Co vy na to, pane Edisone? aneb od žhavého bambusového vlákna po LED (1) – Klasické žárovky a halogeny

Klasika je základem

„Klasická“ žárovka, která je i dnes ve velké míře užívána především v domácnostech, je vlastně skleněná baňka, obsahující kontaktní a podpůrná vlákna, s izolovanou objímkou pro uchycení ve svítidle, která je zakončena elektrickým kontaktem. V baňce dochází k zahřívání vlákna elektrickým proudem, který jím protéká, čímž dochází k přeměně elektrické energie na světlo (a bohužel i nevyužitelné teplo). Původní uhlíková vlákna (a ještě dříve ze zuhelnatělého vlákna bambusu, jak uvádíme v titulku) byla později nahrazena modernějším wolframem. Skleněná baňka je obvykle vyráběna z měkkého skla.

Odebírejte ZDARMA naše internetové noviny. Vyplňte v pravém sloupci tabulku NOVINKY ZDARMA.
Máte-li zájem o nezávaznu konzultaci, vyplňte poptávkový formulář.

U slabších žárovek je vnitřní prostor podle možností zbaven většiny vzduchu. Silnější svítidla jsou plněna směsí dusíku a argonu, případně kryptonu, čímž se předchází předčasnému shoření vlákna, omezuje se rozprašování a dochází ke srovnání tlaku s tlakem atmosférickým. Tyto žárovky mají své výhody, například velmi dobrý index podání barev nebo absolutní zdravotní nezávadnost. Jejich nízká účinnost a neefektivnost (až 95 % energie se mění v teplo), malý měrný výkon (10-18 lm/W), krátká životnost (zhruba tisíc hodin, což v běžné domácnosti představuje přibližně 1 rok) a především energetická náročnost jsou však parametry, díky nimž se žárovky řadí na seznam výrobků, které během následujících pár let zavře do „šuplíku minulost“.

Výboj v plynu je lepším řešením

O něco lépe si z hlediska životnosti a energetické účinnosti vedou výbojky (zářivky), tedy svítidla, ve kterých vzniká záření působením atomů plynů nebo par kovů v elektrickém výboji. Dle tlaku, při kterém dochází k výboji ve výbojové trubici, se rozlišují na nízkotlaké (zářivky, svítící trubice, nízkotlaké sodíkové výbojky) a vysokotlaké (výbojky rtuťové, sodíkové, směsové, s velmi vysokým tlakem, xenonové).

„Klasickou“ zářivku, tedy rtuťovou nízkotlakou výbojku, známe převážně v podobě skleněné trubice se žhavícími elektrodami uvnitř. Ta je plněna parami rtuti a argonem. V této směsi dochází k doutnavému výboji, jehož okem neviditelné ultrafialové záření dopadá na stěny zářivky, která je pokryta látkou, nejčastěji luminoforem, která toto záření pohlcuje a následně sama září ve viditelném spektru, tedy svítí. Konce zářivky jsou opatřeny paticemi s kovovými elektrodami. Vrstva oxidů barya, stroncia a vápníku při požadované teplotě zajišťuje emitaci elektronů. Při výboji v plynu platí pravidlo, že čím větší je protékající proud, tím menší je úbytek napětí na výboji. Z tohoto důvodu je nutné velikost proudu vhodně omezit buď tlumivkou, to v případě střídavého proudu, nebo elektronickým předřadníkem.

Když startuje žárovka…

Nezbytnou součástí klasické zářivky je startér, kde při zapojení dochází k doutnavému výboji, který následně ohřívá elektrody. Následuje několik fází startování pomocí bimetalového pásku, které ač probíhají velmi rychle, zářivku nám rozsvítí o něco později, než stiskneme vypínač. Klasická zářivka má i další neduhy. Nestálou intenzitu světla, která se při napájení střídavým proudem projevuje „blikáním“, ale především značně trpí častým rozsvěcováním a zhasínáním.

Žárovky versus zářivky

Oproti obyčejné žárovce, jak se zdá, je využití zářivky daleko širší a v určitých oblastech představuje užitečného pomocníka. Najdeme ji v domácnostech, na chodbách, kancelářích i ve výrobních halách, speciální zářivky se užívají v soláriích, jiný typ je zase účinný při ničení bakterií, virů, plísní a dalších mikroorganismů. Zářivky se instalují do terárií, akvárií, insektárií a botanických skleníků, kde zajišťují světelné a tepelné požadavky pro dané účely. Fluorescentní a luminiscentní záření pomáhá například při odhalování padělaných bankovek. UV zářivky bez luminoforu se využívají jako zdroj UV záření.

Životnost klasické lineární zářivky je osm až šestnáct tisíc hodin, měrný výkon je kolem 100 lm/W, při příkonu 40 W se přes 50 % energie mění v teplo, 20 % připadá na světlo ve viditelné oblasti spektra a o něco větší podíl připadá na infračervené záření.

Halogeny nejsou jen v autě

„Klasická“ halogenová žárovka je teplotním zdrojem světla, v němž vzniká světlo zahříváním vlákna na vysokou teplotu. Výhoda spočívá ve větším měrném výkonu, až 20 lm/W, a v delší životnosti (z toho důvodu jsou plněny halogenem), což je až dva tisíce hodin. Teplota žárovky při velkém výkonu může dosahovat až 600 °C. Tyto žárovky jsou především užívány jako reflektory, tam kde je nutná vysoká intenzita světla. Pro optické či fotografické účely a další náročné aplikace jsou zdroje vyráběny pomocí xenonové technologie. Pro osvětlení interiérů se užívají 12V nebo 24V nízkonapěťové halogenové žárovky, které vykazují úsporu elektrické energie a dlouhou životnost. Výhodou je i možnost „efektu stmívání“, nevýhodou u některých typů nutnost užívání transformátoru.

Pohled do nitra halogenu

Základním principem tohoto typu svítidla je tzv. halogenový cyklus. Wolfram, který se při vysoké teplotě odpařuje z vlákna, se následně slučuje a rozpadá. Jeho vypařování omezují páry v blízkosti vlákna. Tím je zaručena životnost a zvýšený světelný tok. Kvůli vysokým teplotám se halogenové žárovky vyrábějí z křemičitého skla, které je však propustné, a tak se žárovka stává zdrojem UV záření. Pro běžné užití se proto musí do tohoto skla přidávat oxid ceričitý nebo titaničitý, který škodlivému záření brání. Samotná halogenová žárovka v sobě nese značná rizika. Vysoká teplota baňky může způsobit její prasknutí, následně pak třeba požár, přežhavené nechráněné žárovky mohou ohrozit zdraví (UV záření), je tedy nutné zabezpečení ochranným krytem. Pro běžné osvětlování jsou výhradně vyráběny typy, které UV záření blokují. 

Během osmiletého období určeného pro přechod na úsporná svítidla by se mělo na trhu objevit dostatečné množství kvalitních „náhradních variant“ – energetický úsporných svítidel. V současné době se alternativy nabízejí v podobě kompaktních zářivek, určitých typů halogenových žárovek a LED diod. 

Zaujal Vás tento článek, chcete poradit s výběrem typu osvětlení do Vašeho bytu? Zašlete nám Váš nezávazný dotaz.
 

Související články:

Bezbariérová koupelna Koupelnový nábytek Dlažby a obklady - Volba keramického materiálu Rekonstrukce bytového jádra - noční můra nebo zbytečná obava? Rekonstrukce koupelny v panelovém bytě Co s nežádoucím hlukem v koupelně? Problém s bytovými jádry v panelovém domě

Autor: redakce
Další články ze sekce Bytové doplňky
Štítky: osvětlení interiéru, ozvučení koupelny, led, žárovky, halogeny, zářívky
Publikováno: 18.02.2011