Charakteristika výbojek
Všechny výbojky, jejichž činnost je založena na přeměně vlastností plynu, se nazývají výbojky. Vyrábějí se v různých typech a používají se v široké škále aplikací. Vyznačují se účinností, spolehlivostí a dobrým podáním barev.
Co jsou to výbojky?
Výbojka (GDL) je malé elektrické zařízení, které vyzařuje viditelné světlo v definovaném spektru.
Každé zařízení obsahuje následující součásti:
- Skleněná baňka s elektrodami naplněnými plynem;
- řídicí přístroj ve formě elektronického modulu nebo omezovacího odporu.
- Základ pro zabudování do zařízení.
Odrůda
Výbojky se dělí na nízkotlaké a vysokotlaké. Každá skupina má svá specifika, která ovlivňují výběr konkrétní aplikace.
Nízkotlaké výbojky
Nejznámějším příkladem nízkotlakého GRL je zářivka. Skládá se z trubice, která je uvnitř potažena luminoforem. Elektrody dostávají vysokonapěťové impulsy a jsou zahřívány.
Při zahřátí se mezi kontakty vytvoří žhavicí náboj a v plynném prostředí žárovky vzniká UV záření, které působí na luminofor a způsobuje jeho svícení.
Variantou zářivek (LL) jsou kompaktní zařízení, která jsou označena zkratkou CLL a od předchozího modelu se neliší kromě velikosti. Všechna zařízení mají ovládací prvek integrovaný do základny.
Indukční svítidla stojí za samostatnou úvahu. Uvnitř nemají žádné elektrody a ionizace je způsobena vysokofrekvenčním magnetickým polem. V žárovce se obvykle používá směs argonu a rtuťových par, která ovlivňuje luminofor.
Vysokotlaké výbojky
Komponenty, které mají uvnitř baňky vyšší tlak, než je tlak atmosférický, se nazývají vysokotlaké lampy.
Představují je obloukové rtuťové výbojky (EB). Ještě nedávno tvořily většinu veškerého pouličního osvětlení. Nyní jsou však nahrazovány halogenidovými a sodíkovými zdroji, které mají vyšší účinnost.
Pokud jsou kpřípravku připojeny jodidy, je označen DRI. Přístroj obsahuje hořák z křemenného skla, ve kterém jsou umístěny elektrody. Jako funkční látka se používá směs argonu, rtuti a některých jodidů kovů. Hořák je umístěn v řídkém prostoru a generuje silné záření, které je dostatečné k osvětlení velkých ploch. Výkon HID se může pohybovat mezi 250 W a 3500 W.
Dalším příkladem vysokotlakého GDL je model sodíkové obloukovky (DNaT). Vyznačuje se velmi vysokým světelným výkonem a relativně nízkou spotřebou energie. Světlo má výrazný zlatavý odstín. Nevýhodou je dlouhá doba vypnutí, která může trvat až 10 minut.
Pokud chcete bílé světlo, které se co nejvíce blíží dennímu světlu, je nejlepší zvolit xenonové obloukové jednotky. Maximální výkon může být až 18 kW. Wolframové elektrody jsou legovány thoriem a vydrží vysoké zatížení. Pokud je na výstupu požadováno UV záření, používá se safírové sklo.
Metalhalogenidové výbojky (MHL) jsou kompaktní, robustní a výkonné zdroje světla, které se skládají z vakuového trubicového hořáku. Hořák je vyroben z křemenného skla nebo keramiky. Vnitřek je naplněn rtuťovými parami a halogenidy kovů. Záření vzniká v důsledku vzniku plazmatu mezi elektrodami po přivedení energie. Výkon zařízení může v některých případech dosahovat až 3,5 kW. Jsou navrženy pro životnost 12 000 hodin. Zapnutí na plný výkon trvá přibližně 10 minut.
Princip činnosti svítilny
Princip činnosti GRL je založen na působení elektrického výboje na ionizovaný plyn. Nejčastěji se používají plyny argon, neon, krypton, xenon a různé směsi. Často se přidává sodík nebo rtuť.
Video k tématu: Konstrukce, princip a provozní vlastnosti sálavých trubic
Jakmile jsou kontakty pod napětím, vytvoří se v trubici elektrické pole. Vyvolává pohyb elektronů a jejich interakci s částicemi plynu. Při srážce částic se uvolňuje energie, která se následně mění na záření určitého spektra. Přesné spektrum závisí na složení plynu a na konkrétním zařízení.
Přeměně UV záření na viditelné světlo napomáhá fosforový povlak na žárovce.
Někdy existují modely s integrovaným zdrojem beta. Tím se ionizuje plyn uvnitř žárovky, a tím se minimalizuje žhavicí náboj.
Jak vybrat plynovou lampu
Při výběru plynové lampy je třeba zvážit její typ, příkon a odstín vyzařovaného světla. Oblíbené jsou halogenidové výbojky, které se vyznačují vysokým tlakem a silným a jasným světlem. Borosilikátové sklo zcela odstraňuje UV záření, takže je světlo bezpečnější.
Svítivost výbojového prvku se blíží bílému dennímu světlu, ale v závislosti na náplni má různé odstíny. Sodík dává žlutou barvu, thallium zelenou a indium modrou.
Na trhu najdete žárovky pro podsvícení akvárií nebo skleníků. Mají specifické spektrum, které je šetrnější k životnímu prostředí než standardní zářivky nebo sodíkové výbojky.
Sodíkové výbojky vydrží přibližně 25 000 hodin, což je srovnatelné s osvětlovacími prvky LED. Vyzařované bílé světlo se co nejvíce blíží dennímu světlu a umožňuje detailní prohlížení objektů bez zkreslení barev.
Luminiscenční modely jsou oblíbené v průmyslových a domácích aplikacích. Uvnitř těchto prvků je rtuť. Při výběru je třeba brát v úvahu dlouhou dobu náběhu a značné zahřívání během provozu.
Aplikace
Výbojky se používají v mnoha různých odvětvích. Zejména xenonové světlomety v automobilech vynikají. Používá je většina známých výrobců automobilů (Toyota, Opel, BMW).
Efektivní zařízení pro osvětlení velkých skladů, průmyslových dílen a ulic, osvětlení billboardů a fasád budov.
Výhody a nevýhody
Stejně jako všechny ostatní výbojky mají i výbojková svítidla své výhody a nevýhody. Pro správný návrh osvětlovacího systému doporučujeme zohlednit každý bod.
Výhody:
- Modely jsou poměrně odolné a mají značnou hodinovou životnost;
- K dispozici jsou různé spektrální a výkonové hodnoty, což usnadňuje výběr správného zařízení pro danou práci;
- Výkon výbojek je výrazně vyšší než u jiných zařízení.
Nevýhody běžných výbojek:
- Zařízení vyžaduje pro provoz regulační přístroj;
- Svítidla se obtížně montují, což ztěžuje jejich opravu a zvyšuje náklady;
- Modely jsou citlivé na kolísání okolní teploty a napěťové špičky;
- Některá svítidla vyžadují značnou dobu náběhu;
- rtuťové spotřebiče je třeba zlikvidovat.
Existují i nevýhody, ale díky výkonu a účinnosti si výbojky stále drží spolehlivou pozici na trhu.