Świetlówki są drugim po żarówkach, pod względem powszechności, źródłem światła. Świetlówka jest fluorescencyjnym źródłem światła, choć wyładowanie elektryczne i jego skutki w postaci emisji promieniowania UV są czynnikami pobudzającymi fluorescencję. Promieniowanie widzialne jest więc następstwem naświetlenia warstwy fluoryzującejluminoforu, pokrywającej od wewnątrz szklaną rurę wyładowczą, promieniowaniem ultrafioletowym. Może się wydawać, że świecącą świetlówkę odnosi się wrażenie, jakby biała warstwa pokrywająca wewnętrzną powierzchnię świetlówki służyła jedynie do rozproszenia światła. Jest to jednak mylne przekonanie. Bez luminoforu świetlówka włączona do obwodu elektrycznego sprawia wrażenie jakby nie świeciła, jednak w rzeczywistości promieniuje pełną swą moc w zakresie ultrafioletowym, którego to promieniowania oko nie dostrzega. Luminofor (najczęściej w postaci proszków halofosforanowych) spełnia więc w świetlówce funkcję transformatora optycznego przekształcającego promieniowanie ultrafioletowe na widzialne.

Tak możemy odpowiedzieć sobie na pytanie, jak dochodzi w świetlówce do promieniowania widzialnego, natomiast nadal nie wiadomo, w jaki sposób generowane jest promieniowanie ultrafioletowe. Ta kwestia wymaga zagłębienia się w szczegóły budowy świetlówki i poznania zjawisk zachodzących w trakcie przepływu przez nią prądu. Zasada generowania promieniowania ultrafioletowego podczas wyładowania elektrycznego w rurze świetlówki napełnionej gazem lub parami metalu jest następująca.

Świetlówka jest niskoprężnym źródłem światła. Ciśnienie par rtęci w trakcie świecenia zawiera się w granicach 0,1 do 1 kPa i jego wartość zależy głównie od wykonania i mocy lampy. W przestrzeni wyładowczej, w trakcie świecenia, znajduje się duża ilość elektronów a także pewna ilość jonów i atomów gazu. Elektrony z powodu swej małej masy pod wpływem przyłożonego napięcia na rurze rozpędzają się do dużych prędkości. Na drodze ich przyspieszonego ruchu dochodzi do zderzeń z atomami i jonami gazu. Przy określonej, minimalnej energii pędzących elektronów dochodzi do zderzeń niesprężystych z jonami i atomami, w wyniku których następuje przekazanie energii pędzącego elektronu do wnętrza atomu. W następstwie przechodzi on w stan wzbudzenia. Oznacza to, że jego elektron walencyjny przechodzi na wyższą orbitę. Jest to energetycznie niestabilny stan atomu. Aby powrócić do stanu równowagi, elektron wraca na swą orbitę walencyjną, oddając energię uzyskaną w trakcie .zderzenia plastycznego w postaci kwantu promieniowania AE = hv . Ponieważ jak pokazuje teoria Bohra, w wyniku zderzenia elektron walencyjny może przeskoczyć na konkretną orbitę, ściśle określoną dla danego pierwiastka, więc powrót do stanu równowagi związany jest z wypromieniowaniem fali ściśle określonej długości (częstotliwości). Dla par rtęci, podstawowego czynnika wypełniającego wnętrze świetlówki, są to długości fali: 185 nm i 254 nm leżące w zakresie nadfioletu, niewidzialnym dla oka.

Aby w świetlówce zaistniały warunki do tego procesu, muszą być spełnione pewne wymagania wstępne. Elektrody muszą być pokryte materiałem ułatwiającym emisję elektronów emiterem. Elektrody muszą być wstępnie podgrzane przed zapłonem. Napięcie na elektrodach w chwili zapłonu musi być dostatecznie duże, aby nastąpiło przebicie elektryczne przestrzeni międzyelektrodowej. We wnętrzu świetlówki musi się znajdować gaz zapłonowy (argon, neon). Jego niskie napięcie zapłonu umożliwia zainicjowanie wyładowania, które następnie jest przejmowane przez pary rtęci. W obwodzie elektrycznym świetlówki musi się znajdować odbiornik stabilizujący, na którym występuje różnica między napięciem sieciowym a napięciem na świetlówce, które dla podtrzymania wyładowania może być już mniejsze.

Wymagania te narzucają konieczność realizacji odpowiedniej konfiguracji układu zasilania świetlówki. Funkcjonowanie obwodu jest następujące: Po przyłożeniu napięcia sieciowego (230 V) do zacisków obwodu, ze względu na fakt, że początkowo prąd nie płynie przez świetlówkę, pełne napięcie przenosi się na zapłonnik Z, który przy takim napięciu świeci, podgrzewając elektrodę ruchomą z termobimetalu. Elektroda w trakcie podgrzewania prostuje się, zwiera z drugą, powodując przepływ dużego prądu przez obwód złożony z szeregowo połączonej indukcyjności D i elektrod świetlówki E. W tym czasie elektroda termobimetaliczna zapłonnika Z stygnie, a jednocześnie wstępnie podgrzewają się, w wyniku przepływu prądu zwarciowego, elektrody świetlówki, emitując z emitera chmurę elektronów. Stygnąca elektroda zapłonnika Z zgina się, aż doprowadza do przerwania obwodu. Oznacza to, zgodnie z prawami komutacji, powstanie na jej końcach, a równocześnie między elektrodami świetlówki, dużego napięcia (około 1500 V) wynikającego z przerwania obwodu z indukcyjnością (U = Ldi/dt). Napięcie to jest zwykle wystarczające do przebicia przestrzeni między elektrodami świetlówki, zapala się łuk i zachodzą wspomniane zderzenia rozpędzonych elektronów z atomami najpierw gazu zapłonowego (argon, neon), a następnie z atomami par rtęci. Wzrasta prąd lampy, gdyż zwiększa się liczba elektronów, co oznacza, że aby podtrzymać wyładowanie między elektrodami, napięcie na lampie musi zmaleć. Nadmiar napięcia (różnica między napięciem sieciowym a napięciem na lampie) przenosi się na statecznik. Tak więc, w trakcie ustalonej pracy napięcie na lampie wynosi 120+130 V, a na stateczniku 100-a-llO V.

Warto wyjaśnić znaczenie obu kondensatorów włączonych do obwodu. Ten, który jest równoległy do zacisków sieciowych, poprawia współczynnik mocy obwodu. Kondensator drugi, umieszczony wewnątrz zapłonnika, ma za zadanie przeciwdziałać zakłóceniom wywoływanym komutacją elektrod zapłonnika. Konstrukcja zapłonnika jest tak dobrana, że w trakcie normalnej pracy, gdy napięcie na lampie wynosi 120-=-130 V, nie jest ono w stanie doprowadzić do zaświecenia zapłonnika, a tym samym do prostowania elektrody termobimetalicznej. Zapłonnik nie inicjuje kolejnych komutacji.

Jest jeszcze jedna kwestia do wyjaśnienia. Przerwanie obwodu zwarciowego (po zwarciu elektrody termobiometalicznej ze stałą) odbywa się w przypadkowej chwili, w której sinusoidalny przebieg prądu może przechodzić przez różne fazy. Jego wartość chwilowa może być mała. Oznacza to możliwość nieskutecznej komutacji. Napięcie między elektrodami może być zbyt niskie. W praktyce oznacza to powtórzenie próby zapłonu, czasami wielokrotne, co objawia się charakterystycznymi błyskami świetlówki przy jej włączaniu. Inna niekorzystna cecha funkcjonowania świetlówek to tętnienie światła, wywołane cyklicznie powtarzającym się zapłonem z częstotliwością wynikającą z częstotliwości sieci zasilającej. Świetlówka zasilana napięciem przemiennym 230 V zapala się i gaśnie 100 razy w ciągu 1 sekundy (procesy zapalania i gaśnięcia zachodzą w każdej połówce sinusoidalnego napięcia zasilającego). Problemy te nie występują, jeżeli konwencjonalny układ stabilizacyjno-zapłonowy świetlówki. zostanie zastąpiony elektronicznym układem stabilizacyjno-zapłonowy.

Nowoczesne układy stabilizacyjno-zapłonowe eliminują wady konwencjonalnych układów zasilania świetlówek. Zapłon jest pewny, powtarzalny, praktycznie bez migotania. Lampa jest zasilana napięciem o wysokiej częstotliwości 25+40 kHz, która poza minimalizacją tętnienia strumienia świetlnego poprawia nawet o około 30% skuteczność świetlną lampy dzięki ograniczeniu strat elektrodowych oraz związanych z rekombinacją ładunków, które wysoka częstotliwość napięcia zasilającego prawie eliminuje. Warto też zwrócić uwagę na szczególną cechę świetlówek, a mianowicie na silne uzależnienie ich skuteczności świetlnej od temperatury otoczenia, która istotnie wpływa na zmianę ciśnienia par rtęci. Zarówno przy zbyt niskiej, jak i przy zbyt wysokiej temperaturze skuteczność świetlna świetlówek zmniejsza się, osiągając w warunkach mrozu rzędu -20C skuteczność świetlną na poziomie zaledwie 10-=-15% skuteczności znamionowej (rys. 8.9) [11]. Świetlówki są zazwyczaj tak konstruowane, aby osiągały maksimum swojej skuteczności świetlnej w temperaturze +20C. Są też wykonania specjalne, tzw. mrozoodporne świetlówki, które maksimum swojej skuteczności osiągają w temperaturze bliskiej 0C. Świetlówki są znacznie mniej wrażliwe na zmiany napięcia zasilającego niż żarówki. Można w przybliżeniu uznać, że strumień świetlny reaguje proporcjonalnie do zmian napięcia zasilającego.