science >> Wetenschap > >> Natuur

Hoe FIPEL-lampen werken

Dr. David Carroll, directeur van het Centrum voor Nanotechnologie en Moleculaire Materialen aan de Wake Forest University, en afgestudeerde student Greg Smith (zwart shirt) kijken naar FIPEL-verlichting. Ken Bennett/Wake Forest University

Bedrijven zijn dol op hun fluorescerende kantoorverlichting; kantoorwerkers, niet zo veel. Deze lampen zijn mogelijk energiezuiniger dan conventionele gloeilampen, maar ze hebben de neiging om te flikkeren, en geef een raar, onnatuurlijke gele tint die sommigen klagen is moeilijk voor de ogen. Ergste tot nu, ze geven vaak een continu zoemend geluid, wat zo vervelend en enerverend kan worden dat, op een gegeven moment, je stelt jezelf voor als de wetenschapper die per ongeluk werd getransformeerd in een mens-insect hybride in de horrorfilm 'The Fly' uit 1958.

Al meer dan 60 jaar verdragen mensen de visuele en auditieve tekortkomingen van tl-lampen, sinds armaturen die deze technologie gebruiken, wijdverbreid begonnen te worden na de Tweede Wereldoorlog. Een artikel uit 1947 in het tijdschrift Popular Mechanics, bijvoorbeeld, vergeleken hun geluid met "een vliegende bij in de stilte van een slaapkamer" en waarschuwden huiseigenaren om ze te installeren op plaatsen zoals zolders en kelders, waar ze slapers niet zouden laten woelen en onrustig draaien [bron:Brown]. Terwijl recentere tl-buizen niet zo veel zoemen als hun voorgangers, ze maken nog steeds genoeg lawaai om bedrieglijk te zijn.

Maar er is een nieuwe bol aan de horizon, die langer meegaat dan een TL-lamp en stil is; verbruikt minder energie dan een gloeilamp en of zelfs een compact fluorescerend licht (CFL); en straalt niet het blauwachtige licht van de spaarlamp of de lichtgevende diode (LED lamp. Onderzoekers van Wake Forest University in North Carolina en Trinity College in Ierland hebben een nieuw soort lichtarmatuur ontwikkeld op basis van: veldgeïnduceerde polymeer elektroluminescente technologie , ook gekend als FIPEL . Ze werken al samen met een bedrijf genaamd CeeLite om FIPEL-lampen te produceren en hopen ze eind 2013 op de consumentenmarkt te hebben [bron:Neal, Spector]

In dit artikel, we zullen uitleggen hoe FIPEL-verlichting werkt en waarom velen het als een potentieel enorme vooruitgang zien.

Inhoud

Waarom fluorescentielampen zo irritant zijn
Een nieuw type gloeilamp
Waarom FIPEL-lampen de toekomst kunnen zijn

Waarom fluorescentielampen zo irritant zijn

General Electric introduceerde voor het eerst fluorescentielampen op de Wereldtentoonstelling van 1939 in New York. Ze waren meteen een hit bij de industrie omdat de lampen een lange levensduur hadden en daardoor minder kosten om te installeren en te onderhouden. Maar ze waren niet zo populair bij gewone mensen vanwege die verdomde lichte buzz en het harde licht dat de lampen uitstraalden [bron:Adams]. Waar komt dat vandaan?

Fluorescentielampen zijn in feite buizen die zijn gevuld met een mengsel van een inert gas, zoals argon, en wat kwik. Wanneer elektrische stroom in de buis wordt gepompt, de elektronen botsen met de kwikatomen, ze opwinden en ervoor zorgen dat ze ultraviolet licht afgeven [bron:Adams]. Materiaal genaamd fosforen , die de binnenkant van de buis bekleedt, zet het ultraviolette licht om in zichtbaar licht. Het probleem is dat als het aan zijn lot wordt overgelaten, de stroom zou in de buis blijven stijgen tot gevaarlijke niveaus, totdat de stroomonderbreker in uw huis werd geactiveerd. Een apparaat genaamd a ballast voorkomt dat dat gebeurt, door een magnetisch veld te creëren dat de stroomstroom net genoeg blokkeert om je veilig te houden [bron:Adams].

Vooral in oudere TL-armaturen, het magnetische veld van de ballast heeft de neiging om een effect te veroorzaken genaamd magnetostrictie . Dat betekent dat het magnetische veld de kern van de ballast samendrukt, enigszins van vorm veranderen. Dat laat je tl-armatuur steeds weer piepen, ongeveer 120 keer per seconde [bron:Adams]. Je zou een alledaagse technologie waarschijnlijk niet irritanter kunnen ontwerpen. Daarom was er een hele nieuwe technologie voor nodig om het te omzeilen.

De positieve kant van de buzz

Magnetostrictieve transducers werden door sonarsystemen gebruikt om geluid van de oceaanbodem te weerkaatsen en Hitler's U-boten te detecteren tijdens de Tweede Wereldoorlog [bron:Physics 24/7].