형광등

 

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1. 개요
2. 특징
3. 색상
4. 여담
5. 퇴출
6. 형광등이 고장났을 때

'''螢光燈'''
'''Fluorescent Lamp'''

1. 개요


형광등은 수은 가스의 방전으로 발생하는 자외선형광 물질에 의해 가시광선으로 바꾸어 빛을 내는 조명 장치이다. 실내 조명으로 널리 사용되고 있다.
길쭉한 관 양쪽에 필라멘트 전극을 연결하고 관 속에는 아르곤 가스와 수은 증기를 집어넣는다. 그리고 전극의 내부 표면에는 형광 물질을 발라 놓는다. 전원을 넣으면 필라멘트 전극에서 방전되어 생긴 열전자가 수은 원자에 충돌하여 자외선이 생기고[1], 형광 물질에 자외선이 닿으면 가시 광선이 생긴다. 이 과정에서 나오는 자외선 또한 미세하게 방사되기 때문에 햇빛과 비교할 정도는 아니지만 실내에서도 매우 오랜시간 동안 방치해 놓은 책이나 종이는 표면이 바랜다.[2] 다만 자외선만 그런게 아니라 자외선과 가까운 청색도 약하지만 영향이 있다.
파생제품으로 자외선이 생기는 원리를 이용한 살균등도 있다. 케이스 유리를 자외선이 잘 통과하는 석영유리로 바꾸고 유리에 형광물질을 바르지 않고 그냥 유리 그대로 놓으면 자외선[3]이 그대로 방출되므로 살균, 소독용으로 사용된다. 일반 형광등 기구에 등만 바꾸면 막바로 살균효과를 낼 수 있으나, 맨눈으로 보면 몹시 위험하고 호흡기에 치명적인 오존이 소량 발생하기 때문에, 특수한 개폐시설을 필요로 한다. 식당에 흔히 있는 물컵 살균기가 대표적인 적용 예시.

2. 특징


백열등보다 발광 효율이 높고 수명이 길다.
다만 자주 켜고 끄면 전기를 상대적으로 많이 먹기 때문에 주로 오래 켜 놓는 곳에 사용한다고 하는데, 이 전력량에 대해선 왈가왈부가 있는 편이다. 혹자는 몇십분이나 2시간 켠 것과 같다는 말도 하는데, 형광등을 처음 켜는데 드는 전압이 크긴 해도 시간이 정말 짧기 때문에 실제론 형광등이 켜진 후 5초 정도의 시간에 해당하는 전력만 소모한다고 한다. 위의 속설이 퍼진 이유는 옛날 구형 형광등은 한번 켜는데 오래 걸렸을 뿐만 아니라, 실제 많은 전력을 소모했기 때문으로 보인다. 과거의 형광등은 스위치를 켜면 몇 초 정도 반짝 반짝 하더니 천천히 켜지곤 했다. 수명이 다 되어갈 경우는 이 과정이 오래 걸리거나 심지어 계속 반짝거리기도 했다. 호러 영화 등에서도 유용하게 쓰이곤 했던 특징이다. 여기서 나온 '이해력이 둔하다'는 뜻의 '''형광등 같다'''라는 속어가 있다. KY의 역어로 쓰이기도.
하지만 이것도 2000년대 초반까지 많이 사용된 기계식 또는 자기식 안정기[4]의 이야기이고, 요즘 주로 사용되는 전자식 안정기일 경우 플래싱 하는 점등시간이 없이 '''즉각 켜지며 on/off시 전력 차이도 거의 없다'''.[5] 그러니 잠시라도 쓰지 않으면 불을 꺼두는 습관을 들이자. 사용하던 등기구가 노후화 되었다면, 등기구를 분해해서 안정기만 전자식으로 바꿔보자. 바로 켜진다. 그래도 클러커 현상이라고 불리는 속도지연현상은 어쩔 수 없다. 형광등을 끈 뒤에도 아직 빛이 남은 형광물질이 있는 것을 발견할 수 있으니 말이다.
형광등의 수명이 다해가는 건 형광등 양 끝의 필라멘트가 소모되어 가늘어져 끊어지기 때문이다. 스퍼터링(sputtering)이라고 하는데 고온 상태인 필라멘트가 저압상태인 유리관 속에서 쉽게 승화하고 이것이 유리관 안쪽에 증착되는 현상이다. 오래된 형광등의 양 끝이 검어지는 이유가 이것 때문이다. 따라서 필라멘트는 점점 가늘어지고 저항값은 증가하며 결국 끊어지게 된다. 특히, 형광등은 점등할때 전극을 가열하여 시동하는 방식이라 자주 껐다 켰다하면 필라멘트 부분이 더 빨리 소모된다. 그래서 공업기술이 부족할 당시의 형광등은 자주 껐다 켜면 '''수명이 짧아질 수''' 있었다.
형광등이 실내용 조명으로 각광받는 것은 전력 소비가 적으면서도 넓은 면적에서 고르게 발광하는 특성 때문이다. 대부분의 조명이 필라멘트 한군데로부터 강렬한 빛을 뿜기 때문에 일부러 전구를 허옇게 칠하는 등 빛을 확산시키기 위한 추가 광학계를 필요로 한다. 근데 형광등은 길쭉하게 만들 수 있기도 하고 모든 표면에서 고르게 빛을 내뿜으니 그만큼 인테리어가 간단해지는 것. 삼파장 전구 같이 광 특성을 개선하여 좀더 자연스런 빛을 내는 형광등도 시장에 나오고 있다.

3. 색상


형광등의 색은 조금씩 다르다. KS 규격(형광 램프의 종류 - KS C 7601)에 나와 있는 형광등 색의 분류 및 표기 기호는 다음과 같다.[6]
  • D : 주광색
  • N : 주백색
  • W : 백색
  • WW : 온백색
  • L : 전구색
  • 기타 (PG, R, B, BL)
  • 삼파장은 "EX-광원색"으로 표기한다. 예 EX-D.
KS 명칭
KS 기호
영어 통칭
색상코드[7]
색상
주광색[8]
D
cool daylight, daylight deluxe
865
약한 푸른 빛이 도는 흰 색. 색 온도는 6500K 정도[9][10]. 한낮의 태양광[11]
주백색
N
daylight, natural light
850
완전한 흰 색. 색 온도는 5000K 정도[12]
백색
W
cool white
840
약한 노란 빛이 도는 흰 색. 색 온도는 4100K 정도[13]
온백색
WW
warm white, neutral
830
노란 빛이 도는 흰 색. 색 온도는 3200K 정도[14]
전구색
L
soft white
827
붉은 빛이 도는 노란 백열등 색. 색 온도는 2700K 정도[15]
예전에는 소비자용으로 오로지 주광색(약간 푸른 색. Cool Daylight)만 팔았는데, 요즘에는 백색, 전구색 정도는 마트에서 판매한다. 하지만 대세는 역시 주광색. 시원하고 밝은 느낌이라 한국, 일본 등 동아시아에서는 가장 많이 팔린다. 주백색, 온백색은 마트 등에서는 보기 힘들다.[16]
반면 북미나 유럽 등지에서는 주광색(6500K) 조명은 병원이나 화장실, 사무실에서 주로 쓰이고 가정용으로는 백색(4100K) 혹은 그보다 낮은 색온도인 전구색(2700K) 조명을 많이 사용한다. 상대적으로 아늑하고 따뜻한 반면 약간 어두운 느낌이 드는데 서양인들이 한국에 와서 침실에 창백하고 푸르딩딩한 색깔의 수술실에서나 보는 빛을 내뿜는 형광등이 천장에 달려 있는 것을 보고는 질겁하는 원인이 된다.[17] 다만 신축 아파트를 중심으로 한국에서도 주백색(5000K) 혹은 백색 계열의 형광등이 거실에 채용되는 경우는 꽤 있다. 사실 동양권에서는 에너지 절약 차원에서 주광색을 선호하는 면도 없지 않다. 색온도가 높을수록 적은 양의 전기로 더 밝게 비출 수 있다.
동양과 서양의 형광등 선호가 다른 것이 오줌액정처럼 홍채 색깔 때문이란 카더라가 돌아다니기도 하는데, 근거없는 소리다.[18] 물론 동양과 달리 서양에서 방 일부만 밝히는 형태의 조명을 선호하는 게 사실이지만 이는 문화적 차이에 더 가깝다. '동 · 서양의 조명 감성차이 비교 연구'라는 논문에 따르면 동양인이던 서양인이던 색감과 조명 형태에 관한 인식차는 크게 다르지 않으나, 동일한 조건의 조명에서 서양인이 공간의 밝기를 더 밝게 지각한다고 한다. 즉, 서양에서 실내 조명을 좀 더 어둡게 설정하는 것은 사실이라는 것을 알 수 있다.

4. 여담


못 쓰는 형광등을 버릴 때엔 안에 있는 수은이 공기 중으로 퍼져 인체에 해를 끼칠 수 있기 때문에 깨트리지 않은 상태로 전용 수거함에 버려야 한다. 아파트 단지의 경우 전용 수거함이 따로 있는 경우가 많으나, 수거함이 없는 경우 읍, 면, 동사무소(주민자치센터)에 있는 수거함에 버리는 것이 좋다. 지역에 따라 재활용품으로 인정하여 재활용 쓰레기통에 넣으면 수거하기도 한다. 만약 깨진 형광등이라면, '''재활용 대상이 아닌''' 일반쓰레기이기 때문에 소량 건설폐기물 포대를 이용하거나 수거하는 사람이 다치지 않도록 종이 등으로 잘 싸서 종량제 봉투에 넣고 버려야 한다.
'''며칠씩 오랜 기간 동안 켜놓을 경우 과열로 인하여 화재 발생 가능성이 있다'''. 전기안전공사에 따르면, "오랜 기간 집을 비워야 하는 명절에는 방범을 위해 형광등을 켜놓고 집을 나서는 경우가 많은데 형광등이 가열되면 화재가 발생하는 경우가 많으므로 자제해야 한다." 라고 권고되고 있다. "설연휴 빈집에 형광등 켜놓지 마세요"…가열되면 화재가 발생.
형광등이 나갔을 경우 어떤 사이즈를 사야 맞는건지 초보자들은 헷갈리기 쉬운데, 형광등을 보면 규격이 적혀있다. 형태나 크기에 따라 FCL 32w, FCL 40w, FPL 36 블라블라 이런 식. 원형이냐 콤팩트형이냐 등은 눈으로 보면 알 것이고, 숫자 보고 규격 맞춰 사 꼽으면 될 듯. 형광등이 나갔다고 바로 새 형광등을 구입하기보다는 먼저 안정기의 작동 유무를 파악해야 한다. 안정기는 정해진 수명을 갖는 소모품이다. 불이 들어오는 다른 형광등을 옮겨 끼워 보면 형광등이 나간 것인지 안정기가 나간 것이지 확인할 수 있다. 단, 전구형 형광등은 자체에 안정기가 내장되어 있으므로 예외.

전구형 형광등은 직선형 형광등을 가늘게 만들고 이리 저리 구부린 후, 전자식 안정기를 내장시켜 전구처럼 만든 것이다. 독일의 오스람제가 유명했던지라 오스람 전구라고도 부르지만, 연배가 있다면 국내 최초의 전구식 형광등인 '''장미전구'''라는 명칭이 더 익숙하다. 교과서에는 삼파장, 혹은 오파장[19] 전구라는 이름으로 실려 있다. 보통 E26[20]이라는 일반 소켓 크기에 맞춰 나오지만 좀 더 가느다란 소켓인 E14, E17 용 등의 형광등도 나온다.[21] 다만 소형 소켓에서는 LED 전구의 입지에 밀려 백열전구처럼 서서히 사양되는 추세긴 하다.
LED 조명으로 대체하자는 운동도 일어나고 있지만, 아직까지는 형광등이 우세하다. 우선 LED 대비 저렴한 교체비용이나 기술이 오래되어 제조업체 편차도 적은 편이라 어느정도의 품질도 보장되기 때문이다. 게다가 형광등도 예전의 스펙에서 놀고 있는 것만은 아니라서, 초기형 T10 형광등에서 조금씩 가늘어지면서 T10 20W/40W 급 → T8 18W/32W급 → T5 14W/28W[22]급으로 효율이 개선되고 있다. 여기에, 전구형, 컴팩트형과 달리, 적당한 반사갓을 단 일반 직관형 형광등의 효율(lm/W)은 몇 년 전까지의 LED등을 넘어설 정도다.
형광등과 LED 중 어떤 것을 선택하는 가는 각자의 상황에 달렸다. 사무용 산업용의 경우 건물의 수명이 길기 때문에 LED가 좋으나, 가정의 경우는 약간 생각해 봐야한다. 자가의 경우 이사갈 일이 잘 없고 쭉 살기 때문에 LED가 좋지만, 월세나 전세는 보통 재계약을 해도 2년 단위기 때문에 굳이 밝은 조명이 필요한 것이 아니면 더 비싼 LED를 고집할 이유가 없다. 형광등 수명의 경우 10,000시간이라고 하는데 이는 하루 1시간 씩이나 베란다 조명을 켠다고 해도 27년이 걸리며, 6시간씩 자주 쓰는 조명을 켠다고 해도 4년이 훌쩍 넘는다. 단기간으로는 LED가 형광등보다 밝기를 제외하고 특별히 이익을 가져다 주지 않으니 잘 판단 할것. LED도 얼마든지 고장이 나기 때문에 고장 1번만 나도 그동안의 전기 요금하락 효과가 다 사라져버릴수도 있다. 그래도 장기적으로는 LED로 시장이 통일될 전망이다.
음극에 열을 가하지 않고 고전압으로 전자를 방출하는 형광등도 있다. CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)라는 물건으로, "냉음극관"이라고도 부른다. LCD의 백라이트로 많이 쓰였지만, 2000년대 후반부터 LED로 대체되는 중이다.
EEFL(External Electrode Fluorescent Lamps)라는 외부전극을 사용한 형광등도 있다. 개별적인 컨트롤이 필요한 기본 형광등이나 CCFL과 달리병렬로 연결이 가능하고 효율도 좋은데다가 수명도 기존 형광등이나 CCFL보다 길어서 전광판 조명같이 좁은데 여러개 박아넣는데 사용되어지고 있다.
더 나아가면 Electrodeless lamp라고 전극을 아예 없애고 효율과 수명을 더더욱 개선한 것도 있다. 이건 광량이 제어가 가능하고 밝기도 매우 뛰어나서 가로등, 터널, 강당 등에서 볼 수 있다.
당연히 전구는 '''먹으면 안 된다'''. 허나 실제로 먹는 사람들이 드물게 있기는 하다.(...) 세상에 이런일이에서도 형광등을 즐겨먹는 어느 외국인에 대한 얘기가 나온 적이 있었고, 한국모 유튜버도 한번 그랬었다. 인간은 별의별 것을 다 먹는 존재답게 이상할 건 없다지만(?), 그래도 위험하니 먹지 말자.

5. 퇴출


2013년 국제수은협약(일명 미나마타 협약)을 비준한 84국에서 수은이 쓰인 형광등, 수은혈압계 등을 2020년까지 생산 중단하기로 함에 따라 2020년에 형광등이 퇴출될 예정이라는 기사들이 올라왔지만 이는 조약 내용을 오해한 것이다. 30와트 이하의 컴팩트 형광등 중 수은이 기준치 이상으로 많은 것만 금지한다는 것으로 유럽에서 팔리고 있는 것들은 다 기준을 충족한다. 한국도 관련 법인 '''잔류성유기오염물질 관리법'''이 개정되어 시행 중인데 형광등은 금지기준을 넘지 않는다.
비단 환경문제뿐만 아니라 에너지 효율 측면에서도 형광등을 LED 전등으로 대체하는 것이 적절하다. 백열등의 에너지 효율이 약 5%였던 것에 비해 형광등은 약 40%로 비약적으로 에너지 소모를 감소시켰고, 이제 대부분의 형광등을 에너지 효율이 90%에 달하는 LED 전등으로 교체하면 더욱 전력을 아낄 수 있기 때문이다. 조명시설에 국가 전력의 20%가 소모된다는 점을 볼 때 장기적으로 LED 전등의 비율이 늘어날수록 좋은 것은 분명하며, 이에 따라 국가 정책이나 지원도 많이 쓰이고 있다.
결국 2027년부터 형광등의 생산, 수입, 판매가 모두 금지된다.

6. 형광등이 고장났을 때


형광등의 불이 들어오지 않을 때는 형광등의 수명이 다한 것인지 안정기의 문제인지 먼저 확인해야 한다. 불이 들어오는 다른 형광등을 바꿔 끼워보면 쉽게 확인할 수 있다. 과거의 기계식(자기식 또는 스타터식) 안정기의 경우 글로우 스타터(초크 다마)를 교체하면 되지만 현재 대부분인 전자식 안정기의 경우 안정기 자체를 교체하여야 한다.

[1] 수은 전자가 순간적으로 에너지(열)을 받아 에너지 준위가 높아졌다 낮아질때 준위차 만큼 에너지를 방출하게 되는데 이때 자외선의 형태로 방출된다.[2] 탈색되는 것으로 종이의 원래색이 나오는 거다.[3] 살균에 가장 효과적인 250~260nm 스펙트럼의 전자기파장. 사람 눈에는 푸르스름한 빛이 약하게 보이지만, 실제로 살균등 작동시 방출되는 에너지량은 보이는 광도보다 훨씬 높다. [4] 흔히 스타트 다마, 스타터, 혹은 '''쵸크다마'''라고 부르던 원기둥 모양의 작은 부품을 말한다. 안정기의 영어명 쵸크+안정기가 작은 백열전구 비슷하게 생겼으므로 백열전구의 속칭이던 일본어 다마(玉)를 합친 것.[5] 전자식 안정기는 대신 점등 후 최대 밝기 상태까지 약간의 시간이 걸린다. 이 문제 때문에 부엌 창고나 냉장고 등 최대 밝기까지 기다릴 수 없는 곳에서는 CFL 대신 백열 전구가 오랫동안 살아남았다. 물론 LED로 급속 대체 중...[6] 2017년 청백색, 연청백색, 백색, 연황백색, 황백색으로 개정됐으나 일반에 거의 사용되지 않아 수정하지 않음[7] 필립스, 오스람 등의 메이커에서 사용하며 현재는 다른 메이커에서도 차용. 보면 8+색온도 앞 두자리다.[8] '주황색' 과 비슷한 발음 때문에 주황색으로 오해하기도 한다.[9] 5700~7100K[10] 형광램프의 광원색 및 연색성에 따른 구분- KS A 3325[11] 그래서 낮 주(晝)에 빛 광(光)을 써서 주광색이다.[12] 4600~5400K[13] 3900~4500K[14] 3200~3700K[15] 2600~3150K[16] 4000~5000K 인 경우 일부 주백색, 백색이 혼용되는 경우가 있으니 색온도를 확인하고 구매하길 권함[17] 정반대로 한국인을 포함한 동양인이 서구권 가정집의 조명을 보면 어둡고 굴속같아 답답하다고 반응하는 경우가 많았다. 다만 2000년대 후반부터는 동양권에서도 젊은 층을 중심으로 간접 조명이 연출해내는 특유의 분위기를 선호하는 사람들이 늘어났고 전구색, 온백색의 수요도 과거에 비하면 대폭 늘어났다.[18] 인종/민족별 선호색상과 같은 색상을 주었을 때 짚는 색이 다른 것은 물론 실재한다. 하지만 그것이 유전자 차이인지 문화적 차이인지는 아직 검증해내지 못했다. 물론 홍채 차이는 전혀 상관없는 이야기다.[19] 삼파장 전구에 비해 빛의 스펙트럼이 더 고르다.[20] E27도 있는데, 사실상 둘의 차이는 거의 없으며, 서로 호환이 된다.[21] 26, 17, 14 같은 수치는 전구 소켓의 지름을 mm단위로 나타낸 것이다.[22] 이정도는 손가락 굵기만 해서 빛의 퍼짐이 상대적으로 모자라기에, 직접등보다는 좁은 공간에 때려박아 간접등으로 주로 사용된다. T8도 28와트 이하가 나왔다.