Żarówka

Z Wikipedii

Masz nowe wiadomości (różnica z poprzednią wersją).

Ten artykuł dotyczy Żarówki - lampy elektrycznej. Zobacz też: wieś Żarówka w województwie podkarpackim.

Żarówka

Budowa żarówki: 1-żarnik, 2-główka, 3-wspornik żarnika, 4-nóżka, 5-bańka, 6-podpórka, 7-słupek, 8-rurka pompowa, 9-krążek izolacji cieplnej, 10-trzonek gwintowany, 11-styk doprowadzający.

Żarówki różnego typu: halogenowe i próżniowe

Żarówka (lampa żarowa) to lampa elektryczna, w której elementem świecącym jest przewód rozżarzony (żarnik) do wysokiej temperatury na skutek przepływu prądu, światło wytwarzane jest w wyniku promieniowania cieplnego. Aby nie nastąpiło utlenienie żarnika, jest on umieszczany w bańce szklanej, wewnątrz której panuje próżnia lub jest ona wypełniana mieszaniną gazów obojętnych. W początkowym okresie rozwoju żarówek żarnik był wykonywany z grafitu, a obecnie wolframu. Światło uzyskiwane z żarówek jest światłem zbliżonym do słonecznego i cechuje się dobrym wskaźnikiem oddawania barw oglądanych w tym świetle przedmiotów, świeci cały czas jednakowo, nie powodując efektu stroboskopowego. Widmo światła emitowanego przez żarówkę jest ciągłe, o niższej temperaturze barwowej (bardziej żółte) niż słoneczne. Temperatura barwowa światła emitowanego przez żarówkę wynosi ok. 2700 K. Wadą żarówek jest ich mała skuteczność świetlna, wynosząca zazwyczaj około 12 (od 8 do 18) lumenów/wat (niektóre mają sprawność 6lumenów/wat). Żarówka wykorzystuje ok. 5% energii na światło widzialne, a reszta energii jest wykorzystywana w emisji ciepła. Z tego powodu w wielu krajach rozważa się wycofanie żarówek z użycia i zastąpienia ich lampami fluorescncyjnymi i diodami LED. Informacje o parametrach żarówki zawiera etykieta energetyczna umieszczona na opakowaniu.

Skuteczność świetlna żarówki na tle innych
źródeł światła
źródło światła każde o mocy 1W	strumień świetlny (w lm)
żarówka zwykła,	8...20
żarówka halogenowa	20...30
świetlówka	40...90
rtęciówka zwykła	30...65
lampa rtęciowo-żarowa	17...25
rtęciówka halogenowa	75...100
sodówka wysokoprężna	90...120
sodówka niskoprężna	80...180

[edytuj] Żarówka próżniowa

Skuteczność świetlna żarówki zależy od temperatury żarnika. W miarę zwiększania temperatury żarnika szybko zwiększa się prędkość parowania wolframu, wskutek czego następuje tworzenie się przewężeń drutu wolframowego, zwiększone nagrzewanie się drutu w tym miejscu i w końcu przepalanie się żarnika. Wolfram odparowany z żarnika osadza się na bańce w postaci ciemnego nalotu, który pochłania część światła emitowanego przez żarnik. Z tych względów w żarówkach próżniowych (w bańce panuje próżnia) temperatura żarnika nie przekracza 2600 K. Jest to jeden z ważniejszych wynalazków XIX wieku.

[edytuj] Żarówka gazowana

W celu zmniejszenia szybkości parowania wolframu do wnętrza bańki wprowadza się gaz obojętny, powszechnie stosuje się argon z domieszką azotu. Wskutek zmniejszenia szybkości parowania wolframu żarnik żarówek gazowanych może pracować z wyższą temperaturą w wyniku czego uzyskuje się bielsze światło oraz większą skuteczność świetlną. Wprowadzenie gazu do wnętrza bańki powoduje, że część mocy doprowadzonej do żarnika jest odprowadzana poprzez gaz. Są to straty, które zależą między innymi od długości żarnika. Wykonanie żarnika w postaci skrętki, lub podwójnej skrętki powoduje skrócenie żarnika i obniżenie tych strat. Stosuje się też w miejsce argonu, gaz o mniejszym przewodnictwie cieplnym, krypton (żarówka kryptonowa), ale ceny kryptonu są wysokie, co ogranicza jego stosowanie.

[edytuj] Żarówka halogenowa (lampa halogenowa)

W żarówkach halogenowych do wnętrza bańki wprowadzony jest oprócz gazu obojętnego halogen, najczęściej jod. Halogen tworzy związek chemiczny z wolframem (parami wolframu w bańce i na ściankach bańki), związek ten krąży wraz z gazem w bańce w temperaturze panującej blisko żarnika rozpada się na wolfram i jod. W rezultacie tej reakcji następuje przenoszenie cząstek wyparowanego wolframu z bańki na żarnik. Proces ten nazywa się halogenowym cyklem regeneracyjnym. Występowanie tego cyklu pozwala zwiększyć temperaturę żarnika do około 3200 K, zatem żarówki halogenowe cechują się jeszcze wyższymi skutecznościami świetlnymi (do 18 lumenów/wat).

Podane temperatury pracy żarnika odnoszą się do standardowych lamp dla których przewidziano średni czas pracy 1000 godzin. Czasami, w sytuacjach gdy wymagane jest uzyskanie światła bardziej zbliżonego do światła dziennego, stosuje się żarówki pracujące z wyższą temperaturą żarnika, trwałość tych lamp jest znacznie niższa.

[edytuj] Moc

Moc (W)	moc świetlna (lm)	sprawność (lm/W)
15	120	8
25	200	8.0
34	350	10.3
40	500	12.5
52	700	13.5
55	800	14.5
60	850	14.2
67	1000	15.0
70	1100	15.7
75	1200	16.0
90	1450	16.1
95	1600	16.8
100	1700	17.0
135	2350	17.4
150	2850	19.0
200	3900	19.5
300	6200	20.7

[edytuj] Historia

Pierwsze próby o minimalnej trwałości:
- 1838 – włókno węglowe żarzące się w próżni (Jobard)
- 1840 – drut platynowy żarzący się w próżni (Robert Grove)
1845 – patent na pomysł zastosowania żarzonego przewodu do oświetlenia (Joseph Wilson Swan)
1854 – pierwsze praktyczne wykorzystanie żarówki z włóknem ze zwęglonego bambusa do reklamy (Göbel)
1878 – pierwsza nadająca się do praktycznego wykorzystania (Joseph Wilson Swan)
1879 – patent (Thomas Alva Edison)
1890 – wolframowy żarnik (Aleksander Łodygin)

[edytuj] Lampy wyładowcze

Zobacz więcej w osobnym artykule: świetlówka kompaktowa.

Kompaktowa lampa fluorescencyjna zwana potocznie żarówką energooszczędną

Ze względu na niską sprawność żarówki coraz częściej zastępowane są lampami wyładowczymi. Ostatnio stosowane są świetlówki kompaktowe zintegrowane, które są niewielkie, mają elektroniczny układ zapłonowo-stabilizacyjny znajdujący się w korpusie. Lampy te mogą być podłączane bez dodatkowych układów w miejsce standardowych żarówek.