SVĚTELNÉ ZDROJE |
Žárovky |
Halogenové žárovky |
Zářivky |
Výbojky |
Zářivky standardní se širokopásmovými luminofory
| Třípásmové zářivky
Baňka halogenové žárovky, vyrobená z těžkotavitelného skla (nejčastěji z taveného křemene), je plněna obvyklou směsí dusíku a argonu, kryptonu, nebo xenonu. Navíc náplň obsahuje sloučeniny halových prvků - původně byl užíván čistý jód (proto jódové žárovky), dnes se užívá různých organických sloučenin bromu.
Jak pracuje halový cyklus
Wolfram, vypařený při teplotách kolem 3000
°C
z vlákna, se u obyčejných žárovek usazuje na skle a způsobuje černání a
pokles svítivosti. V halogenové žárovce probíhá chemický cyklus, při němž
se odpařený wolfram slučuje s halogeny a vzniká průhledná sloučenina. Žádná
z užívaných náplní nedokáže přenášet wolfram zpět na ztenčenou část
vlákna, což je často tradovaný blud. Dokázal by to jedině fluor - plyn
nesmírně agresivní, napadající chladnější podpůrné konstrukce uvnitř
žárovky. Obvyklou náplní současných halogenových žárovek jsou organické
sloučeniny jako bromofosfonitrid, dibrommetan, bromovodík, atd.
Zářivky
standardní se širokopásmovými luminofory
Zářivka je rtuťová nízkotlaká výbojka, rodná sestra
reklamní trubice pokryté luminoforem. Rtuťový nízkotlaký výboj, vznikající
v trubici zářivky, vydává silné krátkovlnné ultrafialové záření. To
je ve vrstvě luminoforu, kterým je pokryta vnitřní stěna trubice, přeměněno
s vysokou účinností na viditelné světlo. Obyčejné zářivky obsahují jen
jeden luminofor - aktivovaný halofosfát vápníku. Jejich spektrum je
kombinované čárové (rtuť) a pásové (luminofor). Zářivky vznikly koncem
třicátých let téměř současně v Německu a v USA, kde se koncem světové
války již běžně vyráběly. Dosáhnout slušné barvy světla a dobrého
barevného podání je u standardních zářivek možné, ale použité směsi
luminoforů typu deluxe s vyšším podílem červené složky rychleji stárnou
a světelný tok se snižuje. Proto byly vyvinuty úzkopásmové luminofory.
Třípásmové
zářivky
Poznatky z výroby
televizních obrazovek umožnily vývoj třípásmových zářivek. Obyčejné zářivky
obsahují jen jeden luminofor, nové typy využívají směsí úzkopásmových
luminoforů, které vyzařují shodně s citlivostí lidského oka v modré,
zelené a červené oblasti. Veškeré barvy, které známe, umíme složit z těchto
tří základních spektrálních barev. Poměrem jednotlivých složek můžeme
navíc namíchat v podstatě jakoukoli barvu světla. Používané luminofory
jsou navíc velmi odolné proti účinkům rtuti i ultrafialového záření.
Proto mohou být užívány i v zářivkách o průměru pouhých 1,5 milimetru.
Nová generace zářivek T5 pro elektronické předřadníky má průměr 16 mm,
zářivky špagetového provedení mají průměr dokonce pouze 7 mm.
Pro třípásmové zářivky
je charakteristická čistota světla. Jejich světlo je silné, ale měkké, světelný
tok je až o 70 % vyšší než u klasických zářivek stejné kategorie. Mají
vynikající barvu světla typu DELUXE (ve třídě 1 B dle německé normy DIN,
index barevného podání Ra=85).
Všechny nové
instalace by měly být osazovány třípásmovými zářivkami, protože
intenzitou světla a barevným podáním vyhovují i zapřisáhlým nepřátelům
zářivkového osvětlení. Jsou vynikající do komerčně využívaných
prostor - zejména obchodů, protože výrazně oživují vystavené zboží.
Vyrábějí se v řadě barevných odstínů bílé, od denní
po žárovkovou. Proto můžeme pro každý účel vybrat vhodnou barvu světla.
Osvědčené jsou výrobky Osram Lumilux, Sylvania LUXLINE, General Electric
Polylux. Vyšší cena je vyrovnána vysokou užitkovou hodnotou lamp. Mají delší
život a stárnou mnohem pomaleji, protože luminofory jsou odolnější.
Absolutní špičkou mezi zářivkami jsou třípásmové typy označované PLUS
nebo SUPER. Vyznačují se mimořádnou životností 15 000 hodin a spádem světelného
toku na konci života o pouhých 5 procent.
Všechny dobré vlastnosti zářivek jsou dokonale využity v
dobrých svítidlech, zejména při použití elektronických předřadníků.
Barevná teplota
Zářivky
nejvyšší třídy kvality světla
Kombinace speciálních luminoforů
charakterizuje zářivky s nejdokonalejším podáním (třída 1 A dle DIN,
index barevného podání Ra >96), hospodárností provozu srovnatelné s
klasickými zářivkami. Označujeme je jako zářivky s plným spektrem, např.
Sylvania ACTIVA, Osram BIOLUX s barvou světla denní a nepatrným podílem UV záření.
Stejné kategorie jsou Osram LUMILUX DE LUXE, Gen. Electric POLYLUX DELUXE, v různých
odstínech bílé bez UV záření.
Všechny popsané zářivky
dávají dokonalé světlo, používané pro perfektní rozlišování barev
(textilní průmysl, referenční laboratoře, výrobny barev, tiskařský průmysl).
Zářivky BIOLUX a ACTIVA jsou doporučovány zejména tam, kde chybí přirozené
denní světlo. Výborně se osvědčují v nepřetržitých provozech, v lékařských
ordinacích a kosmetických salonech. Jsou ale také mimořádně vhodné pro
osvětlování terárií a akvárií. V jejich spektru nalezneme nepatrné množství
dlouhovlnného ultrafialového záření. Zvláštní charakter světla pomáhá
účinně odstraňovat stavy únavy, melancholie a sezónní deprese v zimním
období. Chybové manipulace se snižují na minimum.
Všechny dobré
vlastnosti jsou využity pouze při hladině osvětlení nad 800 luxů, optimálně
pak nad 1200 luxů. To je sice dosti vysoká úroveň, ale její získání je
energeticky únosné. Zpočátku není vyšší intenzita světla příjemná,
subjektivní potíže i případné protesty však mizí po několika dnech, v
zimě i po několika hodinách.
Vysvětlení je prosté. V lidském organismu se vytvářejí
látky, způsobující stavy vyčerpání a melancholie (např. melatonin), které
jsou odbourávány světlem. Známé zimní deprese obyvatel severských států,
odrážející se ve strašidelných pověstech, ponuré hudbě a málo
optimistických literárních dílech, jsou v současné době většinou
minulostí. V jejich bytových koupelnách často najdeme světelnou rampu, umožňující
vytvořit hladinu osvětlení až 2000 luxů (tj. jako bychom rozprostřeli všechno
světlo ze žárovky o příkonu 150 wattů na ploše 1 m2).
Zářivky nepracují
přímo na napětí 220 voltů, protože v každém případě potřebují předřadník
(nejčastěji tlumivku). Přitom dochází k určité deformaci napětí a
proudu na zářivce. Jde o jev nežádoucí, ale odstraníme jej jednoduše a
velmi účinně tzv. kompenzací: Na vstupu napětí do svítidla je paralelně
připojen kondenzátor o kapacitě několika mikrofaradů.. Zdražuje svítidlo
nejvýše o několik desetikorun, proto žádáme svítidla kompenzovaná! Lze
také použít elektronických předřadníků, které napájejí zářivku
frekvencí asi 40 kHz. Jsou sice drahé, ale zaručují měkké starty, prodlužují
život zářivky asi o 50 % a zvyšují světelný tok asi o 15 %. Kromě toho
značně snižují vliv kolísání síťového napětí na světelný tok zářivky.
Index barevného podáni
Kompaktní
zářivky jednopaticové
Poprvé předvedeny firmou Philips na hannoverském veletrhu
v roce 1980. Původně spíše jako ukázka technického umu, ale dnes již běžně
rozšířené. Trubice je různým způsobem tvarovaná tak aby byla co nejkratší.
První kompaktní zářivky se vyráběly pouze se dvěma. trubicemi, spojenými
můstkem. Protože byly dosti dlouhé, později byly doplněny o typy se čtyřmi,
šesti a nyní dokonce i osmi trubicemi. Tím se dosáhlo při značném zkrácení
mnohem vyššího světelného toku. V současné době se vyrábějí i
kompaktní zářivky s trubicemi, stočenými do spirály. Podle způsobu
provozu rozeznáváme tři základní řady:
![]() | se zabudovaným startérem pro indukční předřadník (tlumivku) |
![]() | univerzální pro všechny druhy předřadníků |
![]() | bez startéru pro provoz s elektronickým předřadníkem |
Z nich jsou odvozeny všechny ostatní typy kompaktních zářivek. Důležité bylo, že krátce předtím byly vyvinuty tzv. úzkopásmové luminofory, které umožnily zmenšení průměru trubice až na současných 9 milimetrů.
Elektronický startér
Stroboskopický efekt
Stroboskopický efekt
může způsobit nepříjemnosti při osvětlování pohyblivých částí točivých
strojů. Proč tomu tak je? Střídavý proud způsobuje, že výbojky (samozřejmě
též zářivky) svítí přerušovaně, jejich světelný tok kopíruje
frekvenci sítě (50 Hz,
vlastně dvě půlvlny frekvencí 100 cyklů za vteřinu). Při každém cyklu
rozsvícení lampy se může některá část točícího se zařízení dostávat
do stále stejného postavení. Je-li přitom osvětlena, objevuje se zraku vždy
na tomtéž místě, takže se zdá, že se netočí. Při mírném nesouladu
frekvencí se zdá, že se zařízení točí pomalu, nebo dokonce pozpátku.
Jev je velmi dobře známý z kina nebo z televize - například kola automobilů,
lokomotiv, loukotě žebřiňáku. Zde je způsobován střídáním obrázků
projektoru 25krát za vteřinu.
Kompaktní
zářivky klasické se zabudovanou tlumivkou
Představeny
firmou Philips také v roce 1980. V jedné baňce obsahují zářivku ve formě
dvakrát stočené trubice, startér a kompletní předřadník. Lze je našroubovat
do běžné objímky jako žárovky, s nimiž se shodují v barvě světla. Díky
mimořádné životnosti jsou vynikající pro dlouhodobé osvětlování, například
na chodbách, dvorech, jako bezpečnostní okolo budov atd. Mají ale také
jednu nectnost. Těsně po zapnutí svítí slabě, což může někdy vadit,
zvláště v zimních měsících. Nehodí se do míst s teplotami pod bodem
mrazu. Časté zapínání jim příliš nevadí, ale při dlouhodobém provozu
mohou mít mnohem delší životnost, než je udávaných 10 000 hodin.
Kompaktní
zářivky s integrovaným elektronickým předřadníkem
V jeden celek je
spojena zářivka a elektronický předřadník. Používáme je úplně stejně,
jako žárovky, ale jsou asi 5x účinnější. Uspoří až 80 % elektrické
energie při stejné hladině osvětlení. Časté zapínání jim nevadí,
firma OSRAM zaručuje životnost 10 000 hodin při půl milionu zapnutí. Důležité
je, že jsou prakticky necitlivé ke kolísání síťového napětí ve značném
rozmezí! Většinu kompaktních zářivek s elektronickými předřadníky je
možno provozovat i na stejnosměrné napětí 230 V. Nevyvolávají
stroboskopický efekt a barvou světla se neliší od žárovek. Vydávají
velmi málo tepla, a lze je proto užít i do veškerých objímek, dimenzovaných
na žárovky do 40 wattů. Udávaná životnost kompaktních zářivek se
pohybuje kolem 10 000 hodin, v praxi však bývá mnohem vyšší. Doporučujeme
pouze značkové výrobky - Osram DULUX EL, CIRCOLUX EL, Radium RALUX QIUCK,
nejmenší kompaktní zářivky na světě Sylvania MINILYNX, výrobky Philips
PLC/E a PLT/E, Tungsram/G.E. typ BIAX electronic. Z tuzemské produkce jsou typy
Tesla DZE a nejnovější DZU se třemi trubicemi tvaru podkovy. V poslední době
jsou na trhu také kompaktní zářivky NARVA, jejichž trubice je stočena do
spirály.
Vyznačují se velmi
malou konstrukční výškou. Frekvence, na které kompaktní zářivky se
zabudovanými elektronickými předřadníky pracují, se pohybuje okolo 35 kHz. Nejčastější barvou světla
je teple bílá extra, ale začínají se rozšiřovat i typy s mnohem chladnějším
podáním, využívané pro místa, kde dochází k mísení s denním světlem.
Dobré kompaktní zářivky s elektronickými předřadníky mají účiník
nejméně 0,9.
Kompaktní
zářivky indukční vysokofrekvenční
Zatím posledním výkřikem
světelné techniky jsou indukční zářivky. Jsou konstrukčně zásadně odlišné
od dosud popsaných typů. Způsob napájení lamp umožnil naprosto vyloučit
vliv častého zapínání. Baňka zářivky, dosahující rozměrů běžné žárovky,
je v podstatě prázdná - neobsahuje žádnou součást, která by se mohla poškodit.
Světlo vzniká jako u známé zářivky, to je přeměnou ultrafialového záření
na viditelné světlo ve vrstvě luminoforu. Výboj je vybuzen vysokofrekvenčním
polem, které vyrábí speciální předřadník a které je vyzářeno do baňky
bez pomoci elektrod.
QL INDUCTION LAMP vyrábí
firma Philips. Barva světla je teple bílá nebo chladná bílá, příkon 55 a 85 W. Životnost má
dosahovat neuvěřitelných 60 000 hodin. Napájecí díl je umístěn mimo
lampu. Baňka zářivky, plněná argonem a rtutí, je nasunuta na trnu, který
je vysílačem vln o frekvenci 2,25 MHz.
GENURA R80 byla
vyvinuta u General Electric. Je to reflektorová indukční zářivka s předřadníkem
integrovaným v lampě. Tato zářivka má příkon pouhých 23 W je stejně
velká jako obyčejná reflektorová žárovka 100 W a poskytuje stejné množství
světla. Vyzařuje nepatrné množství tepelného záření, a je proto vysoce
vhodná i pro osvětlování citlivého potravinářského zboží. Má normální
závit E27. Udávaná životnost je 15 000 hodin. Plného světelného toku dosáhne
Genura během několika minut.
Vhodné pro okamžité zvýšení světelného toku až o 50%
bez dalších zásahů tam, kde jsou ve svítidlech užívány běžné žárovky.
Nepotřebují tlumivku! Vydávají o 25 % tepla méně
než stejně silná žárovka. Jsou proto vhodné pro uzavřená dílenská svítidla.
Životnost se pohybuje okolo 5000 hodin, ale často bývá až 24 000 hodin. Mají
příjemné teple bílé světlo, vhodné i pro osvětlování interiérů. Při
přerušení proudu trvá několik minut, než se lampa znovu rozsvítí.
Při výběru
je třeba dbát na správné provozní napětí, aby výbojky pracovaly v optimálním
režimu, typy 100 a 160 W mají předepsánu svislou polohu svícení. Osvědčené
jsou výbojky Osram a Sylvania. V USA jsou stále ještě dosti využívány pro
osvětlování interiérů, nejsilnější směsovou výbojkou je produkt
americké firmy Duro -Test FLUOMERIC 1250 wattů.
U nás prakticky neznámé, přestože se jedná o provozně jednoduché a nekomplikované zdroje světla, s možností provozu v jakémkoli osvětlovacím tělese pro běžné rtuťové výbojky. Barva světla je příjemná, s růžovým nádechem, obsah červené složky dosahuje až 15 procent. Protože luminofor je velmi čistý a průsvitný, vyznačují se nejvyšším světelným tokem v kategorii rtuťových výbojek. Jsou provozně spolehlivé, s dlouhým životem. Teple bílá barva světla umožňuje jejich využití v podhledových svítidlech při osvětlování interiérů, zvláště ve vyšších halách a při nepřímém osvětlení komerčních prostor a kanceláří. Jsou nepatrně dražší, než obyčejné rtuťové výbojky. Osvědčené typy jsou Osram HQL deluxe super, G.E. KOLORLUX, Philips HPL Comfort atd.
Halogenidové výbojky
• Výbojky
jednostranné se šroubovací paticí
Hodí
se pro všeobecné osvětlování. Nejlepší jsou halogenidové výbojky G.E.
MULTI VAPOR. Typ MVR 400 W dosahuje nejvyššího světelného toku při střední
době života 24 000 hodin. Velmi dobré jsou výbojky Sylvania METALARC SUPER,
Tungsram HGMI a Osram POWER STAR. Některé jsou uzpůsobeny i pro horký znovuzápal.
Na vysoké úrovni jsou typy RVI a RVIL 1000 W holešovické Tesly, bezkonkurenční
jsou výbojky Tesla RVI 2000 W. Zvláštností jsou typy plněné halogenidy cínu,
vydávající dokonalé denní světlo — např. Toshiba YOKO. Miniaturní
jednostranné výbojky Osram HQI-T, Sylvania HSI-T s dvoukolíčkovou paticí se
používají pro osvětlování výstavního typu. Některé typy mají předepsanou
polohu svícení. Obecně lze říci, že provoz ve svislé poloze dává vyšší
světelný tok, provoz ve vodorovné poloze lepší barvu světla. Všechny
halogenidové výbojky jsou citlivé na kvalitu předřadníků, kolísání napětí
a polohu svícení. Lampy s příkony do 150 W mohou být provozovány na předřadnících
pro sodíkové vysokotlaké výbojky.
•
Sufitové typy s paticemi na protilehlých koncíchKrátkoobloukové výbojky
Vytlačují
projekční žárovky v projektorech a optických zařízeních. Nepatrné rozměry
výboje umožňují výborné využití světla, vydávají méně tepla než žárovky,
mají vysokou účinnost a dlouhý život. Nahrazují denní světlo při snímání
filmů a televizních pořadů. Osvědčené jsou Osram HMI, HTI, Philips MHD a
HSR. Zvláštností je indiem plněná projekční výbojka G.E. MARC 300W v
dichroickém reflektorku. Má brilantní světlo denního charakteru bez škodlivého
UV záření. Proto nepoškozuje barevný film. Zvláštní typy výbojek se
spojitým spektrem jsou plněné halogenidy cínu - např. Thom CSI a CID.
Novinky
Halogenidové výbojky pro
automobilové reflektory. Mají mimořádně vysoký světelný tok a střední
dobu života 2000 hodin. Do plného výkonu se rozsvěcují během několika vteřin.
Jsou to světelné zdroje budoucnosti.
Lampy s keramickými hořáky, podobné vysokotlakým sodíkovým
výbojkám. Vyznačují se dlouhým životem, velkou stabilitou barvy světla a
hospodárností provozu. Vyrábějí se s dvoukolíčkovou paticí i v provedení
sufitovém.
Sodíkové výbojky vysokotlaké
Sodíkové výbojky nízkotlaké
Plazmová lampa
Skutečně revolučním
světelným systémem je SOLAR 1000 firmy FUSION Lighting, osazený plazmovou výbojkou.
Napájení obstarává vysokofrekvenční generátor. Vlastním světelným
zdrojem je skleněná kulička obsahující malé množství síry a argonu,
která je umístěna v ohnisku mikrovlnného zdroje. To je vše - žádný kov,
žádná rtuť. Výbojka s příkonem 1400 W má světelný tok 135 000 lumenů,
barevnou teplotu 6000 K spojité spektrum a index barevného podání Ra = 78.
Celý systém má hmotnost kolem 6 kg a obsahuje lampu s reflektorem a napájecí
díl. Světelný tok je možno regulovat v rozmezí 20 až 100 %. Životnost výbojky
je 45 000 hod., filtru a magnetronu 15 000 hod. Málo příjemná je zatím
velmi vysoká cena. Produkce dosahuje jen několika set kusů měsíčně. Tato
lampa navazuje technologicky na podobné argonové koule o průměru 8 cm,
vyvinuté již před válkou. Otázkou je, nebude-li mít také stejný osud. Většinu
světelně technických úloh je možno zatím řešit pohodlněji, ale především
levněji.
Xenonové výbojky
Velevzácný plyn
xenon našel uplatnění vůbec nejprve v osvětlování, protože jeho spektrum
se shoduje s denním světlem. Plní se jím výbojky pro fotografické blesky,
ale především krátkoobloukové výbojky pro velké filmové projektory. Výbojky
jsou napájeny vyhlazeným stejnosměrným proudem. Jsou to nebezpečné skleněné
bomby, zvláště na konci života.
10/2000