Lampu Halogen Tungsten

Pada tahun 1958, E.G. Fridrich dan E.H. Wiley telah membangunkan Lampu Halogen Tungsten dengan memperkenalkan gas halogen (secara asas Iodin) ke dalam lampu pijar. Secara asas, tanpa gas halogen, untaian lampu pijar secara perlahan akan kehilangan prestasinya kerana penguapan untaian pada suhu operasi yang lebih tinggi. Tungsten yang menguap dari untaian lampu pijar biasa mendepositkan diri secara perlahan di permukaan dalam bulb. Oleh itu, lumen menjadi terhalang dari jalan keluarnya dari bulb. Jadi efisiensi iaitu lumen/watt lampu pijar menurun secara perlahan. Tetapi penempatan gas halogen ke dalam lampu pijar mengatasi kesukaran ini selain kelebihan-kelebihan lain. Karena gas halogen yang dimasukkan ini membantu tungsten yang menguap untuk membentuk halida tungsten yang tidak pernah mendepositkan diri pada permukaan dalam bulb pada suhu antara 500K hingga 1500K. Oleh itu, lumen tidak menghadapi halangan. Jadi Lumen per watt lampu tidak merosot. Lagi pula, disebabkan penempatan gas halogen bertekanan, kadar penguapan untaian berkurang.

Prinsip Kerja Lampu Halogen

Prinsip kerja lampu halogen didasarkan pada siklus regeneratif halogen.

Dalam lampu pijar, disebabkan oleh suhu tinggi, untaian tungsten menguap semasa operasi. Disebabkan aliran konveksi gas di dalam bulb, tungsten yang menguap dibawa menjauhi untaian. Dinding bulb relatif sejuk. Oleh itu, tungsten yang menguap kemudian melekat pada dinding dalam bulb. Ini bukan masalah apabila halogen seperti iodin digunakan dalam kontena bulb. Suhu untaian lampu halogen dikekalkan kira-kira 3300K. Oleh itu, di sini juga tungsten akan menguap dari untaian lampu. Disebabkan aliran konveksi gas di dalam bulb, atom tungsten yang menguap dibawa menjauhi untaian ke zon suhu yang lebih rendah di mana mereka bergabung dengan uap iodin dan membentuk iodida tungsten. Suhu yang diperlukan untuk kombinasi tungsten dan iodin adalah 2000K.

Kemudian, aliran konveksi gas yang sama di dalam bulb membawa iodida tungsten ke dinding suhu yang lebih rendah. Tetapi bulb direka sedemikian rupa sehingga suhu dinding kaca kekal antara 500K dan 1500K dan pada suhu tersebut iodida tungsten tidak melekat pada dinding bulb. Ia kembali menuju untaian disebabkan aliran konveksi gas yang sama di dalam bulb. Lagi, di dekat untaian di mana suhu lebih daripada 2800K, iodida tungsten terpecah menjadi tungsten dan uap iodin. Karena suhu yang diperlukan untuk memecahkan iodida tungsten menjadi atom tungsten dan iodin adalah >2800K.

Kemudian atom-atom tungsten ini meneruskan perjalanan dan mendepositkan diri kembali pada untaian untuk menggantikan tungsten yang sebelumnya telah menguap. Setelah itu, mereka lagi menguap disebabkan suhu untaian yang tinggi dan bebas untuk mendapatkan iodin untuk membentuk iodida. Siklus ini berulang-ulang. Oleh itu, untaian tidak menguap secara kekal sehingga suhu untaian dapat dikekalkan pada tahap yang sangat tinggi berbanding lampu pijar biasa yang menjadikannya lebih efisien iaitu rating lumen/watt yang lebih tinggi. Sebagai tidak ada penguapan untaian secara kekal, usia pakai Lampu Halogen Tungsten menjadi lebih lama dengan kejelasan penerangan. Persamaan kimia adalah

Pembinaan Lampu Halogen

Berbanding dengan lampu halogen, lampu pijar hanya mampu menyediakan 80% lumen pada akhir hayat kerana kejelasan dinding kaca menjadi pudar disebabkan deposit tungsten padanya, manakala lampu halogen tungsten mampu menyediakan lebih daripada 95% lumen pada akhir hayat. Sebelum ini, kaca borosilikat atau aluminosilikat digunakan untuk membuat bulb lampu halogen. Kerana mereka mempunyai kebolehan menahan suhu yang lebih tinggi dan pekali pengembangan termal mereka sangat rendah. Tetapi sekarang, Kuarsa digunakan secara meluas untuk membuat kaca lampu halogen. Kuarsa adalah silika yang transparan dan dioksida silikon murni. Ia sangat kuat dan tahan suhu yang lebih tinggi berbanding kaca borosilikat atau aluminosilikat. Bulb kuarsa boleh menjadi bahan lembut di atas 1900K. Lagi, sekitar untaian 2800K harus dikekalkan untuk mendapatkan siklus halogen yang berterusan. Jadi jarak antara untaian dan dinding bulb kuarsa harus dikekalkan sedemikian rupa sehingga dinding bulb kuarsa mendapat suhu di bawah 1900K. Dinding bulb harus kuat dan lebih kecil dalam isipadu supaya lampu boleh dioperasikan pada tekanan dalaman beberapa atmosfer. Lagi, tekanan dalaman yang lebih tinggi di dalam bulb mengurangkan kadar penguapan untaian tungsten. Sejumlah nitrogen dan argon dicampurkan bersama gas halogen di dalam bulb untuk mengekalkan tekanan gas yang lebih tinggi di dalam. Dengan demikian, lampu boleh dioperasikan pada suhu yang lebih tinggi dan dengan efisiensi luminous yang lebih tinggi untuk masa yang lama. Kebanyakan lampu pada hari ini menggunakan bromin berbanding iodin. Bromin tidak berwarna manakala iodin mempunyai warna ungu.

Aplikasi Lampu Halogen Tungsten

Lampu halogen tungsten boleh mempunyai pelbagai bentuk tetapi kebanyakannya berbentuk tabular dengan untaian yang diorientasikan secara aksial. Lagi, ia tersedia dalam jenis kedua-dua hujung dan satu hujung. Dua jenis ditunjukkan di bawah.
Dua jenis ditunjukkan di bawah.

Lampu halogen tungsten memberikan suhu warna berkorelasi, pemeliharaan lumen yang baik, dan hidup yang wajar. Lampu halogen tungsten sesuai digunakan dalam aplikasi penerangan luar. Khususnya, ia boleh digunakan dalam penerangan sukan, teater, studio, dan penerangan televisyen, dll. Untaian mereka umumnya stabil secara mekanikal dan diposisikan dengan presisi yang lebih tinggi. Lampu halogen tungsten digunakan secara meluas sebagai sorot, projektor filem, dan instrumen saintifik. Jenis-jenis lampu halogen tungsten di pasaran lampu untaian tungsten voltan rendah juga tersedia. Mereka tersedia pada 12, 20, 42, 50, dan 75 Watt yang dioperasikan antara 3000K dan 3300K. Umur mereka berkisar dari 2000 jam hingga 3500 jam.

Sebagai peralatan projeksi optik, lampu halogen biasanya digunakan, pada hari ini, mereka digunakan secara meluas dalam penerangan paparan juga.
Bahagian utama lampu halogen tungsten adalah kapsul halogen tungsten yang kecil. Ia ditempel menjadi satu, semua reflektor kaca dikendalikan sebagai facet untuk mengawal sinar secara optik. Lampu MR-16 mempunyai reflektor multifaset dengan diameter 2 inci. Ia mempunyai efisiensi luminous sedikit lebih tinggi daripada lampu pijar voltan standard voltan. Saiz mereka lebih kecil juga dan membolehkan peranti yang ringkas.

Pernyataan: Hormati asal, artikel yang bagus layak dikongsi, jika terdapat pelanggaran sila hubungi untuk hapus.