لامپ گازی

لامپ های گازی 

 در اطراف هسته هر اتمی، الکترون ها، در ترازهای معینی در حال گردش هستند. چنانچه به هر دلیلی به این الکترون ها انرژی داده شود (نظیر گرما یا اختلاف پتانسیل الکتریکی)، الکترون ها از تراز اصلی خود خارج شده و به تراز با سطح انرژی بالاتر می روند، حال چنان چه منبع انرژی برداشته شود، این الکترون ها دوباره به مدار اصلی خود باز می گردند و در حین این بازگشت انرژی دریافت شده در مرحله قبل را به صورت نور آزاد می کنند، به این ترتیب تخلیه الکتریکی در گاز در لامپ های تخلیه گازی می تواند باعث تولید نور شود.در واقع در این نوع لامپ ها، تولید نور نتیجه عبور الکترون های پر انرژی از داخل گاز است. الکترون ها با برخورد به اتم های خنثی درون گاز، باعث تحریک آن ها می شوند و در این حالت اصطلاحاً گفته می شود گاز برانگیخته می گردد.

 طبقه بندی لامپ ها :

از یک منظر براساس نوع گازی است که در آن تخلیه الکتریکی صورت می گیرد. در حال حاضر، گازهای مورد استفاده در ساختمان لامپ برای تخلیه الکتریکی عبارتند از:

   گاز بخار جیوه، گاز بخار سدیم و هالید فلزات مختلف، که براساس این ترکیبات، به ترتیب لامپ های بخار جیوه ، لامپ بخار سدیم و لامپ های متال هالید تولید می شوند. 

   البته در برخی لامپ های با کاربرد خاص گازهای دیگری استفاده می شود که کاربردهایی غیر از روشنایی عمومی دارند. از یک منظر دیگر، لامپ های مختلف را براساس فشار گاز داخل لامپ، تقسیم بندی می کنند. در مورد لامپ های فلورسنت، تخلیه الکتریکی در بخار جیوه و با فشار کم صورت می گیرد، حال آن که در یک لامپ متال هالید، تخلیه الکتریکی در گازی با فشار زیاد که به صورت ترکیبی از هالید چند فلز است صورت می گیرد.

عملکرد لامپ گازی

در مورد لامپ های فلورسنت و کم مصرف، تخلیه الکتریکی در گاز بخار جیوه که با فشار کم در داخل لامپ قرار گرفته است صورت می گیرد که به آن ها لامپ های تخلیه الکتریکی در گاز یا HID می گویند.برای اینکه بتوان لامپ هایی با نور بیشتر تولید کرد، لازم است فشار گاز داخل لامپ افزایش بیابد، چرا که در غیر این صورت باید حجم لامپ به میزان زیادی افزایش یابد.

در لامپ هایی که به اختصار آنها را لامپ های تخلیه گازی می نامند نور، به واسطه تخلیه الکتریکی در یک گاز که با فشار زیاد در داخل حباب پر شده است صورت می گیرد، از این رو آنها را تخلیه در گاز پرفشار (High Intensity Discharge) یا به اختصار HID می نامند.همان طور که اشاره شد، گازی که در آن تخلیه الکتریکی صورت می گیرد، می تواند از نوع بخار جیوه، بخار سدیم و با هالید فلزهای گوناگون باشد. در حالت کلی، همانند لامپ های فلورسنت، برای استفاده از لامپ های تخلیه الکتریکی در گاز نیز نیاز به مدارات جانبی (مدار راه انداز و مدار محدود کننده جریان داریم.

با این حال در برخی از انواع این لامپ ها، مدارات راه انداز به نوعی در داخل خود لامپ تعبیه شده اند. ضمناً ویژگی مشترک کلیه لامپ های تخلیه الکتریکی در گاز پرفشار این است که در صورتی که لامپ خاموش شود، لازم است مدت زمان معینی بگذرد تا لامپ سرد بشود و بتوان آن را روشن کرد.البته در برخی موارد استفاده از مدارات الکترونیکی این امکان را فراهم می سازد که لامپ را در حالت گرم نیز مجدداً راه اندازی کرد.

ولتاژ لامپ های تخلیه گازی

لامپ های تخلیه گازی باید از طریق مدار راه انداز مناسب به شبکه وصل شوند. به جزلامپ های متال هالید  W 2000 و W 3500 که با ولتاژ V 400 و ۵۰ هرتز کار می کنند، ولتاژ کاری سایر انواع لامپ ها ۲۳۰ V است.افت ولتاژهای ناگهانی بیشتر از %۱۰ می تواند باعث خاموش شدن لامپ شود. چنان چه تغییرات ولتاژ لامپ دائمی باشد، این امر می تواند منجر به تغییر در ویژگی های کروماتیستی (رنگ نور) و شار نوری خروجی لامپ و نیز کاهش طول عمر لامپ شود.

مسائل ایمنی در لامپ های تخلیه گازی

در حالت کلی توصیه می شود که لامپ های متال هالید در داخل چراغ هایی با محفظه کاملا بسته قرار گیرند. از آنجا که فشار گاز داخل لامپ زیاد است، چنانچه به هر دلیلی لامپ آسیب ببیند یا دچار انفجار شود، خرده شیشه های لامپ با فشار زیاد به اطراف پرت می شوند.

در نتیجه برای پیشگیری از هرگونه خطرات احتمالی، لازم است لامپ ها در چراغ های کاملا بسته قرار بگیرند. از سوی دیگر لامپ های غیر استاندارد می توانند مقدار زیادی اشعه ماوراء بنفش منتشر کنند که باعث وارد آمدن آسیب های جدی به بدن – انسان می شود.

چوک و خازن جبران سازی که در مدار اغلب لامپ های گازی به کار می رود در بسیاری موارد می تواند باعث ایجاد رزونانس (تشدید) در مدار شود که این امر با بالا بردن جریان و ولتاژ ورودی لامپ باعث آسیب دیدن لامپ می شود.

برای جلوگیری از این امر باید از اجزای مناسب و منطبق با مشخصات لامپ برای راه اندازی استفاده کرد و برای اطمینان فیوز سر راه مدار قرار داد.

شار نوری لامپ های تخلیه گازی

مقادیری که به عنوان شار نوری و منحنی پخش نور لامپ ارایه می شود، در آزمایشگاه و پس از ۱۰۰ ساعت کار لامپ اندازه گیری شده اند و نکته بسیار مهم در مورد شار نوری لامپ های مختلف، وضعیت قرارگیری آن ها است، به عنوان مثال برخی از مدل های لامپ های گازی مستقیم و بخار جیوه باید به صورت عمودی طوری که سرپیچ آنها رو به بالا یا رو به پایین است قرار بگیرند.چنانچه لامپ با هر وضعیت دیگری روشن شود، تغییرات قابل توجهی در شار نوری خروجی، رنگ نور یا طول عمر لامپ ممکن است اتفاق بیافتد.

 تغییرات دمای محیط اطراف لامپ، تاثیر قابل توجهی بر نور لامپ می گذارد. در دماهای بسیار پایین، ایگنایتورهای مخصوصی باید در نظر گرفته شود. لامپ های متال هالید و لامپ های بخار سدیم پرفشار، حداکثر شار نوری را در دمای بالا منتشر می سازند.

تغییر رنگ نور در لامپ های تخلیه گازی

لامپ های متال هالید نسبت به ولتاژ بسیار حساس هستند و به همین دلیل، در یک مجموعه، چنانچه ۲ لامپ با هم مقایسه شوند، ممکن است اختلاف اندکی در رنگ نور آنها مشاهده شود که می تواند به خاطر تفاوت در ولتاژ خروجی مدار کنترلی، یا دمای داخل چراغ باشد.