Žárovka: Porovnání verzí
značka: editace z Vizuálního editoru |
Bez shrnutí editace značka: editace z Vizuálního editoru |
||
Řádek 1: | Řádek 1: | ||
[[Soubor:Gluehlampe 01 KMJ.jpg|thumb|upright|Žárovka nejběžnější velikosti, [[Edisonův závit|závit E27]]]][[Soubor:Small incandescent light bulb with standard screw (E27).jpg|thumb|upright|Menší varianta žárovky, [[Edisonův závit|závit E27]]]] |
[[Soubor:Gluehlampe 01 KMJ.jpg|thumb|upright|Žárovka nejběžnější velikosti, [[Edisonův závit|závit E27]]]][[Soubor:Small incandescent light bulb with standard screw (E27).jpg|thumb|upright|Menší varianta žárovky, [[Edisonův závit|závit E27]]]] |
||
'''Žárovka''' je jednoduché zařízení (Libor Kudělka) |
|||
⚫ | |||
⚫ | k přeměně [[elektrická energie|elektrické energie]] na [[světlo]]. Funguje na principu zahřívání tenkého, obvykle [[wolfram]]ového [[Elektrický vodič|vodiče]] elektrickým proudem, který jím protéká. Při vysoké teplotě vlákno žárovky [[elektromagnetické záření|září]] především v infračervené oblasti, zčásti i ve viditelném světle. U přežhavených žárovek (projekční typy, halogeny apod.) najdeme ve spektru i [[ultrafialové záření]], avšak baňka žárovky z obyčejného [[sklo|skla]] je pro ultrafialové záření prakticky nepropustná. Z optického hlediska se vlákno žárovky nechová jako [[záření černého tělesa|absolutně černý zářič]], ale jakoby bylo o několik set [[kelvin]]ů teplejší (wolfram je selektivní zářič). |
||
Vynalezl jí Patkas V Hodslavicích |
Vynalezl jí Patkas V Hodslavicích |
Verze z 20. 5. 2015, 12:38
Žárovka je jednoduché zařízení (Libor Kudělka)
k přeměně elektrické energie na světlo. Funguje na principu zahřívání tenkého, obvykle wolframového vodiče elektrickým proudem, který jím protéká. Při vysoké teplotě vlákno žárovky září především v infračervené oblasti, zčásti i ve viditelném světle. U přežhavených žárovek (projekční typy, halogeny apod.) najdeme ve spektru i ultrafialové záření, avšak baňka žárovky z obyčejného skla je pro ultrafialové záření prakticky nepropustná. Z optického hlediska se vlákno žárovky nechová jako absolutně černý zářič, ale jakoby bylo o několik set kelvinů teplejší (wolfram je selektivní zářič).
Vynalezl jí Patkas V Hodslavicích
Využití a charakteristika
Obyčejná žárovka se dosud často používá v domácnostech a je také základem většiny přenosných svítidel.[zdroj?] V automobilových světlometech nebo v domácnostech, když má být světlo soustředěno do jednoho místa, se často využívají halogenové žárovky.
Mezi hlavní výhody žárovky jako světelného zdroje patří vysoce automatizovaná výroba, vynikající podání barev (Ra = 100), možnost přímého napájení z elektrické sítě, absence zdraví škodlivých látek. Mezi nevýhody patří především nízká účinnost a měrný výkon (kolem 10-15 lm/W), a velká závislost parametrů (včetně životnosti) na napájecím napětí.
Historie
Vynález
Technologicky výrobu žárovky zdokonalil a patentoval Thomas Alva Edison v roce 1879 - první žárovka byla rozsvícena 21. října 1879 a svítila 40 hodin. Na trh byly uvedeny žárovky v provedení s bambusovým vláknem a standardní šroubovací paticí E27 v roce 1881. Svítily asi 600 hodin a byly drahé - 1 dolar 15 centů. Edison, ale není původním vynálezcem žárovky. Jeho předchůdcem byl Heinrich Göbel. První pokusy se žárovkou (principiálně vznik světla žhavením materiálů průchodem elektrického proudu) lze datovat k roku 1802 (Humphry Davy). Jako datum jejího vynalezení je často uváděn rok 1854 a jméno Göbel (Goebel), ale výrobou žárovky v soudní síni Edison dokázal, že prvenství ve využití patří jemu.
Další vynálezy
Ze žárovky se později vyvinula elektronka, která byla základem elektronických přístrojů až do vynálezu tranzistoru. Efekt vyzařování elektronů z rozžhaveného vlákna objevil kolem roku 1890 T. A. Edison a tento efekt je po něm pojmenován. Střední doba života standardní žárovky je 1000 hodin. (Střední doba života znamená, že po uvedené době musí být v provozu nejméně 50% původních žárovek).
Žárovka v českých zemích
První elektrické světlo v našich zemích měl Robertův cukrovar v Židlochovicích, jeden z nejmodernějších podniků té doby. Zde se rozsvítila žárovka již v roce 1880. Na pařížské výstavě svítily žárovky v roce 1881 a téhož roku měla elektrické osvětlení Daňkova strojírna v Praze. První divadlo s vlastním elektrickým osvětlením na evropské pevnině mělo Brno - Mahenovo divadlo bylo otevřeno koncem roku 1882. Elektrické osvětlení v Národním divadle bylo zadáno v roce 1883.
Konstrukce
Původní Edisonovy žárovky měly uhlíkové vlákno (zuhelnatělý bambus), dnes se obvykle využívá wolfram, který lépe odolává vysokým teplotám. Aby vlákno neshořelo, je umístěno v baňce z obyčejného skla, ze které je vyčerpán vzduch. U standardních žárovek do 15 W je obvykle baňka vakuovaná (vzduchoprázdná), u silnějších žárovek je plněná směsí dusíku a argonu, ale také řidčeji kryptonem, nebo dokonce xenonem. Tyto náplně umožňují vyšší provozní teploty vlákna, omezují jeho stárnutí rozprašováním nebo odpařováním. U standardních a velkých žárovek je náplň volena tak, aby se za provozu tlak v baňce přibližně srovnal s tlakem atmosférickým.
Použití
Jakožto teplotní světelný zdroj dávají stálé spojité světelné spektrum, proto jsou vhodné do domácností, kuchyní, dílenských provozů a všude tam, kde je potřeba zachovat věrnost barev. Z tohoto pohledu vycházejí lépe než běžné výbojové zdroje, jako zářivky a výbojky, které naopak bývají monochromatické a pulsují s frekvencí elektrorozvodné sítě (ty bez předřadníku).
Srovnání s kompaktními zářivkami
Výhody žárovek
- Jas žárovek se dá plynule regulovat.
- Je možné získat vyšší světelný tok zvýšením napájecího napětí; u běžné žárovky při užívání o 5% vyššího napájecího napětí vzroste světelný tok asi o 20%, zatímco životnost takové žárovky klesne na 50% z původní hodnoty.
- Výroba žárovek je mnohem jednodušší, levnější a energeticky úspornější. Konstrukčně jsou jednoduché, neobsahují žádný elektronický předřadník.
- Žárovky jsou ekologicky nezávadné[zdroj?], neobsahují žádné nebezpečné látky (sklo, wolfram, inertní plyn jako je dusík a argon, a běžný konstrukční kov na patici a držák vlákna). Zářivky se musí složitě ekologicky likvidovat jako nebezpečný odpad, protože obsahují rtuť a toxický luminofor a u zářivek s předřadníkem další elektrotechnické součástky.
- Jsou několikanásobně (pětkrát až 25krát) levnější.
- Žárovky neemitují žádné nebezpečné záření.
- Žárovky vyzařují spojité spektrum světla podobně jako je tomu u slunečního záření.
- Slouží jako ideální kombinovaný světelný a tepelný zdroj (akvaristika, teraristika).
- Zářivky blikají frekvencí elektrorozvodné sítě. Z toho důvodu je jejich použití omezené tam, kde se vyskytují rychle rotující předměty, zejména se to týká dílen s obráběcími stroji. Vlivem stroboskopického jevu se totiž rotující předmět osvětlený přerušovaným světlem může jevit jako stojící. Toto platí zejména pro běžné zářivky. Kompaktní zářivky, zejména kvalitní, blikají s frekvencí výrazně vyšší, danou elektronickým předřadníkem, řádově desítky kHz a stroboskopický efekt se tolik neuplatňuje. Je také možné zapojit světla na různé fáze, čímž se rovněž dosáhne zmírnění tohoto efektu.
- Levnější zářivky emitují UV záření, které může při dlouhodobé expozici nevratně poškodit zrak.[zdroj?]Lze narazit na informaci, že "v malém množství vyzařují, díky obsahu těžkých kovů, i rentgenové záření".[zdroj?] To je ovšem mylné, neboť v plynem plněné trubici nemohou být elektrony urychleny na energii k tomu dostačující.[zdroj?]
Nevýhody žárovek
- Nízká energetická účinnost - většina elektrické energie se promění v teplo. Účinnost žárovek ovšem roste s příkonem (viz tabulka Světelná účinnost).
- Žárovky mají kratší životnost, která se pohybuje nejčastěji kolem 1000 hodin provozu. Jde o ekonomický kompromis mezi účinností a životností; vysoce účinné přežhavené žárovky (např. v kinoprojektorech) mají velmi krátkou životnost, naopak tzv. podžhavené (též dlouhoživotné) žárovky s nízkým světelným tokem (tedy nízkou účinností) mají násobně delší životnost.
- Některé halogenové žárovky emitují UV záření.
Regulace výkonu
Konstrukce žárovkám dovoluje jejich používání i při nižších než jmenovitých napětích: Příkon je přímo úměrný kvadrátu napětí, takže i produkovaný světelný zářivý výkon se s napětím plynule mění. Pro regulaci se i v domácnostech se běžně používají tzv. stmívače. Stmívače jsou naopak nepoužitelné u zářivek, například kompaktní zářivka se jím zničí.
Přežhavené žárovky
U vysoko přežhavených žárovek (také halogenových) bývá provozní tlak mnohonásobně vyšší, než atmosférický. To je třeba brát na zřetel a omezit možnost exploze speciálním sklem, síťkou a podobně. Tam, kde tato možnost není (optická zařízení, reflektory) je nutno počítat s rizikem rozlétnutí žhavých střípků. Tyto žárovky bývají plněny halogenovými sloučeninami, původně čistým jódem, nyní různými organickými sloučeninami bromu (brommetan, bromofosfonitrit, a podobně).
Halogenová žárovka
Halogenová žárovka je speciální druh žárovky, u které se dosahuje vyšší teploty vlákna (a tedy vyšší světelné účinnosti a bělejšího světla) a/nebo delší životnosti tím, že se do atmosféry uvnitř baňky přidá sloučenina halového prvku (halogenu, např. bromu nebo jodu). V žárovce probíhá tzv. halogenový cyklus, kde se při vysoké teplotě vypařující wolfram slučuje a rozpadá např. s bromem. Díky tenzi wolframových par v blízkosti vlákna se omezuje jeho vypařování - výsledkem je delší životnost a zvýšení světelného toku (měrný zářivý výkon až 20 lm/W).
Nahrazování
Pro delší životnost a lepší energetickou účinnost jsou žárovky nahrazovány (v některých zemích i nuceně, právními regulacemi), především zářivkami nebo výbojkami. Snahou je využít pro osvětlování také LED (svíticí diody). Výhodou svíticích diod je mimořádná životnost, odolnost proti častému spínání a okamžitý start na plný světelný výkon. V některých případech i možnost nastavit libovolnou barvu světla (systémy s trojicí RGB diod).
Odkazy
Související články
Literatura
- Šťastný J., Remek B.: Autoelektrika a autoelektronika, T.Malina nakladatelství 2003, ISBN 80-86293-02-5.
- Habel Jiří: Světelná technika a osvětlování, FCC Public 1995, ISBN 80-901985-0-3.
- LÁNÍČEK, Robert. ELEKTRONIKA - obvody, součástky, děje. Praha: BEN - technická literatura, 1998. ISBN 80-86056-25-2. Kapitola 2.5, s. 77-78.
Externí odkazy
- Od klasických až po LED žárovky ElektroTrh.cz, 23. únor 2012
- Obrázky, zvuky či videa k tématu žárovka na Wikimedia Commons
- Slovníkové heslo žárovka ve Wikislovníku