|
|
WŁAŚCIWOŚCI ŚWIETLNE I ELEKTRYCZNE
Żarówka (lampa żarowa) jest najprostszym i najstarszym elektrycznym źródłem światła, zaliczanym do temperaturowych (inkandescentnych), które emisję promieniowania zawdzięcza rozgrzaniu żarnika do wysokiej temperatury (2500-f 3200 K), będącej następstwem przepływu przezeń prądu elektrycznego. Żarząca się podczas przepływu prądu skrętka żarnika, wykonana najczęściej z wolframu, przy tak wysokiej temperaturze odparowuje ze swej powierzchni cząsteczki wolframu, które mają tendencję do osadzania się na bańce. Wynikiem tego mamy do czynienia z zaciemnianiem bańki (zmniejszaniem strumienia świetlnego) i zmniejszaniem średnicy drutu wolframowego. Mniejsze rarowanie wolframu uzyskuje się przez zastosowanie tzw. atmosfery żarzenia, która albo jest - próżnią (żarówki małej mocy), albo gazem obojętnym (żarówki dużej mocy), najczęściej szlachetnym (argon, krypton, ksenon).
Parametry świetlne żarówek są zawsze wynikiem kompromisu między ich trwałością i skutecznością świetlną: zwiększanie skuteczności świetlnej przez podnoszenie temperatury żarnika zawsze prowadzi do zwiększonego parowania wolframu, a tym samym do obniżenia trwałości. W odwrotnej sytuacji, przy obniżeniu skuteczności świetlnej przez taką konstrukcję żarnika, która w wyniku przepływu prądu wywoła względnie niższą temperaturę, parowanie wolframu wyraźnie się zmniejsza, co prowadzi do powiększenia trwałości. Kompromis między trwałością a skutecznością świetlną żarówek wyznacza się jako efekt minimalizacji kosztów wytworzenia 1 lumenogodziny ilości światła. W praktyce oznacza to trwałość około 1000 godzin.
W żarówkach specjalnych rezygnuje się często z trwałości, której kosztem uzyskuje się podwyższoną skuteczność świetlną. Żarówki stosowane w projektorach kinowych (900 W, 30 V, trwałość 10 h) osiągają skuteczność świetlną 27 lm/W [11]. Uważa się, że granicą skuteczności świetlnej żarówek wolframowych jest około 40 lm/W.
Temperaturowy charakter emisji światła z żarówki jest powodem, że tylko niewielka część (2-=-5%) energii dostarczonej do żarówki jest zamieniana na światło. Pozostała część zamieniana jest głównie na ciepło.
Pomimo nie najlepszych parametrów świetlnych, szczególnie w porównaniu ze źródłami wyładowczymi, żarówki są nadal najpopularniejszym źródłem światła. Podstawowe zalety żarówek decydujące o ich popularności, to prosta budowa, tania produkcja, łatwa obsługa, małe gabaryty, brak tętnienia światła, naturalna barwa światła, bardzo dobre oddawanie barwy oświetlanych obiektów, równomierny rozsył strumienia świetlnego w przestrzeni.
W chwili obecnej są produkowane żarówki o różnej mocy od ułamków wata (żarówki stosowane jako wskaźniki) do kilku tysięcy watów. Przybierają one różne formy żarówki kuliste walcowe(rurkowe), świecowe, grzybkowe i inne. Dostępne są różne odmiany żarówek: z bańką przezroczystą, matową, opalizowaną, kolorową, zwierciadlaną, reflektorową; rozwiązania te mają na celu rozproszenie światła emitowanego z żarnika, a tym samym zmniejszenie luminancji bańki albo częściowe ukształtowanie rozsyłu strumienia świetlnego w przestrzeni (żarówki reflektorowe).
Żarówki jako temperaturowe źródła światła mogą pracować zarówno na napięcie stałe jak i przemienne. Jednocześnie dzięki sporej bezwładności termicznej nie wywołują zjawiska stroboskopowego (pozorny bezruch urządzeń wirujących z prędkością obrotową odpowiadającą częstotliwości napięcia zasilającego).
Żarówki są bardzo wrażliwe na zmiany wartości napięcia. Zależności odpowiednich wielkości fotometrycznych i elektrycznych w funkcji napięcia są nieliniowe.
|
|
|