ข้อเสียของหลอดไส้เป็นแหล่งกำเนิดแสง
สำหรับข้อดีทั้งหมด หลอดไส้ทั้งหมดซึ่งเริ่มต้นด้วยสุญญากาศที่มีไส้หลอดคาร์บอนและลงท้ายด้วยหลอดที่เติมก๊าซทังสเตน มีข้อเสียที่สำคัญสองประการในฐานะแหล่งกำเนิดแสง:
- ประสิทธิภาพต่ำเช่น ประสิทธิภาพของรังสีที่มองเห็นได้ต่ำต่อหน่วยภายใต้กำลังเดียวกัน
- ความแตกต่างอย่างมากในการกระจายสเปกตรัมของพลังงานจากแสงธรรมชาติ (แสงแดดและแสงกลางวันแบบกระจายแสง) มีลักษณะการแผ่รังสีคลื่นสั้นที่มองเห็นได้ไม่ดีและคลื่นยาวที่เด่นกว่า
สถานการณ์แรกทำให้การใช้หลอดไส้ไม่ได้ประโยชน์จากมุมมองทางเศรษฐกิจ ประการที่สอง - มีผลมาจากการบิดเบือนสีของวัตถุ ข้อเสียทั้งสองเกิดจากสถานการณ์เดียวกัน: การได้รับรังสีโดยการให้ความร้อนแก่ของแข็งที่อุณหภูมิความร้อนค่อนข้างต่ำ
เป็นไปไม่ได้ที่จะแก้ไขการกระจายพลังงานในสเปกตรัมของหลอดไส้ ในแง่ของการบรรจบกันอย่างมีนัยสำคัญกับการกระจายในสเปกตรัมแสงอาทิตย์ เนื่องจากจุดหลอมเหลวของทังสเตนอยู่ที่ประมาณ 3700 ° K
แต่แม้อุณหภูมิในการทำงานของตัวไส้หลอดจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เช่น จากอุณหภูมิสี 2,800 °K ถึง 3,000 °K ทำให้อายุการใช้งานของหลอดลดลงอย่างมาก (จากประมาณ 1,000 ชั่วโมงเป็น 100 ชั่วโมง) เนื่องจาก เพื่อเร่งกระบวนการระเหยของทังสเตนอย่างมีนัยสำคัญ
การระเหยนี้นำไปสู่การทำให้หลอดไฟเคลือบทังสเตนกลายเป็นสีดำ และเป็นผลให้สูญเสียแสงที่ปล่อยออกมาจากหลอดไฟและท้ายที่สุดคือการเผาไหม้ของไส้หลอด
อุณหภูมิในการทำงานต่ำของไส้หลอดยังเป็นสาเหตุที่ทำให้แสงส่องสว่างน้อยและหลอดไส้มีประสิทธิภาพต่ำ
การมีอยู่ของก๊าซซึ่งช่วยลดการระเหยของทังสเตนทำให้สามารถเพิ่มส่วนของพลังงานที่ปล่อยออกมาเล็กน้อยในสเปกตรัมที่มองเห็นได้เนื่องจากอุณหภูมิสีเพิ่มขึ้น การใช้เส้นใยขดและการบรรจุด้วยก๊าซที่หนักกว่า (คริปทอน, ซีนอน) ช่วยเพิ่มสัดส่วนของรังสีที่ตกลงมาในพื้นที่ที่มองเห็นได้เพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อย แต่วัดได้เพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์เท่านั้น
ประหยัดที่สุดเช่น ที่มีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงสุดจะเป็นแหล่งที่แปลงกำลังไฟฟ้าเข้าทั้งหมดให้เป็นรังสีของความยาวคลื่นนั้นๆ ประสิทธิภาพการส่องสว่างของแหล่งกำเนิดดังกล่าว นั่นคือ อัตราส่วนของฟลักซ์การส่องสว่างที่สร้างขึ้นโดยมันต่อฟลักซ์ที่เป็นไปได้สูงสุดที่กำลังไฟฟ้าเข้าเดียวกัน เท่ากับเอกภาพ ปรากฎว่ากำลังส่องสว่างสูงสุดคือ 621 lm / W
จากนี้เป็นที่ชัดเจนว่าประสิทธิภาพแสงของหลอดไส้จะต่ำกว่าตัวเลขที่แสดงลักษณะการแผ่รังสีที่มองเห็นได้อย่างมีนัยสำคัญ (7.7 — 15 lm / W)สามารถหาค่าที่สอดคล้องกันได้โดยการหารกำลังการส่องสว่างของหลอดไฟด้วยกำลังการส่องสว่างของแหล่งกำเนิดที่มีประสิทธิภาพการส่องสว่างเท่ากับเอกภาพ เป็นผลให้เราได้รับประสิทธิภาพแสง 1.24% สำหรับหลอดสุญญากาศ และ 2.5% สำหรับหลอดบรรจุก๊าซ
วิธีที่รุนแรงในการปรับปรุงหลอดไส้คือการหาวัสดุตัวไส้หลอดที่สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงกว่าทังสเตนอย่างมาก
สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและปรับปรุงสีที่ปล่อยออกมา อย่างไรก็ตามการค้นหาวัสดุดังกล่าวไม่ประสบความสำเร็จเนื่องจากแหล่งกำเนิดแสงที่ประหยัดกว่าพร้อมการกระจายสเปกตรัมที่ดีขึ้นถูกสร้างขึ้นโดยใช้กลไกที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงสำหรับการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสง
ข้อเสียของหลอดไส้:
ทำไมหลอดไส้ส่วนใหญ่มักจะไหม้ในขณะที่เปิดสวิตช์
แม้จะมีความประหยัดที่เหนือกว่า แต่ไม่มีหลอดปล่อยก๊าซชนิดใดที่พิสูจน์แล้วว่าสามารถใช้แทนหลอดไส้สำหรับให้แสงสว่างได้ ยกเว้น หลอดฟลูออเรสเซนต์… สาเหตุของสิ่งนี้คือองค์ประกอบสเปกตรัมที่ไม่น่าพอใจของรังสี ซึ่งทำให้สีของวัตถุผิดเพี้ยนไปอย่างสิ้นเชิง
หลอดความดันสูงที่มีก๊าซเฉื่อยมีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง ตัวอย่างทั่วไปคือ หลอดโซเดียมซึ่งมีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงสุดในบรรดาหลอดปล่อยก๊าซ รวมทั้งหลอดฟลูออเรสเซนต์ ประสิทธิภาพสูงเนื่องจากพลังงานอินพุตเกือบทั้งหมดถูกแปลงเป็นรังสีที่มองเห็นได้การปลดปล่อยไอโซเดียมจะปล่อยเฉพาะสีเหลืองในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม ดังนั้นเมื่อส่องด้วยหลอดโซเดียม วัตถุทั้งหมดจะดูไม่เป็นธรรมชาติอย่างสิ้นเชิง
สีที่แตกต่างกันทั้งหมดมีตั้งแต่สีเหลือง (สีขาว) ไปจนถึงสีดำ (พื้นผิวของสีใดๆ ก็ตามที่ไม่สะท้อนแสงสีเหลือง) แสงประเภทนี้ไม่เป็นที่พอใจอย่างยิ่งต่อสายตา
ดังนั้นแหล่งกำเนิดแสงที่ปล่อยก๊าซด้วยวิธีการสร้างรังสี (การกระตุ้นของอะตอมแต่ละตัว) จึงกลายเป็นข้อบกพร่องพื้นฐานที่ประกอบด้วยโครงสร้างเชิงเส้นของ คลื่นความถี่.
ข้อเสียเปรียบนี้ไม่สามารถเอาชนะได้อย่างสมบูรณ์โดยใช้การปลดปล่อยเป็นแหล่งกำเนิดแสงโดยตรง พบวิธีแก้ปัญหาที่น่าพอใจเมื่อบิตได้รับเฉพาะฟังก์ชัน การกระตุ้นการเรืองแสงของสารเรืองแสง (หลอดฟลูออเรสเซนต์).
หลอดฟลูออเรสเซนต์มีคุณสมบัติที่ไม่เอื้ออำนวยเมื่อเทียบกับหลอดไส้ซึ่งประกอบด้วยความผันผวนอย่างมากในฟลักซ์ส่องสว่างเมื่อทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ
เหตุผลนี้เป็นความเฉื่อยที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญของการเรืองแสงของสารเรืองแสงเมื่อเทียบกับความเฉื่อยของไส้หลอดไส้ซึ่งเป็นผลมาจากการที่แรงดันไฟฟ้าใด ๆ ผ่านศูนย์ซึ่งนำไปสู่การยุติการปลดปล่อยสารเรืองแสงจะจัดการ สูญเสียส่วนสำคัญไปจากความสว่างก่อนที่จะมีการคายประจุในทิศทางตรงกันข้าม ปรากฎว่าความผันผวนของฟลักซ์ส่องสว่างของหลอดฟลูออเรสเซนต์เกิน 10 - 20 เท่า
ปรากฏการณ์ที่ไม่พึงประสงค์นี้สามารถลดลงอย่างมากโดยการเปิดหลอดฟลูออเรสเซนต์สองดวงที่อยู่ติดกันเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าของหลอดใดหลอดหนึ่งล้าหลังแรงดันไฟฟ้าของหลอดที่สองถึงหนึ่งในสี่ของช่วงหนึ่งสิ่งนี้ทำได้โดยการรวมตัวเก็บประจุไว้ในวงจรของหลอดไฟดวงใดดวงหนึ่งซึ่งสร้างการเปลี่ยนเฟสที่ต้องการ การใช้คอนเทนเนอร์ช่วยปรับปรุงและ ตัวประกอบกำลัง การติดตั้งทั้งหมด
จะได้ผลลัพธ์ที่ดียิ่งขึ้นเมื่อสลับกับการเปลี่ยนเฟสของหลอดไฟสามและสี่ดวง ด้วยหลอดไฟสามดวง คุณยังสามารถลดความผันผวนของฟลักซ์แสงได้ด้วยการเปิดไฟสามเฟส
แม้จะมีข้อบกพร่องหลายประการที่ระบุไว้ข้างต้น แต่หลอดฟลูออเรสเซนต์ก็แพร่หลายเนื่องจากประสิทธิภาพสูง และในคราวเดียว ในรูปแบบของการออกแบบหลอดฟลูออเรสเซนต์ขนาดกะทัดรัด หลอดไส้ก็ถูกแทนที่ทุกที่ แต่ยุคของโคมไฟเหล่านี้ก็สิ้นสุดลงเช่นกัน
ปัจจุบัน แหล่งกำเนิดแสง LED ส่วนใหญ่ใช้ในไฟฟ้าแสงสว่าง: