شاید در ذهن شما این سوال ایجاد شده باشد که لامپ بخار سدیم چیست و چرا هرگاه صحبت از روشنایی شهرها می‌شود، نام آن به میان می آید. در این مقاله به این پرسش پاسخ می دهیم و علاوه بر این که توضیح می‌دهیم لامپ بخار سدیم چیست ، به این که مزایای لامپ بخار سدیم چیست ، معایب لامپ بخار سدیم چیست ، روش کار لامپ بخار سدیم چیست ، و از نظر رقابتی با سایر لامپ ها وضعیت لامپ بخار سدیم چیست نیز هم اشاره کوتاهی خواهیم داشت با فرنام الکتریک همراه باشید.
لامپ بخار سدیم چیست؟
لامپ بخار سدیم یک نوع لامپ گازی است که برای روشنایی استفاده می شود. در این نوع لامپ، یک تخلیه الکتریکی درون یکی از انواع بخار فلزات قرار می گیرد تا نوری فوق‌العاده قوی و با کیفیت تولید کند.
در لامپ بخار سدیم، بخار فلز سدیم با دمای بالا در داخل یک لوله شیشه‌ای محیطی شده است. در طی عبور جریان الکتریکی از داخل لوله، بخار فلز سدیم یونیزه می شود و به همراه الکترود های موجود در داخل لامپ، یک دوره الکتریکی تشکیل می دهد. در این دوره، بخار سدیم به صورت القایی باعث تولید نور زرد رنگ با طول موج حدود 580 نانومتر می شود. به دلیل رنگ زرد براق این نور، این نوع لامپ‌ها اغلب در روشنایی خیابان ها و محل هایی که نیاز به روشنایی بالا و تفکیک نور مناسب دارند، استفاده می شوند.
لامپ بخار سدیم، یک نوع لامپ گازی است که در آن، بخار فلز سدیم با دمای بالا در داخل یک لوله شیشه‌ای حفظ شده است. برای روشن شدن این نوع لامپ، جریان الکتریکی از داخل لوله رد می شود و باعث یونیزه شدن بخار فلز سدیم می شود. هنگامی که بخار فلز سدیم یونیزه شده و الکترودهای موجود در داخل لوله، یک دورهٔ الکتریکی تشکیل می دهند، بخار سدیم همان‌طور که گفتیم به صورت القایی باعث تولید نور زرد رنگ با طول موجی حدود 580 نانومتر می شود.
رنگ زرد براق نور تولید شده توسط لامپ بخار سدیم، حدودا بسیار قوی است و در نتیجه این نوع لامپ ها، برای روشنایی خیابان ها و فضای باز، به خصوص در شرایط بارانی و مه آلود، بسیار مناسب هستند. علاوه بر این، لامپ بخار سدیم به دلیل تولید نور با طول موج مشخص، در تفکیک نور بسیار موثر است که از این نظر نیز برای استفاده در بسیاری از محیط ها مناسب می باشد. در کل، لامپ بخار سدیم یک نوع لامپ با کارایی بسیار بالا است که در فضای باز برای روشنایی معابر، پارکینگ ها، ساختمان ها، پل ها و سایر مناطق بزرگ به کار می رود.
رنگ نور لامپ بخار سدیم چیست؟
در بخش‌های زیادی از دنیا اگر شما در شب برای پیاده روی یا رانندگی در خیابان‌ها حرکت کنید شاهد آن هستید که خیابان به وسیله نور زرد رنگ مایل به نارنجی روشن شده است.
استفاده از این رنگ به این دلیل است که در تمامی زیرساخت های روشنایی شهری از منبع نور خاصی استفاده می‌شود. بیشتر روشنایی خیابان‌ها و به صورت کلی روشنایی محوطه‌های باز به صورت گسترده از منابع نوری که به وسیله بخار سدیم راه اندازی می‌شوند، استفاده می‌کنند. رایج‌ترین نمونه در میان این منابع نوری لامپ بخار سدیم پر فشار است.
نمونه های اولیه لامپ بخار سدیم چیست ؟
این منبع نور مصنوعی گونه ای از لامپهای تخلیه الکریکی به حساب می‌آید . استفاده از تخلیه الکتریکی در میان انواع وسایل نورپردازی رایج است چرا که یک راه حل به صرفه برای تبدیل انرژی الکتریکی به نور به حساب می‌آید. شاید برای شما این سوال ایجاد شده باشد که نمونه های ساده تر و اولیه تر از لامپ بخار سدیم چیست ؟ نمونه‌های اولیه منابع نوری مصنوعی لامپهای رشته ای به حساب می‌آیند.
ساختار این نوع از لامپ بسیار ساده است. اجسام گرم شروع به ساطع کردن نور از خودشان می‌کنند. دانشمندان برای ایجاد این پدیده برق را از یک سیم نازک عبور می‌دهند و برای این که سیم در واکنش با هوا نسوزد آن را در یک حباب شیشه ای که هوای آن تخلیه شده است قرار می‌دهند. بعد از جانشین کردن رشته تنگستنی به جای رشته‌های کربنی اولیه لامپهای حبابی نور قابل توجهی را می‌توانستند از خودشان منتشر کنند اما آنها هنوز هم یک ایراد اساسی داشتند و آن هم این بود که این لامپ‌ها کارایی پایینی دارند. این گروه از لامپ‌ها بیشتر از آنکه انرژی را به نور تبدیل کنند آن را تبدیل به نور مادون قرمز وگرما می‌کنند. کارایی لامپ‌ها با استفاده از معیاری به نام وات بر لومن سنجیده می‌شود که این عدد نشان دهنده میزان درخشندگی لامپ نسبت به میزان برق مصرفی آن است. این عدد در لامپهای حبابی مقدار بسیار کمی بود.
نحوه تولید نور در لامپ بخار سدیم چیست ؟
مخترعان تلاش کردند که با استفاده از تخلیه الکتریکی روش بهتری برای این کارا پیدا کنند. اتفاقی که در لامپهای بخار سدیم در حین تخلیه الکتریکی در گاز یونیزه شده و گاز نجیب الکترون‌ها از لایه‌های پر انرژی‌تر به لایه‌های کم انرژی‌تر منتقل می‌شوند. در اثر این انتقال فوتون‌های نور منتشر می‌شود.
بسته به عناصری که در هر لامپی مورد استفاده قرار می‌گیرد رنگ و فوتون‌ها دارای نوری متفاوت خواهد بود. قدیمی‌ترین استفاده از پدیده تخلیه الکتریکی را در لامپهای فلورسنت می‌توانیم ببینیم که درآن‌ها به صورت ویژه از گاز جیوه استفاده می‌شود. تخلیه الکتریکی بر روی بخار جیوه سبب آزاد شدن نور کمرنگ آبی به همراه مقدار زیادی از اشعه ماورا بنفش می‌شود. با پوشاندن بدنه لامپ فلورسنت با فسفر و برخورد اشعه ماوراء بنفش نور رنگی در طیف‌های مختلف در این لامپ تولید می‌شود .
اما تفاوت سایر لامپهای تخلیه الکتریکی با لامپ بخار سدیم پرفشار چیست ؟
در لامپهای پرفشار سدیم به جای استفاده از گاز جیوه که گاز سمی است، از گاز سدیم استفاده می‌شود. البته برای فعال سازی و نگه داری بخار سدیم و افزیش بهبود رنگ مقدار کمی زنون، جیوه و آلومیمنیوم در هسته این لامپ‌ها به مقدار کم وجود دارد. بر اثر تخلیه الکتریکی بر روی بخار سدیم نور زرد رنگ با طول موج 589 نانومتر تولید می‌شود که به پیک حساسیت نوری چشم انسان بسیار نزدیک است.
مزایای لامپ بخار سدیم چیست؟
لامپ بخار سدیم، یکی از محبوب ترین و پرکاربردترین لامپ های روشنایی است و مزایای زیادی دارد که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- بازدهی بالا: لامپ بخار سدیم، بازدهی بالایی دارد و توانایی تولید نور بسیار زیادی را دارد که برای روشنایی محیط های بزرگ و با مساحت وسیع مانند خیابان‌ها، پارک‌ها، فضای باز و ایستگاه‌های اتوبوس مناسب است.
- عمر طولانی: لامپ بخار سدیم، دارای عمر طولانی است و به دلیل داشتن بدنه محکم، مقاوم در برابر ضربه و لرزش است.
- اقتصادی: لامپ بخار سدیم، در مقایسه با سایر لامپ‌ها، مصرف کمتری دارد و در نتیجه کمترین هزینه‌های انرژی را دارا می باشد. این لامپ همچنین تولید حرارت کمی دارد و به دلیل این خاصیت، می‌تواند در محیط هایی که نیاز به خنکی دارند، مورد استفاده قرار گیرند.
- نور قوی: لامپ بخار سدیم، توانایی تولید نوری با شدت و روشنایی بالایی دارد که باعث می شود، این لامپ‌ها، مناسب برای روشنایی محیط های بزرگ و وسیع باشند.
معایب لامپ بخار سدیم چیست؟
همان‌طور که به مزایای لامپ بخار سدیم اشاره نمودیم، این لامپ‌ها مزایای زیادی دارند، اما همچنین دارای معایبی نیز هستند که باید به آنها توجه کرد. برخی از معایب لامپ بخار سدیم عبارتند از:
- رنگ نور زرد: نور تولیدی توسط لامپ بخار سدیم، دارای رنگ زرد و بی‌روح است و این ممکن است برای برخی افراد ناراحت کننده باشد. همچنین، رنگ نور زرد بخشی از طیف نور قابل مشاهده را پوشش می دهد.
- زمان نوردهی: برای روشن شدن کامل، لامپ بخار سدیم به مدت چند دقیقه نیاز دارد و به دلیل همین، در مواردی که نیاز به روشنایی فوری داریم، مناسب نیست.
- نویز واکنش شیمیایی: این لامپ‌ها ممکن است، برای برخی افراد نویز واکنش شیمیایی را ایجاد کنند که می تواند در برخی موارد باعث ناراحتی و سردرد شود.
- حساسیت به رطوبت: لامپ بخار سدیم، حساس به رطوبت است و در صورتی که به طور مستقیم با رطوبت در تماس قرار گیرد، امکان خرابی آن زیاد است.
- اندازه و وزن: لامپ بخار سدیم به طور معمول به خاطر داشتن بدنه بزرگ و سنگینی که دارد، نصب آن در برخی محیط ها به خصوص فضاهای کوچک، دشوار است.
نحوه کار لامپ بخار سدیم
لامپ بخار سدیم بیشتر در اروپا برای روشنایی در فضای باز وجود دارد. آنها یک نور زرد تک رنگ ایجاد می کنند. گاز نئون در دمای پایینتری روشن می شود. با افزایش دما ، سدیم شروع به بخار شدن می کند و لامپ به زرد خالص تبدیل می شود.
آرگون درخشش کمتری دارد، آرگون به لامپهای کوچکتر کمک می کند تا با ولتاژ پایینتری شروع به کار کنند. لامپهای بزرگتر LPS که در بیشتر موارد در روشنایی خیابان استفاده می شوند از آرگون استفاده نمی کنند.
بخار سدیم فشار بالا از یک لوله قوس باریک تشکیل شده است که توسط یک قاب در یک لامپ پشتیبانی می شود. لوله قوس دارای فشار زیادی در داخل برای کارایی بیشتر است. سدیم ، جیوه و زنون معمولاً در داخل لوله قوس استفاده می شود. لوله قوس از سرامیک اکسید آلومینیوم ساخته شده است که در برابر اثرات خورنده مواد قلیایی مانند سدیم مقاوم است.