انواع لامپ فلورسنت

 


اهداف مبحث انواع لامپ فلورسنت :

لامپ فلورسنت با الکترود

لامپ فلورسنت بدون الکترود

انواع لامپ فلورسنت بر حسب رنگ 

لامپ فلورسنت ترایبند

انواع لامپ فلورسنت بر حسب قطر

لامپ فلورسنت کم مصرف


انواع لامپ فلورسنت به دلیل داشتن بهره نور بالا و رنگ نور مناسب برای تأمین روشنایی به ویژه روشنایی داخلی کاربرد زیادی دارد. حباب این لامپ ها با گاز بخار جیوه با فشار کم پر شده است و در اثر تخلیه الکتریکی در گاز بخار جیوه، نور ماوراء بنفش ساطع می شود، این نور در اثر برخورد با لایه پوشش داخلی فلورسانی به نور مرئی تبدیل می شود.

شروع تخلیه الکتریکی به دو صورت ممکن است صورت بگیرد:

۱- استفاده از الکترود و جریان پیش گرم کننده 

۲- استفاده از میدان مغناطیسی (لامپ های بدون الكترود)

 

انواع لامپ فلورسنت

 

  • لامپ فلورسنت با الکترود

یکی از انواع لامپ فلورسنت لامپ فلورسنت با الکترود است. برای بررسی مکانیزم تخلیه الکتریکی در این گروه از لامپ ها، ابتدا مدار الکتریکی لامپ فلورسنت را در نظر می گیریم:

در لحظه اول با وصل کلید، جریان الکتریکی از مسیر استارتر عبور می کند. استارتر از دو فلز تشکیل شده که به فاصله کمی از هم داخل یک محفظه که از گاز نئون پر شده است قرار گرفته اند.

در لحظه اول با وصل کلید، ولتاژ خط بر روی این دو فلز قرار گرفته و در نتیجه در گاز نئون تخلیه الکتریکی آغاز می شود.

در اثر وقوع تخلیه الکتریکی فضای داخل محفظه و به دنبال آن یکی از فلزها که از دو جنس مختلف تشکیل شده، گرم می شود و در اثر انبساط به سمت دیگری متمایل می شود، تا آنجا که دو فلز به یکدیگر بچسبند.

با وصل شدن دو فلز به یکدیگر تخلیه الکتریکی در گاز نئون متوقف می شود و داخل محفظه شروع به سرد شدن می کند. در طی این مدت جریان الکتریکی از مسیر چوک، استارتر و الکترودهای قرار گرفته در دو سر لامپ عبور می کند و باعث گرم شدن گاز داخل لامپ نیز می شود.

مدار الکتریکی لامپ فلورسنت
                                           مدار الکتریکی لامپ فلورسنت

با سرد شدن فضای داخل استارتر، فلزها منقبض شده و به جای اصلی خود باز می گردند. در نتیجه جریان الکتریکی به طور ناگهان قطع می شود. از آنجا که یک چوک (سلف ) در مسیر جریان الکتریکی قرار گفته است، قطع ناگهانی جریان باعث القای ولتاژ الکتریکی بالایی در دو سر چوک می شود، این ولتاژ به علاوه ولتاژ شبکه دو سر لامپ می افتد و تخلیه الکتریکی در گاز بخار جیوه که قبلاً توسط الکترودها گرم شده بود، امکان پذیر می گردد.

چنانچه به هر دلیلی (نظیر پایین بودن دمای محیط یا فرسودگی الکترودها) دمای لامپ به اندازه کافی بالا نرفته باشد، این ولتاژ برای تخلیه الکتریکی کافی نخواهد بود و لامپ روشن نمی شود.

در نتیجه مجدداً تخلیه الکتریکی در گاز نئون داخل استارتر صورت می گیرد و سیکل مجددا تکرار می شود و آنقدر ادامه می یابد تا دمای گاز داخل حباب به اندازه کافی افزایش یابد تا تخلیه الکتریکی در آن امکان پذیر گردد.

چشمک زدن لامپ فلورسنت قبل از روشن شدن به همین دلیل است.

پس از روشن شدن لامپ و شروع تخلیه الکتریکی، جریان از داخل تیوب عبور می کند و نور منتشر می کند.

پس از روشن شدن لامپ، مقاومت الکتریکی مسیر عبور جریان از داخل لامپ، بسیار کم است، در نتیجه برای اینکه به شبکه تأسیسات الکتریکی آسیبی نرسد، لازم است که جریان به ترتیبی محدود شود.

در این لحظه، چوک همانند یک امپدانس بزرگ در مسیر جریان قرار گرفته و جریان عبوری را محدود می کند.

 

    • راه اندازی لامپ فلورسنت

برای راه اندازی و کار یک لامپ فلورسنت، دو عمل اساسی باید صورت بگیرد:

۱- ولتاژ نسبتا بزرگی دو سر لامپ قرار بگیرد تا تخلیه الکتریکی شروع شده و لامپ روشن شود.

۲- پس از روشن شدن لامپ، جریان مدار محدود شود.

مکانیزم فوق را می توان با کمک یک چوک (سلف) و استارتر به طریقی که توضیح داده شد، پیاده کرد و یا با کمک یک مدار الکترونیکی بالاست الکترونیکی لامپ را راه اندازی کرد. مدارات الکترونیکی راه انداز لامپ فلورسنت مزایای بسیار زیادی دارند.

 

    • تخلیه الکتریکی لامپ فلورسنت

 می دانیم الکترونهای هر اتم در مدارهای معینی که ترازهای انرژی مشخصی دارند به دور هسته در حال گردش هستند. اعمال ولتاژ ناگهانی زیاد (به روشی که توضیح داده شد) باعث می شود این الکترون ها انرژی دریافت کرده و از تراز اصلی انرژی خود خارج شوند و به ترازهای بالاتر انرژی بروند، بعد از عادی شدن جریان و رسیدن ولتاژ به ولتاژ شبکه، الکترون ها دوباره به ترازهای قبلی خود باز می گردند و در حین بازگشت انرژی دریافت شده در مرحله قبل، به صورت نور ماوراء بنفش آزاد می کنند.

نور ماوراء بنفش در اثر برخورد با مواد فلورسان به نور مریی تبدیل می شود. در این دسته از لامپ ها الكترود نقش مهمی در شروع تخلیه الکتریکی دارد. اغلب لامپ های فلورسنت که در دنیا مورد استفاده قرار می گیرند از این نوع می باشند.

 

لامپ فلورسنت

 

  • لامپ های فلورسنت بدون الکترود

الکترود یکی از مهمترین نقش ها را در عملکرد لامپ دارد. از سوی دیگر الکترود آسیب پذیرترین قسمت لامپ است و در اغلب موارد عامل اصلی خرابی و پایان عمر لامپ، از بین رفتن الکترود و یا به اتمام رسیدن ماده امیتری که سطح فيلامان لامپ را پوشانده است می باشد.

مورد اول باعث می شود که لامپ اصلا روشن نشود و در اثر به اتمام رسیدن ماده امیتر پوشاننده فيلامان لامپ، لامپ مرتبا چشمک میزند و نمی تواند روشن شود.

همچنین وجود فيلامان باعث می شود که لامپ نسبت به لرزش بسیار حساس باشد. برای حل مشکلات ذکر شده، لامپ هایی به عنوان لامپ های فلورسنت بدون الکترود (Electrodless) به بازار عرضه شده اند.

تیوب این نوع  لامپ به صورت یک حلقه کاملا بسته است که دو حلقه فلزی در دو طرف آن قرار گرفته است. وظیفه این حلقه ها ایجاد میدان مغناطیسی قوی داخل تیوب است.

 

لامپ-فلورسنت-بدون-الکترود
                                                                                   لامپ فلورسنت بدون الکترود

 

در نتیجه الکترون های لایه آخر که قبلا به واسطه بمباران الکترونی، انرژی گرفته و به ترازهای بالاتر منتقل می شدند، این بار انرژی مورد نیاز خود را از میدان مغناطیسی اعمال شده دریافت می کنند.

ادامه مکانیزم همانند لامپ های قبلی است، يعني الكترون ها در بازگشت، اشعه ماوراء بنفش منتشر می کنند که با استفاده از پوشش فلورسان به نور مریی تبدیل می شود.

 

مکانیزم-عملکرد-گرافیکی-لامپ-فلورسنت-بدون-الکترود

 

یکی از انواع لامپ فلورسنت، لامپ های بدون الکترود آن ها است. با توجه به حذف الكترود، طول عمر این لامپ ها بسیار بالا است در واقع، چنانچه لامپ دچار شکستگی نشود، این لامپ ها می توانند کار کنند، با این حال، به دلیل افت خاصیت فسفر در تبدیل اشعه ماوراء بنفش به نور مریی، طول عمر متوسط برای این لامپ ها در حدود ۶۰۰۰۰ ساعت تعریف می شود که پس از این مدت با اینکه لامپ روشن است ولی شار نوری آن به %۵۰ مقدار اولیه رسیده است.

 

 

ساختار-لامپ-فلورسنت-بدون-الکترود

 

  • کاربرد لامپ فلورسنت بدون الکترود

در حال حاضر در اغلب مواردی که تعویض لامپ در آنها با دشواری همراه است، نظير داخل تونل، سقف های بسیار بلند و … و نیز مواردی که در محیط لرزش وجود دارد، نظیر محیط های صنعتی، دیواره ماشین آلات، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی و … از این لامپ ها استفاده می شود.

 

 


 بیشتر بخوانید:

لامپ های فلورسنت

بالاست لامپ فلورسنت

                  لامپ بخار جیوه

                  لامپ بخار سدیم

                    مقایسه لامپ بخار سدیم و جیوه

                     انواع لامپ

                   راه اندازی لامپ


 

  • انواع لامپ فلورسنت بر حسب رنگ

مواد مختلفی که به فسفر داخل حباب افزوده می شوند، رنگ نور و نیز درصد بازتاب رنگ لامپ را تعیین می کنند، همچنین کیفیت فسفر، در میزان افت شار نوری لامپ که در اثر طول عمر لامپ اتفاق می افتد تاثیر می گذارد.

همچنین، پوشش فسفر بر نمود رنگ لامپ نیز تاثیر می گذارد. اوایل، لامپ های فلورسنت با یک لایه پوشش فسفر به بازار عرضه می شدند که به آنها اصطلاحاً لامپ های فلورسنت با پوشش هالوفسفات (Halophosphat) می گویند.

بیشتر لامپ های فلورسنت که در حال حاضر در ایران تولید و مصرف می شوند از این نوع هستند. شاخص نمود رنگ در این لامپ ها بین %۷۰ – ۵۰ است و به همین دلیل در گروه های ۲B و ۳  هستند، که در اصطلاح تجاری این نوع لامپ ها را نوع BASIC می نامند.

 نسل بعدی لامپ های فلورسنت که در ده سال اخیر به بازار عرضه شده اند، دارای پوشش فسفر سه لایه هستند که اصطلاحا به آنها ترایبند (Triband) می گویند و در واقع بخش اصلی پوشش فسفر این لامپ ها، از سه لایه فسفر تشکیل شده که هر کدام از آنها حاوی یکی از رنگ های اصلی است به همین دلیل، طیف نور این لامپ ها، کامل تر از لامپ های فلورسنت با پوشش هالوفسفات است. در نتیجه نمود رنگ این لامپ ها بهتر است به گونه ای که این لامپ ها را در گروه ۱B (نمود رنگ  ۸۰- ۹۰ %) قرار می دهند.

لامپ های فلورسنت

از طرفی به دلیل وجود سه لایه فسفر، راندمان این لامپ ها در تبدیل اشعه ماوراء بنفش به نور مریی بالاتر است در نتیجه شار نوری این نوع لامپ ها نسبت به لامپ های با پوشش هالوفسفات بالاتر است. افت شار نوری لامپ های فلورسنت با پوشش فسفر سه لایه نسبت لامپ های با پوشش هالوفسفات بسیار کمتر است. علل اصلی افت شار نوری لامپ های فلورسنت، کاهش ماده امیتر و در نتیجه کاهش تعداد الکترون است. در اثر کاهش تعداد الکترون ها، تعداد برخورد با اتم جیوه و تحریک اتم بخار جیوه کمتر می شود، در نتیجه مقدار نور کمتری منتشر می شود.

از سوی دیگر کم شدن خاصیت فلورسان فسفر در تبدیل اشعه ماوراء بنفش به نور مریی دلیل دیگری برای افت شار نوری لامپ است. در واقع، پوشش فسفر داخل حباب لامپ، تحت استرس شدید فضای داخل تیوب قرار می گیرد.

در صورتی که پوشش فسفر یک لایه باشد، در اثر این استرس، پوشش فسفر کم کم خاصیت خود را از دست داده و در نتیجه مقدار کمتری از اشعه ماوراء بنفش را به نور مریی تبدیل می کند. در مورد لامپ های ترایبند، به دلیل ضخامت بیشتر لایه فسفر، میزان سایش فسفر در اثر تلاطم گازهای داخل لامپ بسیار کمتر بوده و در نتیجه افت شار نوری لامپ با گذر عمر آن بسیار کمتر است.

مزیت دیگر لامپ های فلورسنت ترایبند طول عمر بالاتر آنها است. لازم به یاد آوری است که از نظر ابعاد و پارامترهای الکتریکی لامپ های ترایبند هیچ تفاوتی با لامپ های هالوفسفات ندارند و تنها تفاوت آنها در ویژگی های نور آنها است.

 

  • مزایای لامپ فلورسنت ترایبند

چنانچه بخواهیم مزایای لامپ های فلورسنت ترایبند را نسبت به لامپ های فلورسنت با پوشش هالوفسفات بیان کنیم، موارد زیر را ذکر خواهیم کرد:

 ۱- نمود رنگ خوب (گروه ۱A)

نمود رنگ لامپ های فلورسنت ترایبند بالای %۸۰ است و در بسیاری از کاربردها، از جمله بیمارستان ها، مدارس، دفاتر اداری و …، طبق استاندارد [۴] و [۵] نمود رنگ باید در گروه ۱ (یعنی ۱A یا ۱B) باشد.

 

٢- شار نوری اولیه بالاتر

شار نوری اولیه یک فلورسنت ترایبند در حدود %۲۰ بیشتر از لامپ فلورسنت هالوفسفات با توان مشابه است. در نتیجه تعداد چراغ های مورد نیاز و مصرف انرژی الکتریکی به همین نسبت کاهش می یابد.

 

 ۳- افت شار نوری بسیار کم

یکی از فاکتورهای مهم در زمینه طراحی روشنایی، افت شار نوری لامپ است.

چنانچه افت شار نوری یک لامپ کم باشد، در مرحله طراحی، تعداد لامپ (چراغ) کمتری محاسبه می شود که این امر خود کاهش مصرف انرژی و هزینه های روشنایی را به دنبال دارد.

 

 ۴- طول عمر بالاتر 

طول عمر یک لامپ فلورسنت ترایبند در حدود ۱٫۵ برابر لامپ های فلورسنت معمولی است. در نتیجه هزینه های خرید و تعویض لامپ در بلند مدت بسیار کمتر می شود.

لامپ فلورسنت ترایبند
                             لامپ فلورسنت ترایبند

 

  • انواع لامپ فلورسنت بر حسب قطر

بیش از ۷۰ سال از تولید لامپ های فلورسنت می گذرد. در طول این سال ها، ضمن پیشرفت هایی که در تولید لامپ های فلورسنت صورت گرفته که منجر به افزایش راندمان این لامپ ها شده است، قطر لامپ های فلورسنت نیز کوچکتر شده است.

قطر لامپ های فلورسنت را با یک که به همراه حرف T بیان می کنند که در زیر رابطه این رقم با قطر لامپ آمده است:

 

  • لامپ های فلورسنت T12

نسل اولیه لامپ های فلورسنت، لامپ هایی با قطر m38 بودند. این لامپ ها در محدوده ۴۰، ۲۰ و ۶۵ وات تولید می شدند. در حال حاضر، تولید و استفاده از این نوع لامپ ها در بسیاری از کشورهای دنیا متوقف شده است.

 

  •  لامپ های فلورسنت T10 

قطر این لامپ ها  ۳۲ میلی متر است و این گروه لامپ ها نیز در محدوده ۲۰، ۴۰ و ۶۵ وات تولید می شوند.

 

  •  لامپ های فلورسنت T8

قطر لامپ های T8 برابر ۲۶ میلی متر است و ضمن اینکه توان مصرفی آنها پایینتر از لامپ های T10 است، نور بیشتری منتشر می سازند.

این لامپ ها از نظر ابعاد (طول لامپ، شکل و نوع سرپیچ و …) هیچ تفاوتی با لامپ های نوع T10 ندارند و استفاده از آنها باعث %۱۰صرفه جویی در مصرف انرژی می گردد.

این لامپ هادر محدوده  ۱۰- ۵۸ وات تولید می شوند که رایج ترین آنها محدوده توان های ۱۸، ۳۶ و ۵۸ است که به عنوان جایگزین برای لامپ های T10 و T12 به بازار عرضه شده اند.

در حال حاضر در بسیاری از کشورهای دنیا، لامپ های T8 جایگزین لامپ های T10 و T12 می شوند و با توجه به صرفه جویی قابل توجهی که این جایگزینی می تواند به دنبال داشته باشد، دولت ها و شرکت های تأمین کننده انرژی الکتریکی، نسبت به این جایگزینی اهتمام می ورزند.

 

  • لامپ های فلورسنت T5

جدید ترین لامپ های فلورسنت که در روشنایی عمومی مورد استفاده قرار می گیرند، لامپ های T5 با قطر  ۱۶ میلی متر هستند که بهره نوری آنها تا ۱۰۴ لومن بر وات نیز می رسد.

طول عمر متوسط آنها در حدود ۲۰۰۰۰ ساعت است، فسفر همه این نوع لامپ ها از ترایبند بوده و در نتیجه نمود رنگ آنها بالای %۸۰ است.

با توجه به صرفه جویی قابل توجه در مصرف انرژی، و نیز ظاهر زیبای آنها و طول عمر بالا، استفاده از این لامپ ها به سرعت در حال گسترش است.

لامپ های فلورسنت T5 در دو گروه High Efficiency) HE) و High Output) HO)  تولید می شوند.

 

تقسیم بندی-لامپ های-فلورسنت-بر حسب-قطر

 

 


 لامپ های T5 تنها می توانند به وسیله بالاست های الکترونیکی کار کنند. 


 

  • لامپ های فلورسنت کم مصرف

تولید لامپ های فلورسنت فشرده تحول بسیار عظیمی در بهینه سازی مصرف انرژی الکتریکی برای تامین روشنایی ایجاد کرد. از نظر عملکرد این لامپ ها کاملاً شبیه به لامپ های فلورسنت هستند و تنها به خاطر این که حجم آنها بسیار کوچکتر از لامپ های فلورسنت است آنها را لامپ های فلورسنت فشرده (Compact Fluorescent Lamp) یا به اختصار CFL نامیدند. با این حال به دلیل مصرف بسیار پایین انرژی و بازدهی بسیار خوب در مقایسه با لامپ های رشته ای به کم مصرف (Energy Saving Lamp) مشهور شدند.

با توجه به اینکه ساختمان و طرز کار این نوع لامپ ها مشابه لامپ های فلورسنت است، لذا همانند لامپ های فلورسنت نیاز به مدارات جانب راه انداز و نیز مدار محدود کننده جریان دارند. این مدار می توانند همانند لامپ فلورسنت، شامل استارتر و چوک باشد و یا یک مدار الکترونیکی باشد که خواسته مورد نظر را تأمین کند. این مدار الکترونیکی می تواند به صورت مجزا باشد و یا اینکه در یک حجم بسیار کوچک مجتمع شده و در داخل ساختمان لامپ قرار بگیرد.

در صورتی که سوالی در خصوص مطالب بیان شده دارید می توانید در قسمت نظرات از ما بپرسید یا با ارائه پیشنهادات خود، ما را در بالا بردن کیفیت مقالات یاری کنید. 

مقالات مرتبط

2 نظرات

  1. آلبرت

    پاسخ دادن

    سلام وقت بخیر،یکسری لامپ،از قدیم تقریبا ۵۰سال پیش دارم ،بشماره فنی f4T5 Dمیخواستم بپرسم موارد مصرف این لامپها،چیست،ممنون میشم راهنمایی بفرمایید.
    آلبرت لازار

    ۴ بهمن ۱۳۹۸
    • الیکا الکتریک

      پاسخ دادن

      سلام. لامپ های فوق نمونه ای از لامپ های فلورسنت هستند که ۴ واتی بوده و یک خروجی نور خطی تولید می کنند. هنگامی که صحبت از سیستم های روشنایی می شود ، لامپ لوله ای فلورسنت خطی F4T5 / D دارای ویژگی خروجی لومن بالا در هنگام تولید رنگ سفیدتر و طبیعی تر است. دارای دمای رنگی شفاف ۶۵۰۰ کلوین ، یک رنگ اندود شده CRI 75 و عمر متوسط ۶۰۰۰ ساعت است. این لامپ از یک بالاست الکترونیکی برای ۱۰ تا ۱۵ درصد صرفه جویی بیشتر در انرژی استفاده می کند.
      لامپ فوق طبق نظرسنجی ها دارای بالاترین نور سفید در میان لامپ هاست که حتی از لامپ های LED هم سفیدی بیشتری دارد.

      ۵ بهمن ۱۳۹۸

نظرات