Vì sao đèn tiết kiệm lại có thể tiết kiệm được năng lượng?

Ngày nay, đèn tiết kiệm năng lượng nhờ ánh sáng dịu, dễ chịu và giá thành tương đối rẻ nên đang dần thay thế nhiều loại bóng đèn phổ thông. Nó xuất hiện ngày càng nhiều trong công sở, nhà hàng và gia đình. Vậy vì sao đèn tiết kiệm lại có thể tiết kiệm năng lượng?

Đèn tiết kiệm thực chất là loại đèn nê-ông ba màu cơ bản. Nó xuất hiện lần đầu vào những năm 80 của thế kỷ XX, do hãng Philips của Hà Lan chế tạo. Về nguyên lý vật lý và kết cấu chức năng, nó không khác quá nhiều so với đèn nê-ông thông thường. Tuy nhiên, giữa chúng có hai điểm khác biệt cơ bản. Trong ống đèn nê-ông thông thường, bột huỳnh quang halogen photphat bám lên thành ống; còn trong đèn nê-ông ba màu, chất bám trên thành ống là các oxit của yttri, europi và một số nguyên tố đất hiếm. Dưới tác dụng kích thích của tia tử ngoại, các chất này phát ra ba màu hồng, lục và xanh lam. Khi ba màu ấy hòa trộn với nhau, chúng tạo thành ánh sáng trắng.

Độ nhạy sáng của mắt người đối với các bước sóng là không giống nhau. Thông thường, mắt người nhạy nhất với ánh sáng vàng lục, còn kém nhạy hơn với ánh sáng đỏ và tím. Với tia hồng ngoại và tử ngoại, mắt người hầu như không có phản ứng. Trong kỹ thuật quang học, người ta dùng chỉ tiêu hiển thị màu để đánh giá hiệu quả thị giác của ánh sáng. Ví dụ, bóng đèn sợi đốt phát sáng nhờ sợi vonfram bị nung nóng ở nhiệt độ cao, quang phổ phát ra rất rộng, gồm cả tia hồng ngoại, tia tử ngoại và nhiều loại ánh sáng nhìn thấy. Trong đó có không ít thành phần không có tác dụng hoặc hiệu quả thấp đối với mắt người.

Đèn nê-ông đã tiến một bước xa so với đèn sợi đốt, trong đó chỉ tiêu hiển thị màu đạt khoảng 55%. Bột huỳnh quang đất hiếm dùng trong đèn tiết kiệm khi nhận bức xạ kích thích sẽ phát ra các dải phổ hẹp hơn. Ba màu đỏ, lục và lam phối hợp với nhau tạo thành ánh sáng trắng có hiệu quả thị giác tốt. Trong sự phối hợp đó, ánh sáng lục chiếm tỉ lệ tương đối lớn, phù hợp với vùng nhạy nhất của mắt người, nên đèn tiết kiệm có thể tiết kiệm trên 80% năng lượng. Đây chính là điểm đặc biệt của đèn tiết kiệm.

Độ sáng của một bóng đèn tiết kiệm 10 W có thể đạt hiệu quả tương đương một bóng đèn sợi đốt 70 W, tức tiết kiệm hơn bóng đèn sợi đốt khoảng 60% năng lượng và hơn 30% so với đèn nê-ông thông thường. Ngoài ra, ánh sáng của nó dịu và mát hơn, tạo cảm giác dễ chịu. Do công suất không lớn, tuổi thọ của đèn tiết kiệm thường cao gấp khoảng 2 lần so với bóng đèn nê-ông thông thường. Chính nhờ những ưu điểm đó, đèn tiết kiệm được nhiều người sử dụng.