การจำแนกประเภทของแหล่งกำเนิดแสง ส่วนที่ 1 หลอดไส้และหลอดฮาโลเจน

มีสามวิธีหลักในการผลิตแสง: การแผ่รังสีความร้อน การปล่อยก๊าซที่ความดันต่ำและสูง

รังสีความร้อน... การให้ความร้อนของเส้นลวดเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าจนถึงอุณหภูมิสูงสุดที่เป็นไปได้ ธาตุทังสเตนที่มีจุดหลอมเหลวสูงที่สุดในบรรดาโลหะ (3683 K) เหมาะสมที่สุดสำหรับสิ่งนี้ ตัวอย่าง: หลอดไส้และหลอดไส้ฮาโลเจน

การปล่อยก๊าซ... ในภาชนะแก้วแบบปิดซึ่งเต็มไปด้วยก๊าซเฉื่อย ไอระเหยของโลหะ และธาตุหายาก การคายประจุอาร์กจะเกิดขึ้นเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้า การเรืองแสงที่เกิดจากการเติมแก๊สทำให้ได้สีของแสงที่ต้องการ

ตัวอย่าง: หลอดปรอท โลหะคลอไรด์ และโซเดียม

กระบวนการเรืองแสง... ภายใต้การกระทำของการปล่อยไฟฟ้า ไอปรอทที่สูบเข้าไปในหลอดแก้วจะเริ่มปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตที่มองไม่เห็นออกมา ซึ่งเมื่อตกกระทบกับสารเรืองแสงที่สะสมอยู่ที่ผิวด้านในของแก้วแล้วเปลี่ยนเป็นแสงที่มองเห็นได้ ตัวอย่าง: หลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ ไดโอดเปล่งแสง (LED)หลอดไฟประเภทต่างๆ แตกต่างกันในพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ประสิทธิภาพการส่องสว่าง ลักษณะทางสเปกตรัม (เช่น การแสดงสี) ลักษณะทางไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน การใช้พลังงาน) ลักษณะการออกแบบ (ขนาด) อายุการใช้งาน และราคา

การจำแนกประเภทของแหล่งกำเนิดแสง

หลอดไส้

หลอดไส้เป็นตัวปล่อยความร้อนโดยทั่วไป ในขวดที่ปิดสนิทซึ่งเต็มไปด้วยสุญญากาศหรือก๊าซเฉื่อย ขดลวดทังสเตนจะถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ 2,600-3,000 K) ภายใต้การกระทำของกระแสไฟฟ้า ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ความร้อนและแสงถูกปล่อยออกมา รังสีนี้ส่วนใหญ่อยู่ในช่วงอินฟราเรด

ประเภทหลักของหลอดไส้ ได้แก่ หลอดเอนกประสงค์ โคมเอนกประสงค์ โคมตกแต่ง และโคมสะท้อนแสง

ประสิทธิภาพการส่องสว่างของหลอดไส้ในช่วง 25 ถึง 1,000 W อยู่ที่ประมาณ 9 ถึง 19 lm / W สำหรับหลอดที่มีอายุการใช้งานเฉลี่ย 1,000 ชั่วโมง หลอดไส้ส่วนใหญ่มีไว้สำหรับให้แสงสว่างในร่มและกลางแจ้งในเครือข่ายกระแสสลับที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 V, 127 V และความถี่ 50 Hz

หลอดไส้แตกต่างกันไปตามกำลังวัตต์และประเภทหลอดไฟ หลอดไส้ผลิตขึ้นในรูปทรงทรงกลมแบบคลาสสิกรวมถึงขนาดที่เล็กกว่าด้วยหลอดไฟรูปทรง "เห็ด" และ "เทียน" โคมใสให้แสงที่สวยงามและสมบูรณ์ และการเคลือบแบบกระจายแสงช่วยให้กระจายแสงได้ทั่วถึงและขจัดผลกระทบจากแสงสะท้อนมีการผลิตหลอดไฟที่ปรับให้เข้ากับความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายซึ่งออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น (230-240 V) (เมื่อแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายเพิ่มขึ้น 10% อายุการใช้งานของหลอดไฟธรรมดาจะลดลง 3 เท่า) ซึ่งช่วยให้สามารถเก็บไว้ได้ ลักษณะทางเทคนิคอีกต่อไป ระยะเวลาการเผาไหม้ของหลอดไส้ที่แรงดันไฟฟ้าปกติไม่น้อยกว่า 1,000 ชั่วโมง สำหรับหลอดไฟที่มีแรงดันไฟฟ้า 127-135 V — 2500 ชั่วโมง สำหรับหลอด MO — 700 ชั่วโมง

ลักษณะสำคัญของหลอดไส้:

1. ผลิตขึ้นในหลากหลายประเภท สำหรับกำลังและแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน และประเภทต่างๆ ที่ปรับให้เหมาะกับสภาพการใช้งานเฉพาะ

2. เชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่ายโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม

3. ความสามารถในการให้บริการ (แม้ว่าจะมีลักษณะที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว) แม้จะมีการเบี่ยงเบนอย่างมีนัยสำคัญของแรงดันไฟหลักจากค่าเล็กน้อย

4. ฟลักซ์การส่องสว่างลดลงเล็กน้อย (ประมาณ 15%) จนกระทั่งสิ้นสุดอายุการใช้งาน

5. ความเป็นอิสระจากสภาพแวดล้อมเกือบสมบูรณ์ (ขึ้นอยู่กับความสามารถในการทำงานใต้น้ำ) รวมถึงอุณหภูมิ

6. ความกระชับ

ข้อเสียของหลอดไส้: ประสิทธิภาพการส่องสว่างต่ำ, ความเด่นของส่วนสีเหลืองแดงของสเปกตรัมในสเปกตรัมการปล่อย, อายุการใช้งานที่ จำกัด, การพึ่งพาสูงของลักษณะของหลอดไส้กับแรงดันไฟฟ้า (เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น อุณหภูมิของ ไส้หลอดจะสูงขึ้น และเป็นผลให้แสงขาวขึ้น ฟลักซ์การส่องสว่างเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และทำให้ประสิทธิภาพของแสงช้าลงเล็กน้อย อายุการใช้งานลดลงอย่างรวดเร็ว)

สเปกตรัมของหลอดไส้:

ลักษณะสำคัญของหลอดไส้คือค่าแรงดัน, กำลังไฟ, ฟลักซ์ส่องสว่าง, อายุการใช้งานและขนาดโดยรวม

ประเภทที่พบมากที่สุดของหลอดไส้หลอด: E - เกลียว, Bs - พินเดี่ยว, พินสองพิน Bd

การกำหนดหลอดไส้: G-gas-filled mono-coil (อาร์กอน); B — คอยล์คู่พร้อมเติมอาร์กอน BK — bispiral ที่เต็มไปด้วยคริปทอน; MT — เคลือบ; 125-135, 220-230, 230-240-ช่วงแรงดันเป็นโวลต์; 25-500 — กำลังไฟฟ้าที่กำหนดเป็นวัตต์ 1 — 12 — ลักษณะเด่นของรุ่นพื้นฐาน

ตัวอย่างเช่น B 230-240-40-1, MO 36-100

มีการผลิตหลอดไส้ประเภทอื่น ๆ จำนวนมาก: โคมไฟของฉัน, สำหรับรถไฟใต้ดิน, สำหรับสัญญาณไฟจราจร, การฉายภาพ, สำหรับการถ่ายภาพ, ขนาดเล็กและขนาดเล็ก, การสลับ, กระจก (โคมไฟ - โคมไฟที่มีกระจกหรือชั้นสะท้อนแสงแบบกระจายในหลอดไฟ) และคนอื่น ๆ.

หลอดไส้หลอดฮาโลเจน

หลอดไส้ฮาโลเจนมีโครงสร้างและหน้าที่เทียบเท่ากับหลอดไส้ แต่มีการเติมฮาโลเจนเล็กน้อย (โบรมีน คลอรีน ฟลูออรีน ไอโอดีน) หรือสารประกอบของฮาโลเจนในก๊าซเสริม ด้วยความช่วยเหลือของสารเติมแต่งเหล่านี้ในช่วงอุณหภูมิที่แน่นอน จึงเป็นไปได้ที่จะกำจัดความมืดของหลอดไฟได้เกือบทั้งหมด (ซึ่งเกิดจากการระเหยของอะตอมของทังสเตน) และทำให้ฟลักซ์การส่องสว่างลดลง ดังนั้นขนาดของหลอดไฟในหลอดไส้หลอดฮาโลเจนจึงลดลงได้อย่างมาก ซึ่งในแง่หนึ่ง ความดันในก๊าซที่เติมสามารถเพิ่มขึ้นได้ และในทางกลับกัน มันเป็นไปได้ที่จะใช้ค่าเฉื่อยราคาแพง ก๊าซคริปทอนและซีนอนเป็นก๊าซบรรจุ

วงจรทังสเตน-ฮาโลเจน

ลักษณะสำคัญของหลอดไส้ - ประสิทธิภาพการส่องสว่างและอายุการใช้งาน - ส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยอุณหภูมิของขดลวด: ยิ่งอุณหภูมิของขดลวดสูงเท่าใดแสงที่ส่องออกมาก็จะยิ่งสูงขึ้น แต่อายุการใช้งานก็จะสั้นลง อายุการใช้งานที่ลดลงเป็นผลมาจากอัตราการระเหยที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของทังสเตนเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การทำให้หลอดไฟมืดลงและในทางกลับกันทำให้ขดลวดไหม้

การทำให้หลอดไฟดำคล้ำสามารถป้องกันได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้สารเติมแต่งฮาโลเจนในก๊าซเติม ซึ่งในระหว่างวงจรทังสเตน-ฮาโลเจนจะป้องกันไม่ให้ทังสเตนที่ระเหยแล้วตกตะกอนบนผนังของหลอดไฟ ทังสเตนที่ระเหยจากขดลวดระหว่างการทำงานของหลอดไฟจะเข้าสู่ช่วงอุณหภูมิ (T1 1400 K) อันเป็นผลมาจากการแพร่กระจายหรือการพาความร้อน และสลายตัวที่นั่นอีกครั้ง

ส่วนหนึ่งของทังสเตนได้รับการบูรณะอีกครั้งตามเกลียว แต่อยู่ในที่ใหม่ ดังนั้น วัฏจักรทังสเตน-ฮาโลเจนปกติจึงมีผลเพียงป้องกันการทำให้หลอดไฟมืดลง แต่ไม่ได้ทำให้อายุการใช้งานเพิ่มขึ้น ซึ่งจะสิ้นสุดลงเนื่องจากขดลวดที่ "เซลล์ร้อน" แตก

หลอดไส้ฮาโลเจนมีความโดดเด่นในด้านความกะทัดรัดพิเศษ แสงที่ขาวขึ้นอย่างมาก การแสดงสีที่ดีขึ้น และอายุการใช้งานสองเท่า

หลอดไส้ฮาโลเจนมีจำหน่ายถึง 20 กิโลวัตต์

ปัจจุบัน ผู้ผลิตนำเสนอหลอดฮาโลเจนให้เลือกมากมาย สำหรับทุกรสนิยมและเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันมีหลอดไฟที่มีกำลัง 5-150 W สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ลดลง 12-24 V รวมถึงกำลังไฟ 25-250 W (มีฝาปิดเดียวพร้อมซ็อกเก็ตมาตรฐาน E14 และ E27) และ 100-500 W (สองเท่า - มีฝาปิด) ออกแบบมาสำหรับแรงดันไฟหลัก 220-230 V คุณสามารถใช้หลอดฮาโลเจนกับกระจกสะท้อนแสงภายนอกที่มีการเคลือบสัญญาณรบกวนแบบพิเศษ — มันจะส่งรังสีอินฟราเรด ซึ่งจะสร้างลำแสง «เย็น» หลอดไฟที่มีตัวสะท้อนแสงอลูมิเนียมภายนอกจะสร้างลำแสงแบบ "ลึก" (มีมุมกระจายแสง 30-100) และ "กว้าง" (มีมุมกระจายแสงสูงสุด 600)

ข้อดีหลักของหลอดฮาโลเจนเมื่อเทียบกับหลอดไส้ทั่วไปมีดังนี้

- ประสิทธิภาพแสงที่สูงขึ้น - ในบางกรณีจะเพิ่มขึ้นเป็น 25 lm / W ซึ่งสูงกว่าหลอดไส้ 2 เท่า

- ความทนทานสูง - อายุการใช้งานสูงกว่าหลอดไส้ 2-4 เท่า

- ขนาดเล็ก - สำหรับหลอดฮาโลเจนแรงดันต่ำ (12 V, 100 W) เส้นผ่านศูนย์กลางของหลอดไฟจะเล็กกว่าหลอดไส้ที่มีกำลังเท่ากันถึง 5 เท่า

— สเปกตรัมการแผ่รังสีที่เข้มข้นกว่า — หลอดฮาโลเจนมีแสง "ขาวกว่า" มากกว่าหลอดไส้ (เนื่องจากอุณหภูมิความร้อนสูงกว่า — 30,000 K เทียบกับ 28,000 K สำหรับหลอดธรรมดา)

- ความสามารถในการปรับได้ของฟลักซ์การส่องสว่าง และที่แรงดันไฟฟ้าลดลง ฟลักซ์การส่องสว่างจะคง "ความขาว" ไว้อย่างเพียงพอ

สองประเด็นแรกพูดถึงข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจที่ชัดเจนของหลอดฮาโลเจน: หากมีการติดตั้งแหล่งกำเนิดแสงดังกล่าวแทนหลอดไส้แบบดั้งเดิม แต่ใช้พารามิเตอร์การปล่อยแสงเดียวกัน การใช้พลังงานของจุดแสงจะลดลงโดยเฉลี่ย 20 -40%. อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่ข้อได้เปรียบเพียงอย่างเดียวของหลอดฮาโลเจนขนาดที่เล็กเกือบจิ๋วช่วยให้สามารถสร้างโคมไฟใหม่ได้อย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น ระบบไฟเน้นเสียง ระบบสะท้อนแสงที่ออกแบบมาเป็นพิเศษช่วยให้การไหลของแสงเพิ่มขึ้น ซึ่งช่วยให้นักออกแบบมีทางเลือกเพิ่มเติมในการออกแบบห้อง .