Lámpara fluorescente

Thomas Edison exploró brevemente la iluminación fluorescente por su potencial comercial. En 1896 inventó una lámpara fluorescente que utilizaba un recubrimiento de tungstato de calcio como sustancia fluorescente, excitada por rayos X. Aunque obtuvo una patente en 1907, ^{[ 6 ]} no llegó a producirse en serie. Al igual que otros intentos de utilizar tubos Geissler para iluminación, tuvo una corta vida útil y, dado el éxito de la luz incandescente, Edison tenía pocos motivos para buscar una alternativa de iluminación eléctrica. Nikola Tesla realizó experimentos similares en la década de 1890, diseñando bombillas fluorescentes de alta frecuencia que emitían una luz verdosa brillante, pero, al igual que con los dispositivos de Edison, no se logró ningún éxito comercial.

Uno de los exempleados de Edison creó una lámpara de descarga de gas que alcanzó cierto éxito comercial. En 1895, Daniel McFarlan Moore demostró lámparas de 2 a 3 metros (6,6 a 9,8 pies) de longitud que utilizaban dióxido de carbono o nitrógeno para emitir luz blanca o rosa, respectivamente. Eran considerablemente más complejas que una bombilla incandescente, ya que requerían tanto una fuente de alimentación de alto voltaje como un sistema de regulación de presión para el gas de llenado. ^{[ 7 ]} 

Moore inventó una válvula controlada electromagnéticamente que mantenía una presión de gas constante dentro del tubo, para prolongar su vida útil. ^{[ 8 ]} Aunque la lámpara de Moore era compleja, cara y requería voltajes muy altos, era considerablemente más eficiente que las lámparas incandescentes y producía una aproximación más cercana a la luz natural que las lámparas incandescentes contemporáneas. A partir de 1904, el sistema de iluminación de Moore se instaló en varias tiendas y oficinas. ^{[ 9 ]} Su éxito contribuyó a la motivación de General Electric para mejorar la lámpara incandescente, especialmente su filamento. Los esfuerzos de GE dieron fruto con la invención de un filamento a base de tungsteno . La mayor vida útil y la mejor eficacia de las bombillas incandescentes anularon una de las ventajas clave de la lámpara de Moore, pero GE adquirió las patentes correspondientes en 1912. Estas patentes y los esfuerzos inventivos que las respaldaron fueron de considerable valor cuando la empresa adoptó la iluminación fluorescente más de dos décadas después.

Casi al mismo tiempo que Moore desarrollaba su sistema de iluminación, Peter Cooper Hewitt inventó la lámpara de vapor de mercurio , patentada en 1901 ( US 682692  ). La lámpara de Hewitt emitía luz al pasar una corriente eléctrica a través de vapor de mercurio a baja presión. A diferencia de las lámparas de Moore, las de Hewitt se fabricaban en tamaños estandarizados y funcionaban a bajos voltajes. La lámpara de vapor de mercurio era superior a las lámparas incandescentes de la época en términos de eficiencia energética , pero la luz azul verdosa que producía limitaba sus aplicaciones. Sin embargo, se utilizó en fotografía y en algunos procesos industriales.

Las lámparas de vapor de mercurio continuaron desarrollándose lentamente, especialmente en Europa. A principios de la década de 1930, su uso para iluminación a gran escala era limitado. Algunas incorporaban recubrimientos fluorescentes, pero estos se utilizaban principalmente para la corrección del color y no para aumentar la intensidad lumínica. Las lámparas de vapor de mercurio también se adelantaron a las fluorescentes al incorporar un balasto para mantener una corriente constante.

Cooper-Hewitt no fue el primero en utilizar vapor de mercurio para iluminación, ya que Way, Rapieff, Arons, Bastian y Salisbury habían realizado intentos previos. De particular importancia fue la lámpara de vapor de mercurio inventada por Küch y Retschinsky en Alemania . Esta lámpara utilizaba una bombilla de menor diámetro y una corriente más alta que operaba a presiones más elevadas. Como consecuencia de la corriente, la bombilla funcionaba a una temperatura más alta, lo que requería el uso de una bombilla de cuarzo. Si bien su flujo luminoso en relación con el consumo eléctrico era mejor que el de otras fuentes de luz, la luz que producía era similar a la de la lámpara Cooper-Hewitt, ya que carecía de la porción roja del espectro, lo que la hacía inadecuada para la iluminación ordinaria. Debido a las dificultades para sellar los electrodos al cuarzo, la lámpara tenía una vida útil corta. ^{[ 10 ]}

El siguiente paso en la iluminación a base de gas aprovechó las cualidades luminiscentes del neón , un gas inerte que se había descubierto en 1898 mediante su aislamiento de la atmósfera. El neón brillaba con un rojo intenso cuando se utilizaba en tubos Geissler. ^{[ 11 ]} Para 1910, Georges Claude , un francés que había desarrollado una tecnología y un negocio exitoso para la licuefacción del aire, obtenía suficiente neón como subproducto para sustentar una industria de iluminación de neón. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Si bien la iluminación de neón se utilizaba alrededor de 1930 en Francia para iluminación general, no era más eficiente energéticamente que la iluminación incandescente convencional. La iluminación con tubos de neón, que también incluye el uso de argón y vapor de mercurio como gases alternativos, llegó a utilizarse principalmente para letreros y anuncios llamativos. Sin embargo, la iluminación de neón fue relevante para el desarrollo de la iluminación fluorescente, ya que el electrodo mejorado de Claude (patentado en 1915) superó la "pulverización catódica", una fuente importante de degradación del electrodo. La pulverización catódica se producía cuando las partículas ionizadas impactaban contra un electrodo y desprendían fragmentos de metal. Si bien el invento de Claude requería electrodos con una gran superficie, demostró que se podía superar un importante obstáculo para la iluminación a base de gas.

El desarrollo de la luz de neón también fue significativo para el último elemento clave de la lámpara fluorescente, su recubrimiento fluorescente. ^{[ 14 ]} En 1926, Jacques Risler recibió una patente francesa para la aplicación de recubrimientos fluorescentes a tubos de luz de neón. ^{[ 15 ]} El uso principal de estas lámparas, que pueden considerarse las primeras fluorescentes de éxito comercial, era para publicidad, no para iluminación general. Sin embargo, este no fue el primer uso de recubrimientos fluorescentes; Becquerel había utilizado la idea anteriormente y Edison utilizó tungstato de calcio para su lámpara fallida. ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} Se habían realizado otros esfuerzos, pero todos estaban plagados de baja eficiencia y diversos problemas técnicos. De particular importancia fue la invención en 1927 de una "lámpara de vapor metálico" de bajo voltaje por Friedrich Meyer, Hans-Joachim Spanner y Edmund Germer , quienes eran empleados de una empresa alemana en Berlín . Se concedió una patente alemana, pero la lámpara nunca llegó a la producción comercial.

A finales de la década de 1920, la iluminación fluorescente ya contaba con todas sus características principales. Décadas de invención y desarrollo habían proporcionado los componentes clave de las lámparas fluorescentes: tubos de vidrio de fabricación económica, gases inertes para llenarlos, balastos eléctricos, electrodos de larga duración, vapor de mercurio como fuente de luminiscencia, medios eficaces para producir una descarga eléctrica fiable y recubrimientos fluorescentes que podían activarse con luz ultravioleta. En ese momento, el desarrollo intensivo era más importante que la investigación básica.

En 1934, Arthur Compton , un renombrado físico y consultor de GE, informó al departamento de lámparas de GE sobre los exitosos experimentos con iluminación fluorescente realizados en General Electric Co., Ltd. en Gran Bretaña (sin relación con General Electric en Estados Unidos). Estimulados por este informe, y con todos los elementos clave disponibles, un equipo liderado por George E. Inman construyó un prototipo de lámpara fluorescente en 1934 en el laboratorio de ingeniería de General Electric en Nela Park (Ohio). Este no fue un ejercicio trivial; como señaló Arthur A. Bright, "fue necesario realizar una gran cantidad de experimentos sobre tamaños y formas de lámparas, construcción del cátodo, presiones de gas tanto de argón como de vapor de mercurio, colores de polvos fluorescentes, métodos para fijarlos al interior del tubo y otros detalles de la lámpara y sus auxiliares antes de que el nuevo dispositivo estuviera listo para el público". ^{[ 19 ]}

Además de contar con ingenieros y técnicos, así como con instalaciones para el trabajo de I+D en lámparas fluorescentes, General Electric controlaba lo que consideraba las patentes clave sobre iluminación fluorescente, incluidas las patentes originalmente otorgadas a Hewitt, Moore y Küch. Más importante aún era una patente que cubría un electrodo que no se desintegraba a las presiones de gas que finalmente se emplearon en las lámparas fluorescentes. Albert W. Hull, del Laboratorio de Investigación Schenectady de GE , solicitó una patente para este invento en 1927, que se le concedió en 1931. ^{[ 20 ]} General Electric utilizó su control de las patentes para evitar la competencia con sus luces incandescentes y probablemente retrasó la introducción de la iluminación fluorescente unos 20 años. Finalmente, la producción bélica requirió fábricas que funcionaran las 24 horas con iluminación económica, y las luces fluorescentes se hicieron accesibles.

Si bien la patente de Hull le dio a GE una base para reclamar derechos legales sobre la lámpara fluorescente, pocos meses después de que la lámpara entrara en producción, la empresa se enteró de una solicitud de patente estadounidense presentada en 1927 para la mencionada "lámpara de vapor metálico", inventada en Alemania por Meyer, Spanner y Germer. La solicitud de patente indicaba que la lámpara se había creado como un medio superior para producir luz ultravioleta, pero también contenía algunas declaraciones que hacían referencia a la iluminación fluorescente. Los esfuerzos para obtener una patente estadounidense se habían topado con numerosos retrasos, pero de haberse concedido, la patente podría haber causado serias dificultades a GE. En un principio, GE intentó bloquear la emisión de la patente alegando que la prioridad debía corresponder a uno de sus empleados, Leroy J. Buttolph, quien, según su argumento, había inventado una lámpara fluorescente en 1919 y cuya solicitud de patente aún estaba pendiente. GE también había presentado una solicitud de patente en 1936 a nombre de Inman para cubrir las "mejoras" realizadas por su grupo. En 1939, GE decidió que la reclamación de Meyer, Spanner y Germer tenía cierto fundamento y que, en cualquier caso, un largo procedimiento de interferencia no les convenía. Por lo tanto, abandonaron la reclamación de Buttolph y pagaron 180 000 dólares para adquirir la solicitud de Meyer y otros, que en ese momento pertenecía a una empresa conocida como Electrons, Inc. La patente fue debidamente concedida en diciembre de 1939. ^{[ 21 ]} Esta patente, junto con la patente de Hull, puso a GE en lo que parecía ser una base legal sólida, aunque se enfrentó a años de litigios por parte de Sylvania Electric Products , Inc., que alegaba infracción de patentes de su propiedad.

Aunque el problema de la patente no se resolvió por completo durante muchos años, la fortaleza de General Electric en fabricación y comercialización le otorgó una posición preeminente en el incipiente mercado de la iluminación fluorescente. Las ventas de "lámparas fluorescentes Lumiline" comenzaron en 1938 cuando se lanzaron al mercado cuatro tamaños diferentes de tubos. Se utilizaron en luminarias fabricadas por tres corporaciones líderes: Lightolier , Artcraft Fluorescent Lighting Corporation y Globe Lighting. La presentación pública del balasto fluorescente Slimline en 1946 fue realizada por Westinghouse y General Electric, y las luminarias Showcase/Display Case fueron introducidas por Artcraft Fluorescent Lighting Corporation en 1946. ^{[ 22 ] [ 23 ]} Durante el año siguiente, GE y Westinghouse publicitaron las nuevas luces a través de exposiciones en la Feria Mundial de Nueva York y la Exposición Internacional Golden Gate en San Francisco. Los sistemas de iluminación fluorescente se extendieron rápidamente durante la Segunda Guerra Mundial a medida que la producción bélica intensificó la demanda de iluminación. En 1951, en Estados Unidos se producía más luz mediante lámparas fluorescentes que mediante lámparas incandescentes. ^{[ 24 ]}

En los primeros años, se utilizó ortosilicato de zinc con contenido variable de berilio como fósforo verdoso. Pequeñas adiciones de tungstato de magnesio mejoraron la porción azul del espectro, obteniendo un blanco aceptable. Tras el descubrimiento de la toxicidad del berilio , los fósforos a base de halofosfatos se convirtieron en los predominantes. ^{[ 25 ]}

Un tubo de lámpara fluorescente está lleno de una mezcla de argón , xenón , neón o kriptón y vapor de mercurio. La presión dentro de la lámpara es alrededor del 0,3 % de la presión atmosférica. ^{[ 27 ]} La presión parcial del vapor de mercurio por sí sola es de aproximadamente 0,8  Pa (8  millonésimas de presión atmosférica), en una lámpara T12 de 40 vatios. ^{[ 28 ]} La superficie interna de la lámpara está recubierta con un recubrimiento fluorescente hecho de mezclas variables de sales de fósforo metálicas y de tierras raras . Los electrodos de la lámpara suelen estar hechos de tungsteno enrollado y están recubiertos con una mezcla de óxidos de bario, estroncio y calcio para mejorar la emisión termoiónica .

Los tubos de las lámparas fluorescentes suelen ser rectos y su longitud varía desde unos 100 milímetros (3,9 pulgadas) para las lámparas miniatura hasta 2,43 metros (8,0 pies) para las de alta potencia. Algunas lámparas tienen un tubo circular, utilizado en lámparas de mesa u otros lugares donde se requiere una fuente de luz más compacta. Las lámparas más grandes en forma de U se utilizan para proporcionar la misma cantidad de luz en un espacio más reducido y se emplean con fines arquitectónicos especiales. Las lámparas fluorescentes compactas constan de varios tubos de pequeño diámetro unidos en haces de dos, cuatro o seis, o de un tubo de pequeño diámetro enrollado en hélice, para proporcionar una alta intensidad lumínica en un volumen mínimo.  

Los fósforos emisores de luz se aplican como un recubrimiento similar a la pintura en el interior del tubo. Se deja evaporar los disolventes orgánicos y luego se calienta el tubo hasta casi el punto de fusión del vidrio para eliminar los compuestos orgánicos restantes y fusionar el recubrimiento al tubo de la lámpara. Es necesario un control preciso del tamaño de grano de los fósforos suspendidos; los granos grandes dan lugar a recubrimientos débiles, y las partículas pequeñas provocan un mantenimiento y una eficiencia de la luz deficientes. La mayoría de los fósforos funcionan mejor con un tamaño de partícula de alrededor de 10 micrómetros. El recubrimiento debe ser lo suficientemente grueso como para capturar toda la luz ultravioleta producida por el arco de mercurio, pero no tan grueso como para que el recubrimiento de fósforo absorba demasiada luz visible. Los primeros fósforos eran versiones sintéticas de minerales fluorescentes naturales, con pequeñas cantidades de metales añadidos como activadores. Posteriormente se descubrieron otros compuestos, lo que permitió fabricar lámparas de diferentes colores. ^{[ 29 ]}

Los tubos fluorescentes pueden tener un recubrimiento exterior de silicona aplicado sumergiéndolos en una solución de agua y silicona y luego secándolos. Este recubrimiento les da al tubo un acabado superficial sedoso y los protege de la humedad, garantizando una resistencia superficial predecible al encenderlos. ^{[ 30 ]}

Las lámparas fluorescentes son dispositivos de resistencia diferencial negativa , por lo que, a medida que aumenta la corriente que las atraviesa, su resistencia eléctrica disminuye, permitiendo así un mayor flujo de corriente. Conectada directamente a una fuente de alimentación de voltaje constante , una lámpara fluorescente se autodestruiría rápidamente debido al flujo de corriente incontrolado. Para evitarlo, las lámparas fluorescentes deben utilizar un balasto que regule el flujo de corriente.

La tensión en los terminales de una lámpara en funcionamiento varía según la corriente del arco , el diámetro del tubo, la temperatura y el gas de llenado. Una lámpara T12 de 48 pulgadas (1219 mm) ^{[ 31 ]} para iluminación general funciona a 430 mA, con una caída de tensión de 100 voltios. Las lámparas de alta potencia funcionan a 800 mA, y algunos tipos funcionan hasta 1,5 A. El nivel de potencia varía de 33 a 82 vatios por metro de longitud de tubo (10 a 25 W/pie) para las lámparas T12. ^{[ 32 ]}   

El balasto más sencillo para corriente alterna (CA) consiste en un inductor conectado en serie, formado por un devanado sobre un núcleo magnético laminado. La inductancia de este devanado limita el flujo de corriente alterna. Este tipo de balasto es común en países con voltajes de 220 a 240 V (y en Norteamérica, para lámparas de hasta 30 W). Los balastos se clasifican según el tamaño de la lámpara y la frecuencia de la red eléctrica. En Norteamérica, el voltaje de CA es insuficiente para encender lámparas fluorescentes largas, por lo que el balasto suele ser un autotransformador elevador con una inductancia de fuga considerable (para limitar el flujo de corriente). Ambos tipos de balastos inductivos pueden incluir también un condensador para la corrección del factor de potencia .

Las lámparas fluorescentes pueden funcionar directamente con corriente continua (CC) con la tensión suficiente para generar un arco eléctrico. El balasto debe ser resistivo y consumiría aproximadamente la misma potencia que la lámpara. Al funcionar con CC, el interruptor de arranque suele estar configurado para invertir la polaridad de la alimentación cada vez que se enciende la lámpara; de lo contrario, el mercurio se acumula en un extremo del tubo. Por estas razones, las lámparas fluorescentes casi nunca funcionan directamente con CC. En su lugar, un inversor convierte la CC en CA y proporciona la función de limitación de corriente, como se describe a continuación para los balastos electrónicos.

El rendimiento de las lámparas fluorescentes se ve afectado críticamente por la temperatura de la pared del bulbo y su efecto sobre la presión parcial del vapor de mercurio en su interior. ^{[ 33 ]} Dado que el mercurio se condensa en el punto más frío de la lámpara, se requiere un diseño cuidadoso para mantener ese punto a la temperatura óptima, alrededor de 40 °C (104 °F) .  

El uso de una amalgama con algún otro metal reduce la presión de vapor y aumenta el rango de temperatura óptimo. La temperatura del "punto frío" de la pared del bulbo debe seguir controlándose para evitar la condensación. Las lámparas fluorescentes de alta potencia cuentan con características como un tubo deformado o disipadores de calor internos para controlar la temperatura del punto frío y la distribución del mercurio. Las lámparas pequeñas de alta carga, como las lámparas fluorescentes compactas, también incluyen zonas de disipación de calor en el tubo para mantener la presión de vapor de mercurio en el valor óptimo. ^{[ 34 ]}

Solo una fracción de la energía eléctrica que recibe una lámpara se convierte en luz visible. El balasto disipa algo de calor; los balastos electrónicos pueden tener una eficiencia de alrededor del 90 %. En los electrodos se produce una caída de tensión fija que también genera calor. Parte de la energía de la columna de vapor de mercurio también se disipa, pero aproximadamente el 85 % se transforma en luz visible y ultravioleta.

No toda la radiación UV que incide sobre el recubrimiento de fósforo se convierte en luz visible; parte de la energía se pierde. La mayor pérdida en las lámparas modernas se debe a la menor energía de cada fotón de luz visible, en comparación con la energía de los fotones UV que los generaron (un fenómeno llamado desplazamiento de Stokes ). Los fotones incidentes tienen una energía de 5,5 electronvoltios, pero producen fotones de luz visible con una energía de alrededor de 2,5 electronvoltios, por lo que solo se utiliza el 45 % de la energía UV; el resto se disipa en forma de calor. ^{[ 35 ]}

La mayoría de las lámparas fluorescentes utilizan electrodos que emiten electrones hacia el tubo mediante calor, conocidos como cátodos calientes. Sin embargo, los tubos de cátodo frío tienen cátodos que emiten electrones únicamente debido al alto voltaje entre los electrodos. Los cátodos se calientan por la corriente que fluye a través de ellos, pero no alcanzan la temperatura suficiente para una emisión termoiónica significativa . Dado que las lámparas de cátodo frío no tienen un recubrimiento de emisión termoiónica que se desgaste, pueden tener una vida útil mucho mayor que los tubos de cátodo caliente . Esto las hace deseables para aplicaciones de larga duración (como la retroiluminación en pantallas de cristal líquido ). Aún puede ocurrir la pulverización catódica del electrodo, pero los electrodos pueden moldearse (por ejemplo, en forma de cilindro interno) para capturar la mayor parte del material pulverizado y evitar su pérdida.

Las lámparas de cátodo frío suelen ser menos eficientes que las de emisión termoiónica debido a que la caída de tensión en el cátodo es mucho mayor. La potencia disipada por esta caída de tensión no contribuye a la emisión de luz. Sin embargo, esto se reduce con tubos más largos. La mayor disipación de potencia en los extremos del tubo también suele implicar que los tubos de cátodo frío deban funcionar con una carga menor que sus equivalentes de emisión termoiónica. Dado el mayor voltaje requerido, estos tubos pueden fabricarse fácilmente alargados e incluso conectarse en serie. Son más adecuados para doblarlos en formas especiales para rótulos y señalización, y también pueden encenderse y apagarse instantáneamente.

El gas utilizado en el tubo fluorescente debe ionizarse antes de que se produzca el arco eléctrico. En lámparas pequeñas, no se requiere mucha tensión para que se produzca el arco y el encendido no presenta problemas, pero los tubos más grandes requieren una tensión considerable (del orden de mil voltios). Se han utilizado muchos circuitos de arranque diferentes. La elección del circuito se basa en el coste, la tensión alterna, la longitud del tubo, el encendido instantáneo o no instantáneo, los rangos de temperatura y la disponibilidad de componentes.

Precalentamiento

El precalentamiento, también llamado arranque por interruptor, utiliza un filamento - cátodo combinado en cada extremo de la lámpara junto con un interruptor mecánico o automático ( bimetálico ) (véase el diagrama del circuito a la derecha) que conecta inicialmente los filamentos en serie con el balasto para precalentarlos; tras un breve tiempo de precalentamiento, se abre el interruptor de arranque. Si la sincronización es correcta con respecto a la fase de la corriente alterna de alimentación, esto provoca que el balasto induzca una tensión en el tubo lo suficientemente alta como para iniciar el arco de arranque. ^{[ 36 ]} Estos sistemas son equipo estándar en  países con 200-240 V (y en Estados Unidos, en lámparas de hasta unos 30  vatios).

Antes de la década de 1960, se utilizaban arrancadores térmicos de cuatro pines e interruptores manuales. Un arrancador de descarga luminiscente precalienta automáticamente los cátodos de la lámpara. Consiste en un interruptor bimetálico normalmente abierto en una pequeña lámpara de descarga de gas sellada que contiene gas inerte (neón o argón). El interruptor calienta cíclicamente los filamentos e inicia un pulso de voltaje para producir el arco; el proceso se repite hasta que la lámpara se enciende. Una vez que el tubo se enciende, la descarga principal incidente mantiene calientes los cátodos, permitiendo la emisión continua de electrones. El interruptor del arrancador no se cierra porque el voltaje a través del tubo encendido es insuficiente para iniciar una descarga luminiscente en el arrancador. ^{[ 36 ]}

En los arrancadores con interruptor de precalentamiento, un tubo defectuoso se activará y desactivará repetidamente. Algunos sistemas de arranque utilizaban un interruptor térmico de sobrecorriente para detectar los intentos repetidos de arranque y desactivar el circuito hasta que se reiniciara manualmente.

Un condensador de corrección del factor de potencia (PFC) toma corriente adelantada de la red eléctrica para compensar la corriente retrasada que toma el circuito de la lámpara. ^{[ 36 ]}

Los arrancadores electrónicos utilizan un método diferente para precalentar los cátodos. ^{[ 37 ]} Pueden ser intercambiables con los arrancadores incandescentes. Utilizan un interruptor semiconductor y "arrancan suavemente" la lámpara precalentando los cátodos antes de aplicar un pulso de arranque que golpea la lámpara por primera vez sin parpadeo; esto desaloja una cantidad mínima de material de los cátodos durante el arranque, lo que proporciona una vida útil más larga a la lámpara. ^{[ 36 ]} Se afirma que esto prolonga la vida útil de la lámpara en un factor típico de 3 a 4 veces para una lámpara que se enciende con frecuencia como en el uso doméstico, ^{[ 38 ]} y reduce el ennegrecimiento de los extremos de la lámpara típico de los tubos fluorescentes. Si bien el circuito es complejo, la complejidad está integrada en un chip de circuito integrado . Los arrancadores electrónicos pueden optimizarse para un arranque rápido (tiempo de arranque típico de 0,3 segundos), ^{[ 38 ] [ 39 ]} o para un arranque más fiable incluso a bajas temperaturas y con bajos voltajes de alimentación, con un tiempo de arranque de 2 a 4 segundos. ^{[ 40 ]} Las unidades de arranque más rápido pueden producir ruido audible durante el arranque. ^{[ 41 ]}

Los arrancadores electrónicos solo intentan encender una lámpara durante un breve período al aplicarles energía inicialmente, y no intentan repetidamente volver a encender una lámpara que está muerta e incapaz de mantener el arco; algunos dejan de intentar encender automáticamente una lámpara averiada. ^{[ 37 ]} Esto elimina la necesidad de volver a encender una lámpara y el parpadeo continuo de una lámpara averiada con un arrancador de incandescencia. Los arrancadores electrónicos no se desgastan y no necesitan ser reemplazados periódicamente, aunque pueden fallar como cualquier otro circuito electrónico. Los fabricantes suelen indicar una vida útil de 20 años, o la misma que la de la luminaria. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

Inicio instantáneo

Los tubos fluorescentes de encendido instantáneo se inventaron en 1944. El encendido instantáneo simplemente utiliza un voltaje lo suficientemente alto como para romper la columna de gas y, por lo tanto, iniciar la conducción del arco. Una vez que la chispa de alto voltaje "golpea" el arco, la corriente aumenta hasta que se forma una descarga luminiscente . A medida que la lámpara se calienta y aumenta la presión, la corriente continúa aumentando y tanto la resistencia como el voltaje disminuyen, hasta que la tensión de red o de línea toma el control y la descarga se convierte en un arco. Estos tubos no tienen filamentos y se pueden identificar por un solo pin en cada extremo del tubo (para lámparas comunes; las lámparas compactas de cátodo frío también pueden tener un solo pin, pero funcionan con un transformador en lugar de un balasto). Los portalámparas tienen un conector de "desconexión" en el extremo de bajo voltaje que desconecta el balasto cuando se retira el tubo, para evitar descargas eléctricas . Las lámparas de arranque instantáneo son ligeramente más eficientes energéticamente que las de arranque rápido, porque no envían constantemente una corriente de calentamiento a los cátodos durante su funcionamiento, pero el arranque con cátodos fríos aumenta la pulverización catódica y tardan mucho más en pasar de una descarga luminiscente a un arco durante el calentamiento, por lo que su vida útil suele ser aproximadamente la mitad de la de las lámparas de arranque rápido comparables. ^{[ 42 ]}

Inicio rápido

Debido a que la formación de un arco requiere la emisión termoiónica de grandes cantidades de electrones desde el cátodo, los balastos de arranque rápido incorporan bobinados internos que calientan continuamente los filamentos del cátodo. Suelen operar a una tensión de arco menor que los balastos de arranque instantáneo; no se produce ningún pico de tensión inductiva para el arranque, por lo que las lámparas deben montarse cerca de un reflector conectado a tierra para permitir que la descarga luminiscente se propague a través del tubo e inicie la descarga de arco mediante acoplamiento capacitivo . En algunas lámparas, se coloca una tira de "ayuda de arranque" conectada a tierra en la parte exterior del vidrio de la lámpara. Este tipo de balasto es incompatible con las lámparas fluorescentes T8 de bajo consumo europeas, ya que estas requieren una tensión de arranque mayor que la tensión de circuito abierto de los balastos de arranque rápido.

Arranque semirresonante

El circuito de arranque semirresonante fue inventado por Thorn Lighting para su uso con tubos fluorescentes T12 . Este método utiliza un transformador de doble bobinado y un condensador. Sin corriente de arco, el transformador y el condensador resuenan a la frecuencia de la red eléctrica y generan aproximadamente el doble de la tensión de alimentación a través del tubo, además de una pequeña corriente de calentamiento de los electrodos. ^{[ 43 ]} Esta tensión del tubo es demasiado baja para que se produzca el arco con electrodos fríos, pero a medida que los electrodos se calientan hasta la temperatura de emisión termoiónica, la tensión de encendido del tubo cae por debajo de la tensión de oscilación y se produce el arco. A medida que los electrodos se calientan, la lámpara alcanza lentamente, en un lapso de tres a cinco segundos, su brillo máximo. A medida que aumenta la corriente de arco y disminuye la tensión del tubo, el circuito proporciona limitación de corriente.

Los circuitos de arranque semirresonante se limitan principalmente a instalaciones comerciales debido al elevado coste inicial de sus componentes. Sin embargo, no requieren interruptores de arranque y reducen el daño al cátodo durante el arranque, prolongando la vida útil de las lámparas y disminuyendo los costes de mantenimiento. Gracias a la alta tensión de circuito abierto del tubo, este método de arranque resulta especialmente adecuado para tubos en ubicaciones frías. Además, el factor de potencia del circuito es prácticamente 1,0, por lo que no se necesita ninguna corrección adicional en la instalación de iluminación. Dado que el diseño exige que el doble de la tensión de alimentación sea inferior a la tensión de encendido del cátodo frío (de lo contrario, los tubos se encenderían instantáneamente de forma errónea), este diseño no puede utilizarse con alimentación de CA de 240 voltios a menos que los tubos tengan una longitud mínima de 1,2 m (3 pies 11 pulgadas) . Las luminarias de arranque semirresonante suelen ser incompatibles con los tubos T8 de bajo consumo, ya que estos últimos tienen una tensión de arranque superior a la de las lámparas T12 y pueden presentar problemas de arranque, especialmente a bajas temperaturas. Las recientes propuestas en algunos países para eliminar gradualmente los tubos T12 reducirán la aplicación de este método inicial.   

balastos electrónicos

Los balastos electrónicos emplean transistores para cambiar la frecuencia de alimentación a CA de alta frecuencia mientras regulan el flujo de corriente en la lámpara. Estos balastos aprovechan la mayor eficacia de las lámparas, que aumenta en casi un 10 % a 10 kHz , en comparación con la eficacia a la frecuencia de alimentación normal. Cuando el período de CA es más corto que el tiempo de relajación para desionizar los átomos de mercurio en la columna de descarga, la descarga se mantiene más cerca de la condición de funcionamiento óptima. ^{[ 44 ]} Los balastos electrónicos convierten la energía de CA de frecuencia de alimentación a CA de frecuencia variable. La conversión puede reducir la modulación del brillo de la lámpara al doble de la frecuencia de alimentación.

Los balastos de bajo costo contienen únicamente un oscilador simple y un circuito LC resonante en serie . Este principio se conoce como circuito inversor resonante de corriente . Tras un breve lapso, la tensión en la lámpara alcanza aproximadamente 1  kV y la lámpara se enciende instantáneamente en modo de cátodo frío. Los filamentos del cátodo se siguen utilizando para proteger el balasto del sobrecalentamiento si la lámpara no se enciende. Algunos fabricantes utilizan termistores de coeficiente de temperatura positivo (PTC) para evitar el arranque instantáneo y dar tiempo a que los filamentos se precalienten.

Los balastos electrónicos más complejos utilizan un arranque programado. La frecuencia de salida se inicia por encima de la frecuencia de resonancia del circuito de salida del balasto; y, una vez que los filamentos se calientan, la frecuencia disminuye rápidamente. Si la frecuencia se aproxima a la frecuencia de resonancia del balasto, la tensión de salida aumentará tanto que la lámpara se encenderá. Si la lámpara no se enciende, un circuito electrónico detiene el funcionamiento del balasto.

Muchos balastos electrónicos se controlan mediante un microcontrolador y, a veces, se les denomina balastos digitales. Los balastos digitales pueden aplicar una lógica bastante compleja al encendido y funcionamiento de las lámparas. Esto permite funciones como la comprobación de electrodos rotos y tubos faltantes antes de intentar el encendido, la detección de la sustitución de tubos y la detección del tipo de tubo, de modo que un solo balasto puede utilizarse con varios tubos diferentes. Funciones como la regulación de intensidad pueden incluirse en el software del microcontrolador integrado y se encuentran en productos de diversos fabricantes.

Desde su introducción en la década de 1990, los balastos de alta frecuencia se han utilizado en luminarias de iluminación general con lámparas de arranque rápido o de precalentamiento. Estos balastos convierten la energía de entrada a una frecuencia de salida superior a 20 kHz . Esto aumenta la eficiencia de la lámpara. ^{[ 45 ]} Estos balastos funcionan con voltajes que pueden alcanzar casi los 600 voltios, lo que requiere cierta consideración en el diseño de la carcasa y puede causar una ligera limitación en la longitud de los cables que conectan el balasto con los extremos de la lámpara.

La vida útil de una lámpara fluorescente está limitada principalmente por la vida útil de los electrodos del cátodo. Para mantener un nivel de corriente adecuado, los electrodos están recubiertos con una mezcla emisora ​​de óxidos metálicos. Cada vez que se enciende la lámpara, y durante su funcionamiento, una pequeña cantidad del recubrimiento del cátodo se desprende de los electrodos por el impacto de electrones e iones pesados ​​dentro del tubo. El material desprendido se acumula en las paredes del tubo, oscureciéndolo. El método y la frecuencia de encendido afectan a la pulverización del cátodo. Un filamento también puede romperse, inutilizando la lámpara.

Las lámparas con bajo contenido de mercurio pueden fallar cuando este es absorbido por el tubo de vidrio, el fósforo y los componentes internos, y ya no está disponible para vaporizarse en el gas de relleno. La pérdida de mercurio inicialmente provoca un tiempo de calentamiento prolongado y una menor emisión de luz a brillo máximo, y finalmente hace que la lámpara emita un tenue resplandor rosado cuando el gas argón toma el relevo como descarga principal. ^{[ 46 ]}

Someter el tubo a un flujo de corriente asimétrico equivale a operarlo bajo una polarización de CC, lo que provoca una distribución asimétrica de iones de mercurio a lo largo del tubo. El agotamiento localizado de la presión de vapor de mercurio se manifiesta como una luminiscencia rosada del gas base en las proximidades de uno de los electrodos, y la vida útil de la lámpara puede acortarse drásticamente. Esto puede ser un problema con algunos inversores mal diseñados . ^{[ 47 ]}

Los fósforos que recubren la lámpara también se degradan con el tiempo, hasta que la lámpara deja de producir una fracción aceptable de su emisión de luz inicial.

El fallo del balasto electrónico integrado en una bombilla fluorescente compacta también pondrá fin a su vida útil.

La temperatura de color correlacionada (TCC) es una medida del "tono" de blancura de una fuente de luz en comparación con un cuerpo negro. La iluminación incandescente típica es de 2700 K, que es blanco amarillento. ^{[ 48 ]} La iluminación halógena es de 3000 K. ^{[ 49 ]} Las lámparas fluorescentes se fabrican con una TCC específica modificando la mezcla de fósforos dentro del tubo. Las fluorescentes de luz blanca cálida tienen una TCC de 2700 K y son populares para la iluminación residencial. Las fluorescentes de luz blanca neutra tienen una TCC de 3000 K o 3500 K. Las fluorescentes de luz blanca fría tienen una TCC de 4100 K y son populares para la iluminación de oficinas. Las fluorescentes de luz diurna tienen una TCC de 6500 K, que es blanco azulado.

El índice de reproducción cromática (IRC) es un intento de medir la capacidad de una fuente de luz para reproducir fielmente los colores de diversos objetos en comparación con un radiador de cuerpo negro. Los colores se pueden percibir utilizando la luz de una fuente, en relación con la luz de una fuente de referencia, como la luz del día o un cuerpo negro de la misma temperatura de color . Por definición, una lámpara incandescente tiene un IRC de 100. Los tubos fluorescentes reales alcanzan IRC que oscilan entre 50 y 98. Las lámparas fluorescentes con un IRC bajo tienen fósforos que emiten muy poca luz roja. La piel se ve menos rosada y, por lo tanto, "poco saludable" en comparación con la iluminación incandescente. Los objetos de color se ven apagados. Por ejemplo, un tubo de halofosfato de 6800 K con un IRC bajo (un ejemplo extremo) hará que los rojos se vean apagados o incluso marrones. Dado que el ojo es relativamente menos eficiente para detectar la luz roja, una mejora en el índice de reproducción cromática, con un aumento de la energía en la parte roja del espectro, puede reducir la eficacia luminosa general. ^{[ 32 ] : 8}

Los sistemas de iluminación utilizan tubos fluorescentes en una variedad de tonalidades de blanco. La combinación de diferentes tipos de tubos en las mismas luminarias puede mejorar la reproducción del color de los tubos de menor calidad.

Algunas de las luces menos agradables provienen de tubos que contienen fósforos _de halofosfato de calcio más antiguos (fórmula química _Ca₅ ( PO₄ ) ₃ ₍ F , Cl ) : Sb³⁺ , Mn²⁺ ^{) . Este fósforo emite principalmente luz amarilla} y azul, y relativamente poca verde y roja. En ausencia de una referencia, esta mezcla parece blanca a simple vista, pero la luz tiene un espectro incompleto . El índice de reproducción cromática (IRC) de estas lámparas ronda los 60.

Desde la década de 1990, las lámparas fluorescentes de mayor calidad utilizan una mezcla de trifósforos de tierras raras , basada en iones de europio y terbio , cuyas bandas de emisión se distribuyen de manera más uniforme en el espectro de luz visible, con picos en el rojo, el verde y el azul. Los tubos de trifósforo ofrecen una reproducción cromática más natural para el ojo humano. El índice de reproducción cromática (CRI) de estas lámparas suele ser de 85.

Las lámparas fluorescentes convierten una mayor proporción de la potencia de entrada en luz visible que las lámparas incandescentes. Una lámpara incandescente típica de filamento de tungsteno de 100 vatios puede convertir solo el 5 % de su potencia de entrada en luz blanca visible (  longitud de onda de 400 a 700 nm), mientras que las lámparas fluorescentes típicas convierten aproximadamente el 22 % de la potencia de entrada en luz blanca visible. ^{[ 32 ] : 20}

La eficacia de los tubos fluorescentes varía desde aproximadamente 16 lúmenes por vatio para un tubo de 4 vatios con un balasto común hasta más de 100 lúmenes por vatio ^{[ 51 ]} con un balasto electrónico moderno, con un promedio  general de 50 a 67 lm/W. ^{[ 52 ]} La pérdida del balasto puede ser de aproximadamente el 25 % de la potencia de la lámpara con balastos magnéticos y alrededor del 10 % con balastos electrónicos.

La eficacia de una lámpara fluorescente depende de la temperatura en su punto más frío. En las lámparas T8, este punto se encuentra en el centro del tubo. En las lámparas T5, se encuentra en el extremo del tubo, donde está impreso el texto. La temperatura ideal para una lámpara T8 es de 25 °C (77 °F), mientras que para una lámpara T5 es de 35 °C (95 °F) .    

Por lo general, una lámpara fluorescente dura entre 10 y 20 veces más que una lámpara incandescente equivalente cuando se usa durante varias horas seguidas. En condiciones de prueba estándar, las lámparas fluorescentes duran entre 6000 y 90 000 horas (de 2 a 31 años con un uso de 8 horas diarias). ^{[ 53 ]}

El mayor coste inicial de una lámpara fluorescente en comparación con una lámpara incandescente suele compensarse con un menor consumo de energía a lo largo de su vida útil. ^{[ 54 ]}

En comparación con una lámpara incandescente, un tubo fluorescente es una fuente de luz más difusa y físicamente más grande. En lámparas con un diseño adecuado, la luz se distribuye de manera más uniforme, sin puntos de deslumbramiento como los que produce un filamento incandescente sin difusión; la lámpara es grande en comparación con la distancia típica entre la lámpara y las superficies iluminadas.

Las lámparas fluorescentes emiten aproximadamente una quinta parte del calor que generan las lámparas incandescentes equivalentes. Esto reduce considerablemente el tamaño, el costo y el consumo de energía del aire acondicionado en edificios de oficinas, que suelen tener muchas luces y pocas ventanas.

El encendido y apagado frecuente (más de cada 3 horas) acortará la vida útil de las lámparas. ^{[ 55 ]} Cada ciclo de encendido erosiona ligeramente la superficie emisora ​​de electrones de los cátodos; cuando se agota todo el material emisor, la lámpara no puede encenderse con la tensión del balasto disponible. Las luminarias para luces intermitentes (como las de publicidad) utilizan un balasto que mantiene la temperatura del cátodo cuando el arco está apagado, lo que prolonga la vida útil de la lámpara.

La energía adicional utilizada para encender una lámpara fluorescente equivale a unos pocos segundos de funcionamiento normal; es más eficiente energéticamente apagar las lámparas cuando no se necesitan durante varios minutos. ^{[ 56 ] [ 57 ]}

Si una lámpara fluorescente se rompe, una cantidad muy pequeña de mercurio puede contaminar el ambiente circundante. Aproximadamente el 99 % del mercurio se encuentra generalmente en el fósforo, especialmente en lámparas que están cerca del final de su vida útil. ^{[ 58 ]} Las lámparas rotas pueden liberar mercurio si no se limpian con los métodos adecuados. ^{[ 59 ]}

Debido a su contenido de mercurio, las lámparas fluorescentes desechadas deben tratarse como residuos peligrosos en algunas jurisdicciones. ^{[ 3 ]} Para los grandes consumidores de lámparas fluorescentes, existen servicios de reciclaje disponibles en algunas zonas, y pueden ser obligatorios por normativa. ^{[ 60 ] [ 3 ]} En algunas zonas, el reciclaje también está disponible para los consumidores. ^{[ 3 ]}

Las lámparas fluorescentes emiten una pequeña cantidad de luz ultravioleta (UV). Un estudio realizado en Estados Unidos en 1993 halló que la exposición a la radiación ultravioleta al permanecer bajo luces fluorescentes durante ocho horas equivale a un minuto de exposición al sol. ^{[ 61 ]} La radiación ultravioleta de las lámparas fluorescentes compactas puede exacerbar los síntomas en personas fotosensibles. ^{[ 62 ] [ 63 ] [ 64 ]}

Los objetos de museo pueden necesitar protección contra la luz ultravioleta para evitar la degradación de los pigmentos o los textiles. ^{[ 65 ]}

Las lámparas fluorescentes requieren un balasto para estabilizar la corriente que las atraviesa y proporcionar la tensión de encendido inicial necesaria para iniciar la descarga del arco. A menudo, un mismo balasto se comparte entre dos o más lámparas. Los balastos electromagnéticos pueden producir un zumbido audible. En Norteamérica, los balastos magnéticos suelen rellenarse con un compuesto de encapsulado similar al alquitrán para reducir el ruido emitido. El zumbido se elimina en las lámparas con balasto electrónico de alta frecuencia. La energía que se pierde en los balastos magnéticos es de alrededor del 10 % de la potencia de entrada de la lámpara, según la documentación de GE de 1978. ^{[ 32 ]} Los balastos electrónicos reducen esta pérdida.

Los balastos inductivos simples para lámparas fluorescentes tienen un factor de potencia inferior a la unidad. Estos balastos pueden conectarse a condensadores de corrección del factor de potencia o incluirlos . Los balastos electrónicos simples también pueden tener un factor de potencia bajo debido a su etapa de rectificación.

Las lámparas fluorescentes constituyen una carga no lineal y generan corrientes armónicas en la red eléctrica. El arco eléctrico dentro de la lámpara puede generar ruido de radiofrecuencia, que puede transmitirse a través del cableado eléctrico. Es posible suprimir las interferencias de radio. Se puede lograr una supresión muy eficaz, pero esto incrementa el costo de las luminarias fluorescentes.

Las lámparas fluorescentes próximas al final de su vida útil pueden presentar un grave riesgo de interferencia de radiofrecuencia. Las oscilaciones se generan por la resistencia diferencial negativa del arco, y el flujo de corriente a través del tubo puede formar un circuito sintonizado cuya frecuencia depende de la longitud del recorrido. ^{[ 66 ]}

Las lámparas fluorescentes funcionan mejor a temperatura ambiente. A temperaturas más bajas o más altas, su eficacia disminuye. A temperaturas bajo cero, las lámparas estándar podrían no encenderse. Para un funcionamiento fiable en exteriores durante el frío, se pueden utilizar lámparas especiales.

Los tubos fluorescentes son fuentes largas y de baja luminosidad en comparación con las lámparas de descarga de alta intensidad , las lámparas incandescentes y halógenas , y los LED de alta potencia. Sin embargo, la baja intensidad luminosa de la superficie emisora ​​resulta útil porque reduce el deslumbramiento . El diseño de las luminarias debe controlar la luz de un tubo largo en lugar de una bombilla compacta. La lámpara fluorescente compacta (CFL) reemplaza a las bombillas incandescentes convencionales en muchas luminarias donde el espacio lo permite.

Las lámparas fluorescentes con balastos magnéticos parpadean a una frecuencia normalmente imperceptible de 100 o 120  Hz y este parpadeo puede causar problemas a algunas personas con sensibilidad a la luz ; ^{[ 67 ]} se enumeran como problemáticas para algunas personas con autismo , epilepsia , ^{[ 68 ]} lupus , ^{[ 69 ]} síndrome de fatiga crónica , enfermedad de Lyme , ^{[ 70 ]} y vértigo . ^{[ 71 ]}

Se puede observar un efecto estroboscópico , donde un objeto que gira a la velocidad precisa puede parecer inmóvil si se ilumina únicamente con una lámpara fluorescente. Este efecto se elimina con lámparas dobles que funcionan con un balasto de tipo plomo-retraso. A diferencia de una lámpara estroboscópica convencional, el nivel de luz disminuye en un tiempo considerable, por lo que se produciría una notable difuminación de la parte en movimiento.

Las lámparas fluorescentes pueden producir parpadeo a la frecuencia de la fuente de alimentación (50 o 60  Hz), lo cual es perceptible para la mayoría de las personas. Esto ocurre si un cátodo dañado o defectuoso produce una ligera rectificación y una emisión de luz irregular en los ciclos de corriente alterna, tanto positivos como negativos. El parpadeo a la frecuencia de la fuente de alimentación puede emitirse desde los extremos de los tubos si cada electrodo produce un patrón de emisión de luz ligeramente diferente en cada semiciclo. El parpadeo a la frecuencia de la fuente de alimentación es más perceptible en la visión periférica que al observarlo directamente.

Cerca del final de su vida útil, las lámparas fluorescentes pueden comenzar a parpadear a una frecuencia inferior a la de la red eléctrica. Esto se debe a la inestabilidad en la resistencia negativa de la descarga de arco, ^{[ 72 ]} que puede ser causada por una lámpara o balasto defectuoso o una mala conexión.

Las nuevas lámparas fluorescentes pueden mostrar un patrón de luz en espiral en una parte de la lámpara. Este efecto se debe a material del cátodo suelto y generalmente desaparece después de unas horas de funcionamiento. ^{[ 32 ] : 22}

Los balastos electromagnéticos también pueden causar problemas en la grabación de vídeo, ya que puede producirse un efecto de sincronización entre la velocidad de fotogramas del vídeo y las fluctuaciones en la intensidad de la lámpara fluorescente.

Las lámparas fluorescentes con balastos electrónicos no parpadean, ya que por encima de los 5  kHz, la vida media del estado excitado del electrón es mayor que medio ciclo, y la producción de luz se vuelve continua. Las frecuencias de funcionamiento de los balastos electrónicos se seleccionan para evitar interferencias con los mandos a distancia infrarrojos. Los balastos electrónicos de baja calidad o defectuosos pueden presentar una modulación considerable de la luz a 100/120 Hz. 

Las luminarias fluorescentes no se pueden conectar a interruptores reguladores de intensidad diseñados para lámparas incandescentes. Esto se debe a dos factores: la forma de onda del voltaje emitido por un regulador de intensidad estándar con control de fase interactúa negativamente con muchos balastos, y resulta difícil mantener un arco eléctrico en el tubo fluorescente a bajos niveles de potencia. Las instalaciones con regulación de intensidad requieren un balasto compatible . Algunos modelos de lámparas fluorescentes compactas son regulables; en Estados Unidos, estas lámparas cumplen con la norma UL de 1993. ^{[ 73 ]}

Las lámparas de luz negra son un subtipo de lámparas fluorescentes que emiten luz UVA  (con una longitud de onda de aproximadamente 360 ​​nm). Su construcción es similar a la de las lámparas fluorescentes convencionales, pero el tubo de vidrio está recubierto con un fósforo que convierte la radiación UV de onda corta en su interior en radiación UV de onda larga, en lugar de luz visible. Se utilizan para provocar fluorescencia (para crear efectos llamativos con pintura fluorescente y para detectar sustancias como la orina y ciertos tintes que serían invisibles a la luz visible), así como para atraer insectos a los matamoscas eléctricos .

Las llamadas lámparas azules de luz negra también están hechas de un vidrio morado oscuro más caro, conocido como vidrio de Wood, en lugar de vidrio transparente. Este vidrio morado oscuro filtra la mayoría de los colores visibles de la luz emitida directamente por la descarga de vapor de mercurio, produciendo proporcionalmente menos luz visible en comparación con la luz ultravioleta. Esto permite que la fluorescencia inducida por los rayos UV se vea con mayor facilidad (lo que hace que los carteles de luz negra parezcan mucho más impactantes). Las lámparas de luz negra utilizadas en los matamoscas eléctricos no requieren este refinamiento, por lo que generalmente se omite para reducir costos; se las llama simplemente luces negras (y no luces negras azules).

Las lámparas utilizadas en las camas de bronceado contienen una mezcla de fósforos diferente (normalmente de 3 a 5 o más fósforos) que emite tanto UVA como UVB, provocando una respuesta de bronceado en la mayoría de las pieles humanas. Por lo general, la emisión se clasifica como 3-10% UVB (5% es lo más común) y el resto UV es UVA. Se trata principalmente de lámparas de alta potencia de 100 W, aunque las de muy alta potencia de 160 W son bastante comunes. Un fósforo común utilizado en estas lámparas es el disilicato de bario activado con plomo, pero también se utiliza un fluoroborato de estroncio activado con europio. Las primeras lámparas utilizaban talio como activador, pero las emisiones de talio durante la fabricación eran tóxicas. ^{[ 75 ]}

Las lámparas utilizadas en fototerapia contienen un fósforo que emite únicamente luz ultravioleta UVB. Existen dos tipos: UVB de banda ancha, que emite entre 290 y 320 nanómetros con una longitud de onda máxima de 306 nm, y UVB de banda estrecha, que emite entre 311 y 313 nanómetros. Debido a su mayor longitud de onda, las lámparas UVB de banda estrecha no provocan eritema en la piel como las de banda ancha. Requieren una dosis de 10 a 20 veces mayor en la piel, así como más lámparas y un tiempo de exposición más prolongado. La banda estrecha es eficaz para la psoriasis, el eccema (dermatitis atópica), el vitíligo, el liquen plano y otras enfermedades de la piel. La banda ancha es más eficaz para aumentar los niveles de vitamina D3 en el organismo. 

Las lámparas de cultivo contienen mezclas de fósforo que estimulan la fotosíntesis , el crecimiento o la floración en plantas, algas, bacterias fotosintéticas y otros organismos dependientes de la luz. Estas suelen emitir luz principalmente en el rango de color rojo y azul, que es absorbida por la clorofila y utilizada para la fotosíntesis en las plantas. ^{[ 76 ]}

Las lámparas pueden fabricarse con un fósforo de metaluminato de litio activado con hierro. Este fósforo tiene emisiones máximas entre 675 y 875 nanómetros, con emisiones menores en la parte roja profunda del espectro visible. ^{[ 77 ]}

La luz azul profunda generada a partir de un fósforo activado con europio se utiliza en el tratamiento de fototerapia de la ictericia ; la luz de este color penetra en la piel y ayuda a descomponer el exceso de bilirrubina . ^{[ 77 ]}

Las lámparas germicidas no contienen fósforo, por lo que son lámparas de descarga de vapor de mercurio en lugar de fluorescentes. Sus tubos están hechos de cuarzo fundido, transparente a la luz UVC emitida por la descarga de mercurio. La  luz UVC de 254 nm emitida por estos tubos mata los gérmenes y la  luz UV lejana de 184,45 nm ioniza el oxígeno para producir ozono . Las lámparas etiquetadas como OF bloquean la  luz UV lejana de 184,45 nm y no producen ozono significativo. Además, la luz UVC puede causar daños en los ojos y la piel. En ocasiones, los geólogos las utilizan para identificar ciertas especies de minerales por el color de su fluorescencia, cuando se les colocan filtros que dejan pasar la luz UV de onda corta y bloquean la luz visible producida por la descarga de mercurio. También se utilizan en algunos borradores de EPROM . Las lámparas germicidas tienen designaciones que comienzan con la letra G; por ejemplo, G30T8 para una lámpara germicida de 30 vatios, 2,5 cm (1 pulgada) de diámetro y 91 cm (36 pulgadas) de largo (a diferencia de una F30T8, que sería la lámpara fluorescente del mismo tamaño y potencia).  

Las lámparas de inducción sin electrodos son lámparas fluorescentes sin electrodos internos. Están disponibles comercialmente desde 1990. Se induce una corriente en la columna de gas mediante inducción electromagnética . Dado que los electrodos suelen ser el elemento que limita la vida útil de las lámparas fluorescentes, estas lámparas sin electrodos pueden tener una vida útil muy larga, aunque también tienen un precio de compra más elevado.

Las lámparas fluorescentes de cátodo frío se utilizaban como retroiluminación para las pantallas LCD de monitores de ordenador y televisores antes de la llegada de las pantallas LCD con retroiluminación LED . También eran populares entre los aficionados a la modificación de carcasas de ordenador .

• Bright, Arthur Aaron Jr. (1949). La industria de las lámparas eléctricas: cambio tecnológico y desarrollo económico de 1800 a 1947. Macmillan Co.
• Kane, Raymond; Sell, Heinz, eds. (2001). Revolución en lámparas: crónica de 50 años de progreso (2.ª  ed.). The Fairmont Press, Inc. ISBN 978-0-88173-378-5.
• Van Broekhoven, Jacob (2001). «Fósforos para lámparas». En Kane, Raymond; Sell, Heinz (eds.). Revolución en lámparas: crónica de 50 años de progreso (2.ª  ed.). The Fairmont Press, Inc. pp. 93–126 . ISBN  978-0-88173-378-5.