0
สินค้าที่บันทึกใว้

ประเภทของหลอดไฟชนิดต่างๆ

โคมไฟไฮเบย์ LED Tube ความรู้ เทคโนโลยี
ประเภทของหลอดไฟ

   หลอดไฟนั้นถูกคิดค้นขึ้นเมื่อในช่วงศตวรรตที่ 1800 หรือกว่า 140 ปีมาแล้ว หลอดไฟแบบแรกนั้นเป็นต้นแบบของหลอดไฟที่เรียกว่าหลอดไส้ หรือหลอด Incandescent ที่ยังคงมีการใช้อยู่ในปัจจุบัน หลังจากการประดิษฐ์หลอดไฟหลอดแรกขึ้นมาได้นั้น โลกก็ได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเมื่อมนุษย์สามารถมีแสงสว่างในเวลากลางคืนได้โดยไม่ต้องใช้เทียนไขอีกต่อไป หลังจากนั้นหลอดไฟก็ถูกพัฒนาขึ้นมาเรื่อยๆ โดยมีจุดประสงค์หลักที่จะทำให้หลอดไฟนั้นมีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น หรือเรียกง่ายๆคือทำให้หลอดไฟประหยัดไฟมากขึ้น และให้แสงสว่างเพิ่มมากขึ้น โดยประเภทของหลอดไฟนั้นจะสามารถแบ่งเป็นกลุ่มใหญ่ๆได้เป็น 3 กลุ่มเทคโนโลยี คือ 1. หลอดไส้ (Incandescent) 2. หลอดก๊าซคายประจุ (Gas Discharge) 3. หลอดคายประจุสถานะแข็ง (Solid State Discharge)

หลอดไฟประเภทที่ 1 : เผาไส้ให้ร้อน (Incandescent) 

     หลอดไฟประเภทนี้ใช้หลักการทำให้เกิดแสงสว่างโดยการปล่อยกระแสไฟผ่านไส้หลอด ทำให้ไส้หลอดที่เป็นลวดโลหะร้อนและเปล่งแสงสว่างออกมาได้ เป็นหลอดไฟที่ไม่ซับซ้อนและถูกใช้กันอย่างแพระหลายในช่วงเกือบ 100 ปีแรกของวิวัฒนการการของหลอดไฟ

    1.1 หลอดไส้ Incandescent

           ส่วนมากใช้ไส้หลอดที่ทำมากจากทังสเตน (Tungsten Filament) เพื่อเป็นชิ้นส่วนหลักที่เมื่อกระแสไฟไหลผ่านแล้วจะทำให้อุณหภูมืที่ตัวไส้หลอดสูงขึ้นและทำให้เกิดแสงสว่างออกมา โดยหลอดไส้จะมีข้อดีคือสามารถให้ค่าความถูกต้องของสีได้ดีมาก หรือ CRI = 100 เมื่อนำหลอดไฟประเภทหลอดไส้ไปส่องวัตถุใดๆแล้วเราจะสามารถเห็นสีสันของวัตถุนั้นได้สดใสและสมจริงๆมากๆ ถึงแม้ว่าแสงที่ปรากฎหรืออุณหภูมิสี (CCT) ของหลอดไส้จะออกไปทางสีเหลืองอมส้ม (CCT = 2700K) ก็ตาม

          อย่างไรก็ดีอายุการใช้งานของหลอดไส้นั้นค่อนข้างต่ำ มีอายุเพียง 1,000 ชม. และขาดง่าย กินไฟมาก มีค่าประสิทธิภาพ (Efficacy) ต่ำมาก เพียง 10-15 ลูเมนต่อวัตต์ และยังปล่อยความร้อนออกมาค่อนข้างมาก แต่หลอดไฟประเภทนี้มีราคาถูก

   1.2 หลอดฮาโลเจน Halogen

         หลอดไฟฮาโลเจนนั้นเป็นหลอดที่มีการพัฒนาต่อยอดมาจากหลอดไส้ และยังถึงว่ายังเป็นหลอดที่อยู่ในประเภทหลักหรือปรเภทหลอดไส้อยู่ โดยนักพัฒนาได้ทำการเติมสารกุล่มฮาโลเจน (เมทิลีนโบรไมด์) เข้าไปในหลอดไส้ เพื่อช่วยลดการระเหิดของขดลวดทังสเตน และเป็นการเพิ่มอายุการใช้งานของหลอดไส้ให้ยาวนานขึ้นจาก 1,000 ชม. เป็น 3,000 ชม. โดยยังคงข้อดีต่างๆของหลอดไส้ไว้ทั้งหมด เช่น มีค่าความถูกต้องของสีดีมาก (CRI = 100) และสามารถเปิดติดได้ทันที โดยไม่ต้องรอวอร์มหลอด

หลอดไฟประเภทที่ 2 : หลอดก๊าซคายประจุ (Gas Discharge) 

หลอดที่ให้กำเนิดแสงโดยใช้วิธีการปล่อยกระแสไฟไปกระตุ้นอะตอมของก๊าซ (ลูมิเนสเซนต์) ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทย่อย คือ หลอดคายประจุความดันต่ำ (Low-pressure Discharge Lamps) และหลอดคายประจุความดันสูง (High-pressure Discharge Lamps) หรือที่เรียกว่า หลอดคายประจุความเข้มสูง (High Intensity Discharge Lamps: HID lamps) ซึ่งหลอดบรรจุก๊าซแต่ละประเภทยังอาจแบ่งได้เป็นหลายชนิด ดังต่อไปนี้

2.1 หลอดก๊าซคายประจุความดันไอต่ำ 

2.1.1 หลอดฟลูออเรสเซ็นต์ (Fluorescent Lamp) 

เป็นหลอดไฟ ที่ได้รับความนิยมมากในช่วง 10-30 ปีที่ผ่านมา มีหลักการส่องสว่างคือ ให้กระแสอิเลคตรอน วิ่งชนไอโลหะและก๊าซเฉื่อย ที่อยู่ภายในหลอด ทำให้เกิดแสง UV ขึ้นมา แต่เนื่องด้วยตามนุษย์ไม่สามารถมองเห็นแสง UV ได้ดังนั้นจึงต้องมีการเคลือบสารบนผิวหลอดที่เรียนว่า สารฟลูออเรสเซ็นต์ เมื่อแสง UV มากระทบสารเคลือบที่ข้างหลอด จึงทำให้เกิดการเรืองแสงที่มนุษย์มองเห็นได้ออกมา โดยหลอดประเภทนี้สามารถเลือกสีของแสงหรืออุณหภูมิสี (CCT) ได้จากการผสมสารฟลูออเรสเซ็นต์ที่เคลือบหลอดด้วยสูตรและส่วนผสมภายในที่ต่างกันก็ทำให้สีของแสงที่เปล่งออกมานั้นต่างกัน ทำสีได้ตั้งแต่ช่วง 2700K-6500K หรือตั้งแต่สีเหลืองจนไปถึงสีขาวได้เลย 

หลอดประเภทนี้มีจุดเด่นตรงที่มีอายุการใช้งานยาวนานถึง 8,000-15,000 ชม. และยังมีประสิทธิภาพที่สูงถึง 50-90 ลูเมนต่อวัตต์อีกด้วย แต่ก็แลกมาด้วยข้อเสียอย่างนึงคือมีปรอทซึ่งเป็นสารอันตรายบรรจุอยู่ภายในหลอด ทำให้ต้องถูกกำจัดอย่างถูกวิธีเท่านั้น

   หลอดไฟฟลูออเรสเซ็นต์ถูกผลิตออกมาในหลายหลายรูปแบบเช่น หลอดทรงยาว (Tubular Fluorescent) ประเภท T10 T8 T5 ที่เราใช้กันทั่วไปตามบ้านที่เป็นหลอดนีออนยาว 1.2 เมตรและ 0.6 เมตร หรือในอีกรูปแบบหนึ่งที่เอาหลอดฟลูออเรสเซ็นต์ทรงยาวนั้นมาดัดแปลงโดยการขดเป็นเกลียวให้มีขนาดเล็กลงเพื่อนำมาใช้แทนหลอดไส้ (Incandescent) ให้อยู่ในรูปแบบของขั้วเกลียว E14 E27 ที่เราเรียนกันว่าหลอดคอมแพคฟลูออเราเซ็นต์ (CFL : Compact Fluoresecent) หรือมีชื่อเล่นว่าหลอดตะเกียบนั้นเอง โดยหลอดตะเกียบ (CFL) นั้นมีบัลลสาต์อยู่ภายใน แต่ก็จะมีหลอดที่คล้ายกับหลอดตะเกียบแต่เป็นรุ่นที่ใช้บัลลาสต์ภายนอก ที่เรียกว่าหลอด Plug light เมื่อบัลลาสต์อยู่ภายนอกตัวหลอดก็จะมีอายุยาวนานมากขึ้น เอาไว้ใช้กับหน้างานที่ต้องเปิดไฟ12-24ชม.ต่อวัน เช่นโรงพยาบาล หรือห้างสรรพสินค้า  

2.1.2 หลอดโซเดียมค่าดันไอต่ำ (Low Pressure Sodium) 

ภายในบรรจุโซเดียม นีออน และอาร์กอน ให้แสงสีเหลืองเข้มอมแดง (CCT 1,700K) ใช้หลักการให้กระแสอิเลคตรอนวิ่งชนก๊าซที่บรรจุภายในหลอด เพื่อให้เกิดการเปล่งแสงขึ้น หลอดประเภทนี้เป็นหลอดที่มีค่าประสิทธิภาพสูงสุดในบรรดาหลอดไฟแบบต่างๆ ที่ไม่ใช้หลอด LED มีประสิทธิภาพสูงถึง 140-190 ลูเมนต่อวัตต์ แต่ต้องแลกมาต้องค่าความถูกต้องของสี (CRI) ที่ติดลบ นิยมในไปใช้ในการส่องสว่างถนน หรือพื้นที่ภายนอกที่ห่างไกล แต่ในปัจจุบันมีการใช้งานน้อยลงไปเรื่อยๆ อันเนื่องมากจากค่าความถูกต้องของสีที่น้อยจนเกินไป

2.2 หลอดก๊าซคายประจุความดันไอสูง

2.2.1 หลอดไอปรอทความดันสูง  (High Pressure Mercury Vapor  Lamp) หรือหลอดแสงจันทร์

เป็นหลอดรุ่นแรกๆของหลอดในกลุ่มที่ให้ความสว่างสูงเพื่อใช้สำหรับติดตั้งในที่สูงเช่น โรงงาน หรือคลังสินค้า ทำงานโดยใช้ไฟฟ้าแรงสูง กระโดดผ่านไอปรอทที่อยู่ในหลอดเพื่อให้เกิดแสงสว่าง, โครงสร้างจะประกอบด้วยหลอดแก้วควอตซ์ขนาดเล็ก ซึ่งบรรจุไอปรอทและขั้วไฟฟ้า ครอบด้วยหลอดแก้วบอโรซิลิเกตขนาดใหญ่ ซึ่งทำหน้าที่ป้องกันความร้อน และปิดกั้นรังสีเหนือม่วง (UV) ที่เปล่งออกมาจากไอปรอทพร้อมกับแสง

หลอดไฟประเภทนี้มีสีของแสงที่เป็นสีขาวอมเหลือง หรือขาวนวล ซึ่งมีสีคล้ายกับแสงพระจันทร์คนไทยจึงนิยมเรียกว่าหลอดแสงจันทร์ มีค่า CCT อยู่ที่ 3,500-4,500K หลอดไฟแสงจันทร์นั้นจะต้องมีการอุ่นหลอด 4-10 นาทีเพื่อให้หลอดสามารถสว่างได้เต็มที่

2.2.2 หลอดเมทัลฮาไลด์ (Metal Halide Lamp)

     หลอดนี้ถูกพัฒนาต่อยอดมาจากหลอดไอปรอทหรือหลอดแสงจันทร์ โดยการใส่ก๊าซกลุ่มฮาไลด์เข้าไปในตัวหลอดเพื่อ 1. เพื่มประสิทธิภาพการส่องสว่าง และ 2. ยืดอายุการใช้งานให้ยาวนานขึ้น 3. ให้ค่าความถูกต้องของสีที่ดีขึ้น หลอดเมทัลฮาไลด์เป็นหลอดที่ถูกนิยมใช้มากในสำหรับโคมไฟที่ติดตั้งที่สูงตั้งแต่ 5 เมตรขึ้นไป หากเป็นโคมไฟที่ติดตั้งที่สูงและหลอดไฟมีสีของแสง ขาวอมเหลือง (4000K) หรือแสงขาว (6500K) เราสามารถเดาได้ว่าหลอดไฟที่ติดตั้งอยู่ภายในโคมนั้นมากกว่าร้อยละ 80 น่าจะเป็นหลอดเมทัลฮาไลด์

หลอดเมทัลฮาไลด์มีประสิทธิภาพค่อนข้างสูง 75-110 ลูเมนต่อวัตต์ มีค่าความถูกต้องของสีปานกลางถึงดี (CRI 60-80) อายุการใช้งาน 16,000-20,000 ชม.

2.2.3 หลอดโซเดียมความดันสูง (High Pressure Sodium Lamp)

หลอดไฟที่เราเห็นตามถนนหลวงทุกวันนี้ที่ออกเป็นสีเหลืองอมส้มนั้น หลอดไฟที่ใช้อยู่ภายในโคมล้วนเป็นหลอดโซเดียมความดังสูงทั้งสิ้น ภายในหลอดบรรจุก๊าซกลุ่มโซเดียมซึ่งเป็นตัวที่ทำให้แสงของหลอดประเภทนี้ออกมาเป็นสีเหลืองอมส้ม (ไม่สามารถทำเป็นแสงโทนสีขาวได้) หลอด High Pressure Sodium นั้นมีค่าประสิทธิภาพที่สูงมาก 80-140 ลูเมนต่อวัตต์ แต่มีค่าความถูกต้องของสีต่ำ ประมาณ CRI 25 (แต่ก็ยังสูงกว่าหลอด Low Pressure Sodium) ดังนั้นหลอดประเภทนี้จึงนิยมไปติดตั้งเพื่อส่องสว่างถนน ทางด่วนหรือพื้นที่ภายนอก ลานกว้าง สนามกีฬาต่างๆ ที่ต้องการความสว่างแต่ไม่ได้ต้องการค่าความถูกต้องของสีที่มากนัก

 

หลอดไฟประเภทที่ 3 : หลอดคายประจุสถานะแข็ง (Solid State Discharge)

3.1 หลอดไดโอดเปล่งแสง (LED : Light Emitting Diode)

           หลอด LED เป็นหลอดไฟที่มีเทคโนโลยีใหม่ที่สุดและมีประสิทธิภาพสูงที่สุดในปัจจุบัน หลอดไฟ LED คือ ไดโอดที่มีการปล่อยกระแสไฟผ่านสารกึ่งตัวนำสองชนิด (สารกึ่งตัวนำ P และสารกึ่งตัวนำ N) เมื่อกระแสไฟไหลผ่านจุดต่อเชื่อมระหว่างสารกึ่งตัวนำทั้งสอง (P-N Junction) ก็จะเกิดการปล่อยแสงสว่างออกมา โดยที่หลอด LED แสงโทนสีขาว (CCT : 3000K-6500K) ที่เอาใช้ในการส่องสว่างทั่วไปนั้น เป็นการใช้หลอดไฟ LED แสงสีฟ้ามาเป็นต้นกำเนิดแสงและมีการเคลือบสารฟรอตเฟอส์ (Phosphor) เพื่อเปลี่ยนแสงสีฟ้า ให้กลายเป็นแสงโทนสีขาว วิธีการนี้เป็นการทำให้เกิดแสงสีขาวที่ประสิทธิภาพสูงที่สุดและยังทนต่อสภาพแวดล้อมได้ดีที่สุดอีกด้วย 

         หลอดไฟ LED นั้นมีจุดเด่นที่ดีกว่าหลอดไฟแบบดังเดิมชนิดอื่นๆ แบบหาจุดด้อยแทบจะไม่ได้ เช่น ประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง ความความถูกต้องของสีสูง เปิดติดได้ทันที อายุการใช้งานนาน แต่ข้อควรระวังคือ เนื่องด้วยผู้ผลิตในปัจจุบันพยายามทำให้ราคาของหลอดไฟ LED นั้นต่ำลงอย่างมากจึงจำเป็นต้องลงคุณภาพของวัตถุดิบให้ต่ำลงด้วย ดังนั้นหลอดไฟ LED บางรุ่น บางยีห้อ อาจจะมีอายุการใช้งานที่ต่ำกว่าหลอดไฟแบบดังเดิมก็เป็นได้

ในอดีตมากกว่า 40 ปีก่อนมีนักประดิษฐ์ได้คิดค้นหลอดไฟ LED แสงสีแดงขึ้นและมีการใช้อย่างแพร่หลายในการนำมาทำเป็นไฟแสงสถานะที่มีการกินไฟต่ำแต่ก็ให้แสงได้น้อย เช่นหลอดไฟแสงสถานะของทีวี วิทยุ หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เก่าๆ แต่หลอดไฟ LED แสงสีแดงนั้นก็ยังไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะให้แสงสว่างมากเพียงพอมาใช้ในการส่องสว่างแทนหลอดไฟแบบดังเดิม

บทความอื่นๆที่คุณอาจสนใจ