- λάμπα
- Συσκευή κατάλληλη να παράγει τεχνητό φως με τη χρήση εύφλεκτων ουσιών, στερεών, υγρών ή αερίων, ή με τη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε φωτεινή ενέργεια. Ονομάζεται και λυχνία ή λαμπτήρας. Λ. ονομάζονται επίσης οι συσκευές που εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα έξω από το ορατό φάσμα.
λ. λαδιού. Για πολλά χρόνια οι λ. λαδιού υπήρξαν η μοναδική πηγή τεχνητού φωτός. Λειτουργούσαν μέσω αναρρόφησης και πίεσης. Στις πρώτες λ., τις οποίες χρησιμοποιούσαν στην Ανατολή από την αρχαιότητα, τοποθετούσαν το λάδι έως τη στάθμη του στομίου και αυτό ανέβαινε στον καυστήρα (φιτίλι) εξαιτίας του τριχοειδούς φαινομένου. Στις λ. με πίεση, αντίθετα, το δοχείο λαδιού βρισκόταν μακριά από το φιτίλι και υπήρχε ένα σύστημα ανόδου του υγρού.
λ. πετρελαίου. Αυτές οι λ. χρησιμοποιούνται από τα μέσα του 19ου αι. Το πετρέλαιο, πιο ρευστό από το λάδι, ανεβαίνει ευκολότερα στα τριχοειδή του φιτιλιού. Η φλόγα περιβάλλεται από έναν γυάλινο κύλινδρο, εφαρμογή του Γάλλου Αντουάν Κινκέ, για την αύξηση της ταχύτητας του ανερχόμενου ρεύματος αέρα.
λ. φωταερίου. Οι λ. αυτές χρησιμοποιήθηκαν με επιτυχία στα τέλη του 19ου αι. και στις αρχές του 20ού αι., ειδικά στις εγκαταστάσεις του δημοτικού φωτισμού. Για να παραχθεί πιο λευκό φως, εφαρμόστηκε πάνω στη φλόγα ένα μικρό πλέγμα σε σχήμα κάλτσας από οξείδια θορίου και δημητρίου (κοινώς αμίαντο) που γινόταν διάπυρο. Μια ιδιαίτερη λ. αερίου είναι αυτή με ασετιλίνη· το αέριο παράγεται από την αντίδραση μεταξύ ανθρακασβεστίου και νερού, τα οποία κλείνονται σε ένα δοχείο ενσωματωμένο στη λ. Στην περίπτωση αυτή η φλόγα είναι ζωηρή λευκή και αντέχει στον άνεμο. Αυτό τον τύπο της λ. χρησιμοποιούσαν στα ορυχεία.
ηλεκτρικές λ. Με τον τρόπο λειτουργίας και με την απόδοσή τους, οι λ. αυτές έχουν αντικαταστήσει, από τότε που εμφανίστηκαν, όλες τις προηγούμενες, με την εξαίρεση ειδικών περιπτώσεων. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους καθορίζονται με βάση την απορροφούμενη ισχύ (βατ), την τάση τροφοδοσίας (βολτ), τη φωτεινή ροή (λούμεν), τη φωτεινή απόδοση (λούμεν/βατ), τη μέση διάρκεια ζωής (ώρες λειτουργίας) και το χρώμα του εκπεμπόμενου φωτός, που αντιστοιχεί στην απόλυτη θερμοκρασία μέλανος σώματος, το οποίο εκπέμπει φως του ίδιου χρώματος.
λ. βολταϊκού τόξου. Στον τύπο αυτών των λ. το φως προέρχεται από ένα τόξο που σχηματίζεται μεταξύ δύο ράβδων άνθρακα συνδεδεμένων με μια ηλεκτρική πηγή. Κατά το άναμμα, οι ράβδοι έρχονται σε επαφή και στη συνέχεια απομακρύνονταν αργά, ώσπου να σχηματιστεί το τόξο. Χρησιμοποιούνταν στους προβολείς του κινηματογράφου, στην τσιγκογραφία κ.α., ενώ πλέον έχουν αντικατασταθεί από νεότερες λ. με αλογόνα στοιχεία, οι οποίες είναι απλούστερες στη λειτουργία.
λ. πυράκτωσης. Τον τύπο αυτό επινόησε το 1879 ο Τόμας Έντισον, ο οποίος κατόρθωσε να πυρακτώσει ένα νήμα άνθρακα εντός κενού, με τη βοήθεια ηλεκτρικού ρεύματος. Το νήμα άνθρακα αντικαταστάθηκε αργότερα από μεταλλικό σύρμα με πολύ ψηλό σημείο τήξης, που είχε αποτέλεσμα την αύξηση της φωτεινής απόδοσης και της διάρκειας λειτουργίας. Το μέταλλο που χρησιμοποιείται περισσότερο σήμερα είναι το βολφράμιο (τήκεται στους 3.380°C) με μορφή λεπτών νημάτων τοποθετημένων όχι μέσα σε αερόκενη αμπούλα, αλλά σε αμπούλα που περιέχει αδρανές αέριο –κρυπτό (Kr) ή αργό (Ar)– για να περιοριστεί η εξάχνωση του πυρακτωμένου μετάλλου. Το φαινόμενο της εξάχνωσης, δηλαδή η άμεση μετάβαση από τη στερεά στην αεριώδη κατάσταση, περιορίζει τον βαθμό φωτεινής απόδοσης αυτών των λ. περίπου στα 15 λούμεν/βατ. Η λ. αποτελείται από μια γυάλινη, διαφανή ή ματ αμπούλα, από μια μεταλλική βάση προσαρμογής και σύνδεσης της λ., με υποδοχή (ντουί) βιδωτή ή μπαγιονέτ, και από ένα γυάλινο στήριγμα που ξεκινάει από τη βάση και εκτείνεται έως ένα ορισμένο ύψος μέσα στην αμπούλα. Από το στήριγμα αυτό εξέρχονται δύο αγωγοί που, μαζί με μερικούς μικρούς γάντζους, στηρίζουν το νήμα βολφραμίου. Επιτυγχάνονται φωτεινές αποδόσεις των 40 λούμεν/βατ και διάρκειες από 1.000 έως 1.500 ώρες. Οι λ. με αέριο της ομάδας των αλογόνων, κοινώς ιωδίου, είναι λ. πυράκτωσης στις οποίες έχει εισαχθεί μια μικρή ποσότητα ιωδίου ή και βρομίου (αλογόνα στοιχεία), η παρουσία του οποίου προκαλεί έναν ιδιαίτερο κύκλο ανανέωσης του νήματος και επομένως πολύ υψηλές θερμοκρασίες και αποδόσεις. Έχουν σχήμα σωλήνα, είναι από χαλαζία και κατασκευάζονται έτσι ώστε να επιτυγχάνονται θερμοκρασίες 3.000°C για το νήμα και 700°C για τα τοιχώματα του σωλήνα. Το αλογόνο, γύρω από το νήμα, μεταβαίνει, εξαιτίας της υψηλής θερμοκρασίας, από τη μοριακή κατάσταση στην ατομική. Τα άτομα του αλογόνου διαχέονται στη συνέχεια προς τα τοιχώματα του χαλαζία, όπου εναποθέτονται και τα μόρια του βολφραμίου που προέρχονται από την εξάχνωση του νήματος. Εκεί η υπάρχουσα θερμοκρασία (700°C) ευνοεί τον σχηματισμό αλογονούχου βολφραμίου, το οποίο, σε κατάσταση αερίου, επιστρέφει προς το νήμα. Η υψηλή θερμοκρασία του
τελευταίου προκαλεί την αποσύνθεση του αλογονούχου βολφραμίου· το ελεύθερο βολφράμιο επικάθεται στο νήμα και το αναζωογονεί, ενώ το αλογόνο επανέρχεται στην αρχική του φάση. Η ζωή αυτών των λ. είναι δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερη από εκείνη των συνηθισμένων λ. και η φωτεινή απόδοσή τους είναι 22 λούμεν/βατ. Τέλος, ο κύκλος αυτός έχει αποτέλεσμα να παραμένει ο χαλαζίας πάντα καθαρός, χωρίς εναποθέσεις βολφραμίου.
λ. αίγλης. Η χρήση τους διαδόθηκε μετά το 1938 και αντικατέστησαν σε πολλές εφαρμογές τις λ. πυράκτωσης, επειδή έχουν μεγαλύτερη απόδοση και διάρκεια. Ιδιαίτερη σημασία απέκτησαν οι λ. που εκπέμπουν φως κατά την ηλεκτρική εκκένωση μέσα σε αέρια ή ατμούς υπό χαμηλή πίεση. Τα ηλεκτρόνια, επιταχυνόμενα από ένα ηλεκτρικό πεδίο που εμφανίζεται μεταξύ δύο ηλεκτροδίων συνδεδεμένων με ηλεκτρική πηγή, χτυπούν τα άτομα του αερίου που περιέχονται στη λ., προκαλώντας έτσι τον αναγκαίο ιονισμό για τη διέλευση του ρεύματος και την εκπομπή ακτινοβολιών που είναι εν μέρει ορατές.
Οι λ. αερίου, κοινώς λ. νέον, εφαρμόζονται κυρίως στις επιγραφές και επιτυγχάνεται με αυτές ολόκληρη η σειρά των χρωμάτων με όλες τις αποχρώσεις τους με τη χρήση διαφόρων αερίων και φθορίζουσων ουσιών. Οι λ. ατμών έχουν ευρεία χρήση, επειδή παρέχουν υψηλές τιμές φωτισμού με περιορισμένη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Οι λ. με ατμούς νατρίου παρέχουν αποδόσεις άνω των 170 λούμεν/βατ και χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για τον φωτισμό δρόμων, πλατειών, αεροδρομίων, λιμανιών, διαβάσεων σιδηροδρομικών γραμμών, επειδή εκπέμπουν μόνο κίτρινο φως, το οποίο είναι ιδανικό για περιβάλλοντα με πιθανές συνθήκες ομίχλης. Χρησιμοποιούνται επίσης πολύ οι λ. ατμών υδράργυρου, κυρίως στον δημοτικό φωτισμό, οι οποίες εκπέμπουν κυρίως γαλαζωπό φως.
Τις τελευταίες δεκαετίες παρασκευάστηκαν φθορίζουσες ουσίες, οι οποίες, όταν απλωθούν σε πολύ λεπτό στρώμα, στα εσωτερικά τοιχώματα του σωλήνα ή της αμπούλας, παρέχουν φως όμοιο με το ηλιακό. Μια μεταγενέστερη βελτίωση της ποιότητας του φωτός επιτεύχθηκε με την προσθήκη μεταλλικών ενώσεων ιωδίου στους ατμούς υδράργυρου.
Όλες οι λ. αίγλης έχουν το χαρακτηριστικό να λειτουργούν κατά τρόπο ηλεκτρικά ασταθή και γι’ αυτό απαιτούν μια σταθεροποιητική διάταξη (αντίδραση) με αυτεπαγωγή. Κατάλληλη συσκευή (εκκινητής, αγγλ. starter) προκαλεί μια στιγμιαία υπέρταση μεταξύ των ηλεκτροδίων της λ. και έχει αποτέλεσμα την ηλεκτρική εκκένωση μέσα στο αέριο, η οποία συντηρείται στη συνέχεια με την εφαρμοζόμενη ηλεκτρική τάση στα ηλεκτρόδια. Έχουν γίνει επιτυχείς προσπάθειες για την κατασκευή λ. με ενδιάμεσα χαρακτηριστικά, μεταξύ των λ. πυράκτωσης και των λ. αίγλης. Σε μια γυάλινη αμπούλα, συνδέονται σε σειρά ένα νήμα και μία κάψουλα με ατμούς υδράργυρου (Hg). Το εκπεμπόμενο φως είναι ένα μείγμα ακτινοβολιών, κόκκινο-κίτρινο και μπλε. Αυτές οι λ. ονομάζονται μεικτού φωτός και χρησιμοποιούνται σήμερα μόνο σε μέτριες εγκαταστάσεις.
λ. φθορισμού. Γυάλινοι αεροστεγείς σωλήνες, με κατάλληλα ηλεκτρόδια στα άκρα τους, γεμάτοι από ευγενές αέριο –νέον (Ne)– και μία σταγόνα υδραργύρου (Hg). Η εσωτερική επιφάνεια είναι επιχρισμένη με φθορίζουσα ουσία –βορικό κάδμιο, πυριτικό ψευδάργυρο κ.ά.– που μετατρέπει τις υπεριώδεις ακτινοβολίες σε ορατό φως ποικίλου χρώματος, ανάλογα με τη χρησιμοποιούμενη φθορίζουσα ουσία. Με κατάλληλη δοσολογία των ουσιών αυτών επιτυγχάνεται η επιθυμητή απόχρωση, με ένα ευχάριστο φως που επιτρέπει καλή διάκριση των χρωμάτων και συγχρόνως φωτεινή απόδοση (έως 50 λούμεν/βατ) και υψηλή διάρκεια (έως 6.000-8.000 ώρες). Υπάρχουν δύο τύποι σωλήνων φθορισμού: σωλήνες ψυχρής καθόδου, στους οποίους η εκκένωση γίνεται μόλις εφαρμοστεί η τάση (700-1.000 βολτ) στα ηλεκτρόδια, και σωλήνες θερμής καθόδου, εφοδιασμένους με ειδικά ηλεκτρόδια-νήμα
τα, που θερμαίνονται προκαταρκτικά. Όταν σταματά η θέρμανση, που γίνεται με σκοπό τον εμπλουτισμό του αερίου με ατμούς υδράργυρου και με ηλεκτρόνια, μέσω μιας αυτόματης διάταξης, δηλαδή ενός εκκινητή (starter), αρχίζει η ηλεκτρική εκκένωση εξαιτίας της στιγμιαίας υπέρτασης που οφείλεται στο απότομο άνοιγμα του κυκλώματος αυτεπαγωγής.
Οι σωλήνες φθορισμού έχουν ευρεία εφαρμογή για την υψηλή φωτεινή τους απόδοση, τη μικρή εκτυφλωτική δράση και τη μεγαλύτερη διάχυση του φωτός, το οποίο παίρνει διάφορες αποχρώσεις του λευκού και πλησιάζει προς το φως της ημέρας.
Σήμερα κατασκευάζονται λ. φθορισμού με αναδιπλωμένο σωλήνα και ηλεκτρονική διάταξη στη βάση τους που μπορούν να χρησιμοποιούνται άμεσα στη θέση των λ. πυράκτωσης.
λ. ηλεκτροφωταύγειας. Πλακίδια πάχους λίγων χιλιοστών τοποθετημένα σε πολλά στρώματα. Πάνω σε μια γυάλινη βάση τοποθετείται ένα επίπεδο ηλεκτρόδιο που αποτελείται από ένα διαφανές ημιαγώγιμο έλασμα οξειδίου του ψευδαργύρου (Zn) ή τιτανίου (Ti). Πάνω σε αυτό υπάρχει μια λεπτή στρώση από φθορίζουσες ουσίες ενσωματωμένες με ένα διηλεκτρικό. Το δεύτερο αυτό στρώμα είναι επιμεταλλωμένο, εφόσον πρέπει να λειτουργήσει ως δεύτερο ηλεκτρόδιο. Οι φθορίζουσες ουσίες επέχουν θέση διηλεκτρικού για έναν επίπεδο πυκνωτή με παράλληλους οπλισμούς και εκπέμπουν φως, όταν εφαρμόζεται σε αυτούς τους οπλισμούς ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο. Η φωτεινή απόδοση αυτών των λ. είναι μάλλον χαμηλή (περίπου 10 λούμεν/βατ) και επομένως δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για γενικό φωτισμό χώρων. Η χρήση τους περιορίζεται σε ειδικούς φωτισμούς και σε δευτερεύουσες εγκαταστάσεις (φωτεινά γράμματα, πλάκες ρολογιών, κλίμακες ανάγνωσης οργάνων κ.ά.).
λ. υπέρυθρων ακτίνων. Λ. μη ορατής ακτινοβολίας, που εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα, με μήκος κύματος περίπου 1,1-1,2 μικρόν. Έχουν σχήμα μανιταριού ή σωληνοειδές και είναι εφοδιασμένες με νήμα από βολφράμιο μέσα σε μια αμπούλα από ειδικό γυαλί ή από χαλαζία. Επειδή εκπέμπουν θερμικές ακτινοβολίες, χρησιμοποιούνται για αποξήρανση και για θέρμανση.
λ. προβολής κινηματογραφικών ταινιών. Λ. πυράκτωσης κατασκευασμένες έτσι ώστε να παρέχουν μια υψηλή φωτεινή ροή με μικρές διακυμάνσεις μεταξύ μέγιστης και ελάχιστης τιμής φωτισμού της οθόνης. Για τον σκοπό αυτό διαθέτουν σπειροειδή νήματα σε επίπεδη διάταξη και με κοίλο κάτοπτρο. Σήμερα, στη μεγάλη τους πλειοψηφία, είναι λ. αλογόνου.
λ. αναλαμπής (φλας) για τη φωτογραφία. Αποτελούνται από νήματα ή λεπτά φύλλα αλουμινίου (Al) –με 8% μαγνήσιο (Mg)– κλεισμένα μέσα σε γυάλινες αμπούλες γεμάτες με οξυγόνο (O2) και συνδέονται με ηλεκτρική διάταξη ανάφλεξης, έτσι ώστε να υπάρχει συγχρονισμός μεταξύ ανάματος της λ. και ανοίγματος του φωτοφράκτη της φωτογραφικής μηχανής. Η λάμψη προέρχεται από τη στιγμιαία καύση του νήματος αλουμινίου μέσα στο καθαρό οξυγόνο. Η χρήση τους έχει εγκαταλειφθεί πλέον καθώς είναι μιας χρήσεως και έχουν αντικατασταθεί από λ. αίγλης ειδικής κατασκευής που εκπέμπουν μικρής διάρκειας ισχυρή λάμψη με την εκκένωση φορτισμένου ηλεκτρικού πυκνωτή.
Διάφοροι τύποι λαμπτήρων.
Α) Λάμπα πυράκτωσης: 1) βάση· 2) γυάλινο στήριγμα με τους αγωγούς· 3)αγωγοί· 4) αμπούλα· 5) νήμα και τα σχετικά στηρίγματα· 6) ατμόσφαιρα αδρανούς αερίου.
Β) Λάμπα βολταϊκού τόξου: 1) ρυθμιστές απόστασης ηλεκτροδίων· 2) αγωγοί· 3) ηλεκτρόδια.
Γ) Λάμπα φθορισμού: 1) ακροδέκτης· 2) νήμα· 3) ατμοί υδραργύρου και αδρανές αέριο· 4) εσωτερική επίχριση με φθορίζουσες ουσίες.
Δ) Λάμπα ατμών υδραργύρου: 1) κύριο ηλεκτρόδιο· 2) σωλήνας εκφόρτισης από χαλαζία· 3) αγωγοί· 4) αντίσταση αφής· 5) βάση· 6) στηρίγματα· 7) βοηθητικό ηλεκτρόδιο· 8) εσωτερική επένδυση με φθορίζουσες ουσίες.
Ε) Λάμπα μεικτού φωτισμού: 1) σωλήνας εκφόρτισης με ατμούς υδραργύρου· 2) στηρίγματα· 3) βάση· 4) νήμα και σχετικά στηρίγματα· 5) εσωτερική επίχριση με φθορίζουσες ουσίες· 6) αμπούλα.
Αριστερά, λάμπα με υδρογόνο (βόλτα) και δεξιά λάμπα υγραερίου.
Οι λάμπες νέον εφαρμόζονται κυρίως σε επιγραφές· στη φωτογραφία, η Times Square στο Μανχάταν της Νέας Υόρκης πλημμυρισμένη από φωτεινές επιγραφές με διάφορα χρώματα (φωτ. ΑΠΕ).
Μία λάμπα αναλαμπής (φλας): μέσα στην αμπούλα είναι ορατό το «κουβάρι» των νημάτων που προορίζονται να καούν στην ατμόσφαιρα καθαρού οξυγόνου.
Μία λάμπα υπέρυθρων ακτίνων: η ακτινοβολία ανήκει κυρίως στην περιοχή των θερμικών κυμάτων.
Χαρακτηριστικά διαγράμματα λαμπτήρων φθορισμού. Οι λαμπτήρες στους οποίους αναφέρονται τα διαγράμματα Α και Β ακτινοβολούν κυρίως προς το κίτρινο και το πορτοκαλί και δίνουν φως που έχει χρώμα όμοιο με εκείνη των κοινών λαμπτήρων πυράκτωσης. Τα διαγράμματα Γ και Δ αναφέρονται σε λαμπτήρες με μία καλύτερη ισοκατανομή των χρωμάτων και το διάγραμμα Ε σε μία λάμπα που εκπέμπει φως με φασματική σύνθεση όμοια με εκείνη του ηλιακού φωτός.
* * *η1. φωτιστικό μέσο, λαμπτήρας2. λυχνία.[ΕΤΥΜΟΛ. Αντιδάνειο < ιταλ. lampa < λατ. lampas < λαμπάς, -άδος].
Dictionary of Greek. 2013.
