بارق - تاریخچه اختراع لامپ: نگاهی به انواع مختلف و تحولات آن‌ها

داستان لامپ ها به دوران باستان برمی گردد، زمانی که انسان ها برای اولین بار از آتش برای روشنایی استفاده کردند. تمدن های اولیه از موادی مانند فتیله های آغشته به روغن، چربی های حیوانی و موم زنبور عسل برای ایجاد لامپ های ابتدایی استفاده می کردند که نوری کم نور و سوسوزن را ارائه می کردند. با این حال، این منابع نور اولیه ناکارآمد، مستعد دود و کم نور بودند و خطرات آتش سوزی قابل توجهی را به همراه داشتند.

طلوع عصر مدرن روشنایی در قرن نوزدهم با اختراع لامپ رشته ای آغاز شد. در سال 1802، مخترع بریتانیایی هامفری دیوی اولین نور الکتریکی را با عبور جریان از نوار نازکی از پلاتین نشان داد که درخششی ضعیف ایجاد می کرد. در طول دهه‌های بعد، مخترعان و دانشمندان متعددی با مواد و طرح‌های مختلف به دنبال یک منبع نور الکتریکی عملی آزمایش کردند.

در سال 1879، مخترع آمریکایی، توماس ادیسون، اولین لامپ رشته ای قابل دوام تجاری را با موفقیت به ثبت رساند، که دارای یک رشته بامبو کربنیزه شده در یک لامپ شیشه ای مهر و موم شده با خلاء بود. لامپ رشته ای ادیسون نقطه عطف مهمی در تاریخ روشنایی بود و منبع مطمئن و بادوام نور الکتریکی را ارائه کرد که می توانست به طور انبوه تولید و در خانه ها و مشاغل توزیع شود.

در طول قرن بیستم، لامپ های رشته ای بر بازار روشنایی تسلط داشتند و نور گرم و محیطی را برای طیف گسترده ای از کاربردها فراهم می کردند. با این حال، نگرانی ها در مورد بهره وری انرژی، اثرات زیست محیطی، و طول عمر محدود لامپ های رشته ای، راه را برای توسعه فناوری های روشنایی جایگزین مانند لامپ های فلورسنت، هالوژن و لامپ های LED هموار کرد.

در دهه‌های اخیر، لامپ‌های LED (دیود ساطع کننده نور) به عنوان پیشرو در صنعت روشنایی ظاهر شده‌اند و بهره‌وری انرژی، طول عمر و تطبیق‌پذیری بی‌نظیری را ارائه می‌کنند. امروزه، لامپ‌های LED به انتخابی ارجح برای کاربردهای روشنایی مسکونی، تجاری و صنعتی تبدیل شده‌اند و عصر جدیدی از روشنایی را که با پایداری و نوآوری مشخص می‌شود، هدایت می‌کنند.

انواع لامپ و عملکرد آن

لامپ ها بر اساس اصل تبدیل انرژی الکتریکی به نور مرئی از طریق مکانیسم های مختلف عمل می کنند. فناوری پشت انواع مختلف لامپ ها می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد که هر کدام مزایا و محدودیت های منحصر به فردی دارند. برخی از رایج ترین انواع لامپ ها و فناوری های زیربنایی آنها عبارتند از:

لامپ های رشته ای: لامپ های رشته ای با عبور جریان الکتریکی از یک رشته تنگستن، نور تولید می کنند و باعث گرم شدن آن و انتشار نور مرئی و تشعشعات مادون قرمز می شوند. پوشش شیشه ای لامپ با گاز بی اثری مانند آرگون پر شده است تا از اکسید شدن رشته جلوگیری شود. لامپ‌های رشته‌ای از نظر طراحی نسبتاً ساده هستند، اما بسیار ناکارآمد هستند و تنها حدود 5 تا 10 درصد انرژی را به نور مرئی تبدیل می‌کنند و بقیه به صورت گرما دفع می‌شوند.

لوله های فلورسنت: لوله های فلورسنت با عبور جریان الکتریکی از یک لوله پر از گاز حاوی بخار جیوه و پوشش های فسفر کار می کنند. جریان الکتریکی اتم‌های جیوه را تحریک می‌کند و باعث می‌شود که آنها تابش فرابنفش (UV) ساطع کنند. سپس اشعه ماوراء بنفش با پوشش‌های فسفر داخل لوله برهمکنش می‌کند و باعث فلورسانس آنها و انتشار نور مرئی می‌شود. لوله های فلورسنت نسبت به لامپ های رشته ای از نظر انرژی کارآمدتر هستند و معمولاً در کاربردهای روشنایی تجاری و صنعتی استفاده می شوند.

لامپ های فلورسنت فشرده (CFL): CFL ها نسخه فشرده تر و کم مصرف تر از لوله های فلورسنت سنتی هستند. آنها بر اساس همان اصل لوله های فلورسنت عمل می کنند، اما به شکل مارپیچی فشرده یا U شکل پیچیده می شوند تا در وسایل استاندارد قرار بگیرند. CFL ها به بالاست های الکترونیکی برای تنظیم جریان نیاز دارند و معمولاً 50-80٪ انرژی کمتری نسبت به لامپ های رشته ای مصرف می کنند.

لامپ های هالوژن: لامپ های هالوژن نوعی لامپ رشته ای هستند که حاوی مقدار کمی گاز هالوژن (مانند ید یا برم) در داخل لامپ است. گاز هالوژن با رشته تنگستن واکنش می دهد و تنگستن تبخیر شده را مجدداً بر روی فیلامنت رسوب می دهد و طول عمر آن را افزایش می دهد. لامپ‌های هالوژن نور سفید و روشنی تولید می‌کنند و معمولاً در چراغ‌های جلوی خودرو، روشنایی کار و وسایل تزئینی استفاده می‌شوند.

لامپ متال هالید: لامپ های متال هالید شامل یک لوله قوس کوارتز یا سرامیکی است که با مخلوطی از نمک های متال هالید و یک گاز بی اثر، معمولاً آرگون یا زنون پر شده است. هنگامی که جریان الکتریکی از لوله قوس عبور می کند، گاز را یونیزه می کند و پلاسمایی ایجاد می کند که نور شدیدی از خود ساطع می کند. نمک های متال هالید موجود در لوله قوس، خروجی طیفی و خواص رندر رنگ لامپ را تعیین می کنند.

لامپ بخار سدیم: اجزای کلیدی یک لامپ بخار سدیم شامل یک پاکت شیشه ای مهر و موم شده است که حاوی یک لوله قوسی پر از سدیم و مقدار کمی گاز بی اثر، معمولاً نئون یا آرگون است. هنگامی که جریان الکتریکی به لامپ وارد می شود، گاز را یونیزه می کند و تخلیه پلاسما ایجاد می کند که اتم های سدیم را تحریک می کند. همانطور که اتم های سدیم برانگیخته به حالت پایه خود باز می گردند، فوتون های نور را در طول موج های مشخص مشخصه بخار سدیم ساطع می کنند.

لامپ بخار جیوه:در قلب یک لامپ بخار جیوه، یک لوله قوسی پر از بخار جیوه و مقدار کمی گاز بی اثر، معمولاً آرگون یا زنون وجود دارد. هنگامی که جریان الکتریکی از لوله قوس عبور می کند، بخار جیوه را یونیزه می کند و باعث می شود که اشعه ماوراء بنفش (UV) ساطع شود. این اشعه ماوراء بنفش سپس با یک پوشش فسفری در داخل لوله قوس برهم کنش می کند و باعث فلورسانس آن و انتشار نور مرئی می شود.

لامپ های ال ای دی: لامپ های ال ای دی آخرین پیشرفت در فناوری روشنایی هستند که از دیودهای ساطع کننده نور مبتنی بر نیمه هادی (LED) برای تولید نور استفاده می کنند. هنگامی که جریان الکتریکی به مواد نیمه هادی اعمال می شود، الکترون ها را تحریک می کند و باعث می شود که فوتون های نور ساطع کنند. لامپ های ال ای دی بسیار کم مصرف و بادوام هستند و طول عمر آنها تا 25000 ساعت یا بیشتر می رسد. آنها در شکل‌ها، اندازه‌ها و دمای رنگ‌های مختلفی در دسترس هستند و برای طیف وسیعی از نور مناسب هستند.