 고출력관, 110~220W의 초고출력관이 있다. 색은 일반조명용에 주광색(晝光色)·백색온백색(白色溫白色), 자연색·자연백색 등이 있으며, 특수조명용으로는 청·녹·황·적·도홍색 등의 착색형광등이 있다. 그 밖에 특수한 용도의 형광등에는 다음과 같은 것들이 있다.

① 반사형광등 : 관의 내역에 반사막을 설치하여 직하광도를 높인다. 따라서 반사감이 필요없고 먼지가 많은 장소 등에 적합하다.
② 급속형광등 : 점등관을 사용하지 않고, 특수코일과 도전(導電)스트라이프를 사용하여 즉시 점등시킨다. 큰 빌딩·공장·지하도 등에서 사용한다.
③ 저온용 : －20 ℃에서 사용할 수 있게 한 것으로, 냉동실이나 한랭지에서 사용한다.
④ 직류형광등 : 차량·선박, 빌딩이나 공장의 비상등 등의 직류전원을 사용하는 곳에서 쓴다.
⑤ 살균등 : 파장 260nm 부근의 자외선이 가진 살균작용을 이용하는 것으로, 살균선 투과율이 좋은 특수유리를 사용한다. 공기살균·소독, 보존을 위한 기물의 직접살균 등에 사용한다.
⑥ 건강선(健康線) 형광등 : 파장 280~320 nm의 자외선의 건강작용을 이용하여 지하실 등에서의 일광욕이나 치료, 가축 등의 사육에 사용한다.
⑦ 블랙라이트 : 자외선의 형광작용을 이용하여 금속마무리면·주물(鑄物)·보석·미술품 등의 각종 정밀검사에 사용한다.
⑧ 화학램프 : 자외선이 가지는 광화학(光化學) 반응작용을 이용하여 복사기나 사진제판 등에 사용한다.
이 밖에도 무자외선 형광등이나 식물육성용·관상용·잎담배 선별용·포충용(捕蟲用) 형광등이 있다. 

형광등의 특성

형광등은 백열등에 비하여 효율이 좋고, 소비전력은 1/3 정도이다. 또 빛이 부드럽고, 수명도 5~6배(약 3,000시간) 길다. 형광등의 정격전압은 ± 6% 이내이며 전압이 높으면 흑화(黑化)가 진행되어 수명이 짧아진다. 또 전압이 낮으면 점등하지 않는다. 형광등은 1회의 점멸로 약 1.5시간 정도 수명이 줄며, 점멸 횟수가 적은 곳에 사용하면 좋다. 주위의 온도에 의하여 특성이 변동하며, 0~40℃ 범위 외에서는 점등하기 어렵고 밝기가 저하한다. 수명이 지난 형광등은 형광물질이 열하하여 광속(光束)이 감퇴하므로 비경제적이다.