วิชาส่องสว่าง

1

หนงั สอื อเิ ลก็ ทรอนกิ ส์

เรอื่ งหลอดไฟ

2

เร่อื งท่ี 1 ความร้เู บอ้ื งต้นหลอดไฟฟา้

หลอดไฟ เป็นแหล่งกำเหนิดแสงสว่างชนิดพิเศษที่เกิดจากการสร้างขึ้นของมนุษย์ นับตั้งแต่
สมัยของเอดิสัน เป็นคนแรกที่มีการประดิษฐ์หลอดไฟฟ้าสำเร็จเป็นครั้งแรก และมีกรพัฒนาเรื่อยมา
จนถึงปัจจุบัน ทำให้หลอดไฟฟ้าที่พัฒนาขึ้นมมีประสิทธิภาพสูง ปัจจุบันยังได้มีกรสร้างหลอดไฟฟ้า
ขึ้นมาเพื่อใช้กับงานต่าง ๆ เฉพาะด้านอีกมากมายหลายชนิด หลอดไฟฟ้าแต่ละชนิดจะนำไปใช้งาน
แตกต่างกันออกไป และถ้าเราจะนำหลอดไฟฟ้าพวกนี้ไปใช้จะต้องศึกษรายละเอียดต่าง ๆ จาก
บริษัทผู้ผลิต หรือคู่มือของหลอดไฟฟ้าชนิดนั้น ๆ เสียก่อนและก่อนที่จะศึกษการทำงน หรือการนำ
หลอดไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ ไปใช้งานก็ควรจะต้องทำความเข้าใจกับความหมายของคำต่าง ๆ เพื่อใช้ใน
การพิจรณาเลือกหลอดไฟฟ้าก่อน ความหมายดงั กล่าวมีดงั ตอ่ ไปนี้ (ชาญศักด์ิ อภยั นพิ ฒั น์,2547)

1.1 ประสทิ ธิภาพของหลอดไฟฟ้า (Light Source Efficacy)
โดยทั่วไปประสิริภาพของเครื่องจักรกลต่าง ๆ ในการคำนวณหาประสิทธิภาพจะหมายถึง

อัตราส่วนของพลังนทีเ่ ครื่องจักรกลน้ันให้ออกมาต่อพลังงานท่ีเราใส่เข้าไปให้กบั เคร่ืองกลน้ันในหน่วย
ของการเปรียบเทียบหน่วยเดียวกัน เช่น ในทางเครื่องกลไฟฟ้า ประสิทธิภาพจะมีหน่วยเป็นวัตต์ต่อ
วัตต(์ Output/Input) แต่ในเรอื่ งของแสงสว่างก็คำนวณหาประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้าได้เหมือนกับ
ทางเครื่องกล แต่จะมีข้อแตกต่างกันอยู่ที่ว่า ค่าอัตราส่วนที่นำมาคำนวณจะเป็นคนละหน่วยกัน
(ชาญศกั ด์ิ อภยั นพิ ฒั น์,2547)

เพราะฉะนั้น ค่าของประสิทธิภาพที่เกิดขึ้นกับหลอดไฟฟ้า จึงใช้คำว่า Efficacy แทนที่จะใช้
คำว่าEfficiency หมือนที่ใช้ในทางกลหรือไฟฟ้า ซึ่งความหมายของประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้า
หมายถึงอัตราส่วนของปริมาณจำนวนส้นแรงของแสสว่างที่เปล่งออกมาจกหลอดไฟฟ้ามีหน่วยลูเมน
ต่อปริมาณกำลังไฟฟที่ป้อนให้กับหลอดไฟฟ้าที่มีหน่วยเป็นวัตต์ หรือลูเมนต่อวัตต์ของหลอดไฟฟ้า
นน่ั เอง (ชาญศกั ดิ์ อภยั นิพัฒน์,2547)

3

1.2 ความเสอื่ มสภาพของหลอดไฟฟา้ (Lamp Lumen Depreciation : LLD)
ค่าความเสอ่ื มสภาพของหลอดไฟฟ้าทกชนดิ น้ันจะเกิดข้ึนเม่ือหลอดไฟฟ้านน้ั ถกู ใช้งานไปแล้ว

ยิ่งใช้หลอดไฟฟ้าไปนาน ๆ ค่าความเสือ่ มสภาพของหลอดไฟฟ้าก็ย่อมจะต้องมากข้ึนไปด้วย ค่าความ
เสื่อมสภาพของหลอดไฟฟ้าในทีน้ี หมายถึง ปริมาณจำนวนส้นแรงของแสงสว่างในหน่วยลูเมนที่
ออกมาจากหลอดไฟฟ้าจะลดลง ซึ่งจะมีผลทำให้ประสิทธิภพของหลอดไฟฟ้ามีค่าลูเมนต่อวัตต์ลดลง
ตามไปดว้ ย (ชาญศักด์ิ อภยั นพิ ฒั น์,2547)

1.3 อายุการใชง้ านของหลอดไฟฟ้า (Lamp Mortality)
อายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้า แต่ละชนิดแต่ละประเภทจะมีอยุการใช้งานไม่เท่ากัน หลอด

ไฟฟ้าบางชนิดอาจจะมีอายุสัน้ ใช้งานไดน้ านเพียงเสย้ี ววินาที หลอดไฟฟา้ บางชนดิ อาจจะมอี ายกุ ารใช้
งานเป็นร้อย ๆ ชั่วโมง หรือหลอดไฟฟ้าบางชนิดจะมีอายุการใช้เป็นพันเป็นหมื่นชั่วโมง ซึ่งขึ้นอยู่กับ
งานที่ต้องการใช้หลอดไฟฟ้าชนิดนั้น ๆ แต่อายุการใช้งานจริงที่จะพูดถึงคือ อายุการใช้งานเฉลี่ยของ
หลอดไฟฟ้า ไม่ใช่นับตั้งแต่หลอดไฟฟ้านั้นทำงนจนกระทั่งหลอดไฟฟ้านั้นดับสนิด แต่หมายถึงการ
นำเอาหลอดไฟฟ้าจำนวนหนึ่งมาทำการทดสอบ โดยการปิด-ปิดทุก ๆ 10 ชั่วโมง (ซึ่งขึ้นอยู่กับมา
ตฐานที่จะใช้) จนกระท่ังหลอดในกลุ่มดังกล่าวนั้นดับสนิท และเสื่อมลดลงเหลือ 50% ของจำนวน
หลอดไฟฟ้าทใ่ี ช้ทดสอบทั้งหมดจงึ ยึดเอาระยะเวลานี้เป็นอายุการใชง้ นของหลอดไฟฟ้าโดยเฉล่ียแสดง
ได้ (ชาญศกั ด์ิ อภยั นพิ ัฒน์,2547) ดงั รปู ท่1ี .1

4

รปู ที่ 1.1 กราฟสดงอายุของการใช้งานของหลอดไส
ที่มา (John E, Kaufman. 1966 : 8-8)

1.4 สีของหลอดไฟและการใช้งาน
หลอดไฟที่วางจำหน่ายในร้านคา้ อิเล็กทรอนิกส์นั้นมีหลายโทนสี และแสงของหลอดไฟแต่ละ

สี ก็สามารถสร้างความรู้สึก อารมณ์ สร้างบรรยากาศให้แก่ผู้อยู่อาศัยได้ มีส่วนช่วยให้เรารู้สึกผ่อน
คลายพักผ่อนได้อย่างสบาย หรือแม้แต่ทำให้รู้สึกอยู่ในบรรยากาศอบอุ่น โรแมนติก ซึ่งสีของแสงไฟ
สามารถวัดเป็นค่าอุณหภูมิได้ เรียกว่าหน่วยเคลวิน จะไล่ในระดับเริ่มต้นจากแสงโทนส้ม ที่ให้
ความรู้สึกอบอุน่ ไปจนถงึ ระดบั คา่ อณุ หภูมิสูง มกั จะเป็นโทนสฟี ้า ให้ความร้สู กึ สดใส ช่วยปลกุ รา่ งกาย
ใหก้ ระปรก้ี ระเปรา่ ประเภทของแสงหลอดไฟ แบ่งออกเปน็ 3 แบบ ไดแ้ ก่ (Own Lee,2560)

5

1.4.1 วอร์มไวท์ (Warm White) ให้โทนแสงนวลตา เป็นสีโทนอุ่น ให้ความสว่างไม่มากนัก
ออกสีทองส้ม เหมาะกับการใช้เพ่ือประดับตกแต่งมากกวา่ เนน้ การมองเห็น ประยุกต์ใช้ร่วมกับการจัด
สวนได้ดี แสงวอร์มไวท์ จะสะท้อนกับวัสดุให้แสงสีทอง ทำให้บริเวณพื้นที่ดูงดงามขึ้นมาทันตาเห็น
หากนำไปใชต้ กแต่งภายใน เหมาะกับแสงภายในห้องนอน ห้องนงั่ เล่น หรอื หอ้ งท่ใี ช้ในการพักผ่อน ไม่
เพียงแค่สร้างความอบอุ่นเท่านั้น แต่แสงชนิดวอร์มไวท์ ยังให้ความรู้สึกโรแมนติก ผ่อนคลายอีกด้วย
นะ สถานท่พี กั ต่าง ๆ จงึ นยิ มใชห้ ลอดไฟชนดิ น้มี าตกแตง่ กัน (Own Lee,2560)

1.4.2 คูลไวท์ (Cool White) โทนแสงระหว่าง วอร์มไวท์และเดย์ไลท์ เรียกได้ว่า หากใคร
ต้องการความเป็นกลาง เลือกไม่ถูกระหว่าง 2 ตัวเลือกก่อนหน้านี้ คูลไวท์อาจเป็นอีกหนึ่งคำตอบได้
เป็นอย่างดี ระดับแสงคูลไวท์ สามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานได้ทุกรูปแบบ ทั้งภายในและภายนอก
ลดความอ่นุ ของแสงสีส้ม และลดความสว่างของแสงเดย์ไลท์ ทำใหเ้ กิดความสมดุล ลกั ษณะเป็นแสงสี
ขาวนวลตา (Own Lee,2560)

1.4.3 เดย์ไลท์ (Day Light) โทนแสงสว่างตา เป็นโทนแสงเดียวกับแสงกลางวัน ให้แสงสว่าง
สูง ออกไปในโทนสีฟ้า มองเห็นได้ชัด ให้ความรู้สึกสดใส กระฉับกระเฉง ตื่นตัว ประยุกต์ใช้กับการ
ทำงานเป็นหลัก เช่น ห้องทำงาน ภายในออฟฟิศ สำนักงาน ห้องครัว หรือแม้แต่ห้องนอน ในมุมที่
ต้องการแสงสวา่ งอย่างเพียงพอ อาทเิ ชน่ มุมอ่านหนงั สือ มมุ ทำงาน อาจเรียกไดว้ า่ เป็นชนิดหลอดไฟ
ที่ได้รับความนิยมในการใช้งานมากท่ีสุดก็ว่าได้ เนื่องด้วยคณุ สมบัติที่มองเห็นได้อย่างชัดเจน สามารถ
นำไปใช้ได้ทกุ ๆ งาน (Own Lee,2560)

หลอดไฟ Warm White มีอุณหภูมิสีอยู่ที่ 2500-3300 เคลวิน ให้แสงในโทนส้ม ช่วยให้ร้สู กึ
ถึงความอบอ่นุ (Own Lee,2560)

หลอดไฟ Cool White มีอุณหภูมิสีอยู่ที่ 4000 เคลวิน ให้แสงขาวสว่างสดใสในโทนอุ่น อยู่
ในชว่ งก่งึ กลางระหวา่ ง Warm White และ Daylight White (Own Lee,2560)

6

หลอดไฟ Daylight White มอี ุณหภมู สิ อี ยู่ท่ี 6000-6500 เคลวนิ ใหแ้ สงขาวในโทนฟ้า สว่าง
สดใส ชว่ ยกระต้นุ ร่างกายให้กระปรีก้ ระเปรา่ ไม่งว่ งนอนง่าย (Own Lee,2560)

รปู ที่ 1.2 แสดงสขี องหลอดไฟแตล่ ะแบบ
ท่ีมา (https://bit.ly/35IJ6iP)

7

แบบฝึกหดั ทา้ ยเร่อื งที่ 1 ความร้เู บอ้ื งตน้ หลอดไฟฟ้า

1. ประสทิ ธิภาพของหลอดไฟฟ้าจะมีหนว่ ยเป็น อะไร
ก. วัตตต์ ่อวตั ต์
ข. โอมต่อวตั ต์
ค. ลูเมนตอ่ วตั ต์
ง. แอมแปรต่อวตั ต์

2. ข้อใดไม่ความเสอ่ื มสภาพของหลอดไฟฟ้า
ก. เกิดจากการจดั เกบ็ ทไ่ี มด่ ีของรา้ นคา้
ข. เกดิ จากการใชง่ ่านที่ผิดประเภท
ค. เกิดจากการถกู ใชง้ านไปแล้ว
ง. เกิดจากการอณุ หภูมิของสถานท่ีใช้งาน

3. เราสามารถยืดอายุการใช้งานของหลอดไฟฟ้า ได้อยา่ งไร
ก. กดเปิดปิดสวติ ช์หลายครัง้ ต่อการใชง้ านคร้งั เดียว
ข. เปิดใช้งานหลอดไฟฟ้าแบบไมต่ ้องปิดเลย
ค. เปิดใชง้ านเทา่ ที่จำเปน็
ง. ถูกทกุ ขอ้

8

4. สแี ละแสงของหลอดไฟแต่ละสี กส็ ามารถสรา้ งความร้สู ึก อารมณ์ สร้างบรรยากาศให้แกผ่ ู้อยู่
อาศยั ได้ข้อใดคือสีท่ีทำใหค้ วามรสู้ กึ สดใส

ก. สีโทนสีดำ
ข. สีโทนสฟี ้า
ค. สีโทนสีแดง
ง. สโี ทนสมี ว่ ง
5. วอร์มไวท์ ใหโ้ ทนแสงนวลตา เป็นสีโทนอนุ่ ให้ความสว่างไมม่ ากนกั ออกสที องส้ม เหมาะกบั
การใชแ้ บบใด
ก. ใชใ้ นห้องครวั
ข. ใช้เพือ่ ประดับตกแต่ง
ค. ใชใ้ นหอ้ งทำงาน
ง. ใช้ในหอ้ งน้ำ
6. เดยไ์ ลท์ โทนแสงสว่างตา เปน็ โทนแสงเดียวกบั แสงกลางวนั ให้แสงสวา่ งสูง ไม่เหมาะกับการใช้
งานในข้อใด
ก. ใช้ในห้องครัว
ข. ใช้เพอื่ ประดับตกแตง่
ค. ใชใ้ นหอ้ งทำงาน
ง. ใช้ในห้องน้ำ

9

เร่อื งท่ี 2 หลอดไส้ (Incandescent Lamp)

หลอดไฟฟ้าที่มีใช้อยู่ในช่วงแรก ๆ ของการให้แสงสว่างทั่วไปนั้นก็คือหลอดไส้
(incandescent Lamp) หลอดไฟฟา้ ชนดิ น้ถี กู สรา้ งใหม้ ีการเปล่งแสงสวา่ งออกจากไสห้ ลอดไฟฟ้าเม่ือ
ได้รับกระแสไฟฟ้าไหลผ่านไส้หลอดของหลอดไฟฟ้า ก็จะปล่งแสงสว่างออกมาใหค้ วามสว่างไสว ดังท่ี
เหน็ กนั อยู่ในปัจจบุ นั
2.1 โครงสรา้ งของหลอดไส้

โดยทั่วไปแล้วในการออกแบบหลอดของหลอดไฟฟ้านั้น เราจะต้องทราบข้อมูลเบื้องต้นของ
หลอดไฟฟ้าชนิดนี้ก่อน ซึ่งจะประกอบไปด้วยส่วนต่าง ๆ เช่น ไส้หลอดไฟฟ้า(Filament) ความยาว
เส้นผ่านศูนย์กลาง รูปร่างของหลอดไฟฟ้า ลวดนำกระแสก้านยึด ตัวยึดไส้หลอดไฟฟ้า ก๊าซที่ใช้เติม
ความดนั กา๊ ซ วิธกี ารติดตัง้ ไส้หลอดไฟฟ้า ขนาดของหลอดไฟฟ้า และรปู ทรง ตลอดจนสารท่ีใช้เคลือบ
ผิวของหลอดไฟฟ้า การออกแบบหรือกาสร้างหลอดไฟฟ้าชนิดนี้เพื่อให้ได้คุณสมบัติตามที่ต้องการ
ผู้ผลิตจะต้องควบคุมจำนวน กำลังไฟฟ้าที่ใช้ ประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้า และอายุการใช้งานของ
หลอด โครงสรา้ งของหลอดไส้ (Incandescent Lamp) (ชาญศักดิ์ อภัยนพิ ัฒน์,2547)

รูปท่ี2.1 แสดงโครงสร้างและส่วนประกอบของหลอดไส้
ที่มา (https://th.city/7l4Ou)

10

2.1.1 ไส้หลอดของหลอดไส้ (Filament) ไส้หลอดของหลอดไฟฟ้าเป็นส่วนหนึ่งที่มี
ความสำคัญมากเพราะเป็นส่วนที่เกิดแสงสว่างขึ้นเมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านไส้หลอดของหลอดไฟฟ้าไป
และประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้าจะดีหรือไม่ก็ขึ้นอยู่กับความสว่างที่เกิดจากไส้หลอดไฟฟ้า และยิ่ง
อณุ หภูมิสูงก็ยงิ่ ทำให้ไส้หลอดไฟฟ้าเปล่งแสงสว่างออกมาได้มา ยงิ่ ทำใหป้ ระสิทธภิ าพของหลอดไฟฟ้า
สงู ตามไปดว้ ย (ชาญศักด์ิ อภยั นพิ ัฒน์,2547)

2.1.2 ตัวหลอด (Bulb) ตัวหลอดไฟฟ้าของหลอดไส้ หมายถึง กระเปาะแก้วที่บรรจุไส้ของ
หลอดไฟฟ้า และก๊าซที่ทำมาจากแก้วหลายชนิดขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของหลอดไฟฟ้าแต่ละชนิด
เช่น ทำมาจากแก้วบาง (Soft Glass) แก้วทนความร้อน (Heat Resisting Glass) แก้วหนา (Hard
Glass) เป็นต้นแต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับกำลังไฟฟที่ป้อนให้ เช่น หลอดไส้ท่ี
ตัวหลอดไฟฟ้าทำจากแก้วหนา จะทนทานต่อความร้อน ความชื้นได้ดี ถ้าทำจากควอตซ์ หรือทำจาก
แก้วซิลิคอน (High Silicon Glass) จะทนต่อความร้อนได้มากกว่าแบบแรก (ชาญศักดิ์ อภัย
นพิ ัฒน์,2547)

2.1.3 ขั้วหลอดไฟฟ้า (Base) ขั้วหลอดไฟฟ้าเป็นส่วนสำคัญอีกส่วนหนึ่งของหลอดไฟฟ้า
เพราะเปน็ ส่วนท่ีให้กระแสไฟฟ้าไหลเข้าไปภายในหลอดไฟฟ้าและออกจากหลอดไฟฟ้า ส่วนใหญ่แล้ว
ขั้วหลอดไฟฟ้าจะทำจากโลหะที่เป็นตัวนำ เช่น ทองแดง ทองเหลือง ต่อมาได้มีการพัฒนาโดยนำ
อะลูมิเนียมมาทำแทน เพราะอะลูมิเนียมเป็นตัวนำที่ดี และราคาถูก ขั้วหลอดไฟฟ้าที่นิยมใช้อยู่ใน
ปจั จุบันมีอยู่ 2 มาตราฐานใหญ่ ๆ คือ ข้วั หลอดไฟฟา้ ของระบบอมริค ANSI ใชใ้ นประเทศอมริกาและ
ขั้วหลอดไฟฟ้าของระบบยุโรปหรือระบบ SI ใช้ในประเทศแถบยุโรปตามมาตรฐานของ ANSI แลได้
แบ่งขัว้ หลอดไฟฟ้าออกเปน็ 5 ชนิดดว้ ยกัน เปน็ ชนดิ ท่ีลกั ษณะของข้วั หลอดไฟฟ้าเปน็ แบบเกลยี ว คือ

11

2.1.3.1 ขั้วหลอดไฟฟ้าแบบเชิงเทียน (Candelabra Base) เป็นขั้วหลอดไฟฟ้าที่มี
ขนาดเล็ก ทนกระแสไฟฟ้าได้ต่ำ ส่วนใหญ่จะใช้กับพวกหลอดไฟฟ้าแสดงสัญญาณหรือไฟฟ้าประดับ
และมจี ำนวนวัตตต์ ่ำ ๆ (ชาญศกั ดิ์ อภยั นพิ ฒั น์,2547) ดงั รปู ท่ี 2.2

รปู ท่ี 2.2 แสดงขวั้ หลอดไฟฟ้า แบบเชิงเทยี น (Candelabra Base)
ทม่ี า: (https://bit.ly/32tPKrd)

2.1.3.2 ขั้วหลอดไฟฟ้าแบบขนาดเล็กปานกลาง (Intermediate Base) เป็นขั้ว
หลอดไฟฟ้าท่ีมขี นาดเล็ก แตโ่ ตกว่าแบบเชิงเทียน ทนกระแสไฟฟ้าได้มากกว่าแบบเชิงเทียน ส่วนใหญ่
จะใช้กับพวกหลอดไฟฟ้าแสดงสัญญาณ หรือไฟฟ้าประดับ หรือส่องหน้าปัดเครื่องวัดต่าง ๆ ซึ่งมีค่า
กำลงั ไฟฟา้ สงู กวา่ แบบเชงิ เทยี น (ชาญศักดิ์ อภยั นิพฒั น์,2547) ดังรูปที่ 2.3

รูปท่ี 2.3 แสดงข้วั หลอดไฟฟ้าแบบขนาดเล็กปานกลาง (Intermediate Base)
ที่มา: (https://bit.ly/2RrWK1q)

12

2.1.3.3 ขั้วหลอดไฟฟ้าแบบขนาดกลาง (Medium Base) เป็นขั้วหลอดไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่
ขึ้นกว่าขั้วหลอดไฟฟ้าแบบขนาดเล็กปานกลางและทนกระแสไฟฟ้าได้สูงกว่า ทนกระแสไฟฟ้าได้ถึง
25แอมแปร์ท่ี 120 โวลต์หรือที่วตั ตส์ งู ๆ (ชาญศักด์ิ อภยั นิพัฒน์,2547) ดังรูปที่ 2.4

รูปท่ี 2.4 แสดงขั้วหลอดไฟฟ้าแบบขนาดกลาง (Medium Base)
ท่ีมา: (https://bit.ly/2RmvDFc)

2.1.3.4 ขั้วหลอดไฟฟ้าแบบขนาดใหญ่ (Mogul Base) เป็นขั้วหลอดไฟฟที่มีขนาด
โตกว่าขั้วหลอดไฟฟ้าแบบขนาดกลาง และทนกระแสไฟฟ้าได้สูงกว่า คือ ทนกระแสไฟฟ้าได้ถึง 35
แอมแปร์ ที่ 120 โวลต์ นยิ มใช้กบั สระว่ายน้ำ หรอื ใช้กับไฟฟ้า 12 โวลต์ (ชาญศักด์ิ อภยั นพิ ฒั น์,2547)
ดังรูปท่ี 2.5

รูปที่ 2.5 แสดงข้ัวหลอดไฟฟ้าแบบขนาดใหญ่ (Mogul Base)
ทม่ี า: (https://bit.ly/2RrWK1q)

13

2.1.3.5 5 ขัว้ หลอดไฟฟ้าแบบมีการเสริมขอบ (Skirter Base) เป็นข้ัวหลอดไฟฟ้าท่ี
มีการเสริมขอบขึ้นมาเพื่อรองรับตวั กระเปาะแก้ว ซึ่งอาจจะมีทั้งเปน็ ขัว้ หลอดไฟฟ้าแบบเชิงเทยี น ขั้ว
หลอดไฟฟา้ แบบขนาดเลก็ ปานกลาง ข้ัวหลอดไฟฟ้าแบบขนาดกลางที่มลี ักษณะของฐานของกระเปาะ
ใหญ่กวา่ ปกติ (ชาญศกั ดิ์ อภัยนพิ ัฒน์,2547) ดังรูปที่ 2.6

รปู ที่ 2.6 แสดงข้วั หลอดไฟฟ้าแบบมกี ารเสริมขอบ (Skirter Base)
ท่มี า: (https://bit.ly/33w0yoh )

2.1.4 กา๊ ซที่ใช้เติม (Fill Gas) ในการสรา้ งหลอดไฟฟ้าสมยั แรก ๆ น้ัน หลอดไสส้ ่วนใหญ่แล้ว
จะเป็นชนิดสญุ ญากาศ และไส้หลอดไฟฟ้ามลี ักษณะเป็นเส้นตรง ต่อมาได้มีการพยายามท่ีจะลดอัตรา
การระเหยของไส้หลอดไฟฟ้า โดยการเติมก๊าซที่จะทำให้ได้ความร้อนสูงขึ้น และประสิทธิภาพของ
หลอดไฟฟ้าดีขึ้น โดยทีไ่ มไ่ ปกระทบกระเทือนต่ออายุการใช้งานของหลอดไฟฟ และยังได้ค้นพบอีกว่า
ไส้หลอดไฟฟ้าที่มีลักษณะไม่เป็นขดลวด ความร้อนที่เกิดขึ้นจะถูกนำออกไปจากไส้หลอดไฟฟ้าโดยก๊
ชมากกวา่ จะถกู ชดเชยเพอ่ื ให้ความรอ้ นที่เพิ่มข้นึ ท่ีไสห้ ลอดไฟฟ้า (ชาญศกั ดิ์ อภัยนิพัฒน์,2547)

ในปจั จบุ ันนไี้ สข้ องหลอดไส้จะทำงานร่วมกันอยู่ภายในหลอดไฟฟา้ รว่ มกันกับก๊าซเฉื่อย(Inert
-Gas)ซึ่งจะห่อหุ้มอยู่ล้อมรอบไส้หลอดไฟฟ และจะทำให้เปอร์เซ็นต์ของการสูญเสียพลังงานน้อยลง
ถ้านำไส้หลอดไฟฟ้ามาทำให้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพิ่มขึ้น และทำเป็นขดลวดเล็ก ๆ จะพบว่า
สามารถลดการสูญเสยี ของพลังงานได้มากขึน้ อกี ด้วย (ชาญศกั ด์ิ อภยั นพิ ัฒน์,2547)

14

2.1.4.1ก๊าซเฉื่อย (Inert Gas) ในหลอดไส้ เมื่อเราเติมกา๊ ซเฉื่อยลงไปในหลอดไฟฟา้
เพอ่ื ท่ีจะใช้เปน็ ตัวปอ้ งกนั การเกิดปฏกิ ิริยาเคมีระหวา่ งกา๊ ซและส่วนต่าง ๆ ทอี่ ยู่ภายในหลอดไฟฟ้า ใน
สมัยแรกได้ทดลองใช้ก๊าซไนโตรเจนก่อนซึ่งนำความร้อนได้ไม่ดีนัก ต่อมได้ทดลองใช้ก๊าซอาร์กอน
ปรากฏว่านำความร้อนได้ดีกว่าก๊าซไนโตรจน ต่อมาได้นำเอาก๊าซอาร์กอนและกำชไนโตรเจน ซึ่งมี
เปอร์เซ็นต์เพียงเล็กน้อยบรรจุเข้าไปอยู่ในหลอดไส้ หนที่ของก๊าซไนโตรเจนจะทำหน้ที่เป็นตัวป้องกนั
การอาร์ก (Arc) ที่จะเกิดขึ้นระหว่างลวดนำกระแสไฟฟ้า ในการนำก๊าซทั้ง 2 อย่างมาใช้ร่วมกันนั้น
อตั ราสว่ นของก๊าซทงั้ สองนั้นขน้ึ อยู่กบั แรงดนั ไฟฟ้าทต่ี ้องใช้ ลกั ษณะของไสห้ ลอดไฟฟ้า อุณหภูมิ และ
ระยะหา่ งระหว่างลวดนำกระแสไฟฟา้ (Lead-tip Spacing) โดยใช้กา๊ ซอารก์ อนท่ากับ 99.6% สำหรับ
แรงดันไฟฟ้า 6 โวลต์ ใช้ก๊าซอาร์กอน 95%สำหรับไส้หลอดไฟฟ้าชนิดซ้อนขดลวด-ขุดลวด ที่ 120
โวลต์ ใช้ก๊าซอาร์กอน 90% สำหรับไส้หลอดไฟฟ้าที่มีฟิวส์ (Fused) ต่ออยู่ที่ลวดนำกระแสไฟฟ้า ท่ี
230 โวลต์ และใช้กา๊ ซอาร์กอน 30% หรอื น้อยกวา่ สำหรับหลอดไฟฟ้าท่ไี ม่มฟี ิวสท์ ่ี 230 โวลต์ สำหรับ
หลอดฉายภาพ (Projection Tube) จะบรรจุก๊าซไนโตรเจน 100% เต็ม (ชาญศักดิ์ อภัย
นพิ ัฒน์,2547)

2.1.4.2คริปทอน (Krypton) คริปทอนเป็นก๊าซที่มีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าก๊าซ
อาร์กอน และมีขนาดของโมเลกุลใหญ่กว่า เวลานำไปใช้งานรวมกับไส้หลอดไฟฟ้าแล้วจะเป็นตัวถ่วง
การระเหยของไส้หลอดไฟฟ้าได้ดีกว่าก๊าซอาร์กอน และยังจะทำให้ประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้า
เพิ่มขึ้นอีก 20% หลอดไฟฟ้าที่มีก๊าซคริปทอนผสมอยู่ส่วนใหญ่แล้วจะนำไปใช้งานพิเศษฉพาะอย่าง
เช่น หลอดไฟฟที่ติดหมวกพนักงานเหมืองแร่ หลอดไฟฟ้าที่ใช้เป็นสัญญาณในเรือ และเหตุผลที่นิยม
ใช้กันอีกเหตุผลหนึ่งก็คือ หลอดไฟฟ้าที่บรจุก๊าซคริปทอน จะทำให้ประสิทธิภาพของหลอดไฟฟ้าสูง
และมีการสูญเสียปรมิ าณของแสงสว่างทอี่ อกมาน้อย (ชาญศักด์ิ อภัยนพิ ฒั น์,2547)

2.1.4.3ไฮโดรเจน (Hydrogen) ไฮโดรเจนเป็นชที่มีการนำความร้อนสูง เมื่อบรรจุ
เข้าไปอยู่ในหลอดไฟฟ้าจะทำให้หลอดไฟฟ้าสว่างขึ้นอย่างรวดเร็ว จึงเหมาะที่จะใช้กับหลอดไฟฟ้าท่ี
ตอ้ งการให้เกดิ แสงสว่างอยา่ งรวดเรว็ (ชาญศกั ดิ์ อภัยนพิ ฒั น์,2547)

15

2.2 วงจรการทำงานของหลอดไส้

รูปที่ 2.7 แสดงวงจรการทำงานของหลอดไส้
ทีม่ า: (https://sites.google.com/site/thanyawitjutiyon/555)

หลอดไสจ้ ะทำงานเมื่อจา่ ยไฟฟา้ ให้กบั หลอดไฟฟ้า และมีกระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นไสห้ ลอดไฟฟ้า
จะทำให้ไส้หลอดไฟฟ้าเกิดความร้อนขึ้นที่ไส้หลอดไฟฟ้าที่ทำจากทังสเตนเมื่อทังสเตนมีกระแสไฟฟ้า
ไหลผ่านจะเกิดความร้อนและร้อนแดงขึ้นไปเรื่อย ๆ แล้วจะเปล่งแสงสว่างออกมาดูสว่างไสวขึ้นยิ่งมี
ปริมาณความร้อนมากเท่าใดแสงสว่างที่เปล่งออกจากไส้หลอดไฟฟ้าก็ยิ่งมีมากขึ้นเท่านั้น แต่การ
เพิ่มขึ้นของความร้อนหรืออุณหภูมินี้จะต้องมีขีดจำกัด เนื่องจากว่าไส้หลอดไฟฟที่ทำจากทังสเตนไม่
สามารถทำงานทีจ่ ุดหลอมเหลวได้ ซึ่งเป็นหลักการทำงานท่ัวไปของไส้หลอดของหลอดไฟฟ้าที่ทำจาก
ทงั สเตน (ชาญศกั ด์ิ อภยั นิพัฒน์,2547)

16

2.3 การนำหลอดไสไ้ ปใชง้ าน
หลอดไส้ หรือ หลอดอินแคนเดสเซนท์บางทีเรียกว่าหลอดดวงเทียน มีทั้งชนิดแก้วใส และ

แก้วฝ้า ไส้หลอดทำจากทังสเตน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านไส้หลอดจะเกิดความร้อนขึ้น ยิ่งความร้อน
มากข้ึนเท่าใดแสงสวา่ งทีเ่ ปล่งออกมาจากไสห้ ลอดกจ็ ะมากข้นึ เท่านั้น และให้แสงสเี หลืองส้ม อายุการ
ใช้งานสั้น ทั้งยังสิ้นเปลอื งพลังงานไฟฟ้าอย่างมาก เนื่องจากสูญเสยี พลงั งานไปกับความรอ้ นที่เกิดข้ึน
เพราะสาเหตุนี้ ปัจจุบันนจึงไม่เป็นนิยมนำหลอดไฟชนิดนี้ไปใช้งาน แต่ยังคงใช้ตกแต่งเพื่อความ
สวยงามสำหรับรา้ นหารหรือตกแต่งภายในบ้านเรือน

17

แบบฝึกหดั ท้ายเรื่องท่ี 2 หลอดไส้ (Incandescent Lamp)

1. ขอ้ ใดคอื ส่วนประกอบของหลอดไส้ทั้งหมด
ก. แก้วทนความรอ้ นและข้ัวไฟฟ้า
ข. เกลยี วหมนุ ตอ่ เขา้ กบั วงจรและปรอด
ค. ปรอดและเกลยี วหมุนตอ่ เขา้ กับวงจร
ง. แกว้ ทนความรอ้ นและปรอด

2. ข้อใดไมใ่ ชส่ ่วนประกอบของหลอดไส้ท้ังหมด
ก. แกว้ ทนความร้อนและขัว้ ไฟฟา้
ข. เกลียวหมนุ ตอ่ เข้ากับวงจรและแกว้ ทนความร้อน
ค. ขว้ั ไฟฟ้าและเกลยี วหมุนต่อเข้ากบั วงจร
ง. แกว้ ทนความรอ้ นและปรอด

3. ข้อใดคอื กา๊ ซที่ใชใ้ นหลอดไส้ท้งั หมด
ก. ก๊าซเฉอ่ื ย,ไฮโดรเจน,คริปทอน
ข. ไฮโดรเจน,ครปิ ทอน,ปรอด
ค. คริปทอน,ก๊าซเฉื่อย,ปรอด
ง. ปรอด,กา๊ ซเฉือ่ ย,ไฮโดรเจน

4. หลอดไสจ้ ะทำงานเม่ือจา่ ยไฟฟา้ ให้กับหลอดไฟฟ้า และมกี ระแสไฟฟา้ ไหลผ่านไส้หลอดไฟฟ้าจะทำ
ให้ไส้หลอดไฟฟ้า มอี ุณหภมู ิ เป็นอย่างไร

ก. อุณหภมู ติ ่ำมากย่ิงทำให้หลอดสวา่ งมาก
ข. อุณหภูมิต่ำทำให้หลอดสวา่ งน้อย
ค. อุณหภูมสิ งู มากย่ิงทำให้หลอดสว่างมาก
ง. อณุ หภูมิสงู ทำใหห้ ลอดสวา่ งน้อย

18

5. ขอ้ ใดคอื สาเหตทุ ีไ่ ม่นิยมนำหลอดไสน้ ้ีไปใชง้ าน
ก. เนือ่ งจากสญู เสียพลงั งานไปกับความร้อนท่เี กิดขน้ึ
ข. อายกุ ารใชง้ านนานมากเกนิ ไป
ค. มกี ารสญู เสยี ปรมิ าณของแสงสว่างท่ีออกมาน้อย
ง. ใชง้ านยากและเสยี เวลา

19

เรือ่ งที่ 3 หลอดฟลอู อเรสเซนต์ (Fluorescent Lamp)

หลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นหลอดไฟฟ้าที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายอยู่ในปัจจุบัน สำหรับ
บ้านพักอาศยั สำนกั งาน รา้ นคา้ ตลอดจนหงสรรพสนิ ค้าตา่ ง ๆ เพราะว่าหลอดไฟฟา้ ประเภทนี้ให้แสง
สว่างและมีสีของแสงสว่างและประสิทธิภาพดีกว่าหลอดไส้และมีอายุการใช้งานนานกว่า ที่สำคัญอีก
อย่างหนงึ่ ก็คอื ความร้อนทเี่ กดิ ขนึ้ จากการทำงานของหลอดฟลูออเรสเซนตแ์ ละแสงแยงตาจะน้อยกว่า
หลอดไส้ สำหรับหลอดฟลูออเรสเซนต์นั้นจะมีรูปร่างลักษณะแตกต่างกัน (ชาญศักดิ์ อภัย
นิพฒั น์,2547) ดังรูปท่ี 3.1

รูปท่ี 3.1 แสดงลักษณะของหลอดฟลูออเรสเชนตแ์ บบต่าง ๆ
ทีม่ า: (https://bit.ly/3iA0CcM)

3.1 โครงสร้างของหลอดฟลอู อเรสเซนต์

รูปท่ี 3.2 แสดงสว่ นประกอบต่าง ๆ ของหลอดฟลอู อเรสเซนต์
ท่ีมา: (https://bit.ly/3iA8KZW)

20

3.1.1 ตัวหลอดฟลูออเรสเซนต์ (Bub) หลอดแก้วของหลอดฟลูออเรสเซนต์มีอยู่หลาย
ลักษณะด้วยกัน เช่น เป็นรูปทรงกระบอก รูปวงกลมหรือรูปตัวยู (u) วัตถุประสด์ก็เพื่อให้เกิดความ
สะดวกต่อการนำไปใช้งานในสถานที่ต่าง ๆ และมีกรจำแนกขนาดตามความกว้างของเส้นผ่าน
ศูนย์กลางของหลอดฟลูออเรสเซนต์ตั้งแต่ T5 (เส้นผ่านศูนย์กลาง 5/8 นิ้ว) จนถึงขนาด T17 (เส้น
ผ่านศูนยก์ ลาง 2-1/2นว้ิ ) เชน่ หลอดฟลออเรสเซตช์ นาด T12 มขี นาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1-1/2 น้วิ มี
ความยาว 2 ฟุต ถึง8 ฟุต ภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์จะบรจุด้วยกำซเฉื่อยสารปรอท และเคลือบ
ด้วยสารเรืองแสงสว่างนอกจากนี้ตัวหลอดฟลูออเรสเซนต์ยังทำหน้าที่เป็นตัวยึดของแคโทด
(Cathode) ก๊าซที่บรรจุอยู่ภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์นี้ะแตกต้ออกเป็นไอออน(Ion )เมื่อแรงดันไฟ
พำที่ขั้วแคโทดทั้ง 2 ข้างของหลอดฟลูออเรสเซนต์มีค่าสูงพอ เมื่อก๊าซแตกตัวเป็นไอออน ความ
ตา้ นทานทางไฟฟ้าภายในหลอดฟลอู อเรสเซนต์กจ็ ะต่ำลงทนั ที ทำใหก้ ระเสไฟฟ้าไหลผา่ นหลอดฟลออ
เรสเซนต์ไปกระทบไอปรอทที่บรรจุอยู่ภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์ ไอปรอทนี้จะเ ปล่งรังสี
อัลตราไวโอเลตออกมา ซึ่งมีความยาวคลื่นประมาณ253.7 นาโมเมตร และรังสีอัลตราไวโอเลตท่ี
เกิดขนึ้ นจ้ี ะวิง่ ไปทวั่ ท้ังหลอดฟลูออเรสเซนต์ เมอ่ื ไปกระทบกับสารเรืองแสงสวา่ งท่ีเคลือบอยู่ท่ีผิวด้าน
ในหลอดฟลูออเรสเซนต์ก็จะทำให้มองเห็นหลอดฟลูออเรสเซนต์สว่างขึ้น (ชาญศักดิ์ อภัย
นพิ ัฒน์,2547)

21

3.1.2 ขั้วหลอดฟลอู อเรสเซนต์ (Base) ขั้วหลอดฟลูออเรสเซนต์ หมายถึง ขั้วที่อยู่บริเวณหัว
และท้ายของหลอดฟลูออเรสเซนต์ ลักษณะของข้ัวหลอดฟลูออเรสเซนต์จะมีอยู่ด้วยกันหลายแบบ
เชน่ แบบเป็นขั้วคู่ (B-Pin Base) แบบขัว้ เดียว (Single Pin Base)สำหรับแบบข้วั คู่นนั้ ยังแบง่ ออกเป็น
ขนาดตา่ ง ๆ 3 ขนาดดว้ ยกัน คอื

ขั้วคู่ ขนาดเล็ก (Miniature)
ขัว้ คู่ ขนาดกลาง (Medium)
ขว้ั คู่ ขนาดใหญ่ (Mogul)

รปู ท่ี 3.3 แสดงลกั ษณะข้วั หลอดฟลูออเรสเซนตแ์ บบตา่ งๆ
ที่มา: (Garg R. Steffy. 1990)

3.1.3 อิเล็กโทรด หรือแคโทด (Electrode or Cathode) ภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์จะมี
อเิ ลก็ โทรดหรอื แคโทดเป็นตวั ปล่อยกระแสไฟฟ้า (Current Emitting) อิเลก็ โทรดหรอื แคโทดทน่ี ยิ มใช้
กันอย่ทู ่ัวไปแบง่ ออกเปน็ 2 ประเภทคือ

22

3.1.3.1 แคโทดร้อน (Hot Cathode) จะมีลักษณะเป็นแบบขดลวดซ้อนขดลวด
(Coiled-Coil)หรือเป็นแบบขดลวดซ้อนขดลวดแล้วเอาแบบขดลวดซ้อนขดลวดมซ้อนอีกครั้งหน่ึง
(Triple-Coil) และแบบที่มีเส้นลวดเสียบอยู่บริเวณตรงกลางอีกที (Stick Coil) มีลักษณะของขดลวด
ดังรูปที่ 3.4 และขดลวดจะถูกเคลือบด้วยออกไซด์ของโลหะหมู่สองอีกทีหนึ่ง ซึ่งจะเป็ นตัวปล่อย
อิเล็กตรอนเมื่อถูกทำให้ร้อน และอิเล็กตรอนจะถูกปล่อยได้มากที่สุดที่อุณหภูมิประมาณ 900"c
(ชาญศกั ด์ิ อภัยนพิ ัฒน์,2547)

รูปที่ 3.4 แสดงอิเลก็ โทรดของแคโทดรอน (Hot Cathode) แบบตา่ ง ๆ
ทมี่ า: (General Electric, 1975 "Fluorescent Lamps")

3.1.3.2 แคโทดเย็น (Cold-Cathode) ทำจากโลหะที่เป็นเหล็กล้วน ๆ และจะเป็น
ตัวปล่อยอิเล็กตรอนออกมาภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์ อายุการใช้งานจะน้อยกว่าแบบแคโทดรอน
โดยท่วั ไปแบบแคโทดร้อนจะเป็นทนี่ ิยมใช้ทำเป็นอเิ ลก็ โทรดในหลอดฟลอู อเรสเซนต์มากกวา่ อยา่ งอ่นื

3.1.4 สารและกา๊ ซท่เี ดมิ เขา้ ไปในหลอดฟลอู อเรสเซนต์
สารและก๊าซที่เดิมเขา้ ไปในหลอดฟลอู อเรสเซนต์ มีดงั น้ี
3.1.4.1 ไอปรอท (Mercury) ในหลอดฟลูออเรสเซนต์ มีการเติมไอปรอทเข้าไป

ภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์เมื่อหลอดฟลูออเรสเซนต์ทำงานไอปรอทจะลดปริมาณลงทำให้ความดัน
ในหลอดฟลูออเรสเซนต์ต่ำลงมาก กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านหลอดฟลูออเรสเซนต์ได้ และทำให้
เกิดรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่น 253.7 นาโมเมตร ในบริเวณสนามแม่เหล็ก ความดันของ

23

ปรอทที่เกิดขึ้นระหว่างหลอดฟลูออเรสเซนต์ในขณะทำงานมีส่วนสำคัญมาก เพราะถ้าความดันของ
หลอดฟลูออเรสเซนต์ปกติสูงมากหรือต่ำมาก จะทำให้การสร้างรังสีอัลตราไวโอเลตไม่เกิดขึ้น และ
ความดันของมันจะถูกควบคุมดว้ ยความแตกต่างของอุณหภูมิที่ผนังหลอดฟลอู อเรสเซนต์กบั อุณหภูมิ
ภายนอก (ชาญศกั ดิ์ อภัยนพิ ฒั น์,2547)

3.1.4.2 สารเรื่องแสงสว่าง (Phosphor) ภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์ที่มีไอปรอท
บรรจุอยู่ผิวด้านในของหลอดฟลูออเรสเซนต์จะถูกฉาบด้วยสารเคมีที่รียกว่า ฟอสเฟอร์ (Phosphor)
หรอื ทเี่ รยี กว่าสารเร่ืองแสงสว่าง และเวลาหลอดฟลูออเสเซนต์ทำงาไอปรอทน้ีะปล่อยรังสีอัลตราไว้โอ
เลตออกมา เมื่อวิ่งมากระทบกับสารเรืองแสงสว่างที่เคลือบอยู่ที่ผิวภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์ก็จะ
ทำใหห้ ลอดฟลอู อเรสเซนตด์ สู วา่ งไสวขน้ึ (ชาญศักด์ิ อภยั นพิ ฒั น์,2547)

3.1.4.3 ก๊าซที่เติมในหลอดฟลอู อเรสเซนต์ ภายในหลอดฟลอู อเรสเซนต์จะมีการเติม
หรือบรรจุด้วยก๊าซอาร์กอน(Argon) เพียงเล็กน้อย และมีองค์ประกอบของก๊าซนีออน(Neon) หรือ
บางครั้งเติมก๊าซคริปตอน(Krypton) ก๊าซเหล่านี้เมื่อใส่แรงดันไฟฟ้าให้กับหลอดฟลูออเรสเซนต์
เพยี งพอก็จะช่วยทำให้หลอดฟลูออเรสเซนตส์ ว่างและจะยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลผา่ นหลอดฟลูออเรส
เซนต์และปรอทกจ็ ะกลายเปน็ ไอ (ชาญศกั ด์ิ อภยั นพิ ฒั น์,2547)

24

3.2 วงจรการทำงานของหลอดฟลูออเรสเซนต์
การทำงานของหลอดฟลูออเรสเซนต์จะทำงานก็จะต้องอุ่นแคโทดก่อนโดยการปล่อยให้

กระแสไฟฟ้าไหลผา่ นแคโทด เพือ่ ให้แคโทดนัน้ สามารถปล่อยอิเล็กตรอนออกมาทำใหก้ ๊าซที่อยู่ภายใน
หลอดฟลูออเรสเซนต์เกิดการแตกตัวเป็นไอออน โดยจะใช้เวลาประมาณ 1-3 วินาทีหลอดฟลูออเรส
เซนต์จะเปล่งแสงสว่างออกมาและจะใช้คู่ไปกับตัวสตาร์ตเตอร์ (Starter) และตัวสตาร์ตเตอร์จะเป็น
ตัวทำหน้าท่คี วบคุมให้กระแสไฟฟ้าไหลผา่ นแคโทด การทำงานของสตารต์ เตอร์นน้ั เม่อื อณุ หภมู ิของตัว
สตาร์ตเตอร์ลดลงจะทำให้วงจรไฟฟ้าเปิดออก และเป็นเหตุให้แรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองช้างของ
หลอดฟลอู อเรสเซนตส์ ูงขึน้ อย่างรวดเรว็ ทันทีทนั ใด (ประมาณ 500-1000 โวลต์) ซ่งึ เป็นแรงดันไฟฟ้า
ทีส่ ามารถทำให้อเิ ลก็ ตรอนเคลื่อนจากขว้ั หลอดฟลูออเรสเซนต์ด้านหน่งึ ไปยังข้ัวหลอดฟลูออเรสเชนต์
อีกด้านหนึ่งได้ แรงดันไฟฟ้าสูงนี้จะเกิดจากการทำงานร่วมกันระหว่างสตาร์ตเตอร์กับบัลลาสต์ต่อ
รวมอย่ใู นวงจรเดยี วกันกับหลอดฟลูออเรสเซนต์ ดังรปู ที่ 3.5

รูปที่ 3.5 แสดงวงจรการทำงานของหลอดฟลูออเรสเซนต์
ทมี่ า: (General Electric, 1977 "Fluorescent Lamps")
การทำงานของบัลลาสต์โดยท่วั ไปแลว้ บัลลาสตท์ ำจากการพันลวดตัวนำรอบ ๆ แกนเหล็กซึ่ง
เปน็ แผน่ บาง ๆ วางเรียงกันเปน็ แทง่ ไปหลายๆ รอบ แลว้ แต่การออกแบบ เมอื่ มีกระแส่ไฟฟ้าไหลผ่าน
ตัวนำนั้น จะทำให้เกิดการเหนี่ยวนำในตัวเอง (Self Inductance) ขึ้น และบัลลาสต์จะทำหน้าที่เป็น
อุปกรณ์ป้องกันอันตราย (Safety Devices) ป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอดฟลูออเรสเซนต์
มากเกินไป หรือเป็นตัวจำกัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านหลอดฟลูออรเซนต์นั่นเอง และยังทำให้
กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านหลอดฟลูออเรสเซนต์คงที่ในขณะที่หลอดฟลูออเรสเซนต์ทำงานตามปกติ
(ชาญศกั ด์ิ อภยั นพิ ัฒน์,2547)
สตาร์ตเตอร์จะหมดหน้ที่ทำงานเมื่อหลอดฟลูออเรสเซนต์ทำงานแล้ว โดยจะถูกตัดออกจาก
วงจรโดยอัตโนมัติ และช่วงนี้กระแสไฟฟ้าจะวิ่งจากขั้วหลอดฟจูออเรสเซนต์ด้านหนึ่งไปยังขั้วหลอ

25

ฟลูออเรสเซนต์อีกด้านหนึ่งโดยไม่ผ่านสตาร์ตเตอร์ ใช่วงนี้ก็คือช่วงการทำงานของหลอดฟลูออเรส
เซนตน์ นั่ เอง (ชาญศกั ด์ิ อภัยนิพฒั น์,2547)

ภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์ ที่ปลายทั้งสองข้างของหลอดฟลูออเรสเซนต์ภายในจะมีตัว
ป้องกันขดลวดความร้อน (Guard) อยู่ทั้งสองข้างเพื่อทำหน้าที่ป้องกันผิวหน้าของไส้หลอดฟลูออเรส
เซนตไ์ มใ่ ห้สึกกรอ่ นได้งา่ ย ซง่ึ การสกึ กรอ่ นดงั กลา่ วจะเกิดข้นึ เนื่องจากการว่งิ ชนของอเิ ล็กตรอนท่ีวิ่งมา
ด้วยความเร็วสูงจากปลายหลอดฟลอู อเรสเซนตด์ ้านหนึ่งไปสู่ปลายหลอดฟลูออเรสเซนต์อีกด้านหนึง่
และจะชนกับไส้หลอดฟลูออเรสเซนต์ ทำให้ไส้หลอดฟลูออเรสเซนต์ทำงานหนกั และถูกทำลายได้งา่ ย
ทำให้อายุการใช้งานของหลอดฟลูออเรสเซนต์สั้นลง ตัวป้องกันขดลวดความร้อนนี้ทำด้วยตัวนำ
(Conductor) เส้นใหญเ่ พื่อปอ้ งกันไมใ่ ห้เกิดความเสียหายจากการว่ิงซนุ ของอเิ ล็กตรอน และจะเหน็ ได้
ว่าการทำงานของไส้หลอดฟลูออเรสเซนต์ทั้งสองข้างนี้จะไม่เปล่งแสงสว่างออกมาเพื่อใช้งาน แต่จะ
เป็นตวั ช่วยทำใหก้ ๊าซภายในหลอดฟลูออเรสเซนตแ์ ตกตัวเปน็ ไอออนท่น้นั ดังรูปที่ 3.6

รูปที่ 3.6 แสดงตัวป้องกันขดลวดความรอ้ น (Guard) ที่อยู่ภายในหลอดฟลูออเรสเซนต์
ทมี่ า: (John E. Kaufman. 1996. : 8-25)

3.3 การนำหลอดฟลอู อเรสเซนต์ไปใช้งาน
หลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นหลอดไฟฟ้าที่จัดได้ว่า เป็นต้นกำเนิดแสงสว่างที่ได้รับความนิยม

แพร่หลายมากที่สุด ถูกนำไปใช้ทดแทนแหล่งกำเนิดแสงสว่างเดิมคือ หลอดไส้ (Incandescent)
สำหรับให้ความสว่างทั่วไป ยกวนกรณีของไฟที่ใช้ประดับและการใช้ตามบ้านเรือนเท่านั้น เพราะ
หลอดฟลูออเรสเซนต์มีประสิทธิภาพในการให้แสงสว่างสูงพอสมควร และคุณภาพของแสงเป็นแสงสี
ขาวนวล ซึ่งเหมาะสำหรับการใหแ้ สงสว่างทั่ว ๆ ไป

26

แบบฝึกหดั ท้ายเรอ่ื งที่ 3 หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent Lamp)

1. ข้อใดคือส่วนประกอบของหลอดฟลอู อเรสเซนตท์ ้ังหมด
ก. แกว้ ทนความร้อนและข้วั ไฟฟา้
ข. ขว้ั ไฟฟ้าและเกลียวหมนุ ต่อเขา้ กบั วงจร
ค. เกลยี วหมนุ ต่อเข้ากับวงจรและแก้วทนความรอ้ น
ง. สารเรอื งแสงสวา่ งและปรอท

2. ตวั ปล่อยกระแสไฟฟ้าภายในหลอดฟลอู อเรสเซนต์คอื อะไร
ก. อิเลก็ โทรด
ข. แคโทด
ค. ฟอสเฟอร์
ง. ถูกทงั้ ก. และ ข.

3. หนา้ ท่ขี องสตารต์ เตอรค์ ืออะไร
ก. เป็นตวั ทำหนา้ ทีค่ วบคุมใหก้ ระแสไฟฟา้ ไหลผ่านแคโทด
ข. เป็นอปุ กรณ์ปอ้ งกนั อนั ตราย
ค. ป้องกนั ไม่ใหก้ ระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นหลอดฟลูออเรสเซนต์มากเกินไป
ง. เม่อื มีกระแส่ไฟฟ้าไหลผา่ นตัวนำนนั้ จะทำใหเ้ กดิ การเหน่ียวนำ

4. หน้าทข่ี องบลั ลาสต์คืออะไร
ก. เป็นอปุ กรณป์ ้องกันอันตราย ป้องกนั ไมใ่ หก้ ระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอดฟลูออเรสเซนต์มาก

เกนิ ไป
ข. เมอ่ื หลอดฟลอู อเรสเซนตท์ ำงานแลว้ โดยจะถกู ตดั ออกจากวงจรโดยอัตโนมตั ิ
ค. ป้องกันผวิ หนา้ ของไส้หลอดฟลูออเรสเซนตไ์ ม่ให้สึกกร่อนได้งา่ ย
ง. ป้องกนั ขดลวดความรอ้ นนท้ี ำด้วยตัวนำ

27

5. หลอดฟลอู อเรสเซนต์ถูกนำไปใช้ทดแทนหลอดไสเ้ พระอะไร
ก. ประสทิ ธภิ าพในการใหแ้ สงสว่างสูง
ข. เปน็ โทนแสงเดียวกบั แสงกลางวนั
ค. ใหโ้ ทนแสงนวลตาเปน็ สีโทนอนุ่ ให้ความสวา่ งไมม่ ากนกั ออกสีทองส้ม
ง. อณุ หภูมิของหลอดสงู กว่า

28

เร่อื งที่ 4 หลอดทงั สเตนฮาโลเจน(Tungsten Halogen Lamp)

หลอดไฟฟ้าตระกูลหลอดไส้มีอยูห่ ลายแบบหลายชนิดท่ีผลิตขึน้ มาให้เหมาะสมกบั การใชง้ าน
แต่ละประเท และหลอดทังสเตนฮาโลเจนกเ็ ปน็ แบบหน่ึงที่จัดอยู่ในตระกลู หลอดไสซ้ ่ึงได้ออกแบบเป็น
พิเศษเพอื่ ให้หลอดไฟฟา้ มปี ระสิทธิภาพ และมีความคงทน ตลอดจนแสงสว่างส่ีทอ่ี อกจากหลอดไฟฟ้า
ดีกว่าหลอดไส้ชนิดธรรมด และภายในหลอดทังสเตนฮาโลเจนได้บรรจกุ ๊าซในกลุ่มของฮาโลเจนเอาไว้
รวมทง้ั มกี ๊าซไอโอดีนหรือโบรมนี รวมอยดู่ ว้ ยซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธภิ าพของหลอดทังสเตนฮาโลเจนให้
ดีอีก (ชาญศักด์ิ อภัยนพิ ฒั น์,2547)

รูปท่ี 4.1หลอดทงั สเตนฮาโลเจน
ทีม่ า: (https://bit.ly/2ZHjFdL)

29

4.1 โครงสรา้ งของหลอดทงั สเตนฮาโลเจน
สว่ นประกอบต่าง ๆ ของหลอดทังสเตนฮาโลเจนมสี ่วนประกอบต่าง ๆ ดงั รูปที่ 4.2

รปู ท่ี 4.2 แสดงโครงสรา้ งและส่วนประกอบตา่ ง ๆ ของหลอดทงั สเตนฮาโลเจน
ทม่ี า: (James L. Nuckolls. 1983 : 69)

สว่ นประกอยของทงั สเตนฮาโลเจน
4.1.1 ข้วั หลอดชนดิ RSC (RSC Base) คือ ขวั้ หลอดทง้ั สเตนฮาโลเจน
4.1.2 ตัวกั้น (Seal) คือทำหน้ที่ป้องกันความร้อนและก๊าซไม่ให้ออกไปภายนอกหลอด

ทงั สเตนฮาโลเจน
4.1.3 หลอดควอตซ์ (Quartz Tube) คอื ตวั หลอดแก้วที่บรรจุสว่ นต่าง ๆ และกา๊ ซอยูภ่ ายใน

หลอดแก้ว ซึ่งทำด้วยหินควอตซ์ (0t) มีคุณสมบัติทนอุณหภูมิได้สูง และมีลักษณะของหลอดทังสเตน
ฮาโลเจนเปน็ แบบหลอดแก้ว 2 ชน้ั (Double - Ended Tube)

4.1.4 ไส้หลอดไฟฟ้าทังสเตนฮาโลเจน (Tungsten Filament) คือ ทำหน้าที่เป็นไส้หลอด
ทงั สเตนฮาโลเจนท่ีบรรจอุ ยูภ่ ายในหลอดแกว้ ทำจากท้งั สเตน

4.1.5 ไอโอดีน (Iodine) คือ กลุ่มของก๊าซที่บรรจุอยู่ภายในหลอดทังสเตนฮาโลเจนเป็นกลุ่ม
ของก๊าซทม่ี ีก๊าซฮาโลเจนรวมอย่ดู ้วย จะเปน็ ตวั เพม่ิ ประสิทธภิ าพของหลอดทงั สเตนฮาโลเจนใหด้ ีขึ้น

4.1.6 สปริงยึดไสห้ ลอดทังสเตนฮาโลเจน(Tungsten Spiral Support) คอื สปริงยดึ ไส้หลอด
ไฟฟ้าทอี่ ยูภ่ ายในหลอดทังสเตนฮาโลเจน

4.1.7 โลหะผสมดบี ุก (Molybdenum F) ทำหน้าทีเ่ ป็นขัว้ ยดึ ไล้หลอดทังสเตนฮาโลเจน

30

4.2 วงจรการทำงานของหลอดทังสเตนฮาโลเจน

รปู ที่4.3 วงจรการทำงานของหลอดทังสเตนฮาโลเจน

เมื่อเราจ่ายไฟฟ้าให้กับวงจรของหลอดทังสเตนฮาโลเจนแล้ว จะมีผลทำให้ไส้หลอดทังสเตน
ฮาโลเจนร้อนและมีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อย ๆ และเมื่อไส้หลอดทังสเตนฮาโลเจนแดงก็จะปล่งแสงสว่าง
ออกมา และเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอีก ทังสเตนจะเกิดการระเหยทำให้อนุภาคของมนั กระจายออกจากไส้
หลอดทังสเตนฮาโลเจนไปเกาะที่ผิวภายในหลอดแก้วของหลอดทังสเตนฮาโลเจน และเมื่ออุณหภูมิ
สูงข้ึนอีกประมาณ 50 องศาฟาเรน-ไฮต์ กา๊ ซไอโอดีนท่ีบรจุอยภู่ ายในหลอดทังสเตนฮาโลเจนก็จะมีไอ
ออกมา และไอของก๊าซไอโอดีนที่เกิดขึ้นนี้ก็จะเคลื่อนไปทำปฏิกิริยากาเคมีกับไอของทังสเตน
กลายเป็นทั้งสเตนไอโอไดด์ และจากผลการรวมตัวของไอของก๊าซไอโอคืนกับไอของทั้งสเตนน้ี จะทำ
ใหอ้ นภุ าคของทังสเตนท่ีกระจดั กระจายอยู่นีถ้ ูกผลักใหก้ ลับไปที่ไส้หลอดทังสเตนฮาโลเจนเหมือนเดิม
เมอื่ เลกิ ทำงานแล้ว เมอื่ ไอของทังสเตนไม่ไปเกาะทีผ่ นังของหลอดแกว้ ของหลอดทังสเตนฮาโลเจนก็ทำ
ใหห้ ลอดทังสเตนฮาโลเจนน้นั ใสตลอดเวลา (ชาญศักดิ์ อภัยนิพฒั น์,2547)

31

4.3 การนำหลอดทังสเตนฮาโลเจนไปใช้งาน
การนำหลอดทังสเตนฮาโลเจนไปใช้งานนั้น ไม่ควรนำหลอดทังสเตนฮาโลเจนเปล่าไปต่อใน

วงจรไฟฟ้าโดยตรง เพราะอาจจะเกิดอันตรายกับหลอดทังสเตนฮาโลเจนได้ ควรจะมีกระเปาะแก้ว
ครอบอกี ทีหนึ่ง หรอื ตดิ ตงั้ ไวใ้ นดวงโคมไฟฟ้าท่ีถกู ออกแบบไวเ้ ฉพาะงานเพ่ือป้องกนั ความเสยี หายท่ีจะ
เกิดขึ้นกับหลอดทังสเตนฮาโลจน นอกจากนี้กระเปาะแก้วที่ติดอยู่ด้านหน้าดวงโคมไฟฟ้ายังเป็นตัว
ช่วยควบคุมการกระจายเสงสว่างของหลอดทังสเตนฮาโลเจนอีกด้วย และในการวางตำแหน่งของ
หลอดทงั สเตนฮาโลเจนไว้ในดวงโคมไฟฟ้า หรอื กระเปาะแกว้ น้นั ถ้าตอ้ งการให้ได้ปรมิ าณแห่งการส่อง
สว่างมากที่สุด กค็ วรวางไว้ท่จี ุดโฟกสั หรือจุดศนู ยก์ ลางของดวงโคมไฟฟา้ หรอื กระเปาะแกว้ นอกจากน้ี
ดวงโคมไฟฟ้าหรือกระเปาะแก้วยังเปน็ ตวั ช่วยรักษาระดับของอุณหภูมิของหลอดทังสเตนฮาโลเจนให้
คงทดี่ ว้ ย ลักษณะของกระเปาะแก้วและดวงโคมไฟฟา้ สำหรบั หลอดทังสเตนฮาโลเจน (ชาญศกั ดิ์ อภัย
นพิ ฒั น์,2547) มีลกั ษณะดังรปู ท่ี 4.3

รูปท่ี 4.3 แสดงการติดต้ังของหลอดทั้งสเตนฮาโลเจนในดวงโคมหรอื กระเปาะแก้ว
ที่มา: (James L. Nuckolls I.A.L.D, 1983 : 90)

32

แบบฝึกหัดท้ายเรอื่ งท่ี 4 หลอดทังสเตนฮาโลเจน(Tungsten Halogen Lamp)

1. สว่ นประกอบต่าง ๆ ของหลอดทังสเตนฮาโลเจนมีสว่ นประกอบก่ีส่วน
ก. 5 สว่ น
ข. 6 ส่วน
ค. 7 สว่ น
ง. 8-10 สว่ น

2. ขอ้ ใดคอื ส่วนประกอบของหลอดทังสเตนฮาโลเจนทัง้ หมด
ก. โลหะผสมดีบกุ ,สปริงยดึ ไสห้ ลอด,ตวั กน้ั ”ไอโอดีน
ข. สปริงยดึ ไสห้ ลอด,ตัวกั้น,ไอโอดนี ,ปรอท
ค. ตัวกั้น,ไอโอดีน,สปรงิ ยดึ ไส้หลอด,ปรอท
ง. ปรอท,โลหะผสมดีบุก,สปรงิ ยดึ ไส้หลอด,ตวั ก้ัน

3. เมือ่ ไอของทังสเตนไมไ่ ปเกาะที่ผนงั ของหลอดแก้วของหลอดทังสเตนฮาโลเจนก็ทำใหห้ ลอดทังสเตน
ฮาโลเจน เกิดอะไรในขอ้ ใด

ก. ถูกผลักให้กลบั ไปทีไ่ ส้
ข. หลอดทังสเตนฮาโลเจนน้นั ใสตลอดเวลา
ค. จะปล่งแสงสวา่ งออกมา
ง. อุณหภมู สิ งู ขึน้ อีกประมาณ 50 องศาฟาเรนไฮต์
4. ไม่ควรนำหลอดทังสเตนฮาโลเจนเปลา่ ไปตอ่ ในวงจรไฟฟา้ โดยตรง เพราะอะไร
ก. อาจจะเกิดอนั ตรายกับหลอดทงั สเตนฮาโลเจนได้
ข. หลอดทังสเตนฮาโลเจนไมส่ วา่ ง
ค. จะเกดิ การลดั วงจร
ง. วงจรไมท่ ำงาน

33

5. ขอ้ ใดคือการนำหลอดทังสเตนฮาโลเจนไปใชง้ านที่ถูกต้อง
ก. ใชส้ ำหรบั ไฟตกแตง่
ข. ท่กี ลางแจ้ง
ค. ใชเ่ ปน็ ไฟรถนยต์
ง. ไม่มขี ้อท่ีถูก

34

บทที่ 5 หลอดโซเดียมความดนั ตำ่ (Low Pressure Sodium Lamp)

หลอดโซเดียมความดันต่ำเป็นหลอดไฟฟ้าทีถ่ ูกสร้างข้ึนใช้งานเป็นครั้งแรก เมื่อปี ค.ศ. 1930
และการทำงานของหลอดโซเดียมความดันต่ำจะไม่หมือนหลอดไฟฟ้าจำพวกที่ทำงานโดยใช้ความดนั
สูงชนิดไอปรอท หรือหลอดโซเดียมธรรมดา เพระว่าหลอดโซเดียมความดันต่ำนี้จะทำงานที่ความดัน
ภายในหลอดไฟฟ้าต่ำกว่ามาก หลอดโซเดยี มความดันต่ำนี้ได้รับการพฒั นาจนมีประสิทธิภาพสูงสุดใน
บรรดาหลอดไฟฟทมี่ ใี ชก้ นั ทวั่ ไป และท่แี ตกตา่ งจากหลอดไฟฟ้าชนดิ อนื่ ก็คอื หลอดโซเดยี มความดันต่ำ
ชนิดนีส้ ามารถเปล่งแสงสว่างที่มีคล่ืนความยาวเดียวออกมาแสงสว่างดังกล่าวเปน็ แสงสว่างที่อยู่ในย่น
ของสีเหลืองมีความยาวคลื่นของแสงสวา่ งอยู่ระหว่าง 589.0 และ 589.5 นาโนเมตร ซึ่งอยู่ใกล้ความ
ยาวคลื่นของแสงสว่างท่ี 555 นาโนเมตร ซง่ึ เปน็ ความยาวคลนื่ แสงสว่างทตี คนรรับรู้ได้ไวที่สุด ณะนั้น
หลอดโซเดียมความดันต่ำจึงเป็นหลอดไฟฟ้าที่เหมาะจะใช้กับงานประเภทที่ต้องการความปลอดภัย
หรอื ตอ้ งการความชัดเจน (ชาญศกั ด์ิ อภยั นพิ ฒั น์,2547)

รปู ท่ี 5.1 หลอดโซเดียมความดันตำ่
ท่มี า: (https://bit.ly/2RrMLcq)
5.1 โครงสรา้ งของหลอดโซเดียมความดันตำ่
โครงสร้างของหลอดโซเดยี มความดนั ตำ่ มสี ่วนประกอบของโครงสรา้ งทีส่ ำคญั ดังนี้
5.1.1 ตัวหลอดโซเดียมความคันต่ำ คือ ส่วนที่มีการอัดก๊าซด้วยความดันต่ำเข้าไป โดยทั่วไป
แล้วจะทำเป็นรูปตัวยู (U-Type) และภายในหลอดโชเดียมความดันต่ำจะบรรจุก๊าซโซเดียมที่เป็น
ของแข็งพร้อมก๊าซนีออน หรือก๊าซอาร์กอนที่มีความดันต่ำประมาณ 2-3 มิลลิเมตรปรอท (ความดัน
ปกติจะมีค่าเท่ากับ 760 มิลลิเมตรปรอท) ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่า หลอดโชเดียวความดันต่ำ (ชาญศักด์ิ
อภัยนพิ ัฒน์,2547) ซงึ่ มีลักษณะดังรูปที่ 5.2

35

รูปท่ี 5.2 แสดงลักษณะและโครงสรา้ งของหลอดโชเดียมความดันต่ำ
ทมี่ า: (S. David Hugher. 1988 : 130)

ถ้าพิจารณารูปที่ 5.1 จะเห็นว่าตัวหลอดโชเดียมความดันต่ำนั้นจะมีอยู่2ชั้นซึ่งมีผล
ต่อการทำงานของหลอดโซเดียมความดนั ต่ำ และเพ่ิมประสิทธิภาพการทำงานให้ดีขึน้ และส่วนสำคัญ
ของหลอดโซเดยี มความดันต่ำสามารถแบ่งออกได้เปน็ 3 สว่ น ดังนี้

5.1.1.1 ข้วั หลอดโซเดียมความดันต่ำทำจากโลหะผสม หรอื ทองแดง หรอื ทองเหลอื ง
ทำเป็นเขย้ี วยื่นออกมาสองเขีย้ ว แล้วหมุ้ ฐานหลอดโซเดียมความดันตำ่ ภายนอกด้วยฉนวน ยกว้นส่วน
ที่เป็นเขี้ยวจะไม่มีฉนวนหุ้มเอไว้ ซึ่งจะทนแรงดันไฟฟ้าได้มากกว่า 500 โวลต์ และทนอุณหภูมิได้
ประมาณ 20'C และหลอดโซเดียมความดันต่ำที่เห็นในท้องตลาดนั้นจะมีฉพาะที่เป็นแบบขี้ยวอย่าง
เดียวเท่น้นั ไม่มแี บบเกลยี วเนอื่ งจากผลของแสงสว่างที่เกิดจากการตดิ ตั้ง จะตอ้ งมตี ำแหน่งของมุมหรือ
องศาท่แี น่นอน จึงจำเป็นจะต้องมกี ารตดิ ตั้งในตำแหน่งทแี่ น่นอน โรงงานผ้ผู ลติ หลอดโซเดียมความดัน
ตำ่ จึงผลิตขวั้ หลอดโซเดียมความดนั ตำ่ เป็นเฉพาะแบบเขี้ยวเท่านนั้ (ชาญศักด์ิ อภัยนพิ ัฒน์,2547)

5.1.1.2 หลอดแก้วด้านนอกของหลอดโซเดียมความดันต่ำ จะเป็นตัวป้องกัน
หลอดแก้วที่อยู่ภายในหลอดโชเดียมความดันต่ำซึ่งบรรจุก๊าซต่าง ๆ เอาไว้ไให้สัมผัสกับอากาศ
ภายนอก เพราะอากาศภายนอกจะทำให้เกิดอันตรายกบั หลอดแก้วท่ีอยภู่ ายในหลอดโซเดียมความดัน
ตำ่ ได้และด้านในระหว่างหลอดแก้วท้ังสองของหลอดโซเดยี มความดนั ตำ่ จะเปน็ สญุ ญากาศ ซ่ึงเรียกว่า
หลอดสุญญากาศผนังคู่ (Double Wall Vacuum Tube) และผลที่ได้จากการทำให้พื้นที่ระหว่าง
หลอดแก้วท้ังสองของหลอดโชเดียมความดันต่ำเปน็ สญุ ญากาศก็คอื การเป็นฉนวนป้องกันไม่ให้ความ
ร้อนจากภายในหลอดโชเดียมความดันต่ำแผ่ออกมาได้ง่าย และเมื่ออุณหภูมิภายนอกเกิดการ
เปลี่ยนแปลงก็จะไม่มีผลต่ออุณหภูมิการทำงานของหลอดโซเดียมความดันต่ำและภายในหลอด

36

โซเดียมความดนั ต่ำจะมีชลิ ิกาบาง ๆ คลุมอยู่ภายในหลอดโซเดยี มความดนั ตำ่ อีกชน้ั หน่ึง เพื่อใช้เป็นท่ี
เกบ็ และเปน็ ฉนวนกันความร้อนของโซเดยี มให้อยู่ภายในหลอดโซเดียมความดันต่ำซ่ึงจะเป็นการทำให้
ประสิทธิภาพของหลอดโซเดียมความดันต่ำสูงสุดอุณหภูมิ ณ จุดดังกล่าวมีค่าประมาณ 220C หรือ
260C ขึ้นอยู่กับโรงงาน ผู้ผลิตว่าจะกำหนดให้อุณหภูมิคงที่ในช่วงใดบ้าง (ชาญศักดิ์ อภัย
นิพัฒน์,2547)

5.1.1.3 หลอดแกว้ ด้านในของหลอดโชดียมความดนั ตำ่ มกั จะทำเป็นรปู ตัวยูโดยปกติ
แล้วหลอดโซเดียมความดันต่ำ จะมีระยะทางระหว่างแคโทดทั้งสองข้างยาวมา ทั้งนี้ก็เพื่อที่จะทำให้
เกิดความร้อนสูงแต่เพื่อเป็นการประหยัดเนื้อที่และความยาวจึงทำเป็นรูปตัวยูแทน ภายในหลอด
โซเดียมความดันต่ำจะบรรจุด้วยไส้หลอดไฟฟ้าทำจากทั้งสเตนเคลือบด้วยออกไซด์ นีออน หรือ
อาร์กอน ประมาณ 1% และโรเดียมแข็ง และในขณะที่หลอดโรเดียมความดันต่ำทำงานตัวขดลวด
ทังสเตนท่ีอยู่ในหลอดแก้วของหลอดโชเดยี มความดันต่ำจะเป็นตวั ทำให้เกิดความร้อน โดยการกระตุ้น
อเิ ลก็ ตรอนของทังสเตน เพื่อทำให้โซเดยี มเกิดการละลาย และกลายเป็นไอโซเดียมในที่สุด (ชาญศักดิ์
อภัยนพิ ฒั น์,2547)

5.1.2 ส่วนที่อยู่ภายในหลอดแกว้ รปู ตัวยของหลอดโซเดยี มความดนั ตำ่
5.1.2.1 แคโทด เป็นส่วนที่ทำหน้ที่เป็นขั้วหลอดโซเดียมความดันต่ำ เพื่อใช้ต่อกับ

แรงดันไฟพำสูง (ประมาณ 500 โวลต์) จากบัลลาสต์และแคโทคนี้ทำจากทังสเตน โดยทำเป็นขดลวด
อยู่ในส่วนที่เป็นตัวให้ความร้อนแก่หลอดโซเดียมความดันต่ำ และเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขุดลวด
ทังสเตน ก็จะทำให้เกิดความร้อนขึ้น และพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นนี้ก็จะไปทำให้เกิดไอออนของ
ทังสเตนมากขึ้น จนสามารถกระจายแสงสว่างออกไปได้ จากผลที่เกิดขึ้นนี้ทำให้ขุดลวดมีศักย์เป็นขั้ว
ลบ และอิเล็กโทรดจะเป็นขั้วบวกและไอออนที่ที่แตกออกมานี้จะไปชนกับอะตอมของก๊าซที่บรรจุอยู่
ภายในหลอดโซเดียมความดันต่ำซึ่งทำให้เกิดการไอออไนเซชันขึ้นภายในหลอดโซเดียมความดันต่ำ
(ชาญศักดิ์ อภยั นพิ ฒั น์,2547)

5.1.2.2 ก๊าซอาร์กอนและก๊าซนีออน การเติมก๊าซอาร์กอนหรือก๊าซนีออนเข้าไปใน
หลอดโชเดียมความดนั ตำ่ เลก็ น้อย จะเปน็ การลดแรงดันไฟฟท่ีข้ัวหลอดโซเดียมความดนั ต่ำขณะเร่ิมไอ
ออไนซ์ เมื่อหลอดโซเดียมความดันต่ำเริ่มทำงานก๊าซอาร์กอนหรือก๊าซนีออนนี้จะเกิดการไอออนไนซ
ชันขึ้นก่อนโซเดียมและมีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมทีแคโทด ซึ่งจะเป็นการอุ่นแคโทด (Pe-heat) ให้
โซเดียมกลายเป็นไออีกทีหน่งึ โดยปกติแล้วถา้ ต้องการจะให้โซเดยี มกลายเปน็ ไอจะต้องให้แรงดันไฟฟ้า

37

ทีแคโหดสูงมาก ๆ แต่ถ้ามีก๊าซอาร์กอนหรือก๊าซนีออนบรรจุอยู่ ก๊าซหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นตัวลด
แรงดันไฟฟ้าขณะเริ่มจุดหลอดโชเดียมความดันต่ำได้ และทำให้เกิดการทำงานของหลอดโซเดียม
ความดนั ต่ำขึ้นได้ (ชาญศักดิ์ อภัยนิพัฒน์,2547)

5.1.2.3 กา๊ ซโชเดยี ม ก๊าซโซเดยี มท่ใี สเ่ ขา้ ไปในหลอดรูปตัวยของหลอดโชเดียมความ
ดันต่ำนั้นจะอยู่ในรูปของของแข็ง และเมื่อได้รับความร้อนและมีอุณหภูมิสูงเพียงพอก็จะกลายเป็นไอ
แล้วเปล่งแสงสว่างสีเหลืองออกมา เมื่ออุณหภูมิลดลง โซเดียมก็จะเปลี่ยนสถานะมาเป็นของแข็ง
เชน่ เดมิ ซึง่ การกลายเปน็ ไอของโซเดียมนจี้ ะทำใหเ้ กิดความร้อนของการไอออไนซ์ของกา๊ ซนีออน ที่ทำ
ให้เกิดแสงสว่างไปปะทะกันระหว่างอิเล็กตรอนและอะตอมของโชเดียมนั่นเอง (ชาญศักดิ์ อภัย
นิพัฒน์,2547)

5.2 วงจรการทำงานของหลอดโซเดียมความดันต่ำ
5.2.1 บัลลาสต์ (Ballast) ชนิดของบัลลาสต์ที่ใช้กับหลอดโซเดียมความดันต่ำจะเป็นชนิด

หม้อแปลงไฟฟ้าขดเดียวที่มีการรั่วของเส้นแรงแม่เหล็กสูง (Autotransformer High Leakage) มี
ขั้นตอนการทำงานดังนี้ เมื่อเราให้แรงดันไฟฟ้ากับวงจรดังรูปที่ 5.3 มันจะทำหน้าที่เพิ่มแรงดันไฟฟ้า
ให้สูงขึ้นเพือ่ ที่จะทำให้คำท่ีบรรจอุ ยู่กายในหลอดแกว้ ของหลอดโซเดียมความดันต่ำเกิดการไอออไนซ์
ขน้ึ (ชาญศกั ดิ์ อภัยนพิ ฒั น์,2547)

รปู ที่ 5.3 แสดงวงจรการทำงานของหลอดโซเดียมความดนั ตำ่ ที่ต่อกบั บลั ลาสตช์ นิดหม้อแปลงไฟฟา้
ขดเดยี วทีม่ ีการร่วั ของเสน้ แรงแมเ่ หลก็ สูง (Autotransformer High Leakage)

5.2.2 ตัวเก็บประจุ (Capacitor) โดยปกติแล้วถ้าไม่ต่อตัวเก็บประจุต่ออยู่ในวงจรของหลอด
โซเดียมความดันต่ำ ก็จะทำให้ค่าตัวประกอบกำลัง (Power Factor) ของวงจรมีค่าต่ำมาก และเพื่อ
ทำใหค้ ่าสงู ขน้ึ ประมาณ 09-1 เราจำเป็นทจี่ ะตอ้ งต่อตวั เก็บประจุขา้ กับวงจรหลอดโซเดยี มความดันต่ำ

38

เพื่อแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังของวงจรไฟฟ้ให้เหมาะสมการต่อตัวเก็บประจุคร่อมที่ตัวบัลลาสต์
(ชาญศักด์ิ อภยั นิพฒั น์,2547) แสดงไดด้ งั รูปที่ 5.3 และรูปท่ี 5.4

5.2.3 การใช้วงจรอื่นเข้ามาช่วยในกาจุดหลอดโซเดียมความดันต่ำโดยทั่วไปแล้วจะใช้วงจร
จุดหลอดแบบหลอดฟลูออเรสเซนต์ ดังรูปที่ 5.4 แต่วิธีการจุดหลอดแบบวงจรจุดหลอดฟลูออเรส
เซนต์นไ้ี ม่นยิ มใช้กัน เน่ืองจากยุ่งยากและสิ้นเปลอื งอุปกรณม์ าก (ชาญศกั ด์ิ อภยั นิพฒั น์,2547)

รูปที่ 5.4 แสดงวงจรการจุดหลอดโชเดียมความดนั ตำ่ แบบวงจรจดุ หลอดฟลูออเรสเซนต์
ท่ีมา: (John E. Frier and Mary E. Gazley Frier. 1980 : 23)

5.2.4 สว่ นทีท่ ำให้เกิดแสงสว่างภายในหลอดโซเดียมความดันต่ำแสงสวา่ งท่รี ามองเห็นจะเห็น
ได้จากตวั หลอดอาร์ก (Arc-tube) ของหลอดโซเดยี มความดันต่ำที่มรี ูปร่างเปน็ รูปตวั ยู และหลอดแก้ว
ของหลอดอารก์ ของโซเดยี มความดันต่ำน้ที ำมาจากแก้วบอเรต (สารซงึ่ มีส่วนผสมของกรดบอริก) ซ่ึงมี
ลักษณะของโครงสร้าง หรือรูปร่างเป็นแบบหลอดแก้วสุญญากาศผนังคู่ (Double Wall Vacuum
Flask)และเคลือบด้วยตวั ตา้ นทานโซเดยี ม (Sodium Resisting) เพ่อื ปอ้ งกนั ไมใ่ ห้หลอดแกว้ ขุ่นมัวเร็ว
และภายในหลอดโซเดยี มความดันต่ำยังมแี คโทดทำด้วยทงั สเตนซึ่งจะทำหน้ที่ให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
เข้าที่ขั้วหลอดโซเดียมความดันต่ำด้านใน และภายในหลอดแก้วโชดียมความดันต่ำยังบรรจุด้วยก๊าซ
นีออนหรือก๊าซอาร์กอนเล็กน้อย (ประมาณ 1%) เพ่ือช่วยลดแรงดนั ไฟฟ้าในขณะที่ทำการสตาร์ตและ
ยังมีโซเดียมที่เป็นของแข็ง ณ อุณหภูมิปกติ ซึ่งจะแตกตัวเป็นไอเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นระดับหนึ่ง (เม่ือ
หลอดโซเดียมความดนั ตำ่ ทำงานไปแลว้ ) (ชาญศกั ด์ิ อภยั นพิ ฒั น์,2547)

หลักการทำงานของหลอดโซเดียมความดันต่ำที่ต่อในวงจรไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์แล้วนั้น เมื่อ
เริ่มจากการจ่ายแรงดันไฟฟ้ากับวงจรโซเดียมความดันต่ำจะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านบัลลาสต์ และบัล
ลาสต์จะสรา้ งแรงดันไฟฟ้าประมาณ 500-700 โวลต์ ซ่ึงเปน็ การเร่มิ ตนั สตาร์ตและจะทำให้ก๊าซนีออน

39

ที่บรจุอยู่ภายในหลอดแก้วตัวยของหลอดโชเดียมความดันตำ่ เริม่ แตกตัว ความต้านทานของหลอดโช
เดียมความดันต่ำจะลดลง และกระแสไฟฟ้าก็จะสูงขึ้น แต่ในช่วงนี้ตัวบัลลาสต์จะทำหน้าที่อีกอย่าง
หน่ึง คอื ช่วยควบคุมไม่ใหก้ ระแสไฟฟา้ ในตอนสตารต์ มากจนเกนิ ไป และบัลลาสตส์ ว่ นใหญท่ ใ่ี ช้ในการ
ต่อกับหลอดโซเดียมความดันต่ำ จะเป็นประภทมีดความด้านทานรั่วสูง(High Leakage Reactance)
ซึ่งช่วงที่เริ่มทำการสตาร์ตหลอดโซเดียมความดันต่ำจะเกิดแรงดันไฟฟ้าออกมาประมาณ 500-700
โวลต์และขณะที่เริ่มสตาร์ตหลอดโชเดียมความดันต่ำอยู่นั้น จะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพิ่มขึ้น ทำให้
แรงดันไฟฟ้าของบัลลาสต์ค้นที่ต่ออยู่กับหลอดโซดียมความดันต่ำนั้นลดลง(ลักษณะชนนี้เป็น
คุณสมบัติฉพาะของบัลลาสต์ประเภทนี้) ซึ่งจะเป็นอัตราส่วนกัน จนกระทั่งกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน
หลอดโซเดียมความดันต่ำนัน้ คงที่และแรงดันไฟฟ้าคงทีด่ ้วยซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้า
กับกระแสไฟฟ้า หรืออาจกล่าวได้ว่าเมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มแรงดันไฟฟ้าก็จะลดลงหรือถ้าแรงดันไฟฟ้า
เพิ่มขึ้นกระแสไฟฟที่ไหลในหลอดโซเดียมความดันต่ำก็จะลดลงซึ่งทั้ง2อย่างจะคงที่อยู่ที่ค่า ๆ หน่ึง
เท่าน้ัน (ชาญศักด์ิ อภัยนิพฒั น์,2547)

เมื่อหลอดโซเดียมความดันต่ำเริ่มทำงาน จะมีแสงสว่างสีแดงเปล่งออกมา นั่นแสดงว่าก๊าซ
นีออนเริ่มแตกตัวจึงเกิดปรากฏการณ์ของแสงสว่างสีแดงขึ้น ซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนขึ้น และเม่ือ
ความร้อนที่เกิดขึ้นมีอุณหภูมิสูงขึ้น ก็จะทำให้โซเดียมเริ่มหลอมเหลวและมีบางส่วนกลายเป็นไอ ไอ
ของโซเดยี มนี้จะเคล่อื นท่เี ขา้ ไปในลำอารก์ และในณะนั้นความตา้ นทานภายในหลอดโซเดยี มความดัน
ต่ำจะต่ำลง กระแสไฟฟ้าก็จะเพิ่มขึ้นทำให้โซเดียมเกิดการแตกตัว จากนั้นสีของแสงสว่างก็จะค่อย ๆ
เปลยี่ นไปเปน็ แสงสวา่ งสีเหลืองที่มีความยาวคลนื่ ของแสงสวา่ ง 586 นาโนเมตร, 589 นาโนเมตร และ
589.6 นาโนเมตรตามลำดับ แตท่ ค่ี วามยาวคลื่นของแสงสว่าง 589 นาโนเมตร และ 580.6 นาโนเมตร
นี้จะเปล่งแสงสวา่ งออกมได้ 95% ของแสงสว่างทั้งหมดและที่เหลือ 5% เป็นแสงสว่างที่ได้จากความ
ยาวคลืน่ ของแสงสวา่ งที่ 586 นาโนเมตร (ชาญศกั ดิ์ อภยั นิพฒั น์,2547)

แสงสว่างสีเหลืองของโซเดียมที่เปลง่ แสงสว่างออกมานีจ้ ะกลนื แสงสว่างสีแดงของก๊าซนีออน
ให้หมดไปดังนั้นเราจึงมองเห็นหลอดโซเดียมความดันต่ำชนิดนี้ให้แสงสว่างออกมาเป็นสีเหลืองเพียง
อย่างเดียวซึ่งเป็นคุณสมบัติของโชเดียม เมื่อการทำงานของหลอดโซเดียมความดันต่ำอยู่ในภาวะ
เสถียรภาพแล้วและแสงสว่างสีหลืองที่ปล่งแสงสว่างออกมานี้จะมีความยาวคลื่นแสงสว่างสีเดียว ดัง
รูปที่ 5.4 และเป็นแสงสว่างที่ให้ความผิดเพี้ยนของสีของวัตถุสูงกว่าแสงสว่างสีชนิดอื่น (ชาญศักดิ์
อภัยนพิ ฒั น์,2547)

40

5.3 การนำหลอดโชเดยี มความดันต่ำไปใชง้ าน
แสงที่เกิดจกหลอดชนิดนี้เป็นแสงสีเดียว (monochromatic) คือสีเหลือง ซึ่งการกระจาย

พลังนกาง ทำให้ดีของวัตถุเพย้ี นไปจากเดมิ มาก ยกเวน้ สเี่ หลือง
ขอ้ แนะนำ
1.ควรใช้กบั งานทีไ่ มต่ อ้ งการความถูกตอ้ งของสีเช่น ไฟอนน , ไฟส่องบริเวณทั่วไป
2. ไม่ควรใช้กับงานที่ต้องการความถูกต้องของสี เช่นบริวณที่เกี่ยวข้องกับเงิน , งานพ่นสี

รถยนต์
3. ไม่ควรใชก้ บั บรเิ วณที่ตอ้ งการแสสว่างที่ติดทนั ทีทนั ใด เนื่องจากใชเ้ วลาจุดหลอดนาน

41

แบบฝึกหัดทา้ ยเร่ืองที่ 5 หลอดโซเดียมความดนั ต่ำ (Low Pressure Sodium Lamp)

1 .ภายในหลอดโชเดยี มความดนั ต่ำจะบรรจกุ ๊าซอะไรในขอ้ ใด
ก. โซเดียมและก๊าซนีออน หรือกา๊ ซอาร์กอน
ข. ปรอทและไอโอดนี
ค. ก๊าซอารก์ อนและปรอท
ง. โซเดยี มไอโอดนี

2. โซเดียมความดันต่ำสามารถแบ่งออกได้เปน็ 3 ส่วนในข้อใด
ก. ตัวกั้น”สปรงิ ยึด”ขั้วหลอด
ข. ขัว้ หลอด”ตวั กนั้ ”สปรงิ ยึด
ค. หลอดแก้วดา้ นนอก”หลอดแก้วด้านใน”ขวั้ หลอด
ง. หลอดแกว้ ด้านใน”ตวั ก้ัน”ขวั้ หลอด

3. ข้อใดคือสว่ นภายในของหลอดโชเดยี มความดนั ตำ่ ทัง้ หมด
ก. ฐานแบบเช้ียว,หลอดแกว้ ดา้ นนอก,ขัว้ หลอด
ข. แคโทด,ไส้หลอดไฟฟา้ ,โซเดยี มแขง็
ค. ข้ัวหลอด,แคโทด,หลอดแก้วดา้ นนอก
ง. แคโทด,โซเดียมแข็ง,ฐานแบบเชีย้ ว

4. เมื่อเริ่มจากการจ่ายแรงดันไฟฟ้ากับวงจรโซเดียมความดันต่ำจะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านบัลลาสต์
และบัลลาสตจ์ ะสร้างแรงดนั ไฟฟ้าประมาณ เท่าไร

ก. 400-700
ข. 450-750
ค. 500-700
ง. 550-750

42

5. ขอ้ ใดคือการนำหลอดโชเดียมความดนั ตำ่ ไปใช้งานท่ีไม่ถูกต้อง
ก. ควรใช้กับงานที่ไม่ตอ้ งการความถกู ต้องของสีเช่น ไฟอนน
ข. ควรใช้กับงานทตี่ อ้ งการความถกู ต้องของสี เชน่ บริวณที่เกยี่ วข้องกบั เงิน
ค. ไมค่ วรใช้กับบรเิ วณทต่ี ้องการแสสวา่ งท่ตี ดิ ทันทที ันใด เนอ่ื งจากใช้เวลาจดุ หลอดนาน
ง. ถูกทุกขอ้

43

บทท่ี 6 หลอดแสงจันทร์ (Mercury Lamp)

หลอดเมอรค์ วิ รี (Mercury Lamp) สว่ นใหญ่นิยมเรยี กกนั วา่ หลอดแสงจนั ทร์ และเป็นหลอด
ไฟฟ้าปล่อยประจุความเข้มสูง (HD) ชนิดแรกที่ประดิษฐ์ขึ้นมา ประสิทธิภาพของหลอดแสงจันทร์
40-60 ลูเมนต่อวัตต์ และมีอายุการใช้งานโดยเฉลี่ยประมาณ 24,00 ชั่วโมง หลอดแสงจันทร์ที่ใช้กัน
อยู่ในปจั จบุ นั นี้ มีอยู่ 2 ชนดิ คือ ชนิดทีใ่ ชก้ ับบลั ลาสต์กบั ชนดิ ท่ีไม่ใช้บลั ลาสต์ ซึ่งชนิดที่ไม่ใช้บัลลาสต์
นี้จะมีอายุการใช้งานสัน้ กว่าคือ มีอายุการใช้งานประมาณ 16,000 ชั่วโมง และมีประสิทธิภาพสูงกว่า
หลอดไส้ (ชาญศักดิ์ อภัยนิพฒั น์,2547)

รูปท่ี 6.1 หลอดแสงจันทร์(Mercury Lamp)
ทมี่ า: (https://bit.ly/3kinWfA)

44

6.1 โครงสรา้ งของหลอดแสงจนั ทร์
หลอดแสงจนั ทรม์ ีโครงสรา้ งทเี่ ป็นส่วนประกอบท่ีสำคัญหลายสว่ นด้วยกัน ดงั รปู ที่ 6.2

รูปที่ 6.2 แสดงโครงสร้างและส่วนประกอบของหลอดแสงจันทร์
ทีม่ า: (Ronald N. Helms. 1980 : 90)

6.1.1ขั้วหลอดแสงจันทร์ (Base) เป็นส่วนที่จะใช้ต่อเชื่อมกันระหว่างหลอดแสงจันทร์กับ
วงจรไฟฟ้าโดยทั่วไปแล้วจะทำเป็นแบบเกลียว ไม่นิยมทำเป็นแบบเขี้ยว ทั้งนี้ก็เพื่อต้องการป้องกัน
ไม่ให้เกิดการหลวมของขั้วหลอดแสงจันทร์เมื่อต่อกับวงจรไฟฟแล้ว เนื่องจากขณะที่หลอดแสงจันทร์
ทำงานอยนู่ น้ั จะมีอณุ หภมู สิ ูงมาก (ชาญศักดิ์ อภยั นิพฒั น์,2547)

6.1.2 กระเปาะแก้วค้นนอกของหลอดแสงจันทร์ (Outer Bub) โดยทั่วไปแล้วในหลอดแสง
จันทร์จะมีกระเปาะแก้วอยู่สองชนั้ กระเปาะแกว้ ชั้นนอกของหลอดแสงจนั ทร์นีจ้ ะทำหน้ที่เสมือนเป็น
ตวั ห่อหุ้มป้องกันไม่ให้กระเปาะแกว้ ชนั้ ในของหลอดแสงจนั ทร์สัมผัสถกู บรรยากาศภายนอก กระเปาะ
แก้วทั้งสองจะถูกกนั้ ดว้ ยก๊าซไนโตรเจน และกระเปาะแกว้ ด้านในจะทำดว้ ยแกว้ ชนดิ บาง (Soft Glass)
หรือแก้วชนิดหนา (Hard Glass) ซึ่งมีส่วนผสมของหินอยู่ด้วย หรือที่เรียกกันว่า แก้วบอโรซิลิเกต
(Borosilicate -Glass)ซ่ึงมีคุณสมบัตใิ นการทนและกันความรอ้ นได้ดีกระปาะแกว้ ดา้ นนอกมหี น้ที่หลัก
คือ เป็นตัวป้องกันอุปกรณ์ทั้งหมดที่อยู่ภายในหลอดแสงจันทร์ไม่ให้ได้รับอันตรายจากบรรยากาศ
ภายนอก และยังทำหน้าที่เป็นตัวดูดกลืนและป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตที่เกิดจากการอาร์กภายใน

45

กระเปาะแกว้ ด้านในของหลอดแสงจนั ทร์ และรักษาอุณหภูมิภายในหลอดแสงจันทร์ให้คงท่ี ตลอดจน
ยังสามารถที่จะเคลือบสารเรื่องแสงสว่าง เพื่อให้การเปลี่ยนสีของแสงสว่างได้อีกด้วย หรือฉาบด้วย
อะลูมิเนียมบริสุทธิ์ เพื่อทำให้หลอดแสงสว่างมีการสะท้อนแสงสว่างได้ เป็นต้น (ชาญศักดิ์ อภัย
นพิ ฒั น์,2547)

6.1.3 กระเปาะแก้วด้านในหรือหลอดอาร์กของหลอดแสงจันทร์ (Arc Tube) กระเปาะแก้ว
ด้านในของหลอดแสงจันทร์จะมีลักษณะเปน็ รปู ทรงกระบอกกลวงปิดหวั ทา้ ยและทำมาจากแร่ควอตช์
ซึ่งเป็นแร่หินที่มีคุณสมบัติทนอุณหภูมิได้สูงมาที่ปลายของกระเปาะแก้วด้านใดด้านหนึ่งจะติดกับ
อิเล็กโทรดหลัก(Main Electrode) และอีกด้านหนึ่งจะมีตัวต้นทานในการจุดติด (Starting Resistor)
ต่ออนุกรมอยู่กับอิเล็กโทรดหลัก การต่อชื่อมวงจรกันนี้จะต่อชื่อมกันด้วยก๊าซที่บรรจุอยู่ภายใน
กระเปาะแก้วด้านในของหลอดแสงจันทร์ ดังรูปที่ 6.3 ซึ่งภายในกระเปาะแก้วชั้นในของหลอดแสง
จันทร์จะบรรจุด้วยก๊าซอาร์กอนและไอปรอท และระหว่างกระเปาะแก้วด้านนอกและกระเปาะแก้ว
ด้านในของหลอดแสงจันทร์นั้น อาจจะเป็นสุญญากาศหรือบรรจุก๊าซเฉื่อยพวกไนโตรเจนเอไว้ เพื่อ
ป้องกันการเกดิ ปรากฏการณ์การปล่อยประจุ(Oxidation) กับส่วนท่ีเป็นโลหะภายในหลอดแสงจนั ทร์
และป้องกนั ไม่ให้กระเปาะแกว้ ชั้นในของหลอดแสงจนั ทร์สัมผสั กบั บรรยากาศภายนอกดว้ ย (ชาญศักด์ิ
อภัยนพิ ัฒน์,2547)

รูปท่ี 6.3 แสดงสว่ นประกอบและวงจรการทำงานของหลอดแสงจนั ทร์
6.1.4 อเิ ล็กโทรด (Electrode)

6.1.4.1 อิเล็กโทรดช่วยในการจุดติด (Starting Electrode) ทำหนัที่เป็นอิเล็กโทรด
ในช่วงเร่ิมต้นของการสตารต์ หลอดแสงจันทร์ (ชาญศักด์ิ อภัยนพิ ัฒน์,2547)

6.1.4.2 อิเล็กโทรดหลัก (Main Electrode) จะทำงานอยู่ตลอดเวลาและทำมาจาก
วัสดุพวกทั้งสเตน ซึ่งทำเป็นขดลวดเคลือบด้วยสารแบเรียมออกไซด์ หรือแบบแท่งอัดเรียบพันด้วย
ลวดทังสเตน (ชาญศกั ดิ์ อภยั นิพัฒน์,2547)

46

6.1.5 ตัวต้านทานในการจุดติด (Starting Resistor) หลอดแสงจันทร์จะมีตัวต้านทานต่ออยู่
ในวงจร ตัวต้านทานนี้จะทำงานในช่วงเริ่มต้นจดุ ไส้หลอดแสงจนั ทร์เพื่อทำหน้ที่จำกดั กระแสไฟฟ้าใน
ตอนเริ่มตน้ จุดไส้หลอดแสงจันทร์ โดยปกติจะมีความต้านทานประมาณ 50,000-60,000 โอห์ม (ชาญ
ศกั ดิ์ อภยั นพิ ฒั น์,2547)

6.1.6 ตวั ยดึ โครงสร้างภายในหลอดแสงจันทร์ (Support) หรือตวั ยึดตัวกระเปาะแก้วด้านใน
(Arc Tube) กับขั้วหลอดแสงจันทร์ ทำหน้าที่เป็นตัวนำไฟฟ้าให้กระแสไฟฟ้าไหลไปยังขั้วอิเล็กโทรด
บรษิ ัทผูผ้ ลิตบางรายได้ออกแบบให้มีสปริงติดอยู่ (Shock Absorber Spring Spacer Tabs) เพ่ือให้มี
การยึดหยุ่นเมื่อเกิดการกระแหในสภาวะการใช้งานที่มีการเคลื่อนที่ของหลอดแสงจันทร์ตลอดเวลา
(ชาญศกั ดิ์ อภัยนิพฒั น์,2547)

6.2 วงจรการทำงานของหลอดแสงจนั ทร์

รูปที่ 6.4 แสดงส่วนประกอบและวงจรการทำงานของหลอดแสงจันทร์
การทำงานของหลอดแสงจันทร์ชนิดที่ใชบ้ ัลลาสต์เป็นตัวช่วยในการทำงานมีหลักการทำงาน
ดงั นี้
ในการต่อวงจรทางไฟฟ้า จะต่อบัลลาสตเ์ ข้ากบั หลอดแสงจนั ทรแ์ บบอนกุ รม ดงั รูปท่ี 6.4 การ
ต่อบัลลาสต์อนุกรมเข้าไปในวงจรของหลอดแสจันทร์ก็เพื่อเป็นตัวควบคุมไม่ให้กระแสไฟฟ้าเพิ่มมาก
จนเกินไปซึ่งจะเป็นอันตรายต่อหลอดแสงจันทร์ได้ และจากรูปที่ 35 สามารถอธิบายการทำงานของ
วงจรไดด้ ังนี้

47

รูปท่ี 6.5 แสดงวงจรการทำงานของหลอดแสงจนั ทร์
ทมี่ า: (John E. Frier and Mary E. Gazley Frier. 1980 : 23)
เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับวงจรหลอดแสงจันทร์ในรูปที่ 5.5 แรงดันไฟฟ้าจะไปตกคร่อมท่ี
อิเล็กโทรดที่ช่วยในการจุดติด (Starting Electrode) กับอิเล็กโทรดหลัก (Main Electrode) ที่อยู่
ด้านล่างของหลอดแสงจันทร์ ทำให้ก๊าซที่บรจุอยู่ภายในกระเปาะแก้วค้นใน ซึ่งเป็นก๊าซอาร์กอนเกิด
การแตกตัวเป็นผลทำให้เกิดความร้อนขึ้นและทำให้ความต้านทานของก๊าซอาร์กอนภายในกระเปาะ
แกว้ ดา้ นในลดลงและกระแสไฟฟ้าจำนวนหนึง่ สามารถไหลผา่ นไดแ้ ต่มีคา่ น้อยมาก เนอื่ งจากมีตัวความ
ต้นทานในการจุดติด(Starting Resistor) ซึ่งมีความต้านทานสูงต่ออนุกรมอยู่กับอิเล็กโทรดที่ช่วยใน
การจุดติด (Starting Electrode) จึงทำให้ที่ขั้วของอิเล็กโทรดที่ช่วยในการจุดติด (Starting
Electrode) กับอิเล็กโทรดหลักด้านล่างของหลอดแสงจันทร์มีแสงสวา่ งสีแดงเกิดขึ้นเลก็ น้อย ผลจาก
การอาร์กของอิเล็กโทรดที่ช่วยในหลอดแสงจันทร์การจุดติด (Starting Electrode) กับอิเล็กโทรด
หลัก (Man Electrode) นี้จะทำให้ไอปรอทที่บรรจุอยู่ภายในหลอดแสงจันทรอนขึ้นและขยายตัว
กลายเป็นไอ ทำให้ความดันของก๊าซที่อยู่ภายในกระเปาะเก้วด้านในสูงขึ้น ซึ่งจะมีผลทำให้ความ
ตา้ นทานภายในกระเปาะแกว้ ด้านในลดลงอยา่ งรวดเร็วจนกระทงั่ ถึงจุดจดุ หนงึ่ ทำให้แรงดันไฟฟ้าของ
บัลลาสต์สามารถอาชนะความต้านทานภายในกระเปาะเก้วด้านในของหลอดแสงจันทร์ และกระแสฟ
ฟ้าก็จะเริ่มไหลจากอิเล็กโทรดหลักด้านหนึ่งไปยังปลายอีกด้านหนึ่งของอิเล็กโทรดหลักที่อยู่ฝั่งตรง
ข้ามได้ เม่ือไอปรอทแตกตัวมากเขา้ จนถงึ จุดอิม่ ตัวความตา้ นทานภายในกระเปาะแกว้ ค้นใขณนจี้ ะมีค่า
ต่ำมาเมื่อเทียกับความต้นทานที่ตัวต้านทานในการจุดตดิ เมื่อเป็นเช่นน้ีก็จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

48

ตัวตา้ นทานในการจุดติดอีก แต่จะไปไหลผา่ นอิเล็กโทรดหลักท่ีอยูฝ่ ่ังตรงข้ามแทน ในขณะที่มีการเริ่ม
สตาร์ต หลอดแสงจันทร์นี้จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลมากขึ้น เนื่องจากความดันก๊าซที่อยู่ภายในหลอด
แสงจันทร์และความร้อนภายในกระปาะแก้วด้านในของหลอดแสจันท ร์นั้นยังมีค่าต่ำอยู่และเมื่อ
ช่วงเวลาที่สตาร์ตผ่านไปแล้วจะทำให้มีความดันก๊าซที่อยู่ภายในหลอดแสงจันทร์และความร้อนใน
กระเปาะแก้วด้านในเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลทำให้กระแสไฟฟ้าลดลง ในช่วงนี้ในกระเปาะแก้วด้านในจะมี
แสงสว่างสีน้ำเงินแกมเขียวเกิดขึ้นตามคุณสมบัติของไอปรอท ความสว่างจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย
จนกระทัง่ ความดันของไอปรอทและอุณหภูมิในกระเปาะแก้วค้นในดงทหี่ ลอดแสงจนั ทร์ก็จะเปล่งแสง
สวา่ งออกมาได้เต็มทีร่ ะยะวลาช่วงที่นบั ต้งั แต่ป้อนแรงดันไฟฟ้าให้แกห่ ลอดแสงจนั ทร์จนกระทั้งหลอด
แสงจันทรร์ ะยะเวลาช่วงท่นี ับต้ังแตป่ ้อนแรงดนั ไฟฟ้าให้แก่หลอดแสงจันทรจ์ นกระท้งั หลอดแสงจันทร์
สามารถปล่งแสงสว่างออกได้ประมาณ 80% ของแสงสว่างเต็มที่ของหลอดแสงจันทร์นี้เราเรียกว่า
ชว่ งการอนุ่ ตัว (Warm up Period) ซึ่งใชเ้ วลาประมาณ 4-5 นาที (ชาญศกั ดิ์ อภยั นพิ ัฒน์,2547)

ชว่ งการชะงักของวงจรทำงานของหลอดแสงจันทร์ (Lamp Extension and Restarting for
Mercury Lamp) ในวงจรการทำงานของหลอดแสงจันทร์นั้น ระบบไฟฟ้าที่ต่อให้กับวงจรจะขดตอน
ไม่ได้ หรอื เปดิ วงจรของหลอดแสงจนั ทรไ์ มไ่ ด้เพราะหลอดแสงจนั ทรจ์ ะหยดุ ทำงาน และเมอื่ หลอดแสง
จันทรน์ ้ีหยุดทำงานแลว้ จะตอ้ งใช้เวลาช่วงหน่ึงก่อนทหี่ ลอดแสงจันทรจ์ ะเริม่ ทำงานใหม่ ซง่ึ หมายความ
ว่าถ้าหลอดแสงจันทร์ดับแล้วจะปิดสวิตช์ให้หลอดแสงจันทร์ทำงานใหม่หรือใส่แรงดันไฟฟ้าให้กับ
หลอดแสงจันทร์ใหม่นั้นหลอดเสงจันทร์จะยังไม่สมารถทำงานได้ทันทีต้องรอเวลาสักครู่ เพื่อให้ความ
ดนั กา๊ ซเละอณุ หภูมภิ ายในหลอดแสงจนั ทรล์ ดลงก่อน คือตอ้ งรอให้ก๊าซต่าง ๆ และไอปรอทที่เกิดจาก
การแตกตัวภายในหลอดแสงจันทร์ได้มารวมกันปกติเหมือนตอนเริ่มต้นสตาร์ตจึงจะสามารถสตาร์ต
หลอดแสงจันทร์ใหม่ได้ช่วงเวลาที่รอให้หลอดแสงจันทร์สตาร์ตใหม่ได้นี้ รียกว่า ช่วงการเริ่มส ตาร์ต
ใหม่ (Restarting Time) หรอื ช่วงการคืนตัว (Restrike Time) อาจจะใช้ชว่ งเวลาประมาณ 5-10 นาที
จงึ จะเริ่มสตารต์ หลอดแสงจนั ทรใ์ หมไ่ ด้ (ชาญศักดิ์ อภัยนิพัฒน์,2547)

49

6.3 การนำหลอดแสงจันทร์
หลอดแสงจนั ทร์ มีประสิทธิภาพการใช้พลงั งานมากกวา่ หลอดไฟไส้และหลอดฟลูออเรสเซนต์

ทั่วไป ให้ความสว่างในช่วง 35 ถึง 65 ลูเมนต่อวัตต์ ให้แสงขาวที่มีความเข้มสูง, และมีอายุการใช้งาน
ที่ยาวนาน (ประมาณ 24000 ชั่วโมง[1]) จึงนิยมติดตั้งในบริเวณขนาดใหญ่ที่ต้องการการส่องสว่าง
ต่อเนื่องจากด้านบน เช่น โรงงาน, โกดัง, สนามกีฬา หรือใช้เป็นไฟถนน[1] แต่เนื่องจากหลอดแสง
จันทร์ให้แสงขาวที่มีสีออกไปทางฟ้า-เขียว (จากสเปกตรัมของปรอท) จึงไม่นิยมใช้เป็นแสงสว่างใน
ร้านคา้ เพราะทำให้สีผวิ คนดูไม่เปน็ ธรรมชาติ

50

แบบฝึกหัดท้ายเรอื่ งท่ี 6 หลอดแสงจันทร์ (Mercury Lamp)

1. โครงสร้างของหลอดแสงจันทรม์ ที ัง้ หมดกีส่ ว่ นในขอ้ ใด
ก. มี 6 ส่วน
ข. มี 7 ส่วน
ค. มี 8 ส่วน
ง. มี 9 ส่วน

2. ข้อใดคือสว่ นประกอบของหลอดหลอดแสงจันทร์
ก. ปรอท
ข. สตาร์ทเตอร์
ค. สปริงยึด
ง. หลอดอารก์

3. ขอ้ ใดช่วงการชะงักของวงจรทำงานของหลอดแสงจนั ทร์
ก. ใส่แรงดันไฟฟ้าให้กับหลอดแสงจันทร์ใหม่นั้นหลอดเสงจันทร์จะยังไม่สมารถทำงานได้

ทันทีต้องรอเวลาสักครู่
ข. เร่ิมตน้ สตาร์ตสตาร์ตหลอดแสงจนั ทร์
ค. เมอื่ ไมม่ กี ระแสไฟฟา้ ไหลผ่าน
ง. อณุ หภมู ใิ นกระเปาะแกว้ ลดลง

4. ข้อใดเหมาะกบั การทเี่ อาหลอดแสงจันทร์ไปใชง้ าน
ก. ห้องนอน,หอ้ งน้ำ
ข. โรงงาน, โกดัง
ค. ห้อนครัว,ห้องทำงาน
ง. ในตู้โชว์