หลอดไฟฟ้า
ความนิยมของผู้ชม: / 62
แย่มากดีมาก 

หลอดไฟฟ้า

ที่มาจากเนคเทค

หลอดไฟฟ้าแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ คือ
1. หลอดมีไส้ (Incandescent Lamp)
2. หลอดปล่อยประจุ (Gas Discharge Lamp)

หลอดมีไส้ ประกอบด้วย

1. หลอด Incandescent
2. หลอด Tungsten Halogen

หลอดปล่อยประจุ ประกอบด้วย

1. หลอดความดันไอต่ำ ได้แก่
1.1 หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent Lamp)
1.2 หลอดคอมแพคท์ฟลูออเรสเซนต์ (Compact Fluorescent Lamp)
1.3 หลอดโซเดียมความดันไอต่ำ (Low Pressure Sodium Lamp)

2. หลอดความดันไอสูง ได้แก่
2.1 หลอดไอปรอท (Mercury Vapor Lamp)
2.2 หลอดโซเดียมความดันไอสูง (High Pressure Sodium Lamp)
2.3 หลอดเมทัลฮาไลด์ (Metal Halide Lamp)

การเลือกหลอดไฟฟ้ามาใช้งาน จึงต้องพิจารณาถึงความเหมาะสมกับสภาพงานแต่ละประเภท

ข้อควรพิจารณาในการเลือกใช้หลอดไฟฟ้า

1. ฟลั๊กการส่องสว่าง (Luminous Flux) หมายถึงปริมาณแสงของหลอด หน่วยเป็น lumen
2. ประสิทธิผล (Luminous Efficacy) หมายถึงจำนวนปริมาณแสงต่อวัตต์ หน่วยเป็น lumen/watt (lm/w)
3. ความถูกต้องของสี (Color Rendering) หมายถึงความถูกต้องของสีวัตถุเมื่อถูกส่องด้วยแสงจากหลอดไฟ ว่ามีความถูกต้องมากน้อยเพียงใด หน่วยเป็นเปอร์เซนต์
4. อุณหภูมิสี (Color Temperature) ของหลอด มีหน่วยเป็นองศาเคลวิน (Kelvin)
5. มุมองศาการใช้งาน (Burning Position) เป็นองศาในการติดตั้งหลอดตามที่ผู้ผลิตกำหนด ซึ่งมีผลต่อหลอดบางชนิด
6. อายุการใช้งาน (Life) เป็นอายุโดยเฉลี่ยของหลอด หน่วยเป็นชั่วโมง
7. สถานที่ โดยหลอดไฟต้องเหมาะสมกับสถานที่นั้นๆ เช่น ห้องเรียน และสนามกีฬาต้องการใช้หลอดไฟต่างกัน
8. อุณหภูมิ (Temperature) เนื่องจากหลอดบางชนิดอาจทำงานไม่ได้เลยที่อุณหภูมิต่ำมากๆ หรือให้ปริมาณแสงน้อยลง
9. คุณลักษณะการทำงาน (Operaing Characteristic) ได้แก่เวลาในการจุดหลอด (start) , การติดใหม่อีกครั้ง (restart) และความต้องการในการหรี่ไฟ เนื่องจากหลอดต่างชนิดกันใช้เวลาจุดไส้หลอดต่างกัน และบางชนิดไม่สามารถหรี่ได้
10. ราคา (Cost) เป็นค่าใช้จ่ายที่ต้องเสียไปในการลงทุนติดตั้งครั้งแรก รวมถึงค่าบำรุงรักษาหลังติดตั้ง

หลอด Incandescent

เป็นหลอด ที่อาศัยการกำเนิดแสงจากความร้อน โดยการให้กระแสไหลผ่าน ไส้หลอดที่ทำด้วยทังสเตน จนร้อนแล้วเปล่งแสงออกมา แต่ให้ประสิทธิผล การส่องสว่างต่ำราว 5 - 12 lumen/watt ขึ้นอยู่กับวัตต์ของหลอด อายุการใช้งานสั้นคือประมาณ 1000 ชั่วโมง (เป็นอายุเฉลี่ยที่ได้จากห้องปฏิบัติการ แต่การใช้งานจริงอาจมีอายุสั้น หรือมากกว่านี้ขึ้นอยู่กับ องค์ประกอบและสภาพแวดล้อมในการใช้งาน) มีอุณหภูมิสีประมาณ 2500 - 2700 องศาเคลวิน แต่ให้ดัชนีความถูกต้อง ของสีถึง 97 % แต่เนื่องจากเป็นหลอดที่ไม่ประหยัดไฟ จึงนิยมใช้ในงานตกแต่งแสงสี หรือเน้นความสว่างเฉพาะจุด ในบ้านเรือน , ห้องแสดงสินค้า , ห้องอาหาร เป็นต้น ข้อดีของหลอดชนิดนี้คือราคาถูก จุดติดง่าย และยังใช้กับอุปกรณ์ หรี่ไฟได้ด้วย
 

โครงสร้างของหลอด

1. กระเปาะแก้ว (Bulb) ทำด้วยแก้วอ่อนธรรมดาสามารถทนต่ออุณหภูมิและความดันขณะหลอดทำงานได้ รูปร่างต่างกันไป ถ้าหลอดมีขนาดวัตต์สูงๆ จึงจะใช้แก้วแข็งแทน ตัวกระเปาะอาจเป็นแก้วใสหรือถูกเคลือบผิวภายในด้วยสารชนิดต่างๆ
2. ขั้วหลอด (Base) มีทั้งแบบเกลียวและแบบเขี้ยว อาจทำด้วยทองเหลืองหรืออลูมิเนียม โดยโลหะที่ใช้ยึดไส้หลอดจะถูกเชื่อม เข้ากับส่วนที่เป็นเกลียวและกลางขั้วหลอดด้านล่างสุด (สำหรับขั้วแบบเกลียว)
3. ก๊าซ (Gas) เป็นก๊าซเฉื่อยเช่น ไนโตรเจน, นีออน, อาร์กอน, คริปตอน ปกติใช้ส่วนผสมของไนโตรเจนและอาร์กอน หรือคริปตอนบ้างเล็กน้อย เพื่อทำให้ไส้หลอดกลายเป็นไอช้าลง
4. เส้นลวดยึดไส้หลอด (Lead in wire) ทำด้วยทองแดงตั้งแต่ขั้วหลอดถึงส่วนที่ซ่อนอยู่ในแก้ว จากนั้นใช้ทองแดงเคลือบ ด้วยนิเกิลหรือนิเกิลล้วนๆ ทำหน้าที่นำกระแสไฟฟ้าไปยังไส้หลอด
5. ลวดยึดไส้หลอด (Support wire) ใช้พยุงไส้หลอดไม่ให้แกว่งไปมา ทำด้วยลวด molybdenum
6. แก้วเสียบลวดยึดไส้หลอด (Button rod) เป็นแก้วทนความร้อน ใช้ฝัง support wire
7. แก้วสำหรับสอดลวดยึดก้านหลอด (Stem press) เป็นแก้วใช้หุ้มและป้องกันไม่ให้อากาศเข้าสู่ lead in wire โดยมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวเท่ากับ lead in wire
8. หลอดดูดอากาศออก (Exhaust tube) เป็นท่อแก้วเล็กๆ ใช้สำหรับเป็นทางสูบเอาอากาศภายในออกระหว่างขบวนการผลิต และบรรจุก๊าซเฉื่อยเข้าแทนที่ เสร็จแล้วจึงปิดรูหลอดไว้
9. ฟิวส์ (Fuse) อาจมีหรือไม่มีก็ได้ ทำหน้าที่ป้องกันหลอดและวงจรภายในโดยจะขาดก่อนหลอดเกิดการอาร์กขึ้น
10. ไส้หลอด (Filaments) ในยุคแรกทำจากคาร์บอนแต่พบว่าการระเหิดตัวเป็นไปอย่างรวดเร็ว ปัจจุบันจึงเปลี่ยนมาใช้ ทังสเตนเนื่องจากมีข้อดีคือ
10.1 มีจุดหลอมเหลวสูง
10.2 การกลายเป็นไอต่ำ
10.3 แข็งแรงและสามารถรีดเป็นเส้นได้
10.4 เปล่งแสงได้ดี
โดยทั่วไปจะผลิตเป็น 3 แบบคือแบบตรง (Straight) แบบขด (Coil) และแบบขดในตัวเอง (Coil Coil)

รูปทรงของหลอด Incandescent มีหลายแบบแต่ที่พบเห็นทั่วไปได้แก่

1. รูปทรง A shape สำหรับใช้งานทั่วไป (GLS lamp) ตามบ้านเรือน มีทั้งแบบแก้วใส , แก้วฝ้า และหลอดฉาบปรอท

2. รูปทรงจำปา (B shape) มีทั้งแก้วใสและแก้วฝ้า ใช้กับ โคมไฟประดับและโคมไฟกิ่ง

3. รูปทรงกลม (G shape) มีทั้งแบบแก้วใส , เคลือบนมขาว (silica white) , แบบฉาบปรอท ครึ่งใบทั้งบนและล่าง รวมทั้งฉาบปรอทครึ่งซีก ใช้เป็นไฟตกแต่ง ภายในอาคาร สำหรับแบบ ฉาบปรอทครึ่งใบ ใช้เพื่อให้แสงแบบ indirect ได้

4. รูปทรงปิงปอง (G shape) มีขนาดเท่าลูกปิงปอง ทั้งแบบแก้วใส , แก้วฝ้า , ฉาบปรอท และแก้วสีต่างๆ ใช้ในงาน ตกแต่งอาคาร และไฟประดับ เพื่อความสวยงาม

5. รูปทรงสปอร์ทไลท์ (Indoor & Outdoor Reflector Lamp) รูปแบบ R Type ชนิดที่ใช้ในอาคารจะใช้เป็น ไฟส่องป้าย ไฟส่องภาพ ไฟเวที ตู้แสดงสินค้า ฯลฯ ส่วนชนิดที่ใช้นอกอาคารจะใช้เป็นไฟส่องชั่วคราวในงานก่อสร้าง เรียกทั่วไปในท้องตลาดว่า สปอร์ทไลท์กันฝนใช้กับโคมไฟขาแดง

6. รูปทรงสปอร์ทไลท์ชนิดกระจกหนา (PAR shape) PAR = Parabolic Aluminized Reflector มีหลายขนาดให้เลือกใช้ เช่น PAR36 , PAR38 เป็นต้น โดยตัวเลขจะบอกขนาด เส้นผ่าศูนย์กลางของหน้ากระจกหน่วยเป็นหุน ถ้าผิวกระจกหน้า เป็นเม็ดสาคูจะเป็นแบบลำแสงกระจาย แต่ถ้าผิวหน้าเรียบ จะเป็นแบบ ลำแสงแคบ การใช้งานเช่นเดียวกับ แบบที่5

นอกจากนี้ยังมีรูปทรงแบบอื่นอีกให้เลือกใช้มากมายดังรูป


 

ขั้วหลอด Incandescent
หลอด incandescent ทั้งหมดจะมีขั้วหลอดแตกต่างกันไปตามลักษณะการใช้งาน ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ๆ คือ

1. ขั้วหลอดแบบเกลียว (Edison lamp base) เช่น E10 , E11, E12 , E14 , E17 , E27 , E40 โดยตัวเลขหมายถึง เส้นผ่าศูนย์กลางของขั้วหลอด หน่วยเป็นมิลลิเมตร


2. ขั้วหลอดแบบเขี้ยว (Bayonet) ที่นิยมใช้ทั่วไปคือ B22 และ Ba9S

ลักษณะของขั้วหลอด

กราฟแสดงคุณลักษณะของหลอด incandescent

เป็นกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดัน, ปริมาณแสง, อายุและกระแสที่ไหลผ่านหลอด จากรูปจะเห็นว่าเมื่อจ่ายแรงดัน 100% ของค่าที่ระบุ (เช่น 220 โวลท์) ให้แก่หลอดจะได้รับปริมาณแสงรวมทั้งอายุตามที่กำหนด แต่เมื่อหลอดได้รับแรงดัน สูงกว่า 100% จะให้ปริมาณแสงเพิ่มขึ้นมาก ในขณะที่อายุการใช้งานก็ลดลงมากเช่นกัน การเลือกหลอด incandescent มาใช้งานจึงอาจพิจารณาผลกระทบต่างๆ จากกราฟแสดงคุณลักษณะดังกล่าว

คุณลักษณะทางแสงสี
เนื่องจากแสงที่ได้จากหลอดชนิดนี้ได้จากการเผาไส้หลอดให้ร้อนสีที่ได้จึงค่อนไปทางแดงเล็กน้อย

การนำไปใช้งาน

ให้แสงสว่างเฉพาะจุด

ให้แสงสว่างทั่วไปภายในอาคาร

หลอด Tungsten Halogen

เป็นหลอด ที่อาศัยการกำเนิดแสงจากความร้อน โดยการให้กระแสไหลผ่านไส้หลอดที่ทำด้วยทังสเตนจนร้อน แล้วเปล่งแสงออกมา เช่นเดียวกับหลอด incandescent ต่างกันตรงที่มีการบรรจุสารตระกูลฮาโลเจน ได้แก่ ไอโอดีน คลอรีน , โบรมีนและฟลูออรีนลงในหลอดแก้วที่ทำด้วยควอทซ์ สารที่เติมเข้าไปนี้จะป้องกันการระเหิดตัวของไส้หลอด ซึ่งทำงานที่อุณหภูมิสูงประมาณ 3000-3400 องศาเคลวิน ช่วยให้หลอดมีอายุยาวนานขึ้นกว่าหลอด incandescent ราว 2-3 เท่า คือ 1500-3000 ชั่วโมง มีประสิทธิผลสูงกว่าหลอด incandescent คือประมาณ 12 - 22 lm/w และสีของลำแสงขาวกว่าคือมีอุณหภูมิสีประมาณ 2800 องศาเคลวิน ทำให้มีค่าดัชนีความถูกต้องของสีสูงถึง 100% ปกติหลอดจะมีลักษณะยาวตรง แต่ก็มีรูปทรงอย่างอื่นเพื่อให้เหมาะกับลักษณะงานที่ต่างกัน เช่นหลอดที่ใช้ใน เครื่องฉายภาพข้ามศีรษะ หรือเครื่องฉายสไลด์เป็นต้น



การใช้งานต้องติดตั้งภายในดวงโคมสำหรับหลอดฮาโลเจนโดยเฉพาะ เพื่อป้องกันอันตรายที่จะเกิดกับกระเปาะแก้ว ทั้งจากความชื้นและการสัมผัสกระเปาะแก้วโดยตรง ดวงโคมที่พบเห็นทั่วไปแสดงดังรูป ซึ่งไม่ว่าจะเป็นโคมรุ่นใด
โครงสร้างภายใน แทบไม่ต่างกันโดยเฉพาะใช้กับหลอดชนิดยาวตรง

โครงสร้างของหลอด

หลักการทำงาน



1. เมื่อมีกระแสไหลผ่านไส้หลอด ทังสเตนจะทำงานที่อุณหภูมิสูงประมาณ 3000 องศาเคลวิน ภายในหลอดแก้วควอทซ์ ที่มีอุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 470 องศาเคลวิน ทำให้อนุภาคของทังสเตนระเหิดออกจากไส้หลอด
2. ระหว่างที่อนุภาคของทังสเตนซึ่งร้อน เคลื่อนที่ห่างจากไส้หลอด ก็จะรวมตัวกับอนุภาคหรือโมเลกุลของสารฮาโลเจน เมื่อเคลื่อนที่เข้าใกล้ผนังแก้วควอทซ์มากขึ้น ก็จะรวมตัวกับอนุภาคของสารฮาโลเจนมากยิ่งขึ้น
3. โมเลกุลที่เกิดจากการรวมกันของอนุภาคทังสเตนและสารฮาโลเจน เมื่ออุณหภูมิต่ำลงจะกลายเป็นโมเลกุลที่ไม่มีเสถียรภาพ และวิ่งเข้าหาไส้หลอด ระหว่างที่วิ่งเข้าหาไส้หลอดอนุภาคของสารฮาโลเจนจะแยกตัวออกจากโมเลกุลใหญ่ เนื่องจากความร้อน
4. เมื่อเข้าใกล้หลอดมากขึ้น อนุภาคของสารฮาโลเจนก็จะแยกตัวออกไปจนหมด เหลือแต่อนุภาคของทังสเตน วิ่งไปจับที่ไส้หลอด

อย่างไรก็ตามพบว่าการกลับมาเกาะที่ไส้หลอดของอนุภาคทังสเตนเป็นไปอย่างไม่สม่ำเสมอ ทำให้ไส้หลอดมีขนาดไม่เท่ากัน ส่วนที่มีขนาดเล็กกว่าจะมีความต้านทานสูงกว่าส่วนอื่น อุณหภูมิ ณ จุดนั้นก็สูงกว่า การระเหิดจึงมากกว่า จนไส้หลอดขาดจากกัน ข้อดีของหลอดชนิดนี้คือ มีค่าดำรงลูเมนตลอดอายุการใช้งานสูงกว่าหลอด incandescent ทั่วไป โดยมีค่า LLD ประมาณ 0.98 ที่ 90% ของอายุการใช้งาน หรือประมาณ 0.94 - 0.95 ที่อายุการใช้งานที่กำหนด
ปัจจุบันมีการใช้หลอดฮาโลเจนแรงดันต่ำกันมากขึ้นเนื่องจากให้แสงที่ขาวนวล เน้นสินค้าได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้ยังมีการเคลือบสารพิเศษเรียกว่า Dichroic Film ที่จานสะท้อนแสง ทำให้ความร้อนส่วนใหญ่ ประมาณ 60% กระจายออกไปทางด้านหลังของหลอด ลำแสงที่ได้รับจึงเย็นลงกว่าเดิม เมื่อนำไปส่องสินค้าประเภทผักสด , เนื้อสด จึงไม่ทำให้ สินค้าเสียหายมากนัก ลักษณะของหลอดฮาโลเจนแรงดันต่ำที่มีการเคลือบ Dichroic Film แสดงดังรูป

 

ขั้วหลอดฮาโลเจน

หลอดฮาโลเจนจะมีขั้วหลอดแตกต่างกันไปตามลักษณะการใช้งานที่หลากหลาย ทั่วไปจะคล้ายกับขั้วหลอด incandescent

การใช้งาน

โคมไฟอ่านหนังสือ

ส่องสินค้าในตู้โชว์

อาคารเพดานสูง(เฉพาะวัตต์สูง)

ข้อควรระวัง

1. หลอดฮาโลเจนทุกประเภท ห้ามใช้มือเปล่าจับตัวหลอดเด็ดขาด ถ้าจับแล้วต้องใช้ผ้าแห้งสะอาดชุบแอลกอฮอล์เช็ดให้ทั่ว แล้วปล่อยให้แห้ง จึงสามารถเปิดใช้งานได้มิฉะนั้นกระเปาะแก้วจะเกิดคราบสีดำปิดกั้นแสง ไม่สามารถใช้ได้อีกต่อไป

รูปที่ 1 หลอดที่ใช้งานอย่างถูกต้องกระเปาะแก้วไม่ดำ รูปที่ 2 หลอดที่ใช้งานไม่ถูกต้องกระเปาะแก้วจะดำ

2. ห้ามจับหลอดขณะใช้งานเนื่องจากอุณหภูมิสูงมาก
3. หลอดฮาโลเจนแรงดันต่ำที่ใช้แรงดัน 12 หรือ 120 โวลท์ จำเป็นต้องใช้หม้อแปลง ถ้าแรงดันที่หลอดได้รับจากหม้อแปลง สูงกว่าที่กำหนด จะทำให้หลอดอายุสั้น
4. โคม downlight สำหรับหลอดฮาโลเจนแรงดันต่ำที่ไม่มีหม้อแปลงติดตั้งมาพร้อมจากโรงงาน หากผู้ติดตั้งวางหม้อแปลง บนฝ้าเพดานและไม่มีการป้องกันที่ดีพอ โดยอาจรู้เท่าไม่ถึงการณ์อาจทำให้เกิดอัคคีภัยได้
5. อย่าติดตั้งหลอดฮาโลเจนใกล้กับวัสดุไวไฟเช่น ทินเนอร์ , เบนซิน หรือวัสดุที่ไวต่อความร้อน
6. หลีกเลี่ยงการสัมผัสจานสะท้อนแสงของหลอดฮาโลเจน เพื่อป้องกันไม่ให้สาร Dichroic เสียหาย
7. การใช้อุปกรณ์หรี่ไฟกับหลอดฮาโลเจนอาจทำให้หลอดอายุสั้นลง ทั้งนี้หาข้อมูลเพิ่มได้จากแต่ละบริษัท ที่อาจมีข้อกำหนด การใช้อุปกรณ์หรี่ไฟต่างกัน

หลอดความดันไอต่ำ

หลอด Fluorescent

เป็นหลอดที่นิยมใช้กันมากในปัจจุบันเนื่องจากให้แสงสว่างสูง อายุการใช้งานยาวนาน แสงสีที่นุ่มนวลและความร้อน ที่ตัวหลอดน้อยกว่า เมื่อเทียบกับหลอดมีไส้ คุณลักษณะดังกล่าวจึงเหมาะกับการนำไปใช้ให้แสงสว่างทั่วไปในอาคาร และนอกอาคารเป็นบางแห่ง
ประเภทของหลอดฟลูออเรสเซนต์
1. Preheat
2. Rapid start
3. Instant start
นอกจากนี้ยังมีหลอดที่ให้แสงสว่างสูงพิเศษจำพวก high output และ very high output อีกด้วย โดยหลอดชนิด preheat เป็นแบบที่นิยมใช้อย่างกว้างขวางทั่วไปสังเกตง่ายๆ คือประกอบด้วยตัวหลอด, บัลลาสต์และสตาร์ทเตอร์ ส่วนแบบ Rapid start ไม่ต้องอาศัยสตาร์ทเตอร์เนื่องจากใช้บัลลาสต์แบบพิเศษ ที่จ่ายไฟเลี้ยงไส้หลอดให้อุ่นตลอดเวลา ทำให้จุดติดง่ายกว่า และหลอดก็ต่างจาก แบบ preheat ไม่สามารถใช้ร่วมกันได้ เหมาะกับสถานที่ที่มีอุณหภูมิต่ำ และยังสามารถใช้ร่วมกับ เครื่องหรี่ไฟได้ด้วย ส่วนแบบ Instant start จะใช้การจ่ายแรงดันสูงประมาณ 400-1000 V เข้าที่ตัวหลอดโดยผ่านบัลลาสต์ เพื่อกระตุ้นให้อิเล็กตรอนหลุดออกจาก cathode หลอดชนิดนี้ไม่ต้องอาศัยสตาร์ทเตอร์ เช่นกัน ลักษณะขั้วหลอดโดยทั่วไป เป็นแบบ single pin แต่อาจมีแบบ bipin ในบางรุ่นเพื่อให้สามารถใช้ร่วมกับ ขั้วหลอดทั่วไปได้ หลอด instant start เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าหลอด slimline

โครงสร้างของหลอดฟลูออเรสเซนต์

ตัวหลอดหรือกระเปาะแก้ว

เป็นหลอดแก้วใสหนาประมาณ 0.8 - 1.0 มม. ลักษณะโดยทั่วไปเป็นหลอดแก้วยาวตรง , วงกลมหรือรูปตัวยู ดังรูป



การกำหนดขนาดของกระเปาะจะใช้ตัว T แล้วตามด้วยตัวเลขที่ระบุเส้นผ่าศูนย์กลางเป็นหุน เช่นหลอด T12 หมายถึงหลอดที่มี เส้นผ่าศูนย์กลาง 12หุน หรือ 12/8 นิ้วเป็นต้น บริเวณขั้วหลอดด้านใดด้านหนึ่งจะแสดงรายละเอียดของหลอดเช่น จำนวนวัตต์ ปริมาณแสงและชนิดของหลอดเป็นต้น สำหรับหลอดชนิด preheat ที่นิยมใช้กันทั่วไปได้แก่ daylight, cool white, warm white แต่ละแบบจะให้แสงสีที่ต่างกัน ขึ้นอยู่กับสารเคลือบเรืองแสงที่ฉาบไว้ภายใน สำหรับบ้านพักอาศัยทั่วไปจะใช้แบบ daylight ที่มีสีโทนขาว-ฟ้า ส่วนwarm white จะมีสีโทนขาว-ส้มคล้ายสีหลอด incandescent เป็นต้น หลอดเหล่านี้ อาจใช้รหัสแตกต่างกันออกไปขึ้นอยู่กับแต่ละบริษัท และอาจดูได้จาก
ตัวอย่างรหัสของบริษัทฟิลิปส์

ขั้วหลอดฟลูออเรสเซนต์

แตกต่างกันไปตามชนิดของหลอด สำหรับหลอดชนิด hot cathode จะมีจุดต่อวงจรอยู่ 4 จุดขั้วหลอดจึงมีด้านละ 2 เขี้ยว เรียกว่า bipin ส่วนชนิด cold cathode จะเป็นแบบ single pin คือมีเขี้ยวยื่นออกมาข้างละเขี้ยวเท่านั้น

แต่ละแบบใช้ร่วมกับขั้วหลอดต่างกันออกไป ที่พบเห็นในท้องตลาดคือ

สารเคลือบเรืองแสง (Phosphor)

ใช้ฉาบไว้ที่ผนังด้านในของหลอดแก้วเพื่อเปลี่ยนรังสีอัลตร้าไวโอเล็ตให้เป็นแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งสีที่เปล่งออกมาจะขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติทางเคมีของสารเรืองแสงนั้น ในภาวะปกติที่หลอดยังไม่ทำงานจะยังคงมองเห็นหลอดเป็นสีขาว ต่อเมื่อหลอด ทำงานแล้ว จึงมองเห็นแสงสีแตกต่างกัน (ยกเว้นหลอดบางแบบที่ฉาบเม็ดสีไว้ภายใน ก็จะเห็น หลอดเป็นสีนั้นๆ ทั้งขณะที่หลอด ทำงานและไม่ทำงาน)

คุณลักษณะทางแสงสี

ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารเรืองแสงที่ฉาบไว้ด้านในของกระเปาะแก้ว ทำให้ได้การกระจายพลังงานทางสเปกตรัมที่ต่างกัน ซึ่งหมายถึงแสงสีที่ได้รับต่างกันนั่นเอง


อิเลคโทรด (Electrode)
 

มีลักษณะเป็นไส้หลอดขนาดเล็กที่ปลายหลอดทั้ง 2 ข้างทำด้วยทังสเตน เคลือบด้วยสาร Alkaline earth oxide เพื่อช่วยให้ cathode ปล่อยอิเลคตรอน ออกมาได้เป็นจำนวนมากอาจใช้แบเรียม, สตรอนเทียม, แคลเซียมออกไซด์ ซึ่งรายละเอียดเกี่ยวกับขนาด, รูปร่างอิเลคโทรด ของหลอดอาจแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับ ชนิดของหลอด บางชนิดอาจมีวงแหวนโลหะ ครอบไว้เพื่อป้องกันขั้วหลอดดำ

บัลลาสต์ (Ballast)
ทำหน้าที่สำคัญ 2 ประการคือสร้างแรงดันให้สูงพอสำหรับการจุดหลอดให้ติดสว่างและควบคุมกระแสที่ไหลผ่านวงจรขณะ start และทำงานให้มีค่าเหมาะสม มีทั้งบัลลาสต์แกนเหล็กและบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์
 

สตาร์ทเตอร์ (Starter)
 

ใช้ในวงจรของหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบ Preheat โดยทำหน้าที่ช่วยจุดหลอดให้ติดสว่างในตอนแรก ที่มีขายทั่วไปสามารถใช้ร่วมกับหลอดได้หลายขนาด เช่นยี่ห้อฟิลิปส์รุ่น S10 ใช้กับหลอดขนาดตั้งแต่ 4 - 65 วัตต์ หากใช้สตาร์ทเตอร์ที่มีขนาดวัตต์ไม่เหมาะสมกับ ขนาดวัตต์ของหลอดจะมีผลต่อการจุดหลอดอาจติดยาก หรือไม่สามารถจุดติดได้

อายุของหลอด

สำหรับหลอดแบบ Preheat จะมีอายุประมาณ 8,000 - 10,000 ชั่วโมง โดยทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการคือ เปิดหลอดให้ติดสว่าง 2 ชั่วโมง 50 นาที แล้วปิด 10 นาที สลับกันไปจนกระทั่งหลอดดับไปครึ่งหนึ่งของจำนวนที่ทดสอบ ก็จะเป็นอายุโดยเฉลี่ยของหลอดฟลูออเรสเซนต์ แต่การนำมาใช้งานจริงอาจแตกต่างไปจากค่าที่ระบุ เนื่องจากขึ้นอยู่กับ สภาพแวดล้อมขณะใช้งานเช่น แรงดัน, อุณหภูมิ, ความถี่ในการเปิด-ปิดหลอดเป็นต้น
 

ข้อแนะนำในการใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์

1. หลอดแบบ Preheat ไม่เหมาะสำหรับใช้กับห้องที่มีเพดานสูงเกินกว่า 5 - 7 เมตร เพราะต้องใช้หลอดจำนวนมาก การที่อายุหลอดไม่มากนัก ทำให้ต้องเปลี่ยนหลอดบ่อย เปลืองค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา
2. ถ้าจำเป็นต้องใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์ในพื้นที่ที่มีความสูงเกินกว่า 7 เมตร ให้ใช้หลอดแบบ Rapid start จะเหมาะกว่า เพราะมีอายุการใช้งานนานถึง 20,000 ชั่วโมงและไม่มีปัญหาเรื่อง starter
3. ควรเลือกสีของหลอดฟลูออเรสเซนต์ให้เหมาะสมกับงานเช่น daylight , warm white , cool white เป็นต้น
4. งานที่ต้องการความส่องสว่างสูงกว่า 500 ลักซ์ควรใช้หลอด daylight
5. งานที่ต้องการความส่องสว่าง 300 - 500 ลักซ์ควรใช้หลอด cool white
6. งานที่ต้องการความส่องสว่างต่ำกว่า 300 ลักซ์ควรใช้หลอด warm white
7. การเลือกใช้สีของหลอดอาจพิจารณาพื้นที่ใช้สอยประกอบกัน โดยพื้นที่ที่อยู่ติดกันควรใช้หลอดที่มีโทนสีใกล้เคียงกัน
8. หลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นหลอดที่มีฮาร์มอนิก ซึ่งมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับการเลือกใช้บัลลาสต์

หลอด Compact Fluorescent

เป็นหลอดปล่อยประจุความดันไอต่ำ สีของหลอดมี 3 แบบคือ daylight ,cool white และ warm white เช่นเดียวกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ แบบที่ใช้งานกันมากคือหลอดเดี่ยว มีขนาดวัตต์ 5 7 9 11 วัตต์และหลอดคู่ มีขนาดวัตต์ 10 13 18 26 วัตต์ เป็นหลอดที่พัฒนาขึ้นมาแทนที่หลอดอินแคนเดสเซนต์ และมีประสิทธิผลสูงกว่าหลอดอินแคนเดสเซนต์ คือประมาณ 50-80 ลูเมนต่อวัตต์ และ อายุการใช้งานประมาณ 5,000-8,000 ชม จัดเป็นหลอดประหยัดไฟที่นิยมใช้กันมากขึ้นในปัจจุบันเนื่องจากให้แสงสว่างสูง อายุการใช้งานยาวนาน แสงสีที่นุ่มนวล และความร้อนที่ตัวหลอดน้อยกว่า เมื่อเทียบกับหลอด incandescent คุณลักษณะดังกล่าวจึงเหมาะกับการนำไปใช้ ให้แสงสว่างในอาคารแทนหลอด incandescent และนอกอาคารเป็นบางแห่ง โดยเฉพาะบริเวณที่ต้องเปิดไฟทิ้งไว้ เป็นเวลานานๆ
 

ชนิดของหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์

1.แบบใช้บัลลาสต์ภายนอก แต่ที่ตัวหลอดจะมีสตาร์ทเตอร์ติดตั้งไว้ภายในเรียบร้อยแล้ว เรียกทั่วไปว่าหลอดตะเกียบ อาจมีลักษณะรูปร่างต่างกันออกไปในแต่ละรุ่นและยี่ห้อ

การใช้งานต้องต่อร่วมกับบัลลาสต์ดังรูป โดยใช้กับบัลลาสต์สำหรับหลอดประเภทนี้โดยเฉพาะ รูปร่างของบัลลาสต์โดยทั่วไป จะเหมือนกับบัลลาสต์แบบ Preheat แต่มีขนาดเล็กกว่า อาจใช้บัลลาสต์ 1 ตัวกับหลอด 1 หลอด หรือใช้บัลลาสต์ 1 ตัวกับหลอด 2 หลอดที่ต่ออนุกรมกันดังรูป ทั้งนี้สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมที่ระบุมากับบัลลาสต์นั้นๆ

 

หมายเหตุ LH = Lamp holder (ขั้วหลอด)

ขั้วหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ สำหรับหลอดแบบใช้บัลลาสต์ภายนอก ซึ่งแตกต่างกันออกไปในแต่ละรุ่นและยี่ห้อ

ข้อควรรู้เกี่ยวกับการใช้หลอดที่มีบัลลาสต์แยกกับหลอด

1. บัลลาสต์ที่ใช้กับหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบตรง ไม่ควรนำมาใช้กับหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ เพราะจะทำให้ อายุการใช้งานสั้นลง
2. บัลลาสต์ที่ใช้กับหลอดแต่ละขนาดต้องเป็นไปตามคำแนะนำของผู้ผลิต มิฉะนั้นจะทำให้หลอดอายุสั้น
3. เมื่อบัลลาสต์เสีย สามารถเปลี่ยนเฉพาะบัลลาสต์ได้
4. ราคาถูกกว่าแบบมีบัลลาสต์ในตัว

2. แบบมีบัลลาสต์ในตัว มีโครงสร้างภายในดังรูป


ประกอบด้วย
 

1. outer bulb 7. Starter
2. Discharge tube 8. Mounting plate
3. Phosphor 9. Housing
4. Ballast 10. Thermal cut-out
5. Electrode 11. Capacitor
6. Bi-metallic strip 12. Lamp cap


มีให้เลือกทั้งแบบหลอดแก้วใส (Prismatic) และขาวขุ่น (Opal) รูปร่างอาจแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับรุ่นและยี่ห้อที่ใช้ ทั้งนี้สามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก catalog ของแต่ละบริษัท

ข้อควรรู้เกี่ยวกับการใช้หลอดที่มีบัลลาสต์ในตัว

1. ราคาแพง และถ้ามีชิ้นส่วนเสียต้องทิ้งทั้งหลอด
2. มีทั้งใช้บัลลาสต์แบบแกนเหล็กและอิเล็กทรอนิกส์ ถ้าแบบแกนเหล็กจะมีน้ำหนักมากและราคาถูก
3. แบบใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ มีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ใช้พลังงานไฟฟ้าต่ำ ราคาแพง
4. แบบใช้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ มีฮาร์มอนิกมาก

การนำหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ไปใช้งาน

การใช้งานหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์จะมีลักษณะการวางหลอด 2 แบบ คือการวางหลอดในแนวตั้งและการวางหลอดในแนวนอน การวางหลอดในแนวตั้งนั้นเมื่อเปิดใช้งานปริมาณแสงจากหลอด จะลดลงอยู่ในช่วง 5-10 เปอร์เซนต์ เพราะอากาศร้อน จะถูกพัดขึ้นไปด้านบน และออกจากโคมไป แต่ถ้าเป็นหลอดที่วาง ในแนวนอนนั้น ปริมาณแสงจะลดลงถึง 40 เปอร์เซนต์ ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างตำแหน่งติดตั้งหลอด และผนังด้านบนของโคม ว่ามีค่ามากน้อยเพียงใด ยิ่งระยะห่างน้อยปริมาณแสงยิ่งลดลงมาก สำหรับการใช้งานหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ ที่มีบัลลาสต์อิเลคทรอนิกส์ภายในตัวนั้น ในการทดสอบได้ใช้หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ในโคมสำหรับหลอด GLS 100 วัตต์ซึ่งผลที่ได้ไม่ต่างจาก การใช้หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์วางในแนวตั้งเท่าใดนัก โดยปริมาณแสงที่ลดลงจะอยู่ในช่วง 5-10 เปอร์เซนต์เท่านั้น แต่ถ้าเปรียบเทียบระหว่างโคมสำหรับหลอด GLS 100 วัตต์ ที่มีช่องระบายอากาศด้านบนกับโคม สำหรับหลอด GLS ที่ปิดช่องระบายอากาศทั้งหมดแล้วจะพบว่า โคมที่ปิดช่องระบายอากาศทั้งหมดจะมีปริมาณแสงลดลง มากกว่า ซึ่งบางครั้งอาจมีค่าลดลงมากกว่าโคมที่ไม่ปิดช่องระบายอากาศถึง 6 เปอร์เซนต์
 

ข้อแนะนำในการใช้หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์

1. ใช้กับโคมไฟส่องลงในกรณีให้แสงทั่วไปถือว่าประหยัดพลังงานแสงสว่างได้มาก เมื่อเทียบกับการใช้หลอด อินแคนเดสเซนต์ ในโคมไฟส่องลง
2. ใช้แทนหลอดอินแคนเดสเซนต์และฮาโลเจนได้กรณีที่เป็นทางด้านการส่องสว่างทั่วไป
3. การเลือกใช้ชนิดสีของหลอดมีความสำคัญสำหรับงานแต่ละชนิด ถ้าเป็นความส่องสว่างต่ำก็ควรใช้หลอดที่มีอุณหภูมิสีต่ำ คือสีเหลือง หรือหลอดวอร์มไวท์ ถ้าเป็นความส่องสว่างสูงก็ควรใช้หลอดที่มีอุณหภูมิสีสูง เช่นหลอดคูลไวท์
4. การเปลี่ยนหลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์แทนที่หลอดอินแคนเดสเซนต์ในโคมไฟส่องลง ให้ระวังเรื่องการระบาย ความร้อนซึ่งทำให้ อายุการใช้งานของหลอดสั้นลงมากและระวังเรื่องแสงบาดตา
5. บริเวณที่จำเป็นต้องปิดไฟไว้นานๆ เช่น ไฟรั้ว ไฟทางเดิน อาจใช้หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ ซึ่งมีอายุการใช้งาน นานกว่าหลอดอินแคนเดสเซนต์
6. แบบที่มีบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ในตัวจะมีฮาร์มอนิกส์สูง กรณีที่ต้องใช้หลอดจำนวนมากให้ระวังปัญหาเรื่องฮาร์มอนิก
7. หลอดคอมแพกต์ฟลูออเรสเซนต์ที่ใช้ในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงเกินไปหรือต่ำเกินไป ทำให้ปริมาณแสงสว่าง จากหลอดลดลงมาก ดังนั้นถ้าใช้หลอดประเภทนี้ต้องพิจารณาเรื่องนี้โดยเฉพาะโคมที่มีการระบายอากาศไม่ดี
 

หลอดความดันไอสูง

หลอดไอปรอท (Mercury Vapor Lamp)

หลอดไอปรอท
 

เป็นหลอดปล่อยประจุความดันไอสูง ที่ให้กำเนิดแสงโดยกระบวนการ อาร์กภายใน arc tube เรียกกันทั่วไปว่าหลอดแสงจันทร์ มีทั้งแบบ กระเปาะแก้วใสและแบบเคลือบผิวภายในด้วยสารฟอสเฟอร์ เป็นหลอด ที่ต้องใช้งานร่วมกับบัลลาสต์ ให้แสงสว่างสูง ใช้ทั่วไปในสถานที่ สาธารณะ, ไฟถนน, ห้างสรรพสินค้า, โรงงานอุตสาหกรรมหรืออาคาร ที่มีเพดานสูง

โครงสร้างของหลอด

ส่วนประกอบของหลอด

1. กระเปาะส่วนนอก (Outer bulb or Glass bulb) ทำด้วยแก้วอ่อนธรรมดาเคลือบผิวด้านในด้วยฟอสเฟอร์ เพื่อเปลี่ยน รังสีอัลตร้าไวโอเล็ตให้เป็นแสงที่มองเห็นได้
2. กระเปาะส่วนใน (arc tube) ปกติทำด้วยควอทซ์หรือแก้วแข็ง (hard glass) ใช้หุ้มส่วนที่ให้กำเนิดแสงอันประกอบด้วย อิเลคโทรด, เม็ดปรอทและก๊าซอาร์กอน ช่องว่างระหว่างกระเปาะนอกและในจะบรรจุก๊าซไนโตรเจนไว้เพื่อป้องกันการเกิด oxidation ของ arc tube
3. อิเลคโทรด (Electrode) แบ่งออกเป็น 2 ชนิดคือ
3.1 starting electrode ทำหน้าที่ช่วยสตาร์ทหลอดอาจทำด้วยวัสดุ molybdenum หรือทังสเตนก็ได้ โดยต่ออนุกรม กับ starting resistor ซึ่งมีค่าประมาณ 10,000 - 30,000 โอห์ม ที่ทำหน้าที่ลดกระแสตอนสตาร์ท
3.2 main electrode ทำด้วยทังสเตนเคลือบด้วยแบเรียมออกไซด์ ทำหน้าที่ปล่อยอิเลคตรอนออกมาเป็นจำนวนมาก ปัจจุบัน main electrode นิยมทำด้วยแท่งธอเรียม
4. support ใช้ยึด arc tube กับขั้วด้านในของหลอด พร้อมทั้งเป็นตัวนำไฟฟ้าไปยัง electrode
 

หลักการทำงาน

หลอดไอปรอทเป็นหลอดที่อาศัยการอาร์กจึงต้องอาศัยบัลลาสต์เพื่อช่วยควบคุมกระแสที่ไหลผ่านหลอด เมื่อจ่ายแรงดัน ให้แก่หลอดจะมีแรงดันตกคร่อมระหว่าง main electrode กับ main electrode ส่วนหนึ่ง และระหว่าง main electrode กับ starting electrode อีกส่วนหนึ่ง ซึ่งประการหลังนี้เองพบว่าช่องว่างระหว่าง electrode น้อยกว่า จึงทำให้ก๊าซที่อยู่บริเวณนี้เกิดการแตกตัว (ionize) ความต้านทานของก๊าซภายใน arc tube จะเริ่มลดลงขบวนการนี้จะถูก จำกัดกระแสโดย resistor ภายใน จนกระทั่งความต้านทานก๊าซระหว่าง main electrode ต่ำกว่าความต้านทานภายนอก (resistor) ก็จะเกิดอาร์กขึ้นอย่างต่อเนื่องระหว่าง main electrode ทำให้เม็ดปรอทภายใน arc tube กลายเป็นไอมากขึ้น และมีกระแสไหลผ่าน main electrode พลังงานไฟฟ้าที่ตกคร่อมหลอดจะกระตุ้นให้อะตอมของไอปรอทคายรังสี อัลตร้าไวโอเล็ตออกมากระทบกับฟอสเฟอร์ที่เคลือบไว้ที่กระเปาะส่วนนอกและเรืองแสงขึ้นมา
 

คุณลักษณะทางไฟฟ้า

การจุดหลอดและเวลาที่ใช้ (starting & run-up)
ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบหลายอย่างได้แก่ ความยาวและขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของ arc tube, กีาซที่ใช้เติมในกระเปาะ, ความดัน และระยะห่างของ starting electrode การสตาร์ทหลอดพิจารณาได้หลายส่วนคือ การเกิด breakdown ระหว่าง main และ starting electrode และ breakdown ระหว่าง main electrode ด้วยกันรวมถึงช่วงเวลาที่รอให้ถึงจุดอุณหภูมิ ทำงาน (full temperature) การอาร์กระหว่าง main electrode จะทำให้เกิดเขม่าดำที่ปลายทั้งสองของ arc tube ซึ่งมีผลต่อปริมาณแสงของหลอด แต่ผลเสียอันนี้สามารถลดลงได้โดยเพิ่มความดันก๊าซและลดอุณหภูมิของ electrode การ breakdown ที่เกิดขึ้นระหว่าง main electrode ทำให้เม็ดปรอทกลายเป็นไอลอยสะเปะสะปะภายในกระเปาะ เมื่อความดันสูงขึ้นการอาร์กจะถูกบีบให้เกิดเฉพาะบริเวณปลาย electrode ส่วนระยะเวลาในการจุดหลอดสามารถลดลงได้ โดยปรับตำแหน่ง electrode รวมถึงการออกแบบ arc tube ด้านหลัง electrode เสียใหม่ อาจทำได้โดยการฉาบ arc tube ด้านหลัง electrode ด้วยสารสะท้อนแสงจะช่วยเร่งเวลา run-up และทำให้หยดปรอทกลายเป็นไอได้หมด ภายในกระเปาะ เวลาที่ใช้จุดไส้หลอดนานราว 2 - 4 นาที

การจุดหลอดใหม่ (restarting)
เมื่อหลอดติดสว่างและใช้งานตามปกติเป็นเวลานานแล้วปิดสวิทซ์หรือหลอดเกิดดับ อุณหภูมิและความดันภายใน arc tube จะเริ่มลดลง การจุดหลอดให้ติดใหม่ที่อุณหภูมิและความดันสูงจำเป็นต้องใช้แรงดันสูงมากนับพันโวลท์ แต่เมื่ออุณหภูมิของ arc tube ลดต่ำลงแรงดันจุดไส้หลอดก็ลดลงเช่นกันจนแรงดันในระดับปกติก็สามารถจุดหลอดให้ติดอีกครั้งได้ ระยะเวลาที่ใช้ในการ ระบายความร้อนของกระเปาะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิรอบด้าน และก๊าซที่เติมใน outer bulb ซึ่งใช้เวลาการจุดหลอดใหม่ราว 3 - 5 นาที

การกระจายพลังงานทางสเปกตรัม อาจต่างกันไปตามชนิดของหลอดและฟอสเฟอร์ที่ใช้เคลือบดังรูป
 

ลักษณะการกระจายพลังงานทางสเปกตรัมของหลอดแบบกระเปาะใส

ลักษณะการกระจายพลังงานทางสเปกตรัมของหลอดแบบเคลือบสารฟอสเฟอร์

อายุการใช้งาน โดยทั่วไปมีค่าประมาณ 24,000 ชั่วโมง
 

หลอดไอปรอทแบบมีบัลลาสต์ในตัว (Self-ballast mercury lamp)
 

ชนิดนี้อาศัยไส้หลอดแบบ incandescent แทนบัลลาสต์ โดยบรรจุไว้ใน outer bulb แสงที่ได้ จะรวมกันระหว่าง แสงจากไส้ทังสเตนและแสงจาก การอาร์ก ของไอปรอททำให้ดูอบอุ่นขึ้น แต่อุณหภูมิ ของตัวหลอดจะสูงกว่าแบบใช้บัลลาสต์ แต่ข้อดีคือ หลอดที่มีวัตต์ไม่สูงมากนักสามารถใช้ร่วมกับขั้วหลอด incandescent แบบเกลียวที่ใช้กันทั่วไปได้ (E27) และการจุดหลอดก็ใช้เวลาน้อยกว่า ข้อเสียคืออายุการ ใช้งานสั้นกว่า อย่างไรก็ตามหลอดทั้งสองไม่สามารถ ใช้แทนกันได้

คำแนะนำ

1. นิยมใช้แทนหลอดฟลูออเรสเซนต์กรณีที่ใช้กับเพดานสูง
2. เป็นหลอดปล่อยประจุความดันไอสูงที่มีประสิทธิผลต่ำที่สุด เหมาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป, แสงสว่างในที่สาธารณะเช่น ไฟถนน, สวนสาธารณะ, บริเวณร้านค้าเป็นต้น
3. ไม่เหมาะกับพื้นที่ที่ต้องการแสงสว่างที่จุดติดแบบทันทีทันใด

หลอดโซเดียมความดันไอสูง (High Pressure Sodium Lamp)

หลอดโซเดียมความดันไอสูง
 

คล้ายกับหลอด low pressure sodium แต่ arc tube มีขนาดเล็กกว่า ในขณะที่ยังคงทำงานที่ อุณหภูมิสูง และเนื่องจาก arc tube มีขนาดเล็ก จึงไม่จำเป็นต้องอาศัย starting electrode การบรรจุโซเดียม ลงใน arc tube ซึ่งทำงานที่ ความดันและอุณหภูมิสูงจะมีผลในทางกัดกร่อนมาก หากใช้แก้วธรรมดาหรือควอทซ์ ดังนั้นวัสดุที่ใช้ทำ arc tube จึงได้พัฒนามาใช้เซรามิคใส (Polycrystalline , Translucent alumina material) ที่ทนการกัดกร่อนได้ดีกว่า นอกจากนั้น ยังบรรจุ xenon และหยดปรอทไว้ภายใน arc tube อีกด้วย เพื่อปรับปรุงคุณภาพแสงให้ดีขึ้น

โครงสร้างของหลอด

 

วงจรการทำงาน

วงจรหลอดที่ไม่ต้องใช้ ignitor วงจรหลอดที่ต้องใช้ ignitor

เนื่องจากรูปทรงของ arc tube เล็ก,เรียว,ยาว ทำให้การจุดหลอดไม่สามารถใช้ starting electrode ได้ จึงต้องใช้วงจร electronic starter ช่วยจุดหลอดเรียกว่า ignitor ร่วมกับบัลลาสต์เพื่อจ่ายแรงดันสูง (High voltage pulse) ประมาณ 2500 - 5000 โวลท์ เข้าที่ตัวหลอด ทำให้ก๊าซภายในเกิด breakdown และสามารถสตาร์ทหลอดได้ โดยแสงจะเริ่มเปล่ง สีขาวอมฟ้า ฟ้า เหลืองและเหลืองทอง อันเป็นผลมาจากการที่ sodium เริ่มแตกตัวภายใน arc tube กระบวนการที่เกิดขึ้น ใช้เวลานานราว 3 - 5 นาที ส่วนการ restart ใช้เวลาประมาณ 1 นาที (สำหรับหลอดบางชนิดที่มี ignitor ภายในตัว ไม่ต้องใช้ ignitor ภายนอกช่วยจุดหลอดอีก)

ลักษณะของบัลลาสต์

ลักษณะของ ignitor ตัวอย่างแสดงดังรูป ปัจจุบันมีขนาดเล็กลงมากจนเกือบเท่าถ่านไฟฉายขนาดใหญ่เท่านั้น

รูปทรงของหลอด มีหลายแบบแตกต่างกันตามลักษณะการใช้งานเช่น

 

การกระจายพลังงานทางสเปกตรัม

หลอดชนิดนี้กระจายพลังงานส่วนใหญ่อยู่ในย่านสีเหลืองส้มแต่ไม่เข้มเท่าหลอด low pressure sodium ทำให้มองเห็น วัตถุสีส้มกลายเป็นสีแดง และวัตถุสีน้ำเงินและเขียวกลายเป็นดำ ทั้งนี้อาจต่างกันไปตามชนิด ของหลอดว่าเป็นกระเปาะใส, เคลือบผิวภายใน รวมถึงก๊าซที่เติมในกระเปาะ

การใช้งาน


ไฟถนน ไฟส่องสว่างในที่สาธารณะ

อายุการใช้งาน

โดยทั่วไปมีค่าประมาณ 18,000 - 24,000 ชั่วโมง เมื่อคิดที่การเปิดใช้งาน 10 ชั่วโมง/ครั้ง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับจำนวนวัตต์ และตำแหน่งการจุดหลอดด้วย มุมที่ใช้ในการติดตั้งหลอดให้ดูจาก catalog ของหลอดนั้นๆ
 

คำแนะนำ

1. ใช้กับงานที่ไม่พิถีพิถันเรื่องความถูกต้องของสี เช่น โรงงานเหล็ก เป็นต้น
2. งานที่เหมาะใช้กับหลอดประเภทนี้ได้แก่ โรงงานที่ไม่มีปัญหาเรื่องความถูกต้องของสี ไฟส่องบริเวณที่ไม่ใช่ย่านธุรกิจ ไฟถนน ไฟสวนสาธารณะ
3. หลอดโซเดียมความดันไอสูงบางประเภทได้มีการพัฒนาให้มีค่าความถูกต้องของสีสูงและเหมาะใช้กับงานได้กว้างขวาง ขึ้น แต่ทั้งนี้ต้องพิจารณาคุณสมบัติของหลอดเป็นประเภทไป
4. ประสิทธิผลของหลอดประเภทนี้สูงที่สุดในตระกูลหลอดปล่อยประจุความดันไอสูง
5. หลอดประเภทนี้ให้สีเหมาะสำหรับงานทางด้านความปลอดภัย เพราะตามีความไวต่อการมองเห็นที่โทนสีเหลือง

หลอดเมทัลฮาไลด์ (Metal Halide Lamp)

หลอดเมทัลฮาไลด์
 

โดยทั่วไปคล้ายกับหลอดไอปรอท ซึ่ง arc tube ทำด้วย fuse silica แต่มีขนาดเล็กกว่า arc tube ของหลอดไอปรอท ภายในบรรจุ electrode ที่ทำด้วยทังสเตนล้วนๆ ไม่นิยมเคลือบด้วย สารเร่ง electron เนื่องจากสารนี้จะถูกทำลาย เมื่อรวมกับฮาโลเจน ภายในกระเปาะเองมีการเติมสารตระกูล halide ลงไปได้แก่ thalium, sodium, scandium iodide นอกเหนือไปจาก argon, neon, krypton, sodium และหยดปรอท สารฮาไลด์ที่เติมเข้าไปทำให้ ได้รับปริมาณแสงเพิ่มขึ้น เกือบเท่าตัวเมื่อเทียบกับหลอดไอปรอท และมีแสงสีสมดุลขึ้น จนดูใกล้เคียงแสงแดด ดังนั้นกระเปาะแก้วจึงไม่ จำเป็นต้องเคลือบสารฟอสเฟอร์ แต่อาจเคลือบเพื่อให้แสงสีนุ่มนวลขึ้น เท่านั้น นิยมใช้ในสนามกีฬาโดยเฉพาะที่มีการถ่ายทอดทางโทรทัศน์, สวนสาธารณะ, ไฟสาดอาคารเป็นต้น การติดตั้งหลอดต้องเป็นไปตามที่ ผู้ผลิตกำหนดในเรื่องมุมของการจุดไส้หลอด เพื่อให้ได้ปริมาณแสงและ อายุการใช้งานรวมทั้งแสงสีที่ถูกต้อง

โครงสร้างของหลอด


บัลลาสต์ ignitor

วงจรการทำงาน

วงจรที่ไม่ต้องใช้ ignitor วงจรที่ต้องใช้ ignitor

หลักการทำงาน

หลอดเมทัลฮาไลด์มีหลักการทำงานเช่นเดียวกับหลอดไอปรอทเพียงแต่ต้องอาศัย ignitor ช่วยจุดหลอด โดยไปกระตุ้นให้ สาร iodide กลายเป็นไอซึ่งมีคุณสมบัติเปล่งแสงออกมาได้หลายช่วงความยาวคลื่น สายตาเราจึงสามารถมองเห็นวัตถุได้ชัดเจน โดยไม่จำเป็นต้องใช้สารฟอสเฟอร์เข้าช่วย ระยะเวลาที่ใช้ในการจุดหลอดราว 3 นาที และต้องใช้เวลานานถึง 4 - 6 นาที เพื่อให้ได้แสงสว่างเต็มที่ และใช้เวลา restart ราว 10 - 15 นาที
 

การกระจายพลังงานทางสเปกตรัม

หลอดชนิดนี้ให้แสงออกมา กระจายครอบคลุมความยาวคลื่นที่ตาเราสามารถมองเห็นได้ จึงได้แสงที่ใสกว่าหลอดแบบอื่น แต่สีอาจต่างกันบ้างทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของหลอดและสาร iodide ที่ใช้ดังรูป


การกระจายพลังงานทางสเปกตรัมของหลอดที่ใช้ Dysprosium & Thalium iodide

การกระจายพลังงานทางสเปกตรัมของหลอดที่ใช้ Sodium & Scandium iodide

อายุการใช้งาน

ประมาณ 6,000 - 15,000 ชั่วโมง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตต์ของหลอด โดยคิดที่การเปิดใช้งาน 10 ชั่วโมง/ครั้ง
 

การใช้งาน


ใช้ส่องสว่างในอาคารเพดานสูง

ใช้ส่องสว่างในสนามกีฬา ใช้เป็นไฟสาดอาคารเพื่อเน้นความสวยงาม

คำแนะนำ

1. นิยมใช้แทนหลอดฟลูออเรสเซนต์กรณีที่ใช้กับเพดานสูง
2. เหมาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไป, แสงสว่างในสนามกีฬา, บริเวณที่ต้องการความถูกต้องของสีเป็นต้น
3. ไม่เหมาะกับพื้นที่ที่ต้องการแสงสว่างที่จุดติดแบบทันทีทันใด
 

หลอดโซเดียมความดันไอต่ำ (Low Pressure Sodium)

low pressure sodium lamp หลอดชนิดนี้ให้ประสิทธิผลมากที่สุดในบรรดาหลอดทั้งหมด ตัวหลอดประกอบด้วย arc tube รูปตัวยูซึ่งทำด้วยแก้ว borate ภายในบรรจุก๊าซอาร์กอนและนีออน ที่ความดัน ประมาณ 200-300 N/sq.m เพื่อช่วยในการ start หลอด นอกจากนี้ยังบรรจุโซเดียมซึ่งจะกลายเป็นไอที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส ที่ความดันประมาณ 3-4 N/sq.m ส่วนตัวหลอดหรือกระเปาะแก้วด้านนอก (Outer bulb) ทำด้วยแก้วธรรมดาเคลือบผิวด้านในด้วย indium oxide เพื่อช่วยสะท้อนรังสีอินฟราเรด ช่องว่างระหว่าง outer bulb กับ arc tube จะเป็นสูญญากาศ ตัวกระเปาะด้านนอก ยังช่วยรักษาอุณหภูมิของ arc tube ให้มีอุณหภูมิทำงาน ที่ประมาณ 260 องศาเซลเซียส

โครงสร้างของหลอด


หลอดชนิดนี้มีหลายขนาดเช่น 18, 35, 55, 90, 135, 180 วัตต์เป็นต้นความยาวหลอดก็ต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับบริษัทผู้ผลิต และต้องอาศัยบัลลาสต์ในการจุดหลอดให้ติดสว่าง ระยะเวลาในการจุดหลอดให้ติดสว่างเต็มที่ค่อนข้างนานคือ 10-15 นาที และยังต้องใช้เวลาในการ restart อีกด้วย อาจดูข้อมูลเพิ่มเติมจาก catalog ของแต่ละบริษัทเช่นข้อมูลของฟิลิปส์
 

บัลลาสต์ที่ใช้ร่วมกับหลอด จะมีขนาดใหญ่และมักเป็น ชนิด high power factor ซึ่งมีวงจรการต่อใช้งานดังรูป

คุณลักษณะทางแสงสี

แสงที่เกิดจากหลอดชนิดนี้เป็นแสงสีเดียว (monochromatic) คือสีเหลือง ซึ่งการกระจายพลังงานทางสเปกตรัม จะมีลักษณะเป็น line spectrum 2 เส้นคือ 589 นาโนเมตร (ประมาณ 95%ของ output) และ 586 นาโนเมตร (ประมาณ 5%ของ output) ทำให้สีของวัตถุเพี้ยนไปจากเดิมมาก ยกเว้นสีเหลือง

Spectral Power Distribution Curve ตัวอย่างการใช้งานของหลอด

อายุการใช้งาน

ประมาณ 18,000 ชั่วโมง โดยคิดจากการใช้งาน 5 ชั่วโมงต่อการ start 1 ครั้ง

ข้อแนะนำ

1. ควรใช้กับงานที่ไม่ต้องการความถูกต้องของสีเช่น ไฟถนน , ไฟส่องบริเวณทั่วไป
2. ไม่ควรใช้กับงานที่ต้องการความถูกต้องของสี เช่นบริเวณที่เกี่ยวข้องกับเงิน , งานพ่นสีรถยนต์เป็นต้น
3. ไม่ควรใช้กับบริเวณที่ต้องการแสงสว่างที่ติดทันทีทันใด เนื่องจากใช้เวลาจุดหลอดนาน


Views: 33919

Be first to comment this article

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

 
ถัดไป >
รายได้โฆษณามอบเป็นทุนการศึกษา (ฟิสิกส์ มทร. ธัญบุรี)

 

Statistics

สถิติผู้เยี่ยมชม: 31565826

Who's Online

ขณะนี้มี 78 บุคคลทั่วไป ออนไลน์