جریان الکتریکی در صنعت الکترونیک کاربرد زیادی دارد تا جایی که بدون برق خیلی از مشاغل کارایی خود را از دست می دهند؛ اما ساده ترین کاربرد برق و جریان الکتریکی ایجاد روشنایی است. لامپ‌ها تولیدکنندۀ نور هستند. امروزه لامپ ها در انواع مختلفی ساخته می شوند. نوع رشته ای رایج ترین نوع لامپ هاست که می توان آن ها در هم جا دید.
شاید جالب باشد بدانید که به گفته مورخان قبل از ادیسون معروف، ۲۲ مخترع دیگر ایدۀ اختراع لامپ را بیان کرده بودند؛ اما فقط ادیسون با ایدۀ بهتر و کاراتر توانست این منبع نوری کاربردی را اختراع کند.
در سال ۱۸۷۹، ادیسون لامپ را اختراع کرد. وی با ایجاد خلأ درون حباب مجهز به تنگستن، موفق شد تا لامپی پرنور و درعین حال باکیفیتی اختراع کند.جالب است بدانید همفری دیوی، اولین کسی بود که این محصول را اختراع کرد، اما به دلیل کیفیت پایین اختراعش هیچ وقت موفق نشد که آن را به نام خود ثبت کند.
امروزه پیشرفت در زمینۀ لامپ‌ها را مدیون ادیسون هستیم. او با این اختراع بشریت را از تاریکی نجات داد.در حال حاضر، لامپ‌ها در انواع متنوعی تولید می شوند که ما در این مقاله به معرفی آنها می پردازیم.
به لامپ‌های رشته ای، لامپ حبابی نیز گفته می شود؛ می توان آن ها را در هر منزلی مشاهده کرد. این لامپ‌ها در انواع مختلفی با توان های گوناگون از ۵/۱ ولت تا ۳۰۰ ولت وجود دارند.
این لامپ‌ها در دو جریان متناوب و مستقیم کار می کنند. جریان مستقیم همان طور که از نامش پیداست در زمان، تغییری در مؤلفه هایش ندارد. جریان متناوب با گذشت زمان تغییر می کند؛ برق شهر یک جریان متناوب است.
به لامپ‌های رشته ای، لامپ حبابی نیز گفته می شود؛ می توان آن ها را در هر منزلی مشاهده کرد. این لامپ ها در انواع مختلفی با توان های گوناگون از ۵/۱ ولت تا ۳۰۰ ولت وجود دارند. این لامپ ها در دو جریان متناوب و مستقیم کار می کنند. جریان مستقیم همان طور که از نامش پیداست در زمان، تغییری در مؤلفه هایش ندارد. جریان متناوب با گذشت زمان تغییر می کند؛ برق شهر یک جریان متناوب است.
لامپ رشته ای چگونه کار می کند؟
در لامپ‌های رشته ای یک سیم نازک بین دو سر سیم ضخیم تر قرار می گیرد. این سیم نازک از جنس تنگستن است. با جریان الکتریکی در لامپ، این سیم گرم می شود و از خود نور ساطع می کند.
این سیم شکننده، در اثر تماس با اکسیژن هوا خراب می شود و دیگر قابل استفاده نیست؛ به همین منظور آن را در خلأ درون یک حباب قرار می دهند.
لامپ‌های رشته ای اولین لامپ هایی بودند که ادیسون در سال ۱۸۷۹ میلادی اختراع کرد. به گفتۀ برخی از مورخان، نبوغ ادیسون به او کمک کرد تا با استفاده از خلأ، عمر بیشتری به این لامپ ها ببخشد. چنانچه دمای تنگستن در لامپ ها از حدی بیشتر شود موجب سوختن آن می شود.
از لامپ رشته ای در کجا استفاده می شود؟
قیمت خوب و تنوع این لامپ‌ها باعث شده است تا کاربرد گسترده ای داشته باشند. ما می توانیم در مکان های عمومی، منازل، چراغ خواب و مطالعه، چراغ قوه، چراغ ماشین و حتی در تزئین خانه از آن ها استفاده کنیم.
چون این لامپ ها موقع روشن شدن از خود گرما نیز تولید می کنند در گرما دادن به تخم مرغ ها برای تولد جوجه ها نیز استفاده می شوند.
نوع دیگری از لامپ‌های رشته‌ای هستند که فیلامان محکم تری دارند و از آن ها در شرایط سختی مثل معادن و کشتی ها استفاده می شود.
مزایا و معایب لامپ های رشته ای
تولید نور خوب از حسن های لامپ‌های رشته ای است که در برخی افراد باعث آرامش فکر و روحی می شود. قیمت این لامپ‌ها پایین است و نور آن به صورت یکسان در محیط پخش می شود.
این لامپ ها در مقایسه با لامپ های فلورسنتی برای سلامتی مضر نیستند. در مقابل نور خوبی که دارند توان زیادی مصرف می کنند؛ همچنین گاهی گرمای تولیدی آن ها باعث گرم شدن محیط می شود. همچنین نسبت به لامپ‌های دیگر عمر کمتری دارند.
واژه LED به اختصار از ابتدای کلمات Light emitting Diode گرفته شده است. این عبارت به معنی دیودهای منتشرکنندۀ نور است. LED ها در ساختمان خود یک دیود نوری دارند. روکش پلاستیکی محکم و سختی به صورت استوانه ای روی دیود نوری قرارگرفته است. این نوع لامپ ها با اینکه کوچک هستند اما نوری قوی و عمری زیاد دارند، همچنین قیمت آن ها نیز به صرفه است.
لامپ های، LED ها را می توان در همۀ تجهیزات الکترونیکی مانند دگمه خاموش و روشن تلویزیون و چراغ هشداردهندۀ ابزارهای الکتریکی مشاهده کرد.پیش بینی می شود لامپ های LED با پیشرفت روزافزون خود و خصوصیات منحصربه فرد بازار الکترونیک را تحت کنترل بگیرند. این محصولات به توان مصرفی کمتری در مقابل لامپ‌های حبابی نیاز دارند.
به عقیدۀ بسیاری از دانشمندان لامپ‌های رشته‌ای اثرات بدی بر اکوسیستم دارند، این نوع لامپ‌ها گازهای گلخانه‌ای تولید می‌کنند که به شدت بر لایه اُزون تأثیر می‌گذارد.گازهای گلخانه‌ای می‌توانند زمین را گرم تر کنند. آنها استفاده از لامپ‌های LED را بسیار به صرفه تر و سالم تر می‌دانند.
فنّاوری LED ها در اوایل دهۀ ۹۰ به بازار آمد و دنیای نورها را متحول کرد. LED ها در سه رنگ سبز و آبی و قرمز یافت می‌شوند.
لامپ های ال ای دی چگونه کار می‌کند؟
در ساختمان ال ای دی از دیود استفاده شده است. دیود خود نیز از دو نیمه هادی نوع P و N درست شده است. به همین خاطر دیود دو سر مثبت و منفی دارد.
نیمه هادی ها در حالت عادی خنثی هستند؛ یعنی پروتون و الکترون آن ها مساوی است. پروتون ها بار مثبت و الکترون ها بار منفی دارند. هنگامی که ماده ای با الکترون آزاد بیشتر و یا کمتر به نیمه هادی وصل می کنیم باعث واکنش های می شود، با این واکنش ها نیمه هادی نوع N و P پدید می آید. این دیودها وقتی در بایاس مستقیم قرار بگیرند از خود نور منتشر می کنند.
بایاس نوعی تغذیه و راه انداز قطعات الکتریکی در علم الکترونیک است. برای داشتن بایاس مستقیم باید سر مثبت دیود را به پلاریتۀ مثبت منبع تغذیه و سر منفی را به پلاریتۀ منفی منبع متصل کنید؛ در این حالت واکنش هایی درون نیمه هادی های دیود صورت می‌گیرد و دیود را روشن می کند.
از LEDها در کجا استفاده می شود؟
در نور LED امواج مادون قرمز وجود ندارد و برای انسان و محیط زیست مضر نیست. همین ویژگی باعث شده است امروزه در صنایع گوناگونی از آن استفاده کنند.
جدا از آژیر دستگاه های الکتریکی و چراغ های روشن و خاموش ابزارهای الکتریکی می توان از آن ها در ساخت نمایشگرها و ساعت های دیجیتالی استفاده کرد. همچنین در ساخت تابلوهای روان هم کاربرد دارند.
مزایا و معایب لامپ های LED
اولین نکتۀ مثبت LED ها عمر زیاد و مفید آن هاست. هر LED بیش از پنجاه هزار ساعت کار می کند. نکتۀ مثبت دیگر آن نیز نور قوی ای است که از خود منتشر می کند.این در حالی است که توان مصرفی پایینی دارد. همچنین برخلاف لامپ های رشته ای، به محض اینکه جریان الکتریکی به آن ها می رسد روشن می شوند.
لامپ کم مصرف دوست دار محیط زیست
این لامپ‌ها در اوایل دهه ۸۰ میلادی به بازار عرضه شدند، لامپ‌های کم مصرف همان طور که از نام آن ها پیداست با توان مصرفی کمتری، محیط را برای ما روشن تر می کنند.
درون این لامپ‌ها جیوه قرار دارد و به همین خاطر لامپ کم مصرف در صورت شکستن برای سلامتی بسیار مضر است. چنانچه لامپ کم مصرفی شکست بدون تماس پوست با آن، تکه های شکسته را جمع کنید. همچنین محیط را به خاطر بخار این ماده، تهویه کنید تا هیچ اثری از آن باقی نماند.
به لامپ های کم مصرف لامپ های فلورسنت هم می گویند. مهتابی ها نمونه ای از لامپ کم مصرف هستند. هر چقدر این نوع لامپ‌ها در برابر نوسانات برق و یا ضربات بیشتری قرار بگیرد عمر کمتری خواهد داشت.
لامپ‌های کم مصرف می توانند ۴ درصد بیشتر از لامپ های معمولی عمر کنند. دقت داشته باشید که لامپ‌های رشته ای زودتر از لامپ‌های کم مصرف روشن می شوند.
همچنین دما می تواند در کم و زیادشدن نور مؤثر باشد. مثلاً در زمستان به محض روشن شدن، نور کمی را شاهد هستیم که پس از گذشت چند ساعت نور زیاد می شود.
باوجود این مشکلات، این لامپ ها بیشتر از لامپ های معمولی به فکر جیب شما هستند چون حدوداً ۵ درصد از لامپ های دیگر به صرفه تر هستند. لامپ های کم مصرف در انواع مارپیچ و اشکی و … ساخته می شوند.
لامپ کم مصرف چگونه کار می کند؟
لامپ‌های کم مصرف محفظه ای دارند که درون آن از بخار جیوه و گاز آرگون پر شده است. دو طرف این محفظه سوییچ های الکتریکی قرار می گیرد.
با وصل شدن برق، الکترون ها از بین این گازها حرکت می کنند تا به سوییچ بعدی برسند. با حرکت الکترون ها، گازها تحریک شده و حرکت الکترون ها را هدایت می کنند.
وقتی این اتفاق می افتد انرژی الکترون ها به صورت نور ماوراءبنفش آزاد می شود و به پودر فسفری داخل لامپ برخورد می کند. برخورد به اتم های نادیدنی جیوه و سپس پودر فسفری باعث می شود تا نور در همه جا منتشر شود. امروزه می توان این لامپ را با دو نوع نور خورشیدی و مهتابی تولید کرد.
از لامپ های کم مصرف در کجا استفاده می شود؟
از لامپ‌ها معمولاً در روشنایی بیرون و داخل منزل استفاده می شود اما لامپ های کم مصرف چون نور کمتری نسبت به سایر لامپ ها دارند کاربرد زیادی در روشنایی بیرون منزل ندارند.
معمولاً مهتابی ها که نوعی لامپ کم مصرف هستند در مکان هایی مثل کارگاه ها و یا پارکینگ ها و بیمارستان ها و … مورداستفاده قرار می گیرند که فضای گسترده ای دارند. از نوع کوچک تر آن ها نیز در وسایل تزئینی نور دهنده استفاده می کنند.
مزایا و معایب لامپ های کم مصرف
بزرگ ترین حسن این لامپ‌ها داشتن عمر طولانی تر نسبت به لامپ های معمولی است این در حالی است که قیمت آن کمی بیشتر از لامپ‌ها معمولی است اما با توان مصرفی کمتر، نور تولید می کنند و این امر می تواند بسیار به صرفه باشد.
از عیب این لامپ‌ها می توان به ایجاد خستگی، بی حوصلگی، حواس پرتی، سستی و بی حالی و گاهی عصبانیت اشاره کرد؛ توجه داشته باشید که استفادۀ بیش از حد از این لامپ‌ها باعث ظهور این مشکلات می شود. حتی مهتابی ها می توانند باعث سرطان شوند. همان طور هم که پیش تر اشاره شد مواد داخل این لامپ‌ها بسیار خطرناک است.
این لامپ‌ها از دهۀ ۹۰ میلادی به بعد به بازار عرضه شده است. لامپ هالوژنی یکی از زیرمجموعه های لامپ های رشته ای است. در اولین نوع این لامپ ها از ید استفاده می شد و به همین دلیل در پروژکتورها و استودیوها به کار می رفت. نوع پیشرفته تر آن یازده سال بعد به بازار آمد که به یک حباب مجهز شده بود.
لامپ‌ها هالوژنی چگونه کار می کنند؟
در ساختار این لامپ از گاز هالوژن استفاده می شود. این گاز باعث می شود تا ذرات تنگستن موجود در حباب لامپ مجدداً با گرم شدن به سطح سیم بازگردند.
هالوژن ابتدا به ذرات تنگستنی می چسبد که دمایی کمتری دارند و سپس با بالا رفتن دما باعث می شود تا ذرات به سیم بچسبند.
برای اینکه هالوژن بتواند این عمل را انجام دهد به دمای زیادی نیاز است لذا لازم است تا حباب به کار برده شده در این نوع لامپ قوی و محکم باشد. معمولاً جنس شیشۀ به کار برده شده در این حباب ها کوارتز یا آلومینوسیلیکا است.
مزایا و معایب لامپ‌های هالوژنی
این لامپ‌ها با مدار ساده و نصب راحت می توانند در فضای کوچک مورد استفاده قرار بگیرند. همچنین این لامپ‌ها از نظر اقتصادی به صرفه تر هستند؛ اما به نظر می رسد به خاطر استفاده از تنگستن توان مصرفی بیشتری البته نه به اندازۀ لامپ ها رشته ای داشته باشد.
در مقابل این حسن ها، لامپ‌های هالوژنی باید داغ شوند تا ترکیبات شیمیایی بین تنگستن و گاز هالوژن صورت بگیرد. به دلیل بالا بودن حرارت و عدم مراقبت می تواند باعث آتش سوزی شود به همین خاطر توصیه می شود که در مصارف خانگی استفاده نشود.
