تهدف هذه المقالة إلى تزويد القراء بفهم أعمق للخصائص والمزايا والعيوب والاختلافات بين المصابيح المتوهجة والفلورية والموفرة للطاقة ومصابيح قاد، مما يمكنهم من اتخاذ قرارات أكثر استنارة عند شراء منتجات الإضاءة.
تعتمد المصابيح المتوهجة، المعروفة أيضًا باسم مصابيح الإضاءة، بشكل أساسي على الحرارة المتولدة من مرور تيار كهربائي عبر خيط (عادةً ما يكون مصنوعًا من سلك تنجستن بدرجة انصهار تتجاوز 3000 درجة مئوية). يتراكم هذا الخيط الحلزوني الحرارة باستمرار، مما يرفع درجة حرارته إلى أكثر من 2000 درجة مئوية. عند هذه الدرجة العالية من الحرارة، يُصدر الخيط ضوءًا ساطعًا، يشبه إلى حد كبير الحديد المتوهج. والجدير بالذكر أنه كلما ارتفعت درجة حرارة الخيط، زاد سطوع الضوء المنبعث. لذلك، فإن اسم ""incandescent لامبدد" مناسب تمامًا. ومع ذلك، خلال عملية التحويل هذه، تتحول معظم الطاقة الكهربائية (ربما أكثر من 99%، على الرغم من أن النسبة الدقيقة غير مؤكدة) إلى طاقة حرارية، مع تحول جزء صغير جدًا منها إلى طاقة ضوئية.
علاوة على ذلك، تُصدر المصابيح المتوهجة ضوءًا كامل الطيف، إلا أن نسب الألوان المختلفة تتأثر بالمادة المُضيئة (مثل التنغستن) ودرجة الحرارة. يؤدي هذا الخلل في النسب إلى انحراف في لون الضوء؛ وبالتالي، قد لا تكون ألوان الأجسام المُشاهدة تحت المصابيح المتوهجة دقيقة. في الوقت نفسه، يتأثر عمر المصباح المتوهج أيضًا بدرجة حرارة خيط المصباح. فكلما ارتفعت درجة الحرارة، كان من الأسهل على الخيط التسامي. عندما يتسامى خيط التنغستن إلى حد معين، تزداد مقاومته عند توصيله بالكهرباء، مما يجعله أكثر عرضة للاحتراق، وبالتالي يُقصّر عمره الافتراضي.
تعمل مصابيح الفلورسنت، المعروفة أيضًا باسم مصابيح ضوء النهار، على مبدأ يمكن وصفه بإيجاز على النحو التالي: أنبوب الفلورسنت هو أنبوب تفريغ غازي مغلق، يتكون أساسًا من غاز الأرجون، مع كميات صغيرة من النيون أو الكريبتون، وكميات ضئيلة من الزئبق. عندما يُفرّغ الغاز داخل الأنبوب، تُطلق ذرات الزئبق ضوءًا فوق بنفسجيًا بطول موجي أساسي يبلغ 2537 أنغستروم. يتحول حوالي 60% من الطاقة الكهربائية إلى ضوء فوق بنفسجي في هذه العملية، بينما يتحول الباقي إلى حرارة. ثم يمتص هذا الضوء فوق البنفسجي بواسطة المادة الفلورية على الجدار الداخلي للأنبوب ويتحول إلى ضوء مرئي. تُصدر أنواع مختلفة من المواد الفلورية ألوانًا مختلفة من الضوء المرئي. عمومًا، تبلغ كفاءة تحويل الضوء فوق البنفسجي إلى ضوء مرئي حوالي 40%. وبالتالي، تبلغ الكفاءة الكلية لمصابيح الفلورسنت حوالي 24%، أي ضعف كفاءة مصابيح خيوط التنغستن بنفس القدرة الكهربائية.
تحظى المصابيح الموفرة للطاقة، المعروفة أيضًا باسم مصابيح الفلورسنت المدمجة (مصابيح الفلورسنت المدمجة) عالميًا، بشعبية واسعة نظرًا لكفاءتها العالية في الإضاءة (خمسة أضعاف كفاءة المصابيح العادية)، وتوفيرها الكبير للطاقة، وعمرها الافتراضي الطويل (حتى ثمانية أضعاف كفاءة المصابيح العادية)، وحجمها الصغير، وسهولة استخدامها. ويشبه مبدأ عملها إلى حد كبير مبدأ مصابيح الفلورسنت.
علاوة على ذلك، لا تتوفر مصابيح توفير الطاقة باللون الأبيض البارد فحسب، بل تتوفر أيضًا خيارات باللون الأبيض الدافئ. بنفس القدرة الكهربائية، يمكن لمصابيح توفير الطاقة توفير ما يصل إلى 80% من الطاقة مقارنةً بالمصابيح المتوهجة، مع إطالة عمرها الافتراضي 8 مرات، وانبعاث 20% فقط من الإشعاع الحراري. عادةً، يوفر مصباح موفر للطاقة بقدرة 5 واط نفس إضاءة مصباح متوهج بقدرة 25 واط، بينما يعادل مصباح بقدرة 7 واط 40 واط، بينما يعادل مصباح بقدرة 9 واط ما يقرب من 60 واط.
مصابيح قاد، أو الثنائيات الباعثة للضوء، هي تقنية إضاءة عالية الكفاءة من أشباه الموصلات ذات الحالة الصلبة. تستخدم هذه المصابيح رقائق أشباه الموصلات لتحويل الطاقة الكهربائية مباشرةً إلى طاقة ضوئية دون تحويل حراري، مما يُحسّن كفاءة الطاقة بشكل كبير. المكون الأساسي لإضاءة قاد هو الرقاقة، حيث تُوفر أشباه الموصلات من النوع P والنوع N فجوات وإلكترونات على التوالي، بينما تُعدّ البئر الكمومية مسؤولة عن توليد الفوتونات. عندما يتدفق تيار كهربائي عبر سلك إلى الرقاقة، تُدفع الإلكترونات والفجوات إلى البئر الكمومية وتتحد مجددًا، مُطلقةً طاقة على شكل فوتونات، مما يُمكّن إضاءة قاد.
بفضل حجمها الصغير، واستهلاكها المنخفض للطاقة، وعمرها الافتراضي الطويل، وخصائصها الصديقة للبيئة، يزداد استخدام مصابيح قاد في صناعة الإضاءة. بدءًا من الإضاءة الخارجية والديكورية والهندسية الأولية، وصولًا إلى الإضاءة المنزلية اليوم، أصبحت مصابيح قاد رمزًا بارزًا لتكنولوجيا الإضاءة الحديثة.