มาวิเคราะห์ข้อดีและข้อเสียของหลอดไฟแต่ละดวงกันที่นี่
1.หลอดไส้
หลอดไส้เรียกอีกอย่างว่าหลอดไฟมันทำงานโดยสร้างความร้อนเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเส้นใยยิ่งอุณหภูมิของเส้นใยสูง แสงที่ปล่อยออกมาก็จะยิ่งสว่างมากขึ้นเรียกว่าหลอดไส้
เมื่อหลอดไส้ปล่อยแสง พลังงานไฟฟ้าจำนวนมากจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน และมีเพียงเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่สามารถแปลงเป็นพลังงานแสงที่มีประโยชน์ได้
แสงที่ปล่อยออกมาจากหลอดไส้นั้นเป็นแสงสีเต็มรูปแบบ แต่อัตราส่วนองค์ประกอบของแสงแต่ละสีจะถูกกำหนดโดยวัสดุเรืองแสง (ทังสเตน) และอุณหภูมิ
อายุการใช้งานของหลอดไส้สัมพันธ์กับอุณหภูมิของไส้หลอด เนื่องจากยิ่งอุณหภูมิสูง ไส้หลอดก็จะระเหิดได้ง่ายขึ้นเมื่อลวดทังสเตนระเหิดจนมีขนาดค่อนข้างบาง จะเกิดการไหม้ได้ง่ายหลังจากใส่พลังงาน ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานของหลอดไฟสิ้นสุดลงดังนั้นยิ่งกำลังของหลอดไส้สูงเท่าใดอายุการใช้งานก็จะสั้นลงเท่านั้น
ข้อเสีย: ในบรรดาอุปกรณ์ให้แสงสว่างที่ใช้ไฟฟ้าทั้งหมด หลอดไส้มีประสิทธิภาพน้อยที่สุดพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไปเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่สามารถแปลงเป็นพลังงานแสงได้ และส่วนที่เหลือจะสูญเสียไปในรูปของพลังงานความร้อนอายุการใช้งานของหลอดไฟดังกล่าวมักจะไม่เกิน 1,000 ชั่วโมง
2. หลอดฟลูออเรสเซนต์
วิธีการทำงาน: หลอดฟลูออเรสเซนต์เป็นเพียงท่อระบายก๊าซแบบปิด
หลอดฟลูออเรสเซนต์อาศัยอะตอมของปรอทของหลอดหลอดไฟเพื่อปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตผ่านกระบวนการปล่อยก๊าซปริมาณการใช้ไฟฟ้าประมาณ 60% สามารถแปลงเป็นแสงยูวีได้พลังงานอื่นๆ จะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน
สารเรืองแสงบนพื้นผิวด้านในของหลอดฟลูออเรสเซนต์จะดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตและปล่อยแสงที่มองเห็นได้สารเรืองแสงที่แตกต่างกันจะปล่อยแสงที่มองเห็นต่างกัน
โดยทั่วไป ประสิทธิภาพการแปลงแสงอัลตราไวโอเลตเป็นแสงที่ตามองเห็นจะอยู่ที่ประมาณ 40%ดังนั้นประสิทธิภาพของหลอดฟลูออเรสเซนต์จะอยู่ที่ประมาณ 60% x 40% = 24%
ข้อเสีย: ข้อเสียของหลอดฟลูออเรสเซนต์คือกระบวนการผลิตและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมหลังจากที่ถูกทิ้งซึ่งส่วนใหญ่เป็นมลพิษจากปรอทนั้นไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมด้วยการปรับปรุงกระบวนการ มลภาวะของอะมัลกัมจึงค่อยๆลดลง
3.หลอดประหยัดไฟ
หลอดประหยัดไฟหรือที่รู้จักกันในชื่อหลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ (เรียกย่อว่าหลอดไฟซีเอฟแอลต่างประเทศ) มีข้อดีคือประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง (5 เท่าของหลอดไฟธรรมดา) ผลการประหยัดพลังงานที่ชัดเจน และอายุการใช้งานยาวนาน (8 เท่าของหลอดไฟธรรมดา)ขนาดเล็กและใช้งานง่ายโดยพื้นฐานแล้วมันทำงานเหมือนกับหลอดฟลูออเรสเซนต์
ข้อเสีย: การแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าของหลอดประหยัดพลังงานยังมาจากปฏิกิริยาไอออไนเซชันของอิเล็กตรอนและก๊าซปรอทในเวลาเดียวกัน หลอดประหยัดไฟจำเป็นต้องเพิ่มสารเรืองแสงจากธาตุหายากเนื่องจากกัมมันตภาพรังสีของสารเรืองแสงของธาตุหายาก หลอดประหยัดพลังงานจะผลิตรังสีไอออไนซ์ด้วยเมื่อเปรียบเทียบกับความไม่แน่นอนของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า อันตรายจากการแผ่รังสีที่มากเกินไปต่อร่างกายมนุษย์นั้นคุ้มค่าแก่การเอาใจใส่มากกว่า
นอกจากนี้ เนื่องจากหลักการทำงานของหลอดประหยัดไฟมีข้อจำกัด ปรอทในหลอดจึงกลายเป็นแหล่งมลพิษหลัก
4.หลอดไฟ LED
LED (Light Emitting Diode) ไดโอดเปล่งแสงเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์โซลิดสเตตที่สามารถแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งสามารถแปลงไฟฟ้าเป็นแสงได้โดยตรงหัวใจของ LED คือชิปเซมิคอนดักเตอร์ ปลายด้านหนึ่งของชิปติดอยู่กับวงเล็บ ปลายด้านหนึ่งเป็นอิเล็กโทรดลบ และปลายอีกด้านเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดบวกของแหล่งจ่ายไฟ เพื่อให้ชิปทั้งหมดถูกห่อหุ้ม โดยอีพอกซีเรซิน
เวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ประกอบด้วยสองส่วน ส่วนหนึ่งเป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด P ซึ่งมีรูเป็นส่วนใหญ่ และอีกด้านหนึ่งเป็นเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอนแต่เมื่อเชื่อมต่อเซมิคอนดักเตอร์ทั้งสองเข้าด้วยกัน จุดเชื่อมต่อ PN จะถูกสร้างขึ้นระหว่างกันเมื่อกระแสไฟฟ้ากระทำต่อแผ่นเวเฟอร์ผ่านเส้นลวด อิเล็กตรอนจะถูกผลักไปยังบริเวณ P ซึ่งอิเล็กตรอนและรูมารวมตัวกันอีกครั้ง แล้วปล่อยพลังงานออกมาในรูปของโฟตอน ซึ่งเป็นหลักการของการปล่อยแสง LEDความยาวคลื่นของแสงซึ่งเป็นสีของแสงนั้นถูกกำหนดโดยวัสดุที่ก่อตัวเป็นรอยต่อ PN
ข้อเสีย: ไฟ LED มีราคาแพงกว่าโคมไฟแบบอื่น
โดยสรุป ไฟ LED มีข้อได้เปรียบเหนือไฟอื่นๆ หลายประการ และไฟ LED จะกลายเป็นไฟกระแสหลักในอนาคต