انواع منابع روشنایی

منابع روشنایی بیش از صد سال است که وجود دارند. در حال حاضر افراد زیادی روی آن کار می‌کنند و فناوری‌های زیادی در این راستا توسعه پیدا کرده‌اند.

یک سردرگمی عمومی درباره این‌که منابع تولید روشنایی چه نامیده شوند وجود دارد. بسیاری از مشتریان وسیله مذکور را لامپ می‌نامند. تولیدکننده‌ها نیز آن را لامپ نام‌گذاری کرده‌اند. در این مقاله ما سعی کرده‌ایم به طور اصولی موارد استفاده مصرف‌کننده را ملاک قرار دهیم. ال ای دی جدیدترین نوع منبع روشنایی در لیست بلند انواع مختلف روشنایی است.

لامپ رشته‌ای

با صرف نظر از ابزار روشنایی تاریخی مانند شمع، بقیه انواع منابع روشنایی از برق استفاده می‌کنند. اولین و مرسوم‌ترین نوع منبع روشنایی لامپ رشته‌ای است. لامپ رشته‌ای با گرم شدن یک قسمت فلزی کار می‌کند. تا زمانی که به روشن شدن منجر شود. با تنظیم توان می‌توان رنگ‌های مختلفی را از آن استخراج کرد. لامپ‌های رشته‌ای فلامنتی رایج در دمایی نزدیک 2850 کلوین کار می‌کنند. هنگامی که عمل دیمینگ بر روی لامپ انجام می‌شود، لامپ توان کمتری را دریافت می‌کند. این عمل تنها باعث کاهش نور نمی‌شود بلکه دمای فلامنت نیز کاهش پیدا می‌کند. به این دلیل است که نور دیمینگ لامپ‌های رشته ‌ای به رنگ مایل قرمز به نظر می‌رسد.

شایان ذکر است که علت استفاده از شیشه وکیوم شده در ساختمان لامپ رشته‌ای، جلوگیری از اکسید شدن و خراب شدن فلامنت است. لامپ رشته‌ای هنگام کار بسیار داغ می‌شود. دمای سطح یک لامپ 40 وات در حدود 120 درجه سانتی گراد است. و به این دلیل است که بعد از خاموش کردن آن‌ها مدت زمانی نیاز است تا بتوان آن را لمس کرد. علت رایج خرابی لامپ‌های رشته‌ای شکستن فلامنت می‌باشد که معمولا بعد از 1000 ساعت کارکرد رخ می‌دهد. کلیدزنی لامپ‌های رشته‌ای معمولا باعث خرابی فلامنت می‌شود. اما با کارکرد عادی لامپ این امر علت محدودیت طول عمر لامپ رشته‌ای نمی‌شود.

هالوژن ها

لامپ‌های هالوژنی هم مانند لامپ‌های رشته‌ای هستند. تفاوت میان هالوژن‌ها و رشته‌ای‌های معمولی آن است که هالوژن‌ها شامل مقدار کمی گاز هالوژن هستند. هالوژن باعث می‌شود که فلامنت داغ‌تر بسوزد در حالی که کمی بازدهی لامپ را افزایش می‌دهد. همچنین CCT را از حالت نرمال لامپ رشته‌ای بیشتر می‌کند. مزیت دیگر آن است که باعث می‌شود فلامنت عمر بیشتری داشته باشد.

فلوروسنت

لامپ‌های فلوروسنتی به صورت متفاوتی از لامپ‌های رشته‌ای کار می‌کنند. همچنین آن‌ها بخش وکیومی در داخل تیوپ شیشه ای دارند. در این مورد مقداری بخار جیوه نیز در داخل آن وجود دارد. هنگامی که فلامنت داخل لامپ داغ می‌شود الکترون ساتع می‌کند. این یونیزه شدن جیوه یک قوس پلاسما را در 1100 کلوین ایجاد می‌کند. جیوه UV تشعشع می‌کند تا به حالت عادی خود بازگردد. UV به فسفری که سطح شیشه را پوشانده برخورد می‌کند. این همان چیز سفیدی است که سطح فلوروسنت را پوشانده است. فسفر UV را جذب می کند و نور مرئی را ساتع می‌کند که خروجی لامپ فلوروسنتی می‌باشد. فسفر به دقت طراحی می‌شود تا فقط نور رنگی تولید کند و معمولا ترکیبی از چند نوع فسفر می‌باشد. برای راه‌اندازی این دستگاه پیچیده نیاز به مدار خاصی است که بالاست نامیده می‌شود. بالاست در ورودی به شبکه AC متصل می شود. هر بالاست در خروجی معمولا دو جفت سیم دارد که هر زوج یکی از دو فلامنت لامپ را گرم می‌کند. بعلاوه جریان از یکی از زوج سیم‌ها به زوج سیم دیگر حرکت می‌کند. بعدا این همان جریانی می‌شود که جرقه پلاسما را تولید می‌کند.

جریان های داخل فلورسنت تیوبی

لامپ فلوروسنتی بسیار خنک تر از لامپ رشته‌ای کار می‌کند. دمای معمول سطح آن در حدود 40 درجه سانتی گراد است. لامپ های فلوروسنتی حالات بسیاری برای خرابی دارند که عموما بعد از 10 هزار ساعت اتفاق می افتد که در حدود ده برابر لامپ های رشته‌ای می‌باشد. به دلیل این‌که فلز فلامنت بسیار داغ می‌شود، معمولا فلز می‌سوزد یا ضعیف می‌شود. به علاوه هر بار که فلوروسنت روشن می‌شود گرمایش لحظه‌ای مقداری از فلز را می‌سوزاند. این مواد برروی شیشه می‌نشیند و باعث کدر شدن سطح تیوپ شیشه‌ای می شود. همچنین بالاست فلوروسنت نیز خراب می‌شود اما در بازه‌هایی در حدود 10 الی 25 سال.

چراغ های القایی

روشنایی القایی نیز نوعی از روشنایی فلوروسنت است که برای برتری از بابت محدودیت طول عمر فلامنت فلوروسنت‌های معمولی طراحی شده است. روشنایی القایی فلامنت استفاده نمی‌کند و انرژی از طریق ترانسفورمر وارد پلاسما می‌شود. در این حالت بالاست به عنوان اولیه ترسفورمر است و قوس‌های ایجاد شده در داخل پلاسما به عنوان بارهای سمت ثانویه می‌باشند. ارتباط بین اولیه و ثانویه از طریق هوا برقرار می‌شود بنابراین لازم است بالاست در نزدیکی حباب لامپ باشد.

لامپ‌های القایی طول عمری در حدود 100 هزار ساعت دارند و از آنجایی که هیچ فلامنتی داخل آنها برای خراب شدن وجود ندارد، طول عمر آن‌ها به وسیله حباب وکیوم شده و بسته شده در نظر گرفته می‌شود. شاید با این اوصاف این لامپ‌، نوع خوبی از روشنایی به نظر بیاید ولی با توجه به تشعشع 6/13 مگا هرتزی از این سیستم، شرایط ایمنی آن جای بحث و شگفتی دارد.

لامپ‌های تخلیه با شدت بالا (HID)

لامپ‌های تخلیه در فشار بالا از لحاظ اساس کارکرد به لامپ های فلوروسنت نزدیک هستند. تفاوت اساسی آن در این است که به جای تولید نور UV و تبدیل آن به نور مرئی، این گاز به صورت مستقیم نور مرئی را ساتع می‌کند. برای مثال لامپ بخار سدیم از سدیم استفاده می‌کند. سدیم نور زرد رنگ از خود ساتع می‌کند که این نوع لامپ‌ها در فضاهای باز قابل مشاهده هستند. کلمه HID بازه‌ای از لامپ‌ها را دربر می‌گیرد که در مواد تغییراتی می‌دهند تا نور تولید کنند مانند متال هالید ، بخار سدیم و زنون .

به دلیل این‌که یه مرحله تبدیل کمتر در این لامپ‌ها وجود دارد لامپ های HID می‌توانند بازده بالاتری نسبت به فلوروسنت‌های استاندارد داشته باشند. این عدد در حدود 100 لومن بر وات برای HIDها در برابر 60 لومن بر وات برای لامپ‌های فلوروسنت می‌باشد. همانند تمامی روشنایی‌ها در این‌جا هم یک توازن بین کیفیت و قیمت وجود دارد. بهره‌وری بالاتر این چراغ‌ها با هزینه بالاتر به‌دست خواهد آمد و CRI بالاتر نیز طول عمر چراغ را کاهش می‌دهد و این علاوه بر افزایش هزینه در این حالت است.

سخن آخر