램프의 종류
램프의 종류
1) 백열전구(Incandescent Lamp)
진공의 유리구내에 필라멘트를 봉입하여 전류를 통하면 고온방사에 의하여 발광한다.
용량이 30[W] 이하는 진공전구이고, 30[W] 이상에서는 텅스텐 필라멘트의 증발을 억제하기 위해서 아르곤과 질소를 혼합한 가스입전구로 한다. 전구는 전압이 변화하면 필라멘트의 온도가 변화하고, 전류 전력, 광속, 효율 및 수명도에 따라서 변화한다.
가스입 전구의 특성은 전압이 정격전압보다 높으면 광속은 급격히 증가하지만 수명은 오히려 심하게 짧아진다. 전압이 낮아지면 이와 반대의 현상이 나타난다.
2) 적외선전구
적외선에 의한 가열, 건조 등 공업분야에 응용되고 있다. 적외선 건조 전구의 필라멘트 색온도는 2400 ～ 2500[。K]로서 적외선의 방사효과를 80[%]까지 증대하고 있다. 수명은 약 5000시간 정도이다.
3) 할로겐 전구
요오드등 할로겐은 낮은 온도에서는 텅스텐과 결합하고 높은 온도에서는 분해하는 성질이 있다. 전구내에 소량의 할로겐을 넣으면 텅스텐과 결합하여 활로겐화 텅스텐이 된다.
이것은 투명하고 증발하기 쉬운 것으로서 필라멘트 가까이 가면 고온으로 인해 분해되고 텅스텐은 필라멘트로 되돌아가고 할로겐은 확산한다. 이 할로겐이 관벽에 가면 또다시 텅스텐을 잡아서 필라멘트로 되돌려주는 할로겐 싸이클을 이룬다. 이것으로 인하여 전구는 수명이 길어지며 유리구의 흑화도 적어진다. 따라서 광색과 색온도의 저하가 극히 적으며 할로겐전구는 관형으로 만든다.
형 식 | 크기 [W] | 관의길이 [㎜] | 관의지름 [㎜] | 전광속 [㏐] | 효율 [㏐/W] | 수명 [h] |
J 100[V] 50[W] | 500 | 117.6이하 | 12이하 | 100,500±1500 | 21 | 2000 |
J 200[V] 100[W] | 1000 | 208.4이하 | 12이하 | 211,000±3000 | 21 | 2000 |
J 200[V] 150[W] | 1000 | 248.4이하 | 12이하 | 333,000±4500 | 22 | 2000 |
대표적인 할로겐전구의 정격
4) 형광등(Fluorescent Lamp)
저압수은등의 발광스펙트럼 중 전방사의 90[%] 이상의 강한 자외선 253.7[㎚]를 이용하여 방전관 내벽에 칠한 형광체를 자극시켜 가시부에서 형광을 발산하도록 하는 방전등을 형광등이라 한다.
형광등은 자외선 뿐만 아니라 시감도가 낮은 광선(청자색)도 시감도를 높게 변환시키므로 발광효율이 높아진다.
가) 형광방전관
형광방전관의 전극을 분류하면 냉음극과 열음극으로 나누어지며 냉음극은 주로 네온사인에 사용되고 일반조명용으로는 열음극 형광방전관이 널리 사용되고 있으며, 열음극 방전관은 시동형에 따라서
○ 예열시동형(Preheating Starting Circuit)
○ 속시시동형(Rapid Starting Circuit)
○ 순시시동형(Instant Starting Circuit)으로 분류되며
사용장소의 환경 및 필요에 따라 선택적으로 사용되어지고 있다.
나) 형광램프의 종류
종류는 시동회로 방식에 따라 다음과 같이 분류한다.
○ 스타터형 램프(예열시동형)
○ 래피드 스타트형 램프(속시시동형)
○ 슬림 라인형 램프(순시시동형)
○ 고주파 점등 전용형 형광램프 : 고주파 점등 전용회로(또는 장치)로 점등한 열음극형 램프로서 효율을 향상시킨 형광램프
다) 형광램프의 한국산업규격
종 별 | 크기 구분 | 정격램프 전력[W] | 치 수 [㎜] | 베이스 | |
길이 | 관경 | ||||
FLR 20 | 20 | 20 | 580.0±1.5 | 32.5±1.5 | G13 |
FLR 32SS | 32 | 32 | 1198.0±1.5 | 25.5±1.5 | G13 |
FLR 40 | 40 | 40 | 1198.0±1.5 | 32.5±1.5 | G13 |
FLR 40S/36 | 36 | 28.0±1.5 | |||
FLR 65 | 65 | 65 | 1498.0±2.0 | 38.0±1.5 | G13 |
(FLR 60H) | 60 | 60 | 1200.0±2.0 | R 17 d | |
(FLR 80H) | 80 | 80 | 1500.0±2.0 | ||
FLR 110H | 110 | 110 | 2367.0±3.0 | 38.0±1.5 | R 17 d |
FLR 110H/100 | 100 | ||||
(FLR 110EH) | 110 | 110 | 1148.0±1.5 | 38.0±1.5 | R 17 d |
(FLR 220EH) | 220 | 220 | 2367.0±3.0 | ||
형광램프의 규격(래피드 스타트형)
종 별 | 크기 구분 | 치 수 [㎜] | 베이스 | |
길이 | 관경 | |||
FHF 32SS | 32 | 1198.0±1.5 | 25.5±1.2 | G13 |
형광램프의 규격(고주파 점등 전용형)
라) 형광램프의 특징
○ 효율이 높다. 전구는 물론 수은등보다 효율이 높다.
○ 희망하는 광색을 얻을 수 있다.
형광체를 바꾸면 희망하는 색광을 얻을 수 있으며 또한 효율이 높다. 색광등의 경우 같은 용량의 전구에 비하여 청색은 40배, 녹색은 95배의 높은 효율이다. 일반 조명용으로 사용되는 주광색 형광등은 색온도 4500[。K]로서 해가 뜨고 2시간후의 태양광색에 근사하다.
○ 램프 휘도가 낮다.
발광면적이 커서 램프의 휘도가 낮으며 0.5 ～ 1[㏅/㎠] 정도이며, 사람이 오랜 시간동안 볼 수 있는 휘도의 한계는 0.5 [㏅/㎠]이며, 이 이상되면 눈부심을 느낀다.
○ 수명이 길다.
형광등의 수명은 7000[h]로 백열전구의 1000[h]에 비하여 매우 길다. 형광등의 수명에 미치는 영향은 전구에 비하여 복잡하다. 즉 안정기가 좋지 않은 경우, 전원전압이 너무 높거나 낮은 경우, 전원 주파수가 정격치가 아닌 경우, 점멸횟수가 큰 경우, 주위온도가 심하게 낮은 경우에는 수명이 짧아진다.
○ 열을 거의 발산하지 않는다.
○ 전원전압의 변동에 대하여 광속의 변동이 적다.
전압변동에 대한 형광등의 광속변화는 전구의 3[%] 경우에 비하여 적으며, 전압 1[%] 변동에 대하여 1～2[%]의 광속이 변화할 뿐이다.
○ 전원주파수의 영향이 광속, 수명에 영향을 미친다.
안정기로서 쵸크코일 이나 콘덴서를 사용하므로 이것들이 전원주파수의 영향을 받아서 결과로 형광등의 광속이나 수명이 변동한다. 정격주파수의 ±4[%] 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
○ 시동에 시간이 걸린다.
널리 사용되고 있는 점등관식 형광램프는 스위치를 넣고 형광등이 점등할 때까지 약 3초 정도가 소요되어 불편하다.
주위온도가 낮아지면 점등관 특성이 나빠져서 더욱 긴 시간이 걸린다. 속시형이나 순시형은 이 결점을 제거할 수 있다.
○ 주위온도의 영향을 받는다.
형광등은 주위온도가 20～25[℃]일 때 효율이 높고 온도가 이보다 높거나 낮으면 효율이 떨어진다.
주위온도가 너무 떨어지면 점등할 수 있는 최저전압은 높아지며 결국 점등관은 동작하나 형광등은 점등하지 않는다.
○ 저역율이다.
형광등의 안전기에는 대부분 쵸크코일이 사용되므로 역율이 나빠져서 55 ～ 65[%] 정도로 된다. 이것을 85[%] 정도의 고역율로 개선하려면 전원에 병열로 1등당 3.5 ～ 5.5[μＦ] 의 콘덴서를 설치한다.
○ 빛의 어른거림이 있다.
형광등을 교류로 점등하면 전류의 주기적 변화와 더불어 그의 광속에는 전원주파수의 2배의 주파수의 어른거림이 일어난다.
5) 수은등(Mercury Lamp)
수은등은 수은증기 중의 방전을 이용한 것이다. 상온의 수은 증기압은 매우 낮으므로 이것만으로 기동시키려면 고전압이 필요하다. 따라서 미량의 아르곤을 혼합시켜서 페닝효과를 이용하여 기동을 용이하게 하고 있다. 방전이 시작되면 수은이 서서히 증발하여 적당한 압력으로 된다.
고압수은등에서는 보통 점등중에 수은이 전부 증발하도록 설계되어 있으며 보통 수은증기압이 상승하면 아아크는 관의 중심에 집중하여 관전압, 휘도, 효율 등이 높아진다.
6) 메탈 할라이드 램프(Metal Halide Lamp)
고압수은램프의 연색성 및 효율을 개선하기 위하여 고압수은램프에 금속 또는 금속 할로겐화합물을 혼입한 것이다.
고압수은증기 중에 금속 또는 금속 할로겐 화합물을 혼입하면 그 금속원자에 의한 발광스펙트럼이 중첩되어 수은램프의 연색성과 효율이 개선된다.
즉 탈륨, 나트륨, 인듐, 토륨 등 수 종류의 금속원자를 요오드화물, 브롬화물 등의 금속 할로겐화물로서 첨가하면 각각의 금속의 특유한 선 스펙트럼으로 효율 및 연색성이 향상된다.
즉 효율은 일반적으로 70～80[㏐/W]로 높고, 평균연색평가계수는 80～90의 고 연색성이 된다.
7) 고압나트륨램프
나트륨 증기압을 저압나트륨 증기압(4×10-3mmHg)보다 높여가면 발광 효율은 자기흡수 때문에 떨어진다. 그러나 더욱더 증기압을 높여가면 발광효율은 다시 상승하고, 그의 분광분포는 나트륨의 D선 부근을 중심으로 폭넓게 밴드 스펙트럼을 상반하지만 약 100～200[mmHg]에서 발광효율은 최대로 되고, 최고 효율의 황백색광이 얻어진다.
400[W] 고압나트륨 램프의 전광속은 4400[㏐], 램프효율 110[㏐/W], 색온도 2200[。K], 평균수명 9,000시간 정도이다.
8) EL램프
현재 가장 새로운 광원이라고 생각되는 것이 EL램프이다. 광원은 전구의 점광원으로부터 형광등의 선광원으로 발전하였다. EL램프는 Electro Luminescent Lamp의 약자이다.