لامپ رشته ای استاندارد (Standard Incandescent Lamp / GLS Lamp)، در فیزیک (Physics)
انواع لامپ ها (Lamp) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لامپ رشته ای استاندارد (Standard Incandescent Lamp / GLS Lamp) :
لامپ رشته ای استاندارد که با نام GLS (General Lighting Service) نیز شناخته می شود، قدیمی ترین نوع لامپ الکتریکی است که توسط توماس ادیسون تجاری سازی شد. نور در این لامپ از طریق گرم شدن یک سیم رشته (فیلامان) تنگستنی تا حدود ۲۷۰۰ درجه سانتی گراد تولید می شود. این دما باعث تابش نور مرئی بر اساس تابش جسم سیاه می گردد.
فیلامان معمولا از جنس تنگستن (Tungsten) است زیرا نقطه ذوب بسیار بالایی دارد (حدود ۳۴۲۲ درجه سانتی گراد). برای جلوگیری از اکسید شدن و سوختن فیلامان، حباب لامپ با گاز بی اثر مانند آرگون (Argon) یا نیتروژن (Nitrogen) پر می شود یا در لامپ های کم قدرت خلأ بالا برقرار است.
مکانیسم تولید نور: با عبور جریان الکتریکی از فیلامان، مقاومت الکتریکی آن باعث گرمایش ژول (Joule heating) می شود. دمای فیلامان آنقدر بالا می رود که تابش حرارتی در طیف مرئی منتشر می کند. بخش عمده انرژی (حدود ۹۵٪) به صورت گرما و مادون قرمز تلف می شود و تنها ۵٪ به نور مرئی تبدیل می شود؛ از این رو بازده نوری بسیار پایینی دارد (حدود ۱۰ تا ۱۷ لومن بر وات).
طیف نوری این لامپ پیوسته و شبیه به نور خورشید (با دمای رنگ پایین حدود ۲۷۰۰ کلوین) است که نور گرم و مایل به زرد تولید می کند. به دلیل سادگی مدار و عدم نیاز به بالاست (Ballast) هنوز در برخی مصارف خانگی و دکوراتیو استفاده می شود، اما در بسیاری از کشورها به دلیل مصرف بالای انرژی و گرمای زیاد تولید آن متوقف یا محدود شده است.
قانون تابش جسم سیاه پلانک برای این لامپ صادق است. شدت طیفی بر حسب طول موج از رابطه ی زیر پیروی می کند:
\[ B_{\lambda}(T) = \frac{2hc^2}{\lambda^5} \cdot \frac{1}{e^{\frac{hc}{\lambda k_B T}} - 1} \]دمای رنگ آن معمولا ۲۷۰۰ کلوین است. طول موج بیشینه تابش از قانون وین به دست می آید:
\[ \lambda_{\text{max}} = \frac{b}{T} \approx \frac{2.9 \times 10^{-3}}{2700} \approx 1070 \,\text{nm} \]که در ناحیه مادون قرمز نزدیک است.
این لامپ ها در انواع پایه های مختلف مانند E27، E14، B22 و توان های ۲۵ وات تا ۲۰۰ وات ساخته می شوند. حباب آن می تواند شفاف (Clear)، مات (Frosted) یا رنگی باشد. طول عمر معمول آنها حدود ۱۰۰۰ ساعت است که در مقایسه با فناوری های جدید بسیار کوتاه است.
به دلیل اینرسی حرارتی بالا، نور آن کاملا آنی روشن می شود و با دیمر (Dimmer) به سادگی قابل تنظیم است. از معایب مهم آن حساسیت به نوسانات ولتاژ و شوک مکانیکی است. همچنین گرمای تولیدی می تواند خطرناک باشد.
با وجود منسوخ شدن در روشنایی عمومی، هنوز در کاربردهای خاص مانند گرماده ها، جوجه کشی و مصارف تزئینی (مانند لامپ های ادیسونی) استفاده می شود. فیلامان معمولا به شکل مارپیچ (Coiled coil) برای افزایش سطح تابش ساخته می شود.
