انواع لامپ های رشته ای

نوشته شده توسط الیکا الکتریک 1397/07/28 13:11:39 0 نظرات روشنایی,

   لامپ های رشته ای به سه گروه اصلی قابل تقسیم هستند:

الف- لامپ های رشته ای معمولی

ب- لامپ های رشته ای منعکس کننده

ج- لامپ های هالوژن

 

لامپ های رشته ای معمولی

   لامپ رشته ای معمولی از یک حباب شیشه ای تشکیل شده که از یک گاز بی اثر (آرگون) با فشار کم پر شده است. این گروه از لامپ ها، قدیمی ترین و فراوان ترین گروه لامپ های تجاری هستند. علت استفاده ی وسیع از آن ها با وجود بهره ی نوری و الکتریکی بسیار پایین، رنگ دهی بالای آن ها است. در بعضی از انواع این لامپ ها علاوه بر آرگون از کریپتون هم برای افزایش بهره ی نوری استفاده می شود. لامپ های کریپتون از لامپ های معمولی بسیار پرنورتر هستند و معمولاً در فلش دوربین های عکاسی و چراغ های اتومبیل کاربرد دارند. از معایب این لامپ ها درخشندگی بالا، ضریب بهره ی الکتریکی بسیار پایین و تبدیل بیش از 90 درصد انرژی به گرما و طیف نامرئی است. با توجه به اینکه این لامپ ها اغلب بدون قاب محدود کننده استفاده می شوند، سازندگان برای کاهش درخشندگی ، لایه ای از کریستال سیلیس را در سطح حباب اضافه می کنند. این ماده باعث کاهش کلی درخشندگی می شود. این لامپ ها با حباب سفید رنگ علاوه بر ملایم کردن نور، مانع ناراحتی چشم می شوند. اجزای مختلف این نوع لامپ ها در شکل 1، زیر مشاهده می شود.

 

                                        

                                                                  شکل 1. اجزای مختلف لامپ رشته ای معمولی 

 

   از مزایای لامپ های رشته ای یا التهابی، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. نور گرم و آرامش بخش
  2. نمود رنگ یا تجلی رنگ خوب
  3. امکان نصب و راه اندازی آسان
  4. عدم نیاز به مدارات جانبی
  5. امکان استفاده در حالت های AC و DC
  6. عدم تغییر شکل موج ولتاژ در شبکه (به دلیل عدم تزریق هارمونیک)

   همچنین معایب این لامپ ها عبارتند از:

  1. بازده ی بسیار پایین (حدود 15 لومن بر وات)
  2. انتشار مقدار زیادی حرارت در محیط
  3. طول عمر نسبتاً پایین (متوسط هزار ساعت)
  4. افت شار نوری زیاد

   با توجه به معایب ذکر شده، می توان به این نتیجه رسید که این لامپ ها به هیچ وجه مقرون به صرفه نیستند. در واقع علی رغم اینکه قیمت این لامپ ها نسبت به لامپ های مشابه ، پایین است، با این حال طبق شکل به دلیل مصرف زیاد انرژی، انتشار مقدار زیادی حرارت در محیط (که باعث تحمیل هزینه های مصرف انرژی الکتریکی می شود) و نیز به دلیل طول عمر پایین، در نهایت، هزینه ی بسیار زیادی را به مصرف کننده تحمیل می کنند.

   لامپ های التهابی به شدت به اندازه ی ولتاژ ورودی وابسته هستند؛ به طوری که برای لامپ 110 ولت معمولی، کاهش ولتاژ آن تا 104.5 ولت (95%)، عمر آن را دو برابر افزایش داده و افزایش ولتاژ آن تا 115.5 ولت (105%)، عمر آن را به نصف کاهش می دهد. شکل 2، تغییرات توان، بازده، لومن و عمر لام را به  ازای تغییر ولتاژ ورودی نشان می دهد.

                                                     

                                                  شکل 2. تأثیر ولتاژ ورودی بر شار نوری، توان، بازده خروجی و عمر لامپ

 

انواع لامپ های رشته ای معمولی عبارتند از :

  1. لامپ های کلاسیک: این لامپ ها قیمت پایینی دارند و در اشکال و اندازه های مختلف تولید می شوند. این لامپ ها با رشته ی مارپیچ مضاعف با توان های 40، 60 ، 100 و 150 وات و یا رشته ی مارپیچ ساده با توان های 25، 40، 60، 100، 150، 200، 300، 500، 750، 1000 و 1500 وات ساخته می شوند.لامپ های با مخلوط گاز آرگون و ازت را نوع D ولامپ های با مخلوط گاز کریپتون و ازت را نوع K می نامند. اندازه ی لامپ های از نوع K از لامپ های نوع D کوچکتر، قیمت آن ها بالاتر و ضریب بهره ی نوری آن ها حدود 10 درصد زیادتر می باشد. در شکل3، نمونه ی لامپ کریپتون، نشان داده شده است.

                                                                                                                                       

                                                                           شکل 3. نمونه ای از لامپ کریپتون

     2. لامپ های دکوری (با توجه به شکل حباب، کاربردهای تزیینی دارند):

این لامپ ها در شکل ها در اندازه های مختلف و قدرت های متفاوت ساخته می شوند. انواع لامپ های دکوری عبارتند از :

لامپ های فانتزی: این لامپ ها ظاهر زیبا و خیرگی کمی دارند و جهت استفاده در لوستر ها و غیره به قدرت 40 وات استفاده می گردند.

لامپ های شمعی: اکثراً با رشته ی مارپیچ مضاعف با قدرت های 15، 25، 40 و 60 وات و لامپ های شمعی بلند با قدرت های 25، 40 و 60 وات با نور ملایم ساخته می شوند.

لامپ های لینسترا: با قدرت های 35، 60 و 120 وات (به ترتیب به طول های 30، 50 و 100 سانتی متر) با حباب شیری جهت تزیین دیوارها و سقف ها و نصب در کنار آینه ها به کار برده می شود.

لامپ های ویترینی: با لوله های دو سر در انواع ساده، بدون رنگ، با آینه و بدون آینه ی داخلی و شیری با قدرت های 25، 40، 60 وات ساخته می شود و مناسب جهت نصب در ویترین ها، پرده های نقاشی، آینه ها و غیره می باشند.

لامپ های لوله ای: این لامپ ها به شکل شمع های بلند ساخته می شوند و در محیط های صنعتی و منازل در یخچال ها و سایر وسایل خانگی با قدرت های 6، 10، 15، 25 و 40 وات ساخته می شوند.

لامپ های خاص: این لامپ ها شامل لامپ داخل یخچال، چراغ ضد انفجار، لامپ رنگی و ...  است.

لامپ های حرارتی: برای استفاده حرارتی، لامپ هایی ساخته شده که بیشتر تشعشع آن ها در قسمت مادون قرمز است و رشته ی آنها مثل لامپ های معمولی، از فلز تنگستن است. عمر متوسط این لامپ ها 5000 ساعت بوده و کاربرد آن ها در زندگی روزمره، در منزل برای خشک کردن موی سر و لباس بچه، در صحافی و جلد سازی برای خشک کردن کالا، در زمستان برای گرم کردن لوله ی آب یخ زده و موتور سرد، در کشاورزی برای خشک کردن میوه جات، در جوجه کشی برای رشد سریع جوجه ها و ... است.

امروزه برای خشک کردن کالاهای صنعتی،از اشعه ی مادون قرمز (که در جسم نفوذ کرده و از داخل، کالا را خشک می کند) استفاده می کنند، و چون مدت کار کوتاه است از نظر جنبه ی اقتصادی بر روش های دیگر برتری دارد.

لامپ های خیلی کوچک: این لامپ ها در اندازه های کوچک ساخته می شوند و بیشتر کاربرد آن ها در تابلوهای هواپیما است. قدرت مصرفی آن ها ناچیز است و در ولتاژهای 6، 12 و 28 ولت کار می کنند.

 

انواع حباب لامپ های رشته ای یا التهابی

   شیشه یا حباب لامپ را در شکل های گوناگون ساخته و آن ها را با حروف لاتین از یکدیگر متمایز می کنند. برای مثال A مشخص کننده نوع ساده، P و PS گلابی شکل، G کروی،T لوله ای، R لامپ با حباب منعکس کننده و PAR لامپ با حباب منعکس کننده ی سهمی شکل است. حباب لامپ ها اغلب از شیشه ی معمولی ساخته می شود؛ اما در لامپ های توان بالا و لامپ های در معرض باران و برف، از شیشه ی سخت که مقاومت کافی دارد  استفاده می شود. داخل شیشه را از سیلیس می پوشانند تا سبب کاهش خیرگی شود. حباب های سفید رنگ علاوه بر ملایم کردن نور، مانع ناراحتی چشم می شوند. از این رو لامپ های ذکر شده به دو دسته ی لامپ هایی با حباب مات و لامپ هایی با حباب شفاف تقسیم می شوند.

   از نظر مشخصات نوری و الکتریکی، این دو نوع لامپ هیچ تفاوتی با هم ندارند. به عبارت دیگر، شار نور خروجی و توان مصرفی این دو لامپ هیچ تفاوتی با هم ندارند. مزیت استفاده از لامپ با حباب مات، کاهش درخشندگی حباب و در نتیجه کاهش خیرگی آن است.

 

لامپ های با منعکس کننده (لامپ با شار جهت دار)

   برای ایجاد شار جهت دار، لامپ هایی ساخته می شوند که حباب آن ها شکل مخصوصی داشته و متناسب با جهت شار نوری مورد لزوم می باشند. این حباب ها با لایه های فلزی صیقلی شده و منعکس کننده همراه هستند. همچنین از فلز آلومینیوم در لامپ های سنگی از نوع PAR56 (300 وات) و PAR38 (100 و 150 وات) و  از جیوه در لامپ های کاسه ی جیوه ای (60، 75، 100، 150 و 200 وات) استفاده می شود.

   از نظر زاویه ی نوری، لامپ های با شار جهت دار به سه دسته، 15-9 درجه (نقطه ای کم پهنا)، 25-11 درجه (شار متوسط) و 40-16 درجه (شار عریض) تقسیم می شوند.

 

لامپ های هالوژنی

   لامپ های هالوژنی گروه دیگری از لامپ های رشته ای هستند که از سال 1960 به بازار آمده اند. تمایز عمده ای این لامپ ها با نوع رشته ای معمولی این است که علاوه بر گاز بی اثر از یک عنصر هالوژنه مثل برم یا ید استفاده شده است. این موضوع به علت رفع عیب لامپ های معمولی از نظر تبخیر تنگستن باعث افزایش بهره ی نوری لامپ می شود. این لامپ ها نزدیک ترین شار نوری و طیف نوری به نور خورشید را دارا هستند. این لامپ ها طوری طراحی شده اند که عمری طولانی دارند. نوع استاندارد آنها معولاً 12 ولت و 50 وات است.

   لامپ های هالوژن از نظر سطح ولتاژ به دو دسته ی ولتاژ اصلی و ولتاژ پایین تقسیم می شوند. لامپ های با ولتاژ اصلی بدون نیاز به مدار اضافی، مستقیماً به شبکه ی برق 220 ولت متصل می شوند. اما لامپ های ولتاژ پایین به ولتاژ 12 ولت متصل می شوند. پس نیاز به ترانسفورماتور مغناطیسی یا الکتریکی پیدا می کنند. دو نوع لامپ هالوژن کاربرد بیشتری پیدا کرده اند؛ یکی به نام لامپ قلمی (مدادی) معروف است که در نور افکن ها کاربرد دارد و دیگری لامپ دیکروئیک (دو رنگ) است که به صورت توکار در قفسه و راهروها استفاده می شود.

   بخش قابل توجهی از انرژی خروجی از لامپ هالوژن به صورت اشعه ی مادون قرمز تلف می شود. شیشه ی انعکاس دهنده ی لامپ هالوژن دیکروئیک به گونه ای است که نور مادون قرمز را از خود عبور نداده و مجدداً آن را به رشته (فیلامان) منعکس می کند. در نتیجه اتلاف حرارتی داخل حباب لامپ تا میزان زیادی کاهش می یابد.

مزایای لامپ های هالوژنی: این مزایا عبارتند از:

  1. ضریب بهره ی نوری بالا: چون درجه حرارت رشته ی لامپ تنگستن هالوژن بالاتر از لامپ های رشته ای معمولی است لذا ضریب بهره ی نوری این لامپ ها نیز حدود 20% بیشتر است. در لامپ های هالوژنی در درجه حرارت بالا، مقداری اشعه ی ماوراء بنفش تولید می شود؛ لذا یک حفاظ جهت خنثی کردن آن استفاده می شود.
  2. عمر زیاد: به علت  اینکه تبخیر سطحی رشته به مراتب کمتر است، لذا عمر لامپ هالوژنی با توجه به درجه حرارت رشته نسبت به لامپ های رشته ای معمولی بیشتر است.
  3. توان نوری تقریباً در طول عمر لامپ: چون هالوژن از کدر شدن حباب لامپ جلوگیری می کند توان نوری لامپ در سرتاسر عمر لامپ تقریباً ثابت می ماند و افت کمی دارد.
  4. حجم کم و بسته بندی آسان: حجم لامپ های تنگستن هالوژن نسبت به لامپ های رشته ای مشابه، بسیار کمتر است.
  5. فشار بالای داخلی لامپ: این فشار 1.5 تا 10 اتمسفر بوده که باعث کندی تبخیر سطحی می گردد.
  6. دارا بودن رنگ نور سفید و ملایم

   لامپ های هالوژنی برای مصارف مختلفی مانند استفاده در خودروها، لامپ های تزئینی و لامپ های مخصوص روشنایی امکان تا توان مصرفی 1000 وات به صورت تجاری در بازار موجود است. این لامپ ها گرمای زیادی تولید می کنند و برای کاهش حجم حباب، معمولاً آن ها را به صورت لوله ای می سازند تا از شکستن و ترکیدن آن جلوگیری شود. لامپ های مرسوم به مدادی که در ساخت پروژکتورهای استودیویی و موارد مشابه استفاده می شوند از این نوع هستند.

 

لامپ های تنگستن – هالوژن

   مصرف بالای انرژی به همراه طول عمر پایین و افت شار نوری زیاد از جمله معایب لامپ های رشته ای  است. دلیل اصلی کوتاه بودن طول عمر لامپ التهابی و افت فشار نوری این است که فلز تنگستن در اثر گداخته شدن شروع به تبخیر می کند. در اثر تبخیر تنگستن، رفته رفته رشته ی تنگستن نازکتر شده و سرانجام کاملاً گسیخته شده و لامپ می سوزد. همچنین تنگستن تبخیر شده در جدار داخلی حباب می نشیند و باعث سیاه شدن جدار داخلی حباب می شود. در نتیجه علاوه بر اینکه حباب سیاه شده و از زیبایی لامپ کم می کند ،شار نوری خروجی لامپ نیز با گذشت زمان کاهش می یابد. با تولید لامپ های هالوژن در سال 1959، یک گام بلند در راستای حل این مشکل برداشته شد. پر کردن گاز هالوژن نظیر برم در داخل حباب و تنظیم درجه حرارت آن باعث می شود تا تنگستن تبخیر شده قبل از اینکه روی جدار داخلی لامپ بنشیند با گاز هالوژن ترکیب شده و در محفظه به صورت معلق باقی بماند. این ترکیب گازی در داخل حباب در حال گردش است و با برخورد مجدد با رشته ی تنگستن گداخته شده، تنگستن از ترکیب جدا شده بر روی فیلامان می نشیند و گاز هالوژن مجدد آزاد می گردد. این امر باعث می شود تا اولاً رشته ی تنگستن دیرتر فرسوده شود و در نتیجه طول عمر لامپ افزایش یابد، ثانیاً با جلوگیری از سیاه شدن جدار داخلی حباب، از کاهش شار نوری جلوگیری می شود.

   گاز خنثی در داخل این لامپ ها علاوه بر برم، معمولاً آرگون یا مخلوط آرگون و ازت نیز است. حباب لامپ های هالوژن معمولاً از جنس کوارتز بوده و درجه حرارت زیاد را تحمل می کند، بلکه خیلی نزدیک به هم پیچیده شده تا توان نوری زیادتری را در طول کمتری ایجاد کند و در تمام طول عمر لامپ بدون شکم دادگی ایستاده باشد. چون این فلزات با هالوژن ترکیب شده و روی حباب می نشیند، باعث خارج شدن هالوژن از مدار گشته و حباب کدر می شود؛ در این صورت نیکل و آهن نباید استفاده شود. جهت نگهداری رشته در طول لامپ می توان از نوار تنگستن یا مولیبدن استفاده کرد.

   از معایب لامپ های تنگستن – هالوژن می توان به قیمت بالا، تشعشع امواج فروسرخ و فرابنفش و مشکلات کار با آن اشاره کرد.

 

 

 

ارسال نظر