Mientras que los mecanismos físicos subyacentes en el accesorio y la bombilla pueden variar un poco en el diseño, en resumen, una luz fluorescente funciona mediante dos electrodos en cada extremo del tubo que emite electrones a medida que se calientan. Finalmente, se crea un arco (a través de diversos mecanismos según el diseño del accesorio y la bombilla) con los electrones disparando a través de la bombilla a través del gas ionizado de un electrodo al otro; a medida que se mueven a través del tubo, la pequeña cantidad de mercurio en el bulbo se vaporiza y cuando los electrones chocan con sus átomos, excita los electrones en los átomos a niveles de energía más altos. Sin embargo, este nivel de energía más alto es inestable y posterior a la colisión, ya que los electrones vuelven rápidamente a su nivel de energía original, liberan fotones, aunque en su mayoría luz ultravioleta (UV) que los humanos no podemos ver. ¡No es una fuente de luz muy útil en este punto!
Sin embargo, los fotones en la luz UV, a su vez, excitan los electrones en el fósforo que recubre el bulbo, lo que hace que se alejen de sus núcleos a un estado superior; Los electrones de fósforo regresan rápidamente a su estado original, momento en el que también liberan energía en forma de fotones, pero esta vez principalmente en el espectro humano visible, creando la mayor parte de la luz visible que hace que estas bombillas sean útiles en edificios de oficinas. todo el mundo
Ahora al zumbido: A falta de medidas preventivas, la corriente en el tubo fluorescente aumentaría a niveles peligrosos debido al hecho de que la resistencia eléctrica del gas ionizado en el tubo disminuye progresivamente a medida que se calienta. Entonces, sin algo puesto en marcha para detener el aumento de la corriente, esto sería un problema en cascada. Eventualmente, podría encender su interruptor o la bombilla podría explotar. En cualquier caso, tus luces rápidamente dejarán de funcionar.
Para lograrlo, las bombillas fluorescentes están equipadas con algún tipo de balasto. Este balasto clásico viene en forma de un núcleo de hierro envuelto en alambre de cobre. El resultado es un dispositivo que ralentiza el crecimiento de la corriente, manteniéndolo a un nivel seguro para que la bombilla funcione de manera eficiente. Importante para la discusión sobre el zumbido es que la electricidad energiza el lastre para producir un campo magnético. Esto es, de hecho, cómo funciona este tipo de balasto en primer lugar: a medida que se pasa más corriente, el campo magnético aumenta de tamaño, oponiéndose al cambio en el flujo de corriente y, por lo tanto, reduciendo su crecimiento lo suficiente para la corriente alterna (CA) para cambiar de dirección, con lo que cae a cero y vuelve a subir en la dirección opuesta en el proceso.
Las velocidades de corriente alterna estándar suelen ser 60 Hz a.k.a. 60 ciclos por segundo (como en los Estados Unidos) o 50 Hz (como en los U.K.). Con un nombre adecuado, para la mitad de un ciclo de CA, la carga de la corriente se mueve en una dirección, y para la segunda mitad, la carga se mueve en la otra.
Todo este cambio hacia adelante y hacia atrás afecta aún más al campo electromagnético del balasto, ya que cada vez que la corriente cambia de dirección (cada semiciclo), la polaridad del imán también cambia; por lo tanto, como el electroimán está fluctuando al doble de la frecuencia de la corriente CA, su tasa de parpadeo es de 100 Hz o 120 Hz, dependiendo del país en el que se encuentre.
Durante estas fluctuaciones en el campo magnético, el núcleo del balasto se comprime físicamente y se libera en un proceso llamado magnetoestricción que, a una frecuencia de 100 Hz o 120 Hz, produce un zumbido infame.
Por supuesto, no todos los zumbidos de los accesorios de bombilla fluorescente son iguales, y esto se debe a las diferencias en el tipo de balasto, el tamaño, la forma en que se monta el balasto, el diseño del dispositivo y el grado en que los techos, paredes, chapas metálicas, etc. silenciar o amplificar el sonido.
Una molestia tan común, la industria publica "calificaciones de sonido" para balastos, e incluso recomienda en qué configuraciones son apropiadas diferentes calificaciones. Por ejemplo, los balastos con calificación "A" son los más silenciosos (20-24 decibelios), y se recomiendan para bibliotecas, iglesias, áreas de recepción y estaciones de radio y televisión, mientras que solo un nivel "C" (31-36). decibelios) se recomienda para un "área de oficina general", y las tiendas minoristas pueden obtener con las calificaciones de "D" (37-42 decibelios).
Para aquellos que odian el zumbido (o quizás tienen problemas con migrañas inducidas por las bombillas fluorescentes y su luz parpadeante), el balasto electrónico (en oposición a los magnéticos de la vieja escuela) está disponible y es incluso bastante común hoy en día, como generalmente Se encuentra en las bombillas fluorescentes compactas (CFL). Estos balastos suelen funcionar a una velocidad drásticamente superior a 100 Hz o 120 Hz, normalmente superior a 20.000 Hz. Sin embargo, debe tener en cuenta que si cambia a uno de estos balastos electrónicos en su antiguo artefacto de luz fluorescente (algo que es sorprendentemente barato de hacer), necesita cambiar sus bombillas fluorescentes a una variedad que esté calificada para funcionar Con tu nuevo lastre.
Datos de bonificación:
- A Peter Cooper Hewitt se le atribuye el arranque de la bombilla fluorescente.Aunque Thomas Edison y Nikola Tesla jugaron con lámparas fluorescentes a fines del siglo XIX, fue Hewitt quien creó la primera bombilla que agitaba el vapor de mercurio con una corriente eléctrica en un tubo regulado por un balasto. Al emitir una extraña luz azul verdosa, no se prendió. Sin embargo, a fines de la década de 1930, las compañías de iluminación en los Estados Unidos habían producido opciones comercialmente viables, y en la década de 1950, las luces fluorescentes en operaciones más grandes se habían vuelto comunes.
- Los fluorescentes se mudaron a la casa a mediados de la década de 1980 con el advenimiento de las bombillas de luz fluorescente compacta (CFL), aunque entre $ 25 y $ 35 por bombilla y la incapacidad de encajar bien en los accesorios existentes, no se hicieron populares hasta los últimos años. Hoy en día, con un diseño mejorado y con un costo inferior a $ 2 por bombilla, las CFL se han vuelto mucho más comunes, aunque (a menudo) los balastos electrónicos integrados fabricados a bajo precio notoriamente observan que estas bombillas tienen vidas útiles considerablemente más pequeñas que las estimaciones en las etiquetas.
- Considerado el foco del futuro, los diodos emisores de luz (LED) también son cada vez más populares. Solo en 2012, casi 50 millones de reemplazos de bombillas LED produjeron un ahorro de energía anual de alrededor de $ 675 millones y ese número sigue aumentando cada año.
