วิชาส่องสว่าง

51

5. ขอ้ ใดไม่เหมาะกับการทเ่ี อาหลอดแสงจนั ทร์ไปใช้งาน
ก. โรงงาน
ข. สนามกีฬา
ค. ไฟถนน
ง. ในบา้ น

52

บทที่ 7 หลอดโลหะฮาไลด์ (Metal Halide Lamp)

หลอดโลหะฮาโลดเป็นหลอดไฟฟ้าปล่อยประจุความเข้มสูง (High Intensity Discharge :
HID) อีกประเภทหนึ่งที่มีแหล่งกำเนิดของแสงสว่างสีที่สมดุลมากที่สุดของหลอดไฟฟ้าตระกูลหลอด
ไฟฟ้าปล่อยประจุความเขม้ สูง (HD) และเป็นหลอดไฟฟ้าที่มีประสิทธภิ าพสูง อายุการใช้งานยาวนาน
พอสมควร และมโี ครงสร้างภายในและการทำงานคล้าย ๆ กับหลอดแสงจันทร์

รปู ที่ 7.1 หลอดโลหะฮาไลด์ (Metal Halide Lamp)
ท่มี า: (https://bit.ly/3c5fnBR)

53

7.1 โครงสรา้ งของหลอดหลอดโลหะฮาไลด์

รปู ที่ 7.2 แสดงโครงสรา้ งและสนประกอบของหลอดโลหะฮาไลด์
ท่ีมา: (Ronald N. Helms. 1980 : 96)

หลอดโลหะฮาไลดม์ ีโครงสรา้ งทม่ี ีส่วนประกอบท่สี ำคญั ดงั นี้
7.1.1 กระเปาะแก้วค้นนอกของหลอดโลหะฮาไลด์ กระเปาะแก้วด้านนอกของหลอดโลหะ

ฮาไลด์ทำจากแก้วบอโรซิลิเกต หรือแก้วหนา และยังทำหน้ที่เป็นตัวกรองรังสีอัลตราไวโอเลต
(Ultraviolet Filter)ที่เกิดจากหลอดอาร์กของหลอดโลหะฮาไลด์ไม่ให้ออกมาสู่ด้านนอกของหลอด
โลหะฮาไลด์ด้วย และช่วยรักษาใหอ้ ุณหภูมิหลอดอาร์กของหลอดโลหะฮาไลด์คงที่ และส่วนใหญ่แล้ว
หลอดโลหะฮาไลด์จะให้การกระจายแสงสว่างสีดีอยู่แล้ว ไม่จำเป็นต้องเคลือบสารเรื่องแสงสว่าง
เพราะจะทำให้การกระจายเสงสว่างลดน้อยลงไป ยกเว้นหลอดโลหะฮาไลด์ชนิดที่ต้องการแสงสว่าง
แบบพเิ ศษ จึงจะเคลือบสารเรอื งแสงสวา่ งที่กระเปาะแก้วดา้ นใน (ชาญศกั ดิ์ อภยั นพิ ัฒน์,2547)

7.1.2 กระเปาะแก้วด้านในกระเปาะแก้วด้านในของหลอดโลหะฮาไลด์ ทำจากแก้วควอตซ์
ชนดิ ที่ทนความร้อนได้สงู และภายในกระเปาะแกว้ ด้านในของหลอดโลหะฮาไลดห์ รือหลอดอาร์กของ
หลอดโลหะฮาไลด์นี้จะบรจุสารจำพวกไอโอไดด์ของโลหะเข้าไป สารจำพวกไอโอไดด์ของโลหะน้ี
ประกอบด้วยโซเดียมไอโอไดด์ อิเดียมไอโอไดด์ ทัลเลียมไอโอไดด์ และดิสโปรเซียมไอโอไดด์ภายใน
หลอดโลหะฮาไลด์นอกจากน้ยี ังมีพวกปรอทและกา๊ ซอาร์กอนผสมอยู่ดว้ ย เมอ่ื เวลาหลอดโลหะฮาไลด์

54

ทำงานไปแล้วการแตกตัวของโลหะของพวกไอโอไดด์ จะทำใหเ้ กดิ แสงสว่างท่มี ีความยาวคล่ืนของแสง
สว่างแตกต่างกันหลาย ๆ ความยาวคลื่น ซึ่งเป็นสเหตุที่ทำให้สีของแสงสว่างดูสมดุลมากขึ้นตามไป
ด้วย (ชาญศักด์ิ อภยั นิพฒั น์,2547)

7.1.3 ขั้วหลอดของหลอดโลหะฮาไลด์ (Base) หลอดโลหะฮาไลด์เป็นหลอดไฟฟ้าอีกชนิด
หนึ่งที่ใช้กระแสไฟฟ้าสูงพอสมควรแล้วแต่ขนาดของวัตต์ของหลอดโลหะฮาไลด์ที่ต้องการใช้
เพราะฉะนั้นชั้วหลอดโลหะฮาไลด์ทุกขนาดจะใช้ขั้วหลอดโลหะฮไลด์เป็นแบบเกลียวขนาดใหญ่
(Mogul Screw) ทง้ั สน้ิ และหลอดโลหะฮาไลดน์ ีม้ ักจะติดตั้งอยู่ในแนวระดับ นอกจากนี้ข้วั หลอดโลหะ
ฮาไลดย์ ังเปน็ ตัวกำหนดตำแหนของการจุดหลอดโลหะฮไลด์อีกด้วย โดยขว้ั หลอดโลหะฮไลด์จะมีก้าน
เล็ก ๆ (Pin) ยื่นออกมาเป็นตับอกตำแหนของหลอดโลหะฮไลด์ ฉะนั้นการติดตั้งหลอดโลหะฮาไลดจ์ งึ
ต้องใส่ให้ถูกต้องตามตำแหนง่ ที่กำหนดให้โดยให้ส่วนโค้งของกระปาะแกว้ ด้นในอยู่ในลักษณะต้ังขึ้นใน
แนวต้ังฉากกับพืน้ ระนาบ (ชาญศกั ดิ์ อภัยนพิ ัฒน์,2547)
7.2 วงจรการทำงานของหลอดโลหะฮาไลด์
ในการต่อวงจรของหลอดโลหะฮาไลดจ์ ะตอ้ งประกอบดว้ ยบลั ลาสต์ และตัวช่วยติดหลอดโลหะฮาไลด์
(Pulse Starter or Ignitor) หลอดโลหะฮาไลดม์ ีการตอ่ วงจรไฟฟ ดงั รูปท่ี 7.3 (ก) และ (ข)

(ก) แสดงวงจรการทำงานและสว่ นประกอบตา่ ง ๆ ของหลอดโลหะฮาไลด์
ทมี่ า: (John E. Frier and Mary E. Gazley Frirer. 1980 : 25)

55

(ข) แสดงการต่อวงจรการทำงานของหลอดโลหะฮาไลดท์ ่ีมีใชอ้ ยู่ในปัจจบุ นั
ท่มี า: (Iwasaki Electric, 1993 "Iwasaki Lamp Catalog")

รูปท่ี 7.3 แสดงโครงสร้างและวงจรการทำงานของหลอดโลหะฮาไลด์
จากรูปที่ 7.3 แสดงการทำงานของหลอดโลหะฮาไลด์ เมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้าให้กับวงจรของ
หลอดโลหะฮาไลด์แล้วตัวช่วยติดหลอดโลหะฮาไลด์ (Ignitor) จะเป็นตัวสร้างพัลส์ (Pule) ที่มีความถี่
สูงเพื่อที่จะทำให้บัลลาสต์สร้างแรงดันไฟฟ้าสูงเพื่อไปขับหลอดโลหะฮาไลด์และทำให้เกิดการแตกตัว
ของสารและก๊าซที่บรรจุอยู่ภายในหลอดโลหะฮาไลด์ เมื่อหลอดโลหฮาไลด์ทำงานแล้วตัวช่วยติด
หลอดโลหะฮาไลด์ก็จะหมดหน้ที่ เหลือแต่บัลลาสต์ตัวเดียวที่ะทำหน้ที่จำกัดกระแสไฟฟและ
แรงดนั ไฟฟ้าทไี่ ปตกครอ่ มที่หลอดโลหะฮาไลด์ (ชาญศกั ด์ิ อภยั นพิ ัฒน์,2547)
เน่ืองจากหลอดโลหะฮาไลด์ที่มีการเติมสารพวกไอโอไคด์เขา้ ไปในหลอดโลหะฮไลด์จึงทำให้มี
จุดเดอื ดสงู กวา่ อุณหภูมิทผ่ี นังของกระเปาะแก้วดา้ นในของหลอดโลหะฮไลด์ จึงทำให้บางสว่ นของสาร
ที่เติมเข้าไปนั้นยังคงกลั่นตัวอยู่ในสภาพที่เป็นของแข็ง และปริมาณของสารไอโอไดด์ของธาตุต่าง ๆ
ในสภาวะที่จะกลายเป็นไอจะถูกควบคุมด้วยอุณหภูมิของจุดเย็นสุดบนผนังภายในกระเปาะแก้วด้าน
ในของหลอดโลหะฮาไลด์ ซึ่งเป็นคุณสมบัติของหลอดโลหะฮไลด์ที่ไม่หมือนหลอดไฟฟ้าชนิดอื่น เมื่อ
แรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับหลอดโลหะฮาไลด์เพื่อทำการจุดหลอดโลหะฮาไลด์มากพอ จะทำให้เกิด
ไอออนขน้ึ ระหว่างข้ัวหลอดโลหะฮไลด์ท้ัง 2 ข้าง ซงึ่ จะเปน็ ช่วงของการเร่ิมตันของการอุ่นหลอดโลหะ
ฮาไลด์ และขณะเดียวกันสารที่เติมลงไปจำพวกสารไอโอไดด์ก็จะเริ่มกลายเป็นไอเคลื่อนที่เข้าสู่ลำ
อาร์กพร้อมกับแผ่รังสี่ประจำตัวออกมาและเกิดการกระจายพลังงานออกมจะประกอบไปด้วยความ
ยาวคลิ่นของแสงสว่างชนิดต่าง ๆ มากมายทั้งที่เป็นช่วงทีตคนเรามองเห็นได้ และช่วงที่ตคนเราไม่
สามารถมองเห็นจากการที่มีความยาวคลื่นของแสงสว่างชนดิ ต่าง ๆ มากมายทั้งที่เป็นช่วงที่ตาคนเรา
มองเหน็ ได้ และช่วงทต่ี าคนเราไมส่ ามารถมองเห็นจากการท่มี ีความยาวคลืน่ ของแสงสว่างแตกต่างกัน

56

มากมาย หรอื มสี ีของแสงสว่างทเี่ กิดข้นึ ต่าง ๆ กันมาผสมกนั อยา่ งไดส้ ัดสว่ นที่พอเหมาะจงึ เป็นเหตุให้สี
ของแสงสว่างที่ปรากฎออกมาจากหลอดโลหะฮาไลด์เป็นแสงสว่างสขี วและให้ความถูกต้องของสีของ
วัตถุได้สูงกวา่ หลอดไฟฟา้ ปล่อยประจคุ วามเข้มสงู (HID) ชนิดอ่ืน (ชาญศักดิ์ อภยั นิพัฒน์,2547)

7.3 การนำหลอดหลอดโลหะฮาไลด์ไปใช้งาน
หลอดโลหะฮาไลด์เปน็ หลอดไฟในกลุ่มประเภท ประจุความเขม้ สูง (HID) ตระกลู ของหลอดน้ี

ให้ไฟในความเข้มสูง ในขณะที่หลอดมีขนาดเล็ก และมีประสิทธิภาพแสงมาก โดยการแตกตัวของ
เกลือโลหะหายากในโลก ด้วยไฟไอปรอท. เดิมในปลายทศวรรษ 1960 ถูกผลิตมาสำหรับใช้ใน
อุตสาหกรรม, แต่ในขณะนี้ หลอดเมทอลเฮไลด์ ถูกนำมาใช้ในงานเชิงพาณิชย์ที่อยู่อาศัย จนถึง
พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ. หลอดโลหะฮาไลด์ทำงานภายใต้ความดันและอุณหภูมิสูง ได้อย่างปลอดภัย.
หลอดไฟมีขนาดเลก็ เมอ่ื เทียบกบั หลอดหรือโคมไฟอืน่ ท่มี รี ะดบั แสงเดยี วกัน

หลอดโลหะฮาไลด์มีท้งั แสงทั่วไปและสำหรบั การใช้งานเฉพาะอย่าง เชน่ หลอดท่ีต้องการแสง
UV โดยเฉพาะหรือความถี่สีน้ำเงินสูง เนื่องจากความสามารถในการผลิตคลื่นแสงได้กว้าง มันจึงใช้
สำหรับการส่องในห้องกีฬา เมื่อถ่ายทอดสดจะได้แสงที่เป็นธรรมชาติ นอกจากนี้ยังใช้กันอย่าง
แพร่หลายสำหรับลานจอดรถและแสงไฟถนนในเขตเมือง และค่อนข้างนิยมเลี้ยงปะการังที่ต้องการ
ความเขม้ แสงสูง

57

แบบฝกึ หดั ท้ายเรื่องท่ี 7 หลอดโลหะฮาไลด์ (Metal Halide Lamp)

1. โครงสร้างของหลอดหลอดโลหะฮาไลดม์ กี ส่ี ว่ นในขอ้ ใด
ก. 15 ส่วน
ข. 16 ส่วน
ค. 17 สว่ น
ง. 18 ส่วน

2. ขอ้ ใดคอื โครงสรา้ งของหลอดหลอดโลหะฮาไลด์ทง้ั หมด
ก. ไดโอด,ฝากันความรอ้ น
ข. อเิ ลก็ โทรดทังสเตน,ปรอท
ค. หลอดอาร์ก,สตารท์ เตอร์
ง. สตาร์ทเตอร์,ปรอท

3. บลั ลาสตส์ ร้างแรงดันไฟฟ้าสูงเพือ่ ไปขับหลอดโลหะฮาไลด์และทำให้เกิดอะไรในข้อใด
ก. เกิดการแตกตวั ของสารและก๊าซทบ่ี รรจอุ ยู่ภายในหลอด
ข. เกดิ แรงดันไฟฟ้าทีไ่ ปตกครอ่ มท่ีหลอด
ค. เกดิ การลัดวงจร
ง. ไมเ่ กดิ อะไรกบั วงจรเลย

4. เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับหลอดโลหะฮาไลด์เพื่อทำการจุดหลอดโลหะฮาไลด์มากพอ จะทำให้
เกดิ อะไรในข้อใด

ก. หลอดไฟฟา้ ปลอ่ ยประจคุ วามเข้มสูง
ข. เกิดความยาวคลื่นของแสงสวา่ ง
ค. เกดิ ไอออนขน้ึ ระหว่างขวั้ หลอดโลหะฮไลดท์ ั้ง 2 ขา้ ง ซ่ึงจะเปน็ ช่วงของการเร่ิมตันของการ
อุน่ หลอด
ง. เกดิ การกระจายพลงั งานออกมา

58

5. การนำหลอดหลอดโลหะฮาไลด์ไปใชง้ านท่เี หมาะสมในข้อใด
ก. ห้องนอน
ข. ห้องนำ้
ค. หอ้ งครัว
ง. ไฟถนน

59

บทที่ 8 หลอดโซเดียมความดนั สูง (High Pressure Sodium Lamp)

หลอดโซเดียมความดันสูง (High Pressure Sodium Lamp) เป็นหลอดไฟฟ้าปล่อยประจุ
ความเข้มสูงที่สร้างขึ้นมาใช้ในงานที่ต้องการปริมาณแสงสว่างมาก ๆ แต่สีของแสงสว่างจะไม่สมดุล
เหมือนหลอดโลหะฮาไลด์ หลอดโซเดียมความดันสูงเป็นหลอดไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในบรรดา
หลอดไฟฟ้าปล่อยประจุความเข้มสูง (HD) ทั้งหมด ปัจจุบันสมารถผลิตหลอดโซดียมความดันสูงที่มี
ประสิทธภิ าพไดถ้ ึง 157 ลเู มนต่อวัตต์ เมือ่ เทียบกบั หลอดปล่อยประจุความเขม้ สูงประเภทอ่ืนซึ่งอยู่ใน
ตระกลู เดียวกัน (ชาญศกั ด์ิ อภัยนพิ ฒั น์,2547)

รปู ที่ 8.1 หลอดโซเดียมความดันสูง (High Pressure Sodium Lamp)
ทมี่ า: (https://bit.ly/2FA0mfF)

60

8.1 โครงสรา้ งของหลอดหลอดโซเดยี มความดนั สูง

รปู ท่ี 8.2 แสดงโครงสร้างและสนประกอบของหลอดโซเดียมความดันสูง
ทม่ี า: (John E. Kaufman. 1981 : 8-42)

หลอดโชเดียมความดันสงู เปน็ หลอดไฟฟ้าปล่อยประจุความเข้มสูงทีป่ ระกอบดว้ ยกระเปาะ
แกว้ ดา้ นนอกทำจากแก้วบอโรชิลิเกตและกระปาะแกว้ ดันในของหลอดโชดยี มความดันสูงทำจากเชรา
มิกท่ที นอุณหภูมิไดส้ งู มาก ๆ สว่ นประกอบของหลอดโชเดียมความดันสงู มีดังนี้

8.1.1 กระเปาะแก้วด้านนอกของหลอดโซเดียมความดันสูง จะทำหน้ที่เป็นเกราะป้องกัน
กระเปาะแก้วด้านในของหลอดโซเดยี มความดันสูง และชว่ ยควบคุมอุณหภูมิของกระเปาะแก้วด้านใน
ของหลอดโซเดียมความดันสูงให้คงที่ ระหว่างกระเปาะแก้วด้านนอกกับกระเปาะด้านในของหลอด
โซเดยี มความดันสูงนนั้ จะคน่ั ด้วยสุญญากาศ ซึง่ จะเปน็ ตวั ป้องกันการนำและการพาความร้อนได้ดี แต่
ไม่สามารถป้องกันการแพร่กระจายของรังสีความร้อน จึงเป็นเหตุให้ตัวกระเปาะแก้วค้นนอกร้อนใน
ขณะทห่ี ลอดโซเดียมความดันสงู กำลงั ทำงาน (ชาญศกั ด์ิ อภยั นิพฒั น์,2547)

8.1.2 หลอดอาร์กของหลอดโชเดียมความดันสูง หมายถึง กระเปาะแก้วด้านในของหลอด
โซเดียมความดันสูง จะทำจากวัสดุจำพวกเชรามิก (Polycrystallyne Translucent Aluminamat)
ที่นอุณหภูมิสูง ทั้งนี้เนื่องจากขณะที่หลอดโชเดียมความดันสูงทำงานจะมีความร้อนเกิดขึ้นและความ
ดันจากการปล่อยประจุ (Dischrage) ของโชเดียมความดันสงู จะสูงมาก และเพื่อป้องกันการสึกกร่อน

61

จากอลั คาไลน์ทเี่ กดิ ขน้ึ จากไอโชเดยี มในกระเปาะแก้วด้านในหลอดโชเดียมความดันสงู กจ็ ะบรรจุก๊าซ
ซนี อน ปรอท และโซเดียมปนกนั ขา้ ไปในหลอดโซเดยี มความดนั สูง (ชาญศักด์ิ อภยั นิพัฒน์,2547)

คณุ สมบัตขิ องกา๊ ซทบ่ี รจอุ ยภู่ ายในหลอดอาร์กของหลอดโซเดียมความดนั สูงมีดังน้ี
8.1.2.1 ก๊าซซีนอน (Xenon) เป็นกา๊ ซเฉ่ือยบรรจุอยู่ในหลอดอาร์กเพ่ือชว่ ยทำหน้าที่

ในการแตกตัวของก๊าซโซเดยี มให้รวดเร็วข้ึน และเนอ่ื งจากก๊าซนีม้ ีสภาพการแตกตัวได้เรว็ จึงทำใหเ้ กิด
ความร้อนขึ้นภายในหลอดอาร์กของหลอดโซดียมความดันสูงมากขึ้น มีค่าความดันภายในหลอดอาร์
กประมาณ 200มิลลิเมตรปรอท ซึ่งเป็นที่มาของการเรียกหลอดไฟฟนี้ว่าหลอดโซดียมความดันสูง
สำหรับหลอดโซเดียมความดันต่ำ จะมีความดันภายในหลอดโซเดียมความดันต่ำประมาณ 2-3
มลิ ลเิ มตรปรอท เทา่ นั้น (ชาญศกั ด์ิ อภัยนพิ ัฒน์,2547)

8.1.2.2 ไอปรอท (Mercury) หมายถึง ไอปรอทบรรจุเขา้ ไปในหลอดอาร์กของหลอด
โซเดียมความดันสูง เมื่อเกิดการแตกตัวขึ้นกายในหลอดอาร์กของหลอดโชเดียมความดันสูง แล้วไอ
ปรอทจะเป็นตัวเปล่งแสงสว่างสีน้ำเงนิ เขียวออกมา และเมื่อไปผสมกับแสงสว่างสีท่ีได้จากไอโซเดียม
และได้แสงสว่างสี่ธรรมชาติ (Yellow White or Golden Light) แต่ปริมาณแสงสว่างสีเหลือง และ
แสงสว่างสีสม้ จะมีมากกวา่ แสงสว่างสีอน่ื ๆ (ชาญศกั ด์ิ อภยั นพิ ัฒน์,2547)

8.1.2.3 โซเดียม (Sodium) หมายถึง ก๊าซโซเดียมที่มีสถานะเป็นของแข็ง ณ
อุณหภูมิปกติแต่เมื่อได้รับความร้อนจะเกิดการแตกตัว และเปล่งแสงสว่างสีเหลืองสดออกมาเพียงสี
เดียว เพื่อที่จะผสมกับแสงสว่างสีอื่นที่เกิดจกการแตกตัวของก๊าซชนิดอื่น (ชาญศักดิ์ อภัย
นิพฒั น์,2547)

8.1.2.4 อิเล็กโทรด (Electrode) จะประกอบอยู่ในหลอดอาร์กของหลอดโชเดียมค
วามดันสงู ทำดว้ ยทังสเตน มีลักษณะเปน็ ขดลวดเพื่อเพิ่มพนื้ ที่ในการระบายความร้อน (ชาญศกั ดิ์ อภัย
นพิ ัฒน์,2547)

8.1.2.5 แผ่นเหล็กนิกเกิล (Nickle-Plate Steel) จะอยู่ในกระเปาะแก้วชั้นนอก
และอยู่นอกกระเปาะแก้วชั้นใน (หลอดอาร์ก) ซึ่งจะทำหน้ที่เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าจากขั้วหลอด
โซเดียมความดันสูงเข้าไปยังอเิ ล็กโทรดท้ัง 2 ดา้ นของข้วั หลอด (Base) ขั้วหลอดโซเดยี มความดันสูงท่ี
สร้างขึ้นตามมาตรฐานANS! มีแบบขั้วหลอดโซเดียมความดันสูงขนาดกลาง (Medium) และแบบขั้ว
หลอดโซเดยี มความดนั สูงขนาดใหญ่ (Mogul) เนอื่ งจากหลอดโซเดียมความดนั สงู น้ีใชก้ ับแรงดันไฟฟ้า
สูงและกระแสไฟฟ้าที่ไหลในหลอดโซเดียมความดนั สูงก็สูงด้วย ดังนั้น จึงสร้างขั้วหลอดโซเดียมความ

62

ดันสูงเป็นแบบเกลียว ซึ่งขั้วหลอดโซเดียมความดันสูงแบบนี้จะป้องกันอันตรายจากการอาร์กของ
กระแสไฟฟา้ ไดด้ กี วา่ แบบเขีย้ ว (ชาญศักด์ิ อภยั นพิ ฒั น์,2547)
8.2 วงจรการทำงานของหลอดโซเดียมความดันสูง

(ก) แสดงวงจรการทำงานและสว่ นประกอบของหลอดโชเดยี มความดันสงู
(John E. Frier and Mary E. Gazley Frier. 1980 : 27)

(ข) แสดงการต่อวงจรการทำงานของหลอดโซเดียมความดนั สงู ที่มใี ช้อยูใ่ นปจั จุบนั
รูปท่ี 8.3 แสดงโครงสร้างและวงจรการทำงานของหลอดโชเดียมความดนั สูง
ทมี่ า: (Iwasaki Electric, 1993 "Iwasaki Lamp Catalog")

หลอดโซเดียมความดนั สูงและวงจรทางไฟฟ้าจะต้องประกอบด้วยบัลลาสต์ ตัวช่วยตดิ หลอด
โซเดียมความดันสงู (Pulse Starter or Ignitor) และมีการต่อวงจรไฟฟา้ ดงั รูปท่ี 7.2 (ก) และ (ข)

จากรูปท่ี 8.3 แสดงการทำงานของหลอดโชเดยี มความดนั สูง เม่อื เปิดสวติ ชป์ อ้ นแรงดันไฟฟ้า
ใหก้ บั วงจรของหลอดโชดยี มความดันสูงแล้ว ตวั ช่วยตดิ หลอดโชเดียมความดันสูง (Igintor) จะเป็นตัว
สร้างพัลส์ทีม่ ีความถ่ีสูง เพื่อที่จะทำให้บัลลาสต์สร้างแรงดันไฟฟ้าสูงเพื่อไปใช้ในการขับหลอดโซเดียม
ความดันสูง ซึ่งแรงดันไฟฟที่สร้างขึ้นมานี้จะมีค่าประมาณ 2.500 - 3,000 โวลต์ แต่จะเกิดขึ้นเป็น
ระยะเวลาสั้นและรวดเร็วมาก (ประมาณ 1 ไมโครวินาที) แล้วก็จะตกลง ขณะเดียวกันระหว่างปลาย

63

ทั้งสองของอิเล็กโทรด ก๊าซซีนอนก็จะเร่ิมแตกตัวทำใหค้ วามรอ้ นและความดันภายในหลอดอาร์กของ
หลอดโซเดยี มความดนั สูงสูงขน้ึ เร่ือย ๆ ความร้อนทเ่ี กดิ ขนึ้ ภายในหลอดอาร์กของหลอดโซเดียมความ
ดันสูงนี้จะทำให้ก๊าซโซเดียมและปรอทเกิดการแตกตัวตาม ซึ่งจะทำให้แสงสว่างเริ่มสว่างขึ้นเรื่อย ๆ
จนกระทั่งแสงสว่างจ้าในที่สุด แต่ในขณะที่เริ่มสตาร์ตหลอดโซเดียมความดันสูงใหม่ ๆ กระแสไฟฟ้า
จะไหลน้อยมาก เพราะคา่ ความต้นทานกายในหลอดโซดียมความดนั สงู ยังมีค่าสงู อยู่แต่พอก๊ชเฉ่ือยเร่ิม
แตกตัว จะทำใหค้ วามร้อนภายในหลอดโซเดียมความดันสูงสูงข้ึนเรื่อย ๆ ความต้านทานภายในหลอด
อาร์กของหลอดโชเดียมความดันสูงก็จะลดลง และทำให้กระแสไฟฟ้าไหลได้มากขึ้น เป็นเหตุให้
แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมหลอดโซเดียมความตันสูงลดลง และกลับเข้าสู่สภาพปกติที่ออกแบบไว้ และ
กระแสไฟฬที่ไหลผ่านหลอดโซเดียมความดันสูงก็จะคงที่ ในขณะที่ก๊าซเฉื่อยเริ่มแตกตัว ถ้าสังเกตที่
หลอดโซเดยี มความดนั สูงกจ็ ะเห็นเป็นแสงสว่างสีแดง เม่อื ความรอ้ นมปี ริมาณเพม่ิ ข้นึ ก็จะทำให้ก๊าซโช
เดียมที่เป็นของแข็ง ณ อุณหภูมิปกติกลายเป็นไอและนำกระแสไฟทำได้ และเมื่อโซเดียมนี้เกิดการ
แตกตัวก็จะให้แสงสว่างสเี หลืองออกมาซ่ึงมคี วามยาวคลืน่ ของแสงสว่างสีอยูร่ ะหว่าง 586-589 นาโน
เมตร ที่ความยาวคลื่นของแสงสว่างสี 589 นาโนเมตร จะให้แสงสว่างออกมา 95% และที่ความยาว
คลืน่ ของแสงสวา่ งสี 536 นาโนเมตร จะใหแ้ สงสวา่ งออกมา 5% และแสงสวา่ งสเี หลืองที่ได้จากก๊าซโช
ดียมจะกลืนแสงสว่างสีแดงของก๊าซเฉื่อยไว้หมดสาเหตุเนื่องจากก๊ชเฉื่อยที่บรรจุเข้าไปในหลอด
โซเดียมความดันสูงมีน้อยกว่าก๊าซโซเดยี มและภายในหลอดโชเดียมความดนั สูงได้มีการบรรจุไอปรอท
เข้าไปด้วย ซึ่งคุณสมบัติของไอปรอทก็คือ เมื่อแตกตัวจะให้แสงสว่างสีคล้ายกับแสงสว่างสีในตอน
กลางวัน จึงเป็นเหตุให้หลอดโซเดียมความดันสูงมีสีค่อนข้างเหลืองจ้า (Yellow White) (ชาญศักด์ิ
อภยั นิพฒั น์,2547)
8.3 การนำหลอดหลอดโซเดียมความดันสงู ไปใชง้ าน

หลอดโซเดียมความดันสูง เป็นหลอดไฟประเภท HID (High Intensity Discharged) มี
ประสิทธิภาพสูงกว่าหลอดไส้แต่ต่ำกว่าหลอดฟลูออเรสเซนต์เล็กน้อย และมีข้อเสียคือ เมื่อใช้งาน
นานๆ ปรมิ าณแสงจะลดลง เหมาะสำหรบั เป็นไฟถนนและไฟตามสวนสาธารณะ

64

แบบฝกึ หัดท้ายเร่อื งท่ี 8 หลอดโซเดยี มความดันสงู (High Pressure Sodium Lamp)

1. โครงสรา้ งของหลอดหลอดโซเดยี มความดันสงู มีกี่สว่ นในข้อใด
ก. 15 สว่ น
ข. 14 ส่วน
ค. 13 สว่ น
ง. 12 สว่ น

2. ข้อใดคอื โครงสร้างของหลอดหลอดโซเดียมความดันสงู
ก. ไทเทเนยี ม,ทังสเตน
ข. ลวดนิกเกิล,ปรอท
ค. ปรอท,ทังสเตน
ง. ไทเทเนียม,สตารท์ เตอร์

3. ความต้านทานภายในหลอดอาร์กของหลอดโชเดียมความดันสูงก็จะลดลง และทำให้กระแสไฟฟ้า
ไหลได้มากขึ้นเพราะอะไรในข้อใด

ก. คา่ ความตน้ ทานกายในหลอดโซดียมความดันสงู ยังมีค่าสูงอยู่แต่พอก๊าซเฉื่อยเริม่ แตกตัว
ข. เม่ือความรอ้ นมปี รมิ าณเพม่ิ ข้นึ
ค. อุณหภมู ปิ กติกลายเป็นไอและนำกระแสไฟทำได้
ง. ความยาวคล่ืนของแสงสว่าง
4. ความยาวคลนื่ ของแสงสว่างสีอยรู่ ะหว่างเท่าใด
ก. 286-289 นาโนเมตร
ข. 386-389 นาโนเมตร
ค. 486-489 นาโนเมตร
ง. 586-589 นาโนเมตร

65

5. ขอ้ เสียหลอดโซเดยี มความดันสงู คอื ข้อใด
ก. เมอ่ื ใชง้ านนานๆ ปรมิ าณแสงจะลดลง
ข. มที ร่ี าคาแพง
ค. อายุการใช้งานทีต่ ่ำ
ง. ถูกทุกข้อ

‘

66

บทท่ี 9 หลอดแอลอีดี (LED Lamp)
แอลอีดีคอื ไดโอดชนดิ เปล่งแสง ไมไ่ ดม้ รี ปู ทรงแบบหลอด แตเ่ รยี กนำหนา้ ชอื่ วา่ “หลอด
แอลอีดี” อย่างที่เคยชนิ กับหลอดไฟประเภทเก่า เปน็ ช้ินส่วนอิเล็กทรอนิกส์จำพวกสารกึ่งตวั นำ
รูปแบบไดโอด โดยปกติไอโอดเป็นชิน้ ส่วนเพ่อื ออกแบบและควบคุมทิศทางการไหลของประจไุ ฟฟา้
แต่ดว้ ยความอเนกประสงคใ์ นโครงสร้างของไดโอด จงึ ทำให้ดัดแปลงใช้งานไดห้ ลากหลายรปู แบบใน
โลกของวงจรอเิ ล็กทรอนกิ ส์ รวมถึงการให้กำเนิดแสงสว่างด้วย จดุ เด่นหลกั คอื การกำเนิดแสงใน
รปู แบบให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านสารก่งึ ตัวนำ ตา่ งจากหลอดไสห้ รอื หลอดตะเกียบท่ใี ช้เทคนคิ กำเนิด
ความรอ้ นเพือ่ กระตุ้นกา๊ ซในหลอดแก้วหรือใชก้ ารเผาไหม้ใส้ทงั สเตนในหลอดเพ่ือให้เกดิ แสงสว่าง
แอลอีดจี ึงมีขนาดช้ินสว่ นทเี่ ล็กมากกวา่ หลอดไฟปกตมิ าก ๆ (เล็กสดุ ในระดบั 1 มลิ ลิเมตร) และอายุ
การใช้งานสูงกวา่ เพราะความร้อนต่ำมาก (นพดล บี,2563)

รปู ที่ 9.1 หลอดแอลอดี ี (LED Lamp)
ที่มา: (https://bit.ly/3mr3bjM)

67

9.1 โครงสร้างของหลอดแอลอีดี

รูปที่ 9.2 โครงสร้างของหลอดแอลอีดี
ทม่ี า: (https://bit.ly/2FIs8qw)

โครงสร้างประกอบไปดว้ ยสารกึง่ ตวั นำสองชนิด(สารก่งึ ตวั นำชนิด N และสารกง่ึ ตวั นำชนิด P)
ประกบเข้าด้วยกัน มีผิวข้างหนึ่งเรียบคล้ายกระจกเมื่อจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงผ่านตัว LED โดยจ่ายไฟ
บวกให้ขาแอโนด (A) จ่ายไฟลบให้ขาแคโทด (K)ทำให้อิเล็กตรอนที่สารกึ่งตัวนำชนิด N มีพลังงาน
สูงขึ้น จนสามารถวิง่ ขา้ มรอยต่อจากสารชนดิ N ไปรวมกบั โฮลในสารชนดิ Pการท่อี เิ ล็กตรอนเคล่ือนที่
ผ่านรอยต่อ PN ทำให้เกิดกระแสไหล เป็นผลให้ระดับพลังงานของอิเล็กตรอนเปลี่ยนไปและคาย
พลงั งานออกมาในรูปคลื่นแสง (อาไร แอดมิน,2563)

68

9.2 วงจรการทำงานของหลอดแอลอีดี

รูปท่ี 9.3 แสดงวงจรการทำงานของหลอดแอลอีดี
ทมี่ า: (https://www.klcbright.com/LEDis.php)
หลักการต่อวงจรของ LED เมื่องจ่ายไฟบวกกระแสตรงเข้าที่ขา อาร์โนด (Anode) หรือขาท่ี
ยาวกวา่ และต่อไฟลบเข้ากับขา แคโธด(Cathode)หรือขาส้ัน จะทำให้เกดิ แรงดันตกคร่อมตัว LED ท่ี
เรียกว่า Vf หรือ Farword Voltage เมื่อมีแรงดันตกคร่อม Vf ที่ว่านี้ ด้วยคุณสมบัติของสารกึ่งตัวนำ
ภายใน LEDก็จะเปล่งแสงออกมา แต่เพื่อจำกัดไม่ให้กระแสไหลผ่านLED มากจนเกินไป จำเป็นต้องต่
ตวั ตา้ นทาน หรือ R หรือ Resistor อนกุ รมเขา้ ไปในวงจร (นพดล บี,2563) ดังรูป 9.3

9.3 การนำหลอดหลอดแอลอีดไี ปใชง้ าน
เมอื่ เทยี บกับไฟทั่วไป หลอดไฟLED ขอ้ ที่เหน็ ไดช้ ัดเจนคือคือ
9.3.1 ประหยดั พลังงาน
9.3.2 ความร้อนตำ่
9.3.3 อายุการใช้งานทีย่ าวนานกว่าแนน่ อน
9.3.4 ตดิ ตง้ั ได้ง่าย
9.3.5 สว่างอย่างเป็นธรรมชาติ ไมเ่ ปน็ อนั ตรายต่อสิ่งแวดล้อมรูปทรงแข็งแรง น้ำหนกั เบา ได้

มาตราฐานทนตอ่ แรงกระแทก และกันน้ำ ใชไ้ ดท้ ้ังภายในและภายนอกอาคาร

69

แบบฝึกหดั ทา้ ยเรอื่ งที่ 9 หลอดแอลอีดี (LED Lamp)

1. โครงสรา้ งประกอบไปด้วยสารก่ึงตวั นำมสี องชนิดคืออะไร
ก. สารก่ึงตวั นำชนดิ N และสารกึ่งตวั นำชนดิ P
ข. สารกึ่งตัวนำชนดิ N และสารกึ่งตัวนำชนดิ N
ค. สารกง่ึ ตวั นำชนิด P และสารกึ่งตวั นำชนดิ C
ง. สารก่ึงตัวนำชนิด N และสารก่ึงตวั นำชนิด C

2. เมอื่ งจ่ายไฟบวกกระแสตรงเขา้ ทขี่ า อารโ์ นดต่อไฟลบเขา้ กบั ขา แคโธด จะเกดิ อะไร
ก. จะทำให้เกดิ แรงดันตกครอ่ มตัว LED
ข. วงจรไม่ทำงาน
ค. เกิดการลัดวงจร
ง. ไม่มีข้อถูก

3. ข้อใดคือข้อดขี องหลอด LED ท้งั หมด
ก. ตดิ ตง้ั ได้ง่าย,ความรอ้ นสงู
ข. ประหยัดพลังงาน,อายุการใช้งานตำ่
ค. ทนตอ่ แรงกระแทก,น้ำหนักมาก
ง. ไม่เป็นอนั ตรายตอ่ สิง่ แวดลอ้ ม,รูปทรงแข็งแรง

70