Žárovku, zářivku či LED osvětlení?


Světelný zdroj je zdroj elektromagnetického záření v rozsahu vlnových délek zhruba 380 - 780 nm, (360-800 nm), což je záření, které můžeme pozorovat lidským okem jako viditelné světlo. Zpravidla rozlišujeme světelné zdroje přírodní a zdroje umělé (člověkem vytvořené).

Nejznámější a nejrozšířenější umělé zdroje světla se rozdělují podle dalších hledisek. Jedno z nich je podstata vzniku světla. Rozeznáváme zdroje na principu teplotního záření (např. žárovky), záření elektrického výboje v plynech a parách kovů (zářivky, výbojky) anebo luminiscence (např. svítivé diody).

Žárovka je jednoduché zařízení k přeměně elektrické energie na světlo. Funguje na principu zahřívání tenkého 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.

Žárovka
U obyčejné žárovky se přemění na viditelné světlo asi 5,3 % elektrického příkonu, zbytek tvoří tepelná energie a světelná energie vyzářená v neviditelné oblasti. Životnost vakuové žárovky je cca 1000 hodin.


Daleko lepší je použití halogenových žárovek. Problém krátkého života žárovky se u halogenové žárovky řeší příměsí halogenu, (např. methylen-bromid). 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 vyšší život a zvýšení světelného toku (měrný výkon až 20 lm/W). U halogenových žárovek je použito křemenné sklo kvůli značně vyšším teplotám (min. 250°C).


Žárovka


Vysokotlaké výbojky patří k nejefektivnějším světelným zdrojům. Vydávají extrémně velké množství světla. Například halogenidové výbojky s výkonem 2 000 W nainstalované na fotbalovém stadionu vydají teoreticky tolik světla jako jedna 10 000W žárovka. Přitom světlo vzniká na ploše velké jako mince v hodnotě 2 €. Dalšími výhodami moderních vysokotlakých výbojek je nízké vyzařování tepla, vynikající podání barev a dlouhá životnost. Jejich předností je i kompaktní konstrukce, která umožňuje dobré směrování světla.

Žárovka
Tyto vlastnosti předurčují vysokotlaké výbojky k používání všude tam:
• kde záleží na přesném zobrazení barev a brilantní prezentaci výrobků a předmětů, jako jsou výkladní skříně a obchodní prostory,
• kde je důležitá efektivita a dlouhá životnost, například v továrních halách, na sportovních stadiónech, v pouličním osvětlení a svícení při pěstování rostlin.


Zářivka je nízkotlaká výbojka, která se používá jako zdroj světla. Tvoří ji zářivkové těleso, jehož základem je nejčastěji dlouhá skleněná trubice se žhavícími elektrodami, naplněná rtuťovými parami a argonem. V nich nastává doutnavý výboj, který ale září v neviditelné ultrafialové oblasti. Toto záření dopadá na stěny trubice, které jsou obvykle pokryty luminoforem. Tato látka absorbuje ultrafialové záření a sama září ve viditelné oblasti. Zářivka tak svítí.
Zářivky patří k účinným zdrojům světla (měrný výkon 40-106 lm/W) a ve srovnání se standardní žárovkou spotřebují pro vyprodukování stejného množství světla jen asi 15-25 % energie. Výhodou je také jejich nízká povrchová teplota. Nevýhodou je pomalejší náběh na plný výkon.

Zářivka

Kompaktní zářivka (často označovaná jako úsporná žárovka) je elektrický zdroj světla pracující na shodném principu jako lineární zářivka. Byla navržena tak, aby mohla nahradit běžnou žárovku. Je opatřena paticí jako běžná žárovka, její rozměry často bývají trochu větší než u klasické žárovky. Vyrábějí se v různých tvarech, některé napodobují klasickou žárovku, některé mají naopak tvar "volantu" většího průměru, nebo kopírují tvar svítidla — koule nebo válce z mléčného skla, nebo jsou i vybaveny reflektorem.

Kompaktní zářivka
Kompaktní zářivky mívají delší životnost (od 6 000 do 16 000 hodin) a menší spotřebu energie. Výrobci uvádějí, že kompaktní zářivky mají přibližně o 80% menší spotřebu energie oproti klasické žárovce při stejném světelném toku. Měrný výkon kompaktních zářivek se pohybuje od 50 lm/W do 100 lm/W (lumen na watt). Tak jako u lineárních zářivek je vnitřní stěna trubice pokryta luminoforem, trubice je plněna malým množstvím rtuti a inertním plynem. Kompaktní zářivka je opatřena paticí s Edisonovým závitem stejně jako žárovka.
Žárovky s LED diodami (Light Emitting Diode - světlo emitující dioda) se pro osvětlování používají teprve v posledních letech. Dosud se LED diody používají hlavně jako kontrolky k přístrojům. Hlavní jejich výhody jsou: velmi dlouhá životnost, výborná energetická účinnost, malé rozměry a snadné vytvoření úzkého svazku světla. Často se s nimi proto setkáme jako s náhradou reflektorových halogenových žárovek. Významnou nevýhodou je ale barevné podání - na rozdíl od žárovek, které vyzařují spojité spektrum, je světlo LED diod omezeno na úzkou oblast vlnových délek. Pro dosažení bílé barvy a dobrého barevného podání se proto používá například luminofor nanesený na kryt diody, který část modrého světla přemění na záření v zelené a červené části spektra. Světelný výkon je 40-75 lm/W.
LED žárovka, která spotřebovává méně než osm wattů, přitom slouží jako přímá náhrada za 60W klasické žárovky. Vyznačuje se navíc výbornou kvalitou osvětlení a navíc klasickým závitem, takže jí snadno nahradíte prakticky jakoukoliv žárovku. Její životnost je stanovena na tři roky nepřetržitého svícení, tedy asi 20 let při využití čtyři hodiny denně.
Na rozdíl od žárovek, u kterých nezáleží na polaritě napájecího napětí a jsou schopny tedy pracovat na střídavé napětí, LED zapojené nesprávným způsobem nepracují. Když je napětí na P-N přechodu diody zapojené správně, říkáme, že je zapojena v propustném směru a v tomto stavu skrz ní prochází proud. Když je zapojené opačně než má být, říkáme, že je zapojená v závěrném směru a neprochází skrz ní téměř žádný proud a ani nevyzařuje žádné světlo.
LED žárovka