دانلود فایل و تحقیق بررسی لامپ ها و باتریها
توضیحات
دانلود فایل و تحقیق بررسی لامپ ها و باتریهاانواع لامپها : لامپهای التهابی(رشته ای) 2. لامپهای فلورسنت 3. لامپهای فلورسنت فشرده(کم مصرف (CFL 4. لامپهای بخارجیوه 5. لامپهای بخارسدیم 6. لامپهای متال هالید 7. لامپهای LED 1. لامپهای التهابی (رشتهای) : لامپهای التهابی اولین نوع لامپهایی هستند که در دنیا تولید شدند. از تاریخ شروع تولید آنها بیش از صد سال میگذرد. این لامپها راندمان بسیار پائینی (حدود12 lum/watt ) دارند و مقدار زیادی حرارت تولید میکنند. طول عمر پائین (متوسط هزار ساعت) از دیگر معایب این لامپها میباشند که با توجه به معایب ذکر شده این لامپها به هیچ وجه مقرون به صرفه نمیباشند علیرغم اینکه قیمت این لامپها نسبت به سایر لامپهای مشابه پائین است با این حال به دلیل مصرف بسیار زیاد انرژی و انتشار مقدار زیادی حرارت در محیط که باعث تحمیل هزینه مصرف انرژی الکتریکی میشود و نیز به دلیل طول عمر پائین در نهایت هزینه بسیار زیادی را به مصرفکننده تحمیل میکنند. 2. لامپهای فلورسنت : نزدیک به 70 سال از تولید لامپهای فلورسنت میگذرد. این لامپها به دلیل داشتن بهره نوری بالا و رنگ و نور مناسب، یکی از اقتصادیترین لامپها برای تامین روشنایی بویژه روشنایی داخلی میباشند. حباب این لامپها با گاز بخار جیوه با فشار کم پر شده است و در اثر تخلیه الکتریکی در گاز بخار جیوه، نور ماوراء بنفش ساطع میشود. این نور در اثر برخورد با لایه پوشش داخلی فلورسانتی به نور تبدیل میشود. 3. لامپهای فلورسنت فشرده (کم مصرف) : تولید لامپهای فلورسنت فشرده تحول بسیار عظیمی در بهینهسازی مصرف انرژی الکتریکی برای تامین روشنایی ایجاد کرد. از نظر عملکرد این لامپهاکاملا شبیه به لامپهای فلورسنت هستند و تنها به خاطر اینکه حجم آنها بسیار کوچکتر از لامپهای فلورسنت است آنها را لامپهای فلورسنت فشرده (Compact Florescent Lamp) یا به اختصار CFL نامیدند. با این حال بدلیل مصرف بسیارپائین انرژی و بازدهی بسیارخوب در مقایسه با لامپهای رشتهای به کم مصرف (Energy Saving Lamp) مشهور شدند. یکی از معایب این لامپها وجود 8-5 میلیگرم جیوه آزاد درون این لامپها است. در واقع قابلیت نورافشانی لامپهای فلورسنت مبتنی بر خواص جیوه است. البته جیوه به همان اندازه که در ایجاد نور سفید توانایی و کارآیی دارد، سمی و خطرناک نیز هست. بر اساس آمار منتشر شده، دستکم یکی از موارد مسمومیت با جیوه به لامپهای فلورسنت تعلق دارد. از دیگر معایب لامپهای فلورسنت وجود مقدار زیادی اشعه ماوراء بنفش در این لامپها میباشد که با مرور زمان آسیبهای جدی به چشم، پوست و... وارد میکند. 4. لامپهای بخار جیوه : در این دسته از لامپها تخلیه الکتریکی در گاز بخار جیوه صورت میگیرد و به همین دلیل با نام لامپهای بخار جیوه شناخته شدهاند. بازده نوری خوب و طول عمر بالا مهمترین ویژگی این لامپها است که باعث شده این لامپها یکی از مقرون به صرفهترین انواع لامپها برای تامین روشنایی بیرونی باشند. با توجه به رنگ نور مناسب، این لامپها برای تامین روشنایی بیرونی نظیر پارک، پیادهرو و تامین روشنایی سالنهای کارخانهها و هر مکانی که تعویض لامپ دارای هزینه و مشکلات فراوان است مناسب هستند. باتوجه به اینکه در حال حاضر لامپهایی با راندمان بالا تولید میشوندو با توجه به نمود رنگ بسیار پائین لامپهای بخار جیوه، استفاده از این لامپها در دنیا رو به کاهش است. از سوی دیگر با توجه به مخاطراتی که بخار جیوه برای محیط زیست دارد تولید این نوع لامپها در کشورهای عضو اتحادیه اروپا ممنوع شده است. این بدان معنی است که کمکم دوران استفاده از این لامپها برای تامین روشنایی در حال اتمام است. با این حال به دلیل طول عمر نسبتاً بالای آنها هنوز به میزان زیادی مورد استفاده قرار میگیرند. 5. لامپهای بخار سدیم : در لامپهای بخار سدیم، گازی که در آن تخلیه الکتریکی صورت میگیرد بخار سدیم است. در نتیجه نور این لامپها در محدوده نور زرد قرار دارد. لامپهای بخار سدیم را به دو دسته کمفشار و پرفشار میتوان تقسیم کرد. بخار سدیم کمفشار: این لامپها بهره نور بسیار بالایی-بالغ بر 120 لومن بر وات- را دارند ولی با توجه به رنگ نور نامناسب و درصد بازتاب رنگ نامطلوب این لامپها بیشتر در محیطهایی نظیر اسکلهها و بنادر توصیه میشوند. بخار سدیم پرفشار: در بین لامپهای تخلیه گازی که برای تامین روشنایی عمومی به کار میروند، لامپهای بخار سدیم پرفشار از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند. صرفنظر از رنگ نور نامناسب، این لامپها به دلیل داشتن بهره نور بالا و نیز طول عمر زیاد، برای تامین روشنایی معابر شهری مناسب هستند. در استفاده از این لامپها باید به این نکته توجه کرد که شاخص نمود رنگ این لامپها بسیار پائین است. لذا استفاده از این لامپها برای محلهایی که در آنها افراد بصورت بلندمدت تردد دارند نظیر پیادهروها،مراکز خرید شهری، پارکها و... مناسب نیستند در مقابل برای تامین روشنایی معابر شهری و بین شهری نظیر اتوبانها، خیابانها، جادهها، تونلها و پلها استفاده از لامپهای بخار سدیم بهترین گزینه میباشد. طبق بررسی های انجام شده، لامپهای کمفشار در طیف محصولات موجود بازار در داخل کشور قرار ندارند و در اکثر طراحیها از لامپهای پرفشار استفاده میشود. 6. لامپهای متال هالید : لامپهای متال هالید با داشتن نور سفید و درخشنده و نمود رنگ بسیار خوب و نیز راندمان قابل قبول، امروزه به سرعت در حال جایگزینی با سایر انواع لامپها هستند. این نوع لامپها در محدوده 20 تا 2000 وات تولید شدهاند که لامپهای با فشار نوری پائینتر در روشنایی داخلی و لامپهای با توان متوسط (150-250-400) برای تامین روشنایی سالنهای کارخانجات و همچنین معابر شهری و لامپهای با توان بالا در سایر کاربردها نظیر استادیومهای ورزشی، محوطههای خیلی بزرگ و... مورد استفاده قرار میگیرند. لامپ متال هالید از دو حباب بیرونی و داخلی تشکیل شده است، وظیفه حباب بیرونی محافظت از حباب داخلی (در برابر رطوبت و تماس) و نیز جلوگیری از انتشار اشعه ماوراء بنفش است چنانچه حباب بیرونی بشکند، لامپ کماکان روشن میشود ولی استفاده از آن بسیار خطرناک است و میتواند آسیب جدی به چشم و پوست انسان وارد کند. 7. لامپهای LED : لامپهای LED در واقع مجموعهای از یک یا چند LED میباشند که برای بدست آوردن شدت نور و رنگ مورد نیاز با یکدیگر در یک مجموعه قرار داده میشوند و به منظور تامین روشنایی و یا تزئینات مورد استفاده قرار میگیرند. مشخصات منحصر بفرد led باعث شده است که لامپهای led به سرعت جایگزین سایر منابع تامین روشنایی گردند و از مصادیق بارز آن میتوان به چراغها و علائم راهنمایی ساخته شده با led اشاره کرد که در حال حاضر در کشورمان در مقیاس گستردهای به کار گرفته شدهاند. تولید کنندگان لامپهای قدیمی که معروفترین آنها شرکت OSRAM میباشد بصورت گستردهای بر روی تولید لامپهای led سرمایهگذاری نموده است. با توجه به این موضوع که شرکت OSRAM به عنوان پیشروترین شرکت در زمینه تولید لامپهای کممصرف سرمایهگذاری عظیمی بر روی led نموده است میتوان به اهمیت لامپهای led به عنوان منبع روشنایی قابل اتکا در آینده پی برد مزایا و معایب LED : در جدول زیر مقایسه کلی بین انواع لامپها صورت گرفته است: انواع لامپها راندمان نوری lum/watt طول عمر(h) کاربرد لامپهای التهابی 15-10 1000 منازل لامپهای کم مصرف 65-45 8000 منازل و ادارات بخار سدیم پرفشار 110-60 25000 روشنایی معابر، بزرگراهها، خیابانهای اصلی و میادین بخار جیوه پرفشار 60-35 20000 روشنایی معابر، خیابانهای فرعی، پارکها، ساختمانهای صنعتی متال هالید 85-75 15000 سالنهای ورزشی، استادیومها، مراکز خرید، پالایشگاهها و ساختمانهای بزرگ تجاری led 120-75 50000 محدودیت استفاده ندارد مزایای لامپهای Led : 1) طول عمر: اولین و مهمترین پارامتر، طول عمر لامپهای LED می باشد لامپهای LED طول عمری بین 000/50 تا 000/60 ساعت دارند. این طول عمر قابل مقایسه با طول عمر لامپهای دیگر نمی باشد در زیر نمودار مقایسه طول عمر انواع لامپها نشان داده شده است. 2) بازده نوری(lum/watt): از دیگر مزیتهای لامپهای LED می توان به بازده نوری بالای این لامپها اشاره نمود. در حال حاضر لامپهای led بازدهای بین 74 تا 120 لومن بر وات را دارا میباشند و این در حالی است که این مقدار برای لامپهای رشتهای 10 تا 15 لومن بر وات، برای لامپهای کممصرف 45 تا 65، برای لامپهای بخار جیوه 35 تا 60، برای لامپهای بخار سدیم 60تا 110 و برای لامپهای متال هالید 75 تا 85 لومن بر وات میباشند. در زیر نمودار مقایسه بازده نوری انواع لامپها آورده شده است. 3) Response Time: لامپهای LED به محض رسیدن ولتاژ به آنها روشن میشوند (کمتر از20πs) ولی به عنوان مثال لامپهای متال هالید زمانی بالغ بر 5 دقیقه لازم دارند تا به حداکثر نور خود برسند، یعنی لامپهای LED (پانزده میلیون بار) سریعتر روشن میشوند. مشکل دیگر لامپهای متال هالید این است که اگر این لامپها بیش از 5 دقیقه روشن باشند گرم میشوند و بعد از خاموشی دیگر فوراً روشن نمیشوند. چراکه لامپ گرمکننده و سنسور داخل لامپ اجازه روشن کردن مجدد لامپ را تا زمانی که لامپ سرد نشده نمیدهد که حدودا 3 دقیقه طول میکشد تا سنسور اجازه ورود ولتاژ را بدهد و بعد از آن 4 تا 5 دقیقه زمان لازم است تا به حداکثر نور خود برسد. 4) On/off: طول عمر لامپهای led به هیچ وجه تابعی از تعداد روشن و خاموش شدن نیست، میتوان لامپهای led را میلیونها بار روشن و خاموش کرد. در واقع طول عمر ledها تنها به مدت زمان روشن مانده بستگی دارد . 5) تنظیم شدت نور: امکان تنظیم نور در لامپهای led با استفاده از تکنولوژی PWM (Pulse Width Modulation) که کنترل سطح ولتاژ به کمک تغییر پهنای پالس است و دراکثر میکرو کنترلرها موجود است به راحتی امکانپذیر است. 6) تنظیم زاویه تابش: در لامپهای LEDنور در تمام جهات منتشر نمیشود و به دلیل موجود بودن لنزهایی با زوایای دلخواه نوری ، کاملا قابل کنترل است. 7) جریان راهاندازی: همانطور که در بالا ذکر شد لامپهای متال هالید 5 دقیقه زمان نیاز دارند تا به حداکثر نوردهی خود برسند. در این مدت زمان برای یونیزه کردن گاز داخل لامپ نیاز به آمپر بیشتری است. در آزمایش انجام شده مشاهده گردید که در ابتدای روشن شدن لامپ 400 وات متال هالید، جریان مصرفی 5 آمپر بود که این جریان رفته رفته کاهش یافته و پس از 5 دقیقه به 7/2 آمپر رسید. به عبارت دیگر یک لامپ 400 واتی متال هالید در مدت زمان راهاندازی 1100 وات مصرف خواهد داشت یعنی تقریبا 3 برابر واتی که باید مصرف کنند. (یعنی در مجموع به میزان 841 Kwh در سال صرفهجویی در مصرف برق خواهید داشت.) این عملکرد، تجهیزاتی 3 برابر قویتر را نیاز دارد که پیرو آن هزینههای تابلو برق و تجهیزات را افزایش خواهد داد. 8) کاهش نور: کلیه لامپهای بجز led با گذشت زمان دچار افت شدید شدت نور میگردند . 9) LEDها قابلیت تغذیه هم با جریان AC و هم جریان DC با مصرف کم را دارد، لذا میتوانند از منابع انرژی خورشیدی و یا باطری نیز جهت تامین نیروی خود استفاده کنند. بهترین نور، نور طبیعی است، در نتیجه هر منبع نوری که به نور طبیعی نزدیکتر باشد، نور سالم تری دارد. میزان بهره مندی یک فضا از نور طبیعی از جمله مهم ترین مواردی است که در انتخاب مکان می بایست مورد توجه قرار گیرد. اگرچه این روزها با وجود تنوع موجود در تولید منابع نورزای مصنوعی نور کافی برای انجام امور مختلف در فضا فراهم شده ولی کیفیت آن با کیفیت و تاثیرات حاصل از نور طبیعی قابل مقایسه نیست. در صورتی که میزان نورگیری فضای خانه شما به جهت موقعیت پنجره ها، تغییر فصل و یا هر عامل ساختاری دیگری وضعیت نامطلوبی را دارد، می توانید با استفاده از راهکارهای متعدد، مثل کاربرد رنگ های روشن و تغییر پرده ها نور موجود در محیط را افزایش دهید! بطور کلی باتریها به دو دسته قابل شارژ و غیرقابل شارژ تقسیمبندی میشوند. باتریهای شارژنشدنی یک بار مصرف این باتریها قادر به شارژ الکتریکی نبوده و یکبار استفاده و دشارژ میشوند. باتریهای غیرقابل شارژ، سلولهای خشک (باتری خشک) نیز نامیده میشوند. در باتری خشک معمولی، بر اثر واکنش ماده آند (قطب مثبت) (عنصر Zinc یا Alkaline یا Lithium یا Silver)و ماده کاتد (قطب منفی) (عنصر carbon یا chloride یا copper oxide یا iron disulfide یا manganese dioxide) با الکترولیتی که محیط بین آند و کاتد را در بر گرفته است، انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل میشود. اساس نام گذاری باتری با نامهای همچون باتری Lithium یا باتری Alkaline یا ... به دلیل عناصر استفاده در ساخت آنها میباشد. در جدول زیر توضیحات بیشتر ی آورده شده است: ' ساختار شیمیایی ولتاژ نامی هر سل انرژی ویژه &۹۱;MJ/kg&۹۳; نمونه کاربرد و ویژگی Zinc–carbon ۱٫۵ ۰٫۱۳ کاربردهای عمومی (باتری ارزان). Zinc–chloride ۱٫۵ کاربرد عمومی با عمر بیشتر نسبت به Zinc–carbon. Alkaline (zinc–manganese dioxide) ۱٫۵ ۰٫۴–۰٫۵۹ کاربرد عمومی . قیمت و عمر بالاتر ازZinc–chloride. Nickel oxyhydroxide (zinc–manganese dioxide/nickel oxyhydroxide) ۱٫۷ ظرفیت انرژی متوسط، مناسب برای مقاصد تمیز (باتری نشتی ندارد). Lithium (lithium–copper oxide) Li–CuO ۱٫۷ دیگر تولید نمیشود. با باتری silver oxide (IEC-type 'SR') جایگزین شده است. Lithium (lithium–iron disulfide) LiFeS۲ ۱٫۵ قیمت زیاد، مناسب برای سیستمهای گرانقیمت و حساس، نظیر ریموتهای کنترل، دوربین و ... . . Lithium (lithium–manganese dioxide) LiMnO۲ ۳٫۰ ۰٫۸۳–۱٫۰۱ قیمت زیاد، عمر طولانی، مناسب برای تغذیهٔ سیستمهای پشتیبان، این باتری جریان نشتی داخلی کمی دارد و میتواند جریان کمی را برای مدت زمان طولانی تأمین کند. Mercury oxide ۱٫۳۵ قابلیت تأمین ولتاژ و جریان ثابت، این باتری به دلیل مضر بودن Mercury oxide برای سلامتی تولید نمیشود . . . Zinc–air ۱٫۳۵–۱٫۶۵ ۱٫۵۹ قیمت بالا، قابلیت پیادهسازی در ابعاد بسیار کوچک - قابل استفاده در دستگاههای کوچک نظیر ساعت مچی و سمعک. Silver-oxide (silver–zinc) ۱٫۵۵ ۰٫۴۷ قیمت بسیار بالا، این باتری از پایداری بالای برخودار است و از آن در ستگاههای تجاری و نظامی برای تغذیهٔ پشتیبان میکروکنترلرها و cpuها استفاده میشود . . هر باتری یک مقاومت داخلی (R) دارد و اختلاف پتانسیل بین قطبهای باتری (V)، زمانی که جریان I از آن میگذرد، برابر V=Eemf - IxR میباشد. فرایند تبدیل انرژی در باتری باعث افزایش مقاومت الکتریکی داخلی آن میشود و این حالت تا آنجا پیش میرود که نیروی محرکه دیگر توانایی غلبه بر آن را ندارد. افزایش مقاومت الکتریکی در باتری به دلیل نفوذ مادهٔ کاتد (منفی) به داخل مادهٔ آند رخ میدهد. در برخی از مواقع میتوان با گرم و سرد کردن باتری (انداختن در آب جوش و منقبض و منبسط کردن باتری) یا زدن ضربه، مسیرهای جدیدی را برای عبور جریان ایجا کرده و مقاومت R را تاحدودی کم کرد. در باتری فرسوده مقاومت داخلی به قدری زیاد است که با عبور جریان، ولتاژ دو سر باتری به سرعت افت میکند و باتری قابلیت تأمین انرژی الکتریکی مفید را ندارد. باتریهای شارژشدنی توجه داشته باشید که برای اطلاعات بیشتر میتوانید به بخش باتری قابل شارژ مراجعه کنید. از این باتریها برای مقاصد زیر استفاده میشود: ۱- باتریهای نیروگاهی (GROE-OGI-OPZS-FNC) ۲- باتریهای آنتنهای مخابراتی باتریهای مخابراتی NET Power-power ۳-باتریهای مورد استفاده در سامانههای ریلی و مترو ۴-باتریهای مورد استفاده در پروژههای نفت، گاز و پتروشیمی (FNC) ۵-باتریهای خورشیدی (Solar.bloc) ۶-باتریهای مورد استفاده در ups ۷- باتریهای منابع تغذیه (SLA - VRLA) ۸-باتریهای اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلت ۹-باتریهای سامانههای حفاظتی، روشنایی، امنیتی و سامانههای کنترل این باتریها پس از دشارژ، با عبور جریان در جهت مخالف جریان دشارژ، بصورت الکتریکی قابل شارژ میباشند و با نام باتریهای ذخیره یا باتری شارژی نیز شناخته میشوند، عمر این باتری بیشتر از ۵ سال است و بارها میتوان آنها را شارژ و دشارژ کرد. کاربردهای باتریهای شارژشدنی: ۱ – کاربردهایی که به دلیل صرفه اقتصادی و نیاز به توان بالاتر از توان باتری غیرقابل شارژ، باتریهای شارژی مورد استفاده قرار میگیرند. در این موارد هر چند امکان استفاده از باتریهای غیرقابل شارژ نیز وجود دارد ولی هزینه زیاد، کارائی کم و آلودگی محیط زیست را در پی خواهد داشت. ۲ – کاربردهایی که در آنها از باتریهای قابل شارژ بعنوان وسیله ذخیره انرژی استفاده میشود و باتریها توسط یک منبع انرژی اولیه شارژ و در هنگام نیاز انرژی ذخیره شده را به بار تحویل میدهند. در این حالت باتری همیشه توسط یک شارژر در زیر شارژر قرار گرفته و در مواقع قطع برق انرژی مورد نیاز مصرفکننده را تأمین میکند، باتری منبع تغذیه بدون وقفه و باتری اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلتنمونهای از این کاربرد میباشد. باتریهای قابل شارژ را میتوان به دو دسته کلی اسیدی و بازی تقسیمبندی نمود که هر کدام براساس جنس الکترودهای مثبت و منفی به انواع گوناگون تقسیمبندی میشوند. برای کاربردهای صنعتی ساکن در اکثر موارد از باتریهای نیکل–کادمیوم (بازی) و برای کاربردهای که در آن لرزش وجود دارد معمولاً از باتری سرب – اسید استفاده میگردد. از ویژگیهای باتریهای قابل شارژ علاوه بر قابلیت شارژ مجدد، توان بالا، نرخ دشارژ سریع و مشخصه عملکرد بهتر دمای پائین میباشد. باتری نیکل - کادمیوم را معمولاً در Battery room یا باتری خانه نگهداری میکنند. توان الکتریکی باتری توانی که هر باتری بر حسب وات فراهم میکند، برابر حاصلضرب ولتاژ آن (بر حسب ولت) در حداکثر جریان مجاز آن (برحسب آمپر) میباشد. در کاربردهایی با توان بالااز جمله راه اندازه موتور خودرو، میزان توانهای تأمین شده در فواصل زمانی کوتاه به بیش از ۱۰۰۰ وات میرسد. در کاربرد کم توان در وسایل الکترونیکی ظریف، مانندسمعکها و ساعتهای رایانهای، اندازه توانهای فراهم شده نزدیک چند میلی وات است. خطر و نقص باتری خطرها و نقصهای مربوط به باتری عبارتند از: انفجار نشتی ملاحظات زیستمحیطی انفجار پدیده انفجار باتری عموماً ناشی از عدم کاربرد یا کارکرد صحیح باتری است. به عنوان مثال تلاش برای شارژ نمودن مجدد باتریهای یک بار مصرف یا غیرقابل شارژ،[۱] اتصال کوتاه نمودن دو قطب مثبت و منفی باتری میتواند باعث انفجار این منبع انرژی الکتریکی شود. نشتی در بعضی از باتریها از مقوا، فل مقایسه انواع لامپ ها: 1- لامپ های رشته ای ( Incandescent L