لامپ

لامپ یک نوع منبع روشنایی مصنوعی است که شامل یک منبع نوری و قطعات و تجهیزات مکانیکی و الکتریکی مثل حباب، اتصالات، به همراه مدارات راه انداز، مثل بالاست، خازن و … می‌شود که در یک شیشه قرار داده شده‌اند، و از آن‌ها جهت تبدیل انرژی الکتریکی به روشنایی کمک می‌گیرند.

انواع لامپ

لامپ رشته‌ای:

لامپ رشته‌ای با رشته تنگستن پیچیده شده، در سال ۱۹۲۰ میلادی به بازار آمد.

لامپ رشته‌ای، لامپ حبابی یا لامپ التهابی، یک چشمه نور مصنوعی است که نور سفید درخشانی از خود ساطع می‌کند. در این لامپ‌ها، جریان الکتریکی از یک رشته نازک از جنس فلزی به نام تَنگستَن که مقاومت الکتریکی نسبتاً زیادی دارد (در مقایسه با سیم مسی) عبور کرده و آن را به شدت داغ می‌کند. رشته نازک در اثر داغ شدن، نورانی می‌شود. یک حباب شیشه‌ای بسته از رسیدن اکسیژن به رشته جلوگیری می‌کند که در غیر این صورت رشته سریعاً اکسیده شده و خواهد سوخت.

لامپ‌های رشته‌ای در اندازه‌ها و ولتاژهای (و توان‌های) متنوعی ساخته می‌شوند، از ۱٫۵ ولت تا ۳۰۰ ولت.

مزایا: این نوع لامپ نیازی به تجهیزات اضافی نداشته و قیمت تولید بسیار پایینی دارد و با هر دو نوع جریان مستقیم و متناوب کار می‌کند. در نتیجه لامپ رشته‌ای به صورت وسیعی در نوردهی خانگی و تجاری، نورهای غیر ثابت، چراغ‌های مطالعه، چراغ‌های اتومبیل‌ها، چراغ‌قوه‌ها، مصارف تبلیغاتی و دکوراسیون کاربرد دارد.

در بعضی مصارف مانند دستگاه جوجه‌کشی (برای گرم کردن تخم مرغ‌ها) از گرمای ناشی از لامپ‌های رشته‌ای استفاده می‌کنند. نور گرمایی (فروسرخ) برای تانک‌های خزنده، گرمایش از راه دور، گرمایش صنعتی و مصارف خشک کردن، و در فرهای پخت آسان کاربرد دارد. در هوای سرد، گرمای ناشی از لامپ‌های رشته‌ای می‌تواند در گرمایش خانه شرکت کند.

معایب: این لامپ‌ها از لحاظ بازده تبدیل الکتریسیته مقرون به صرفه نیستند و حدوداً ۹۰٪ توان مصرف شده توسط حباب لامپ رشته‌ای به جای نور قابل رویت به صورت گرما ساطع می‌گردد، که باعت گرمی هوا می شود و باید توسط تهویه‌های مطبوع یا هواکش‌ها از ساختمان دفع شود که اغلب باعث اتلاف بیشتر انرژی برق می‌شود.

 

لامپ‌های رشته‌ای به‌تدریج در بسیاری از کاربردها جای خود را به لامپ‌های فلورسنت، لامپ‌های فلورسنت فشرده، لامپ‌های تخلیه الکتریکی پرنور، ال‌ئی‌دی‌ها و وسایل دیگری داده‌اند که به ازای مقدار مشابهی از انرژی واردشده به لامپ مقدار بیشتری نور از خود ساطع می‌کنند. به منظور بالا بردن بازده نوری و کاهش مصرف انرژی، تلاش می‌شود این لامپ‌ها را از رده خارج کنند.

لامپ هالوژن

اولین لامپ‌ها از این دست در سال ۱۹۵۹ به وسیله شرکت جنرال الکتریک (GE) روانه بازار شد.

لامپ هالوژن نوعی لامپ رشته‌ای است که در آن گازهای فشرده و خنثی و مقدار اندکی از عناصر هالوژن مانند ید و برم اضافه شده‌است. چرخه موجود در لامپ‌های هالوژن که موجب ته‌نشین شدن مجدد تنگستن بخار شده بر روی رشته می‌شود نقش مؤثری در افزایش عمر این نوع لامپ‌های دارد. در این لامپ‌ها به علت وجود همین چرخه امکان بالا بردن دمای رشته بدون کاهش یافتن عمر لامپ نسبت به لامپ‌های معمولی نیز به وجود می‌آید که به افزایش بهره‌وری این لامپ‌ها می‌انجامد.

مزایا: این لامپ‌ها همچنین به علت اندازه کوچک و نور مناسب و آرامش بخششان، کابردهای خاص خودشان را در میان سیستم‌های روشنایی دارند. به عنوان نمونه، یک لامپ التهابی 100 وات با اندازه بزرگش، با یک لامپ هالوژن خودرو در اندازه کوچک و همچنین با بهره نوری بالاتر، برابری می‌کند. همچنین بازده نوری (لومن بر وات) بیشتری دارند و عمر بیشتری نسبت به مدل‌های غیر هالوژنی دارند. مقدار نور خروجی هم تقریباً در طول عمر لامپ ثابت است.

معایب: از انجایی که لامپ‌های هالوژن در دمایی بیشتر از دمای لامپ‌های معمولی کار می‌کنند (تقریبا 200 درجه سانیتگراد)، امکان ایجاد مخاطرات بیشتر به ویژه آتش‌سوزی به وسیله این لامپ نیز از لامپ‌های معمولی بیشتر است. از طرف دیگر حباب این لامپ‌ها به علت نزدیک بودن به رشته تنگستن داخل شیشه، دارای حرارت بالاتری است. از این جهت، استفاده از محافظ‌ها و پوشش‌های مناسب برای این لامپ‌ها به ویژه در توان‌های بالاتر از ۱ یا ۲ کیلووات بسیار ضروری است. افزون بر این امکان ایجاد آفتاب سوختی بر روی پوست پس از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور این نوع لامپ‌ها به علت تششعات ماورای بنفش نیز وجود دارد. برای کاهش دادن تششعات ماورای بنفش و جلوگیری از برخورد اجسام خارجی با حباب لامپ این لامپ‌ها معمولاً اکثر آن‌ها دارای یک شیشه خارجی جذب‌کننده ماورای بنفش هستند.

 

 

لامپ تخلیه الکتریکی (بخار جیوه ، بخار سدیم ، متال هالید ، زنون) :

لامپ های بخار سدیم :

لامپ های بخار سدیم معمولاً به دو دسته تقسیم می شوند : لامپ بخار سدیم پرفشار و لامپ بخار سدیم کم فشار.

لامپ بخار سدیم پرفشار :

اساس عملکرد این لامپ و سایر لامپ های گازی ، تخلیه الکتریکی می باشد.

بهرۀ نوری این لامپ ها در حالت معمول تا 130 و در شرایط خاص تا 150 لومن بر وات ثبت شده است. طول عمر این لامپ ها نسبتاً بالا بوده . با توجه به درجه حرارت داخلی بالای این لامپ ها، درجه حرارت محیط بر عملکرد آن ها بی تأثیر است. ضریب نمود رنگ (Ra) این لامپ ها پایین و دارای طیف زرد و کمی طیف آبی بوده و در نتیجه رنگ قرمز زیر این لامپ ها به خوبی قابل رؤیت نمی باشد. کاربرد اصلی این لامپ ها جهت روشنایی خیابان ها بوده و برای این کار مناسب می باشند. لامپ های سدیم پرفشار با توان بین 35 تا 1000 وات در بازار موجود می باشند. طبق استاندارد می بایست از این لامپ با توان بالاتر از 50 وات استفاده گردد.

اما از معایب این لامپ ها علاوه بر پایین بودن ضریب نمود رنگ، می توان به بالا بودن زمان روشن و خاموش شدن مجدد آن ها اشاره کرد. زیرا در موقع روشن شدن، حدوداً  دقیقه زمان لازم است تا شار نوری لامپ به حالت نرمال برسد.در ضمن نمی توان این لامپ را بلافاصله بعد از خاموش کردن روشن کرد و باید تا کاهش فشار بخار سدیم و سرد شدن لامپ منتظر ماند. بعد از خاموش شدن نیز زمانی بین 10 تا 15 دقیقه لازم است(زمان خنک شدن) تا لامپ دوباره روشن شود.

لامپ بخار سدیم کم فشار

این لامپ ها ضریب بهره نوری بالایی داشته به طوری که تا 200 لومن بر وات نیز رسیده است.

علی رغم ضریب بهره نوری بالای این لامپ ها، ضریب نمود رنگ آن ها  خیلی پایین است ( کمتر از 20). یه همین علت به حالت تک رنگ (رنگ زرد) نیز شناخته می شوند. درجه حرارت محیط مانند سایر لامپ های گازی کم فشار، بر عملکرد این لامپ ها تأثیر می گذارد. این لامپ ها پس از خاموش شدن می توانند فرمان وصل بگیرند. در حالت عادی زمانی تا حدود 20 دقیقه طول می کشد تا لامپ به شارنوری نامی خود برسد.

از دیگر نقاط ضعف لامپ های بخار سدیم کم فشار، طول عمر آن ها بوده (حدودا 16000 ساعت) که در مقایسه با لامپ  های بخار سدیم پرفشار پایین تر می باشد. همچنین این لامپ ها ابعاد بزرگی دارند.

با توجه به دلایل ذکر شده ، استفاده از لامپ بخار سدیم کم فشار فقط در معابری که کاربری اصلی آن ها جابجایی است، امکان پذیر است. زیرا در چنین معابری نیازی به نور با ترکیب رنگ های مختلف نمی باشد. اما در سایر معابر ، از جمله معابری که از مراکز خرید و مراکز فعالیت های اجتماعی و اقتصادی شهری و غیره می گذرند، استفاده از لامپ های بخار سدیم پرفشار که از ترکیب مناسبی از رنگ نور را دارا هستند، مناسب تر است.

لامپ بخار جیوه پرفشار

لامپ های بخار جیوه از نسل های اولیه لامپ های گازی بوده و امروزه خیلی کمتر مورد استفاده هستند. به خاطر وجود جیوه در این لامپ ها، کاربرد آن ها علی رغم قیمت پایین، محدود است. ضریب بهره نوری لامپ های بخار جیوه تا 70 لومن بر وات می باشد.

این لامپ ها که در روشنایی معابر به کار برده می شوند، از خانواده لامپ های پرفشار هستند و ضریب برگردان رنگ در آن ها از 60 نیز بالاتر می رود. لامپ بخار جیوه را نمی توان بلافاصله بعد از خاموش کردن ، روشن نمود. برای روشن کردن دوباره آن ها باید مانند لامپ بخار سدیم پر فشار 10 تا 15 دقیقه صبر کرد. ضریب توان این لامپ ها پایین است. از این لامپ ها بیشتر برای روشنایی خیابان ها ، میادین ، معادن و کارخانه ها استفاده می شود. در توان الکتریکی برابر ، نور لامپ جیوه ای بیش از سه برابر نور لامپ رشته ای است.پارلمان اروپا به دلیل نضرات زیست محیطی جیوه، استفاده و خرید و فروش این لامپ ها را از سال 2015 در اروپا ممنوع نموده است. طول عمر این لامپ ها نیز مانند لامپ های بخار سدیم کم فشار بالغ بر 16000 ساعت باشد.

لامپ متال هالید

بزرگترین مزیت این لامپ ها ضریب نمود رنگ (Ra) بسیار بالای آن ها می باشد به طوری که تا سقف 96 نیز برای آن ها ثبت شده است. ضریب بهرۀ نوری این لامپ ها، 75 تا 125 لومن بر وات است(باستثنای تلفات بالاست) است. از مزایای دیگر این لامپ ها ، درجه حرارت رنگ آنهاست که از K3000 تا K7000 قابل تغییر است.

طول عمر لامپ های متال هالید در مقایسه با لامپ های دیگر پایین (حدوداً 12000 ساعت) و قیمت آن ها در مقایسه با سایر لامپ ها بیشتر است. کاربرد اصلی این لامپ ها در فروشگاه ها و محل های خرید می باشد. با راه اندازی الکترونیکی ، در زمانی حدود 40 ثانیه پس از روشن شدن به 90 درصد شار نوری خود می رسند. زمان خنک شدن (کلید زنی مجدد) آن ها مانند لامپ بخار سدیم پرفشار حدود 10 تا 15 دقیقه می باشد.

 

لامپ فلورسنت

نوعی لامپ بخار جیوه تخلیه در گاز کم‌فشار با استفاده از ویژگی فلورسنس است که ولتاژِ اِعمال شده به دو سر لامپ باعث داغ شدن گاز آرگون یا نئون درون لامپ و در نتیجه باعث بخار شدن جیوه موجود در لامپ و تحریک آن و منجر به یک فرایند زنجیره ایِ تولیدِ یون می‌شود، که حاصل آن پلاسمایی است که از خود پرتو فرابنفش ساطع می‌کند. سپس این پرتو توسط ماده فلورسنت )فسفر) به نور مرئی تبدیل می‌شود.

 

 

 

لامپ‌های فلورسنت فشرده (CFL) - که در ایران به نام کم مصرف مشهورند - در اوایل دهه ۱۹۸۰ به بازار آمدند.

عمر متوسط نامی برای یک لامپ فلورسنت خطی 10000 تا 20000 در مقایسه با عمر ۷۵۰ ساعت (۱۱۰ ولت) و ۱۰۰۰ ساعت (۲۴۰ ولت) لامپ التهابی می‌باشد.

لامپ‌های فلورسنت در رنگ‌های متنوعی از لحاظ دمای رنگ (منظور از دمای رنگ اثر رنگ بر روح و روان است به عنوان مثال رنگ آبی سرد و رنگ قرمز گرم است) ساخته می‌شود. چون اکثراً مانند لامپ رشته‌ای نوری متمایل به زرد از خود ساطع می‌کنند. سردی و گرمی نور امری نسبی و اکثراً سلیقه‌ای است به همین دلیل دمای رنگ ( Color Temperature) و فهرست تولید رنگ (CRI) به عنوان مبنای کامل رنگ برای لامپ‌های فلورسنت و گاهی اوقات برای انواع دیگر نورپردازی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

مزایا:

چون نور لامپ فلورسنت بوسیله حرارت ایجاد نمی شود، بلکه در اثر تحریک اتم ها تولید می گردد، از نظر اقتصادی مفید و مقرون به صرفه است. به دلیل انتشار نور سالم و طبیعی در فضا کاربرد فراوانی دارد. این لامپ ها درصد بالایی از انرژی الکتریکی را به نور تبدیل می کنند و روشنایی دلپذیری در فضا ایجاد می نمایند.

معایب:

نیاز به مدار راه انداز

سمی بودن مواد درون لامپ، و ضرر رساندن به طبیعت و موجودات زنده در صورت شکسته شدن حباب لامپ

 

ال‌ای‌دی (LED)

لامپ ال ای دی

لامپ LED از جمله لامپ هایی می باشد که امروزه استفاده از آنها رایج شده است. نور کافی و مصرف پایین انرژی برق از جمله مزایای این لامپ ها محسوب می شود و باعث شده افراد بسیاری به استفاده از این لامپ ها رو آورند. لامپ ال ای دی در انواع COB، SMD  و پاور ال ای دی تولید و به بازار عرضه می شوند که هر کدام قابلیت های مخصوص به خود را دارند. این لامپ ها تقریباً تمام انرژی الکتریکی که دریافت می کنند را به نور تبدیل می نمایند و میزان گرمای ایجاد شده توسط آنها بسیار کم است، از این رو نقشی در گرم نمودن محیط ایفا نمی کنند بلکه با نوری درخشان منجر به روشن شدن آن می شوند.

مزایا:

طول عمر لامپ ال ای دی بالا است و سال ها بدون کاهش نور و یا ایجاد عیب می توان از آنها برای مصارف مختلف استفاده نمود. شرایط مختلف آب و هوایی تاثیری در روشنایی و عمر این لامپ ها نمی گذارند و با خیالی آسوده نور محیط با نصب این لامپ ها تامین می گردد.

انواع لامپ ال ای دی با قیمتی مناسب به بازار عرضه می شوند و نه تنها هزینه خرید آنها از نظر اقتصادی مقرون بصرفه است، بلکه در طولانی مدت منجر به کاهش هزینه ماهیانه قبض برق نیز می شوند.

با استفاده از لامپ ال ای دی می توان زاویه و شدت نور را تنظیم نمود. علاوه بر آن برخلاف سایر لامپ ها که به مرور زمان شدت نور آنها کاهش می یابد، این لامپ ها تا آخر عمر خود همچنان نور را بدون کاهش و یا لرزش در فضا منتشر می کنند.

یکی از مزایای منحصر بفرد این لامپ ها عدم ایجاد اشعه های مضر برای انسان است. لامپ LED پرتوهای فرابنفش و مادون قرمز از خود ساطع نمی کند و خطری برای سلامتی در بر ندارد.

 

از میان لامپ‌های بازار، بهترین و سالم‌ ترین آنها، لامپ ال ای دی است و عوارض لامپ ال ای دی در مقابل سایر موارد ناچیز است. لامپ ال ای دی، از همه کم مصرف‌تر است، مواد سمی خطرناک برای ما ندارد، شکستنی نیست و اگر بیشتر از لامپ‌های ال ای دی متمایل به زرد استفاده کنیم، اشعه فرابنفش هم ندارد. جالب اینکه لامپ‌های ال ای دی ، از لامپ‌های کم مصرف ارزانتر هستند.