Ánh sáng từ đèn phát ra là nhờ vào một dây tóc phát sáng hoặc có dòng điện đi xuyên qua ống thủy tinh có chứa loại khí đặt biệt bên trong .
Phần lớn trên xe đều sử dụng loại bóng đèn phát sáng bằng dây tóc, nhưng trên những phương tiện đi lại công cộng thường sử dụng loại bóng đèn huỳnh quang để chiếu sáng bên trong xe. Các loại bóng đèn huỳnh quang có ưu điểm là nguồn sáng được phát tán đều ra trong khu vực lớn, tránh làm cho hành khách bị mỏi mắt và tránh bị chói như ở đèn dây tóc .
Cường độ ánh sáng là năng lượng để phát xạ ánh sáng ở một khoảng cách nhất định. Năng lượng ánh sáng có liên quan đến nguồn sáng và cường độ ánh sáng được đo bằng đơn vị c.d (candelas). Trước kia, đơn vị c.p (candle power) cũng được áp dụng:
1 c.d = 1 c.p
Tổng những hạt ánh sáng rơi trên 1 mặt phẳng được gọi độ chiếu sáng, cường độ của ánh sáng được đo bằng đơn vị chức năng lux ( hoặc metre-candles ). Một mặt phẳng chiếu sáng có cường độ 1 lux ( hay 1 metre-candles ) khi 1 bóng đèn có cường độ 1 c. d đặt cách 1 m từ màn chắn thẳng đứng. Khi ngày càng tăng khoảng cách chiếu sáng thì cường độ chiếu sáng cũng giảm theo. Cường độ chiếu sáng tỷ suất nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn sáng. Điều này có nghĩa là khi khoảng cách chiếu sáng tăng gấp đôi thì cường độ ánh sáng trên mặt phẳng mà ánh sáng phát ra sẽ giảm xuống bằng ¼ cường độ ánh sáng khởi đầu. Vì vậy, nếu cần một ánh sáng có cường độ lớn nhất như lúc khởi đầu thì nguồn năng lượng cung ứng cho đèn phải tăng lên gấp 4 lần .
Đèn ô tô dạng dây tóc
Vỏ đèn làm bằng thủy tinh, bên trong chứa 1 dây điện trở làm bằng volfram. Dây Volfram được nối với hai dây dẫn để phân phối dòng điện đến. Hai dây dẫn này được gắn chặt vào nắp đậy bằng đồng hay nhôm. Bên trong bóng đèn là môi trường tự nhiên chân không với mục tiêu vô hiệu không khí để tránh oxy hóa và làm bốc hơi dây tóc ( oxy trong không khí tính năng với volfram ở nhiệt độ cao gây ra hiện tượng kỳ lạ đen bóng đèn và sau một thời hạn rất ngắn, dây tóc sẽ bị đứt ) .
Bóng đèn ô tô loại dây tóc
Khi hoạt động giải trí ở một điện áp định mức, nhiệt độ dây tóc lên đến 2.300 oC và tạo ra ánh sáng trắng. Nếu cung ứng cho đèn một điện áp thấp hơn định mức, nhiệt độ dây tóc và ánh sáng phát ra sẽ giảm xuống. Ngược lại, nếu cung ứng cho đèn một điện thế cao hơn, chẳng bao lâu sẽ làm bốc hơi dây volfram, gây ra hiện tượng kỳ lạ đen bóng đèn và đốt cháy cả dây tóc .
Dây tóc của bóng đèn hiệu suất lớn ( như đèn đầu ) được sản xuất để hoạt động giải trí ở nhiệt độ cao hơn. Cường độ ánh sáng tăng thêm khoảng chừng 40 % so với đèn dây tóc thường bằng cách điền đầy vào bóng đèn một lượng khí trơ ( argon ) với áp suất tương đối nhỏ .
Bóng đèn halogen
Suốt quy trình hoạt động giải trí của bóng đèn thường, sự bay hơi của dây tóc Tungsten là nguyên do làm vỏ thủy tinh bị đen làm giảm cường độ chiếu sáng. Mặc dù hoàn toàn có thể giảm được quy trình này bằng cách đặt dây tóc trong một bóng thủy tinh có thể tích lớn hơn. Nhưng cường độ ánh sáng của bóng đèn này bị giảm nhiều sau một thời hạn sử dụng bóng đèn halogen
Vấn đề trên đã được khắc phục với sự sinh ra của bóng đèn halogen, bóng Halogen có hiệu suất và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường. Đây là loại đèn thế hệ mới có nhiều ưu điểm so với đèn thế hệ cũ như : Đèn halogen chứa khí halogen như iode hoặc brôm. Các chất khí này tạo ra một quy trình hóa học khép kín : Iode tích hợp với vonfram ( hay Tungsten ) bay hơi ở dạng khí thành iodur vonfram, hổn hợp khí này không bám vào vỏ thủy tinh như bóng đèn thường mà thay vào đó sự hoạt động đối lưu sẽ mang hổn hợp này trở về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn ( ở nhiệt độ cao trên 1450 0C ) thì nó sẽ tách thành 2 chất : vonfram bám trở lại tim đèn và những phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí. Quá trình tái tạo này không chỉ ngăn ngừa sự đổi màu bóng đèn mà còn giữ cho tim đèn luôn hoạt động giải trí ở điều kiện kèm theo tốt trong một thời hạn dài .
Bóng đèn halogen phải được sản xuất để hoạt động giải trí ở nhiệt độ cao hơn 250 oC. Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi. Người ta sử dụng phần đông thủy tinh thạch anh để làm bóng vì loại vật tư này chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao ( khoảng chừng 5 đến 7 bar ) cao hơn thủy tinh thông thường làm cho dây tóc đèn sáng hơn và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường .
Thêm vào đó, một ưu điểm của bóng halogen là chỉ cần một tim đèn nhỏ hơn so với bóng thường. Điều này được cho phép kiểm soát và điều chỉnh tiêu diểm đúng mực hơn so với bóng thông thường .
Chóa đèn ô tô
Chức năng của gương phản chiếu là định hướng lại các tia sáng. Một gương phản chiếu tốt sẽ tạo ra sự phản xạ, đưa tia sáng đi rất xa từ phía đầu xe.
Bình thường, gương phản chiếu có hình dạng parabol, bề mặt được được đánh bóng và sơn lên một lớp vật liệu phản xạ như bạc (hay nhôm). Để tạo ra sự chiếu sáng tốt, dây tóc đèn phải được đặt ở vị trí chính xác ngay tiêu điểm của gương nhằm tạo ra các tia sáng song song. Nếu tim đèn đặt ở các vị trí ngoài tiêu điểm sẽ làm tia sáng đi trệch hướng, có thể làm lóa mắt người điều khiển xe đối diện.
Đa số những loại xe đời mới thường sử dụng chóa đèn có hình chữ nhật, loại chóa đèn này sắp xếp gương phản chiếu theo phương ngang có công dụng tăng vùng sáng theo chiều rộng và giảm vùng sáng phía trên gây lóa mắt người đi xe ngược chiều .
Hình 2. 4 : Chóa đèn ô tô hình chữ nhật
Cách sắp xếp tim đèn được chia làm 3 loại : loại tim đèn đặt trước tiêu cự, loại tim đèn đặt ngay tiêu cự và tim đèn đặt sau tiêu cự ( Hình 1. 5 ) .
Hình 2. 5: Cách bố trí tim đèn
Đèn chiếu sáng lúc bấy giờ có 2 hệ là : Hệ Châu Âu và hệ Châu Mỹ .
Đèn ô tô hệ Châu Âu:
Hình 2. 6 : Đèn hệ Châu Âu
Dây tóc ánh sáng gần (đèn cốt) gồm có dạng thẳng được bố trí phía trước tiêu cự, hơi cao hơn trục quang học và song song trục quang học, bên dưới có miếng phản chiếu nhỏ ngăn không cho các chùm ánh sáng phản chiếu làm loá mắt người đi xe ngược chiều. Dây tóc ánh sáng gần có công suất nhỏ hơn dây tóc ánh sáng xa khoảng 30-40%. Hiện nay miếng phản chiếu nhỏ bị cắt phần bên trái một góc 150, nên phía phải của đường được chiếu sáng rộng và xa hơn phía trái.
Hình dạng đèn thuộc hệ Châu Âu thường có hình tròn, hình chữ nhật hoặc hình có 4 cạnh. Các đèn này thường có in số “2” trên kính. Đặt trưng của đèn kiểu Châu Âu là có thể thay đổi được loại bóng đèn và thay đổi cả các loại thấu kính khác nhau phù hợp với đường viền ngoài của xe.
Đèn ô tô hệ Châu Mỹ:
Hình 2. 7 : Đèn hệ Châu Mỹ
Đối với hệ này thì hai dây tóc ánh sáng xa và gần có hình dạng giống nhau và sắp xếp ngay tại tiêu cự của chóa, dây tóc ánh sáng xa được đặt tại tiêu điểm của chóa, dây tóc ánh sáng gần nằm lệch phía trên mặt phẳng trục quang học để cường độ chùm tia sáng phản chiếu xuống dưới mạnh hơn .
Đèn kiểu Châu Mỹ luôn luôn có dạng hình tròn, đèn đuợc ché tạo theo kiểu bịt kín và kiểu đèn pha luôn có nét hài hòa về hình dạng bên ngoài.
Hiện nay hệ Châu Mỹ còn sử dụng hệ chiếu sáng 4 đèn pha, hai đèn phía trong (chiếu xa) lắp bóng đèn một dây tóc công suất 37,5W ở vị trí trên tiêu cự của chóa, hai đèn phía ngoài lắp bóng đèn hai dây tóc, dây tóc chiếu sáng xa có công suất 35,7W nằm tại tiêu cự của chóa, dây tóc chiếu sáng gần 50W lắp ngoài tiêu cự của chóa. Như vậy khi bật ánh sáng xa thì 4 đèn sáng với công suất 150W, khi chiếu gần thì công suất là 100W.
Thấu kính đèn :
Thấu kính của đèn là một khối gồm nhiều hình lăng trụ có tính năng uốn cong và phân loại tia sáng chiếu ra từ đèn theo đúng hướng mong ước. Việc phong cách thiết kế thấu kính nhằm mục đích mục tiêu thỏa mãn nhu cầu cả hai vị trí chiếu sáng gần và xa. Yêu cầu của đèn pha chính là ánh sáng phát ra phải đi xuyên qua một khoảng cách xa trong khi đèn pha gần chỉ phát ra tia sáng ở mức độ thấp hơn và phát tán tia sáng ở gần phía trước đầu xe .
Hình 2. 8 : Cấu trúc đèn đầu loại cũ và mới
Vùng sáng phía trước đèn đầu được phân bố theo quy luật như hình vẽ sau:
Hình 2. 9 : Đồ thị cường độ sáng trên mặt đường
Hiện nay, hình dạng chụp đèn trên những xe đời mới rất phong phú, phong phú và đa dạng, mang tính nghệ thuật và thẩm mỹ và được nâng cấp cải tiến nhiều nhằm mục đích tăng cường mức độ sáng, khoảng cách chiếu sáng .
Hình 2. 10 : Hình dạng đèn đầu trên những loại xe đời mới
