ระบบแสงสว่าง
การที่จะให้ได้ระบบแสงสว่างที่เหมาะสมเพื่อการมองเห็นอย่างมีประสิทธิภาพอันจะนำไปสู่การทำกิจกรรมในพื้นที่ดังกล่าวอย่างมีประสิทธิภาพนั้นจะต้องคำนึงถึงการเลือกใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าแสงสว่างอย่างเหมาะสมตามลักษณะการใช้งาน โดยพิจารณาจาก
- ประสิทธิภาพแสงของหลอด โดยให้ดูที่ค่าลูเมนต่อวัตต์ (ลูเมนคือปริมาณแสงที่ปล่อยออกมาจากหลอดแสงสว่าง ส่วนวัตต์ คือ พลังไฟฟ้าที่ใช้ในการกำเนิดแสง)ถ้ายิ่งมากหมายถึงยิ่งมีประสิทธิภาพสูงโดยปกติหลอดฟลูออเรสเซนต์จะมี ประสิทธิภาพพลังงานสูงกว่าหลอดไส้และหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์จะมีประสิทธิภาพพลังงานสูงกว่า หลอดฟลูออเรสเซนต์แต่ราคาแพงกว่าเหมาะกับสถานที่ที่เปิดไฟนานๆตัวอย่างประสิทธิภาพพลังงานของหลอดไฟฟ้าบางชนิด
- อายุการใช้งาน ไม่ควรพิจารณาที่ราคาเพียงอย่างเดียวเพราะหลอดไฟที่ราคาถูกมักมีอายุการใช้งานสั้นทำให้ต้องเปลี่ยนบ่อย เช่นหลอดไส้ ราคาถูกกว่าหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ มีอายุ การใช้งานประมาณ 1,000 ชั่วโมงในขณะที่หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์มีอายุการใช้งานนานถึง 8,000 ชั่วโมง
- สีของแสงที่มาจากหลอดแสงสว่าง จะต้องเลือกให้เหมาะสมกับการใช้งาน เช่น สีคูลไวท์หรือ เดย์ไลท์ เหมาะสมกับห้องทำงาน ห้องเรียน ซุปเปอร์มาร์เก็ตในห้างสรรพสินค้า สีวอร์มไวท์ เหมาะสมสำหรับห้องนอน ห้องจัดเลี้ยง ห้างสรรพสินค้า เป็นต้น
ชนิดของหลอดไฟฟ้าแสงสว่าง
- หลอดทังสเตนหลอดไส้
- หลอดทังสเตน-ฮาโลเจน
- หลอดฟลูออเรสเซนต์
- หลอดแอลอีดี
- หลอดแสงจันทร์
- หลอดเมทัลฮาไลด์
- หลอดโซเดียมความดันสูง
กระแสไฟฟ้าที่ผ่านไส้หลอด จะทำให้ไส้หลอดร้อน และเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 500 องศาเซลเซียส ไส้หลอดจะเริ่มเปล่งแสง พร้อมๆ กับปล่อยความร้อนออกมา ไส้หลอดยิ่งร้อนขึ้น แสงสว่างก็จะเพิ่มมากขึ้น ปรากฏการณ์ดังกล่าวเกิดกับโลหะทุกชนิด โดยไส้หลอดทังสเตนจะมีความเหมาะสมมากสำหรับหลอดแสงสว่าง เนื่องจากเป็นโลหะที่มีจุดหลอมเหลวสูง ก๊าซที่บรรจุภายในหลอดจะช่วยป้องกันมิให้ไส้หลอดกลายเป็นไอของโลหะเร็วเกินไป ซึ่งจะช่วยยืดอายุของหลอดด้วย อย่างไรก็ตามเมื่อไส้หลอดทังสเตนร้อนก็จะกระจายตัวออกมาเป็นประจุ ทำให้ไส้หลอดบางลงเรื่อยๆ จนขาดในที่สุด
หลอดไส้มีราคาถูกเมื่อเปรียบเทียบกับหลอดชนิดอื่น แต่สิ้นเปลืองมากเมื่อใช้ ทำให้มีค่าใช้จ่ายเป็นค่าไฟฟ้ามาก เป็นหลอดแสงสว่างที่มีประสิทธิภาพต่ำ พลังงานส่วนใหญ่ที่หลอดไส้ใช้จะหมดไปกับการแผ่รังสีความร้อนหรือรังสีอินฟาเรด เพียงร้อยละ 6 ของพลังงานที่หลอดนี้ใช้ ถูกทำให้เกิดแสงสว่างนอกจากนี้ หลอดชนิดนี้ยังมีอายุการใช้งานสั้น โดยเฉลี่ยจะมีอายุการใช้งานประมาณ 1,000 ชั่วโมงเท่านั้น หลังจากนั้น การให้แสงสว่างจะลดลง นอกจากนี้ การติดตั้งหลอดไส้ทังสเตนในแนวนอน (ขนานกับพื้น) หรือในที่ที่มีการถ่ายเทความร้อนไม่ดี จะทำให้อายุการใช้งานของหลอดลดลงอย่างมาก
มีการทำงานเหมือนหลอดไส้ ครอบแก้วทำด้วยควอทซ์ หรือแก้วแข็งเป็นพิเศษที่สามารถ ทนต่อความร้อนได้ดี มีทังสเตนเป็นไส้ที่ให้แสงสว่าง ในครอบแก้วบรรจุก๊าซฮาโลเจน (ไอโอดีนหรือโบรมีน) ซึ่งจะทำให้มีการทำงานดีขึ้น หลอดไส้ทั่วไปเมื่อติดสว่างไอของไส้หลอดทังสเตนจะเกาะติดอยู่บนผนังด้านในของครอบแก้ว เป็นเหตุให้ไส้หลอดบางลง ครอบแก้วจะมีสีคล้ำมากขึ้น การส่องสว่างของหลอดจะลดลง แต่ก๊าซฮาโลเจนในหลอดไส้ จะช่วยลด การเป็นไอของไส้หลอดลง ด้วยกระบวนการคืนตัวทางเคมีเรียกว่า วงจรฮาโลเจน โดยก๊าซฮาโลเจนจะรวม
ตัวกับโมเลกุลของทังสเตนที่แยกตัวออกมาจากไส้หลอดขณะที่ไส้หลอดกำลังร้อนมากขึ้น และโมเลกุลของทังสเตนจะกลับไปเกาะที่ไส้หลอดแทนที่จะไปเกาะที่ผนังด้านในของครอบแก้ว ครอบแก้วจะไม่ดำคล้ำ และอายุการทำงานของไส้หลอดเพิ่มขึ้น
เป็นหลอดแสงสว่างที่สามารถแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นแสงสว่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายทั้งในร้านค้าและสำนักงาน การใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์ที่บ้าน สามารถใช้ได้อย่างเหมาะสมโดยเฉพาะในห้องน้ำ ห้องครัว และโรงรถ ซึ่งจะใช้พลังงานน้อยกว่าหลอดไส้ถึงห้าเท่า มีหลายสีที่มีความเหมาะสมในการติดตั้งในส่วนต่าง ๆ ของบ้าน เช่น ในห้องนอน โต๊ะเครื่องแป้ง ห้องนั่งเล่น ห้องรับประทานอาหาร
การกำเนิดแสงสว่างของหลอดฟลูออเรสเซนต์ต่างกับหลอดไส้ โดยเป็นการให้แสงสว่างที่ไม่เกี่ยวกับการทำให้เกิดความร้อนแต่เป็นการถ่ายเทประจุไฟฟ้า ปลายทั้งสองของหลอดจะเป็นขั้วหลอดที่มีขดลวดทังสเตนที่ต่อเชื่อมกับ ขั้วเล็กๆ สองขั้วที่ต่อยื่นออกมาจากหลอด ภายในหลอดบรรจุด้วยหยดเล็กๆ ของปรอท และก๊าซเฉื่อย (ก๊าซอาร์กอน ส่วนผสมของก๊าซอาร์กอน-นิออน หรือก๊าซคริพตอน) เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าไปยังขั้วหลอดทั้งสองข้างด้วยความต่างศักย์ที่สูง จะทำให้ ขั้วทังสเตนปล่อยอิเล็กตรอน ออกมาพร้อมกันที่ปลายทั้งสองของหลอด ทำให้มีการไหลของกระแสเกิดการอาร์คระหว่างปลายขั้วทั้งสอง ความร้อนจากการอาร์คทำให้ปรอทกลายเป็นไอ การเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอนในไอปรอทจะปล่อยรังสี อัลตร้าไวโอเล็ต ทำให้สารฟอสเฟอร์ที่เคลือบด้านในของหลอดแก้วเรืองแสงทั่วหลอดและให้แสงสม่ำเสมอ
LED ย่อมาจาก Light Emitting Diode คือ ไดโอดเปล่งแสง ซึ่งสามารถเปล่งแสงออกมาได้ แสงที่เปล่งออกมาปะกอบด้วย คลื่นความถี่เดียวและเฟสต่อเนื่องกัน โดยหลอด LED สามารถเปล่งแสงได้เมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าเพียงเล็กน้อยเท่านั้น แต่ประสิทธิภาพของแสงที่เปล่งออกมา สามารถให้ความสว่างได้สูง จึงมีข้อดีในเรื่องการประหยัดไฟ และให้พลังงานความร้อนต่ำ
ข้อดีของหลอด LED
- ประหยัดค่าไฟได้ประมาณ 70%
- หลอด LED ปล่อยความร้อนออกมาน้อย ทำให้ลดการสูญเสียพลังงานในส่วนของเครื่องปรับอากาศ ทำให้ช่วยประหยัดพลังงานได้มากขึ้น
- ให้ความสว่างทันทีเมื่อเปิด
- ไม่ต้องใช้บัลลาสต์และสตาร์ทเตอร์
- ให้ความสว่างโดยปราศจาก UV ไม่มีผลทำให้สีของวัตถุต่างๆ เสื่อมลง
- อายุการใช้งานเฉลี่ย 50,000 ชั่วโมง
เป็นหลอดชนิดปล่อยประจุความเข้มสูง HID (High Intensity Discharge) ชนิดแรกที่ถูกประดิษฐ์ขึ้น มีประสิทธิภาพแสงต่ำกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์เล็กน้อย (มีประสิทธิภาพระหว่าง 40 ถึง 60 ลูเมนต่อวัตต์) แต่อายุการใช้งานนานกว่า (24,000 ชั่วโมง) คุณภาพแสงลดลงมากเมื่อใช้งานไปนานๆ เหมาะสมกับการใช้เป็นไฟถนน ไฟสนามตามสวนสาธารณะ หรือไฟตรงจุดที่มีการติดตั้งลำบากหลอดแสงจันทร์ที่ผลิตขึ้น มีตั้งแต่ขนาด 40 จนกระทั่งถึง 1,000 วัตต์ และมีทั้งชนิดที่มีบัลลาสต์และไม่มีบัลลาสต์ โดยชนิดที่ไม่มีบัลลาสต์ จะมีไส้หลอดอยู่ภายในหลอดทำหน้าที่แทนบัลลาสต์ และสามารถใช้หลอดชนิดนี้หมุนเข้าแทนที่หลอดอินแคนเดสเซนต์ที่มีอยู่เดิม เพื่อเพิ่มความสว่างให้แก่ สถานที่นั้นและเพิ่มอายุการใช้งานของหลอดให้นานออกไป
หลอดเมทัลฮาไลด์เป็นหลอดHIDอีกประเภทหนึ่งที่มีโครงสร้างและการทำงานคล้ายกับหลอดแสงจันทร์มากแต่มีประสิทธิภาพสูงกว่า (อยู่ระหว่าง 60 ถึง 90 ลูเมนต่อวัตต์) และมีคุณภาพแสงดี แต่ต้องใช้เวลาอุ่นหลอดเมื่อเปิด เหมาะกับการใช้ส่องสินค้าในห้างสรรพสินค้า มีตั้งแต่ขนาด 175 ถึง 2,000 วัตต์ โดยทั่วไปหลอดเมทัลฮาไลด์จะมีอายุการใช้งานน้อยกว่าหลอดแสงจันทร์ เกือบเท่าตัว โดยอยู่ระหว่าง 7,500 ถึง 10,500 ชั่วโมงเท่านั้น
เป็นหลอดที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุดในบรรดาหลอด HID ด้วยกัน (ให้ประสิทธิภาพได้ถึง140 ลูเมนต่อวัตต์) แต่คุณภาพของแสงไม่ดี มักใช้กับไฟถนนหรือคลังสินค้า ไฟส่องบริเวณที่เปลี่ยนหลอดยาก พื้นที่นอกอาคาร
- ปิดไฟเมื่อไม่ใช้งานเป็นเวลานานกว่า15นาทีจะช่วยประหยัดไฟโดยไม่มีผลกระทบต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ เช่น ในช่วงพักเที่ยงของสำนักงาน ในห้องเรียน ในห้องน้ำ เป็นต้น
- เปิดไฟเท่าที่จำเป็น หรือเฉพาะจุดที่ต้องใช้ไฟ เช่น บริเวณทางเดิน ในห้องที่มีคนอยู่หรือในห้องที่มีการทำงาน
- สำหรับทางเดินในบ้าน หรือบริเวณที่ไม่ต้องใช้สายตามากนัก ทดลองใช้ไฟที่มีจำนวนวัตต์ น้อยๆ ก่อน และดูว่าแสงสว่างนั้นเพียงพอหรือไม่
- ถ้าจำเป็นต้องเปิดไฟในบ้านหรือห้องนอนทิ้งไว้ทั้งคืน ควรใช้หลอดไฟวัตต์ต่ำ
- ถ้าระบบแสงสว่างบางแห่งมีความสว่างสูงมากเกินความจำเป็น ควรจะถอดหลอดแสงสว่างบางส่วนออก พร้อมทั้งถอดบัลลาสต์และสตาร์ทเตอร์ออก (กรณีที่ใช้หลอดฟลูออเรสเซนต์)
- ทำความสะอาดหลอดไฟและโคมไฟอยู่เสมอ เพราะฝุ่นละอองที่เกาะที่หลอดไฟหรือโคมไฟจะทำให้แสงสว่างลดน้อยลง และอาจเป็นเหตุให้ต้องเปิดหลอดไฟหลายดวงเพื่อให้ได้แสงสว่างเท่าเดิม
- สำรวจระดับความสว่างและการใช้งานอยู่เสมอ