Charakteristika výbojok
Všetky lampy, ktorých činnosť je založená na premene vlastností plynu, sa nazývajú výbojky. Existujú rôzne typy a používajú sa v širokej škále aplikácií. Vyznačujú sa účinnosťou, spoľahlivosťou a dobrým podaním farieb.
Čo sú výbojky?
Výbojka (GDL) je malé elektrické zariadenie, ktoré vyžaruje viditeľné svetlo v definovanom spektre.
Každé zariadenie obsahuje tieto komponenty:
- Sklenená žiarovka s elektródami naplnenými plynom;
- riadiaci prístroj vo forme elektronického modulu alebo obmedzovacieho rezistora
- Základ pre zabudovanie do zariadenia.
Rozmanitosť
Výbojky sa delia na nízkotlakové a vysokotlakové. Každá skupina má svoje špecifické vlastnosti, ktoré ovplyvňujú výber konkrétnej aplikácie.
Nízkotlakové výbojky
Najznámejším príkladom nízkotlakového GRL je žiarivka. Pozostáva z trubice, ktorá je zvnútra pokrytá fosforom. Elektródy dostanú impulz vysokého napätia a zahrejú sa.
Pri zahrievaní sa medzi kontaktmi vytvára žeravý náboj a v plynnom prostredí žiarovky vzniká UV žiarenie, ktoré pôsobí na luminofor a spôsobuje jeho žiarenie.
Variantom žiariviek (LL) sú kompaktné zariadenia, ktoré sú označené skratkou CLL a od predchádzajúceho modelu sa nelíšia okrem veľkosti. Všetky zariadenia majú ovládací prvok integrovaný do základne.
Indukčné svietidlá si zaslúžia samostatnú pozornosť. Vo vnútri nemajú žiadne elektródy a ionizáciu spôsobuje vysokofrekvenčné magnetické pole. V žiarovke sa zvyčajne používa zmes argónu a ortuťových pár, ktorá ovplyvňuje luminofor.
Vysokotlakové výbojky
Komponenty, ktoré majú vo vnútri žiarovky vyšší tlak, ako je atmosférický tlak, sa nazývajú vysokotlakové žiarovky.
Predstavujú ich oblúkové ortuťové výbojky (EB). Nie je to tak dávno, čo tvorili väčšinu všetkých pouličných svietidiel. V súčasnosti sa však nahrádzajú halogenidovými a sodíkovými zdrojmi, ktoré majú vyššiu účinnosť.
Ak sú k príslušenstvu pripojené jodidy, je označené DRI. Zariadenie obsahuje horák z kremenného skla, v ktorom sú umiestnené elektródy. Ako funkčná látka sa používa zmes argónu, ortuti a niektorých jodidov kovov. Horák je umiestnený v zriedenom priestore a generuje silné žiarenie, ktoré stačí na osvetlenie veľkých plôch. Výkon HID môže byť od 250 W do 3500 W.
Ďalším príkladom vysokotlakového GDL je model sodíkovej oblúkovej trubice (DNaT). Vyznačuje sa veľmi vysokým svetelným výkonom a relatívne nízkou spotrebou energie. Svetlo má výrazný zlatistý odtieň. Nevýhodou je dlhý čas vypnutia, ktorý môže trvať až 10 minút.
Ak chcete biele svetlo, ktoré sa čo najviac približuje dennému svetlu, najlepšie je vybrať si oblúkové xenónové jednotky. Maximálny výkon môže byť až 18 kW. Volfrámové elektródy sú legované tóriom a vydržia vysoké zaťaženie. Zafírové sklo sa používa, ak sa na výstupe vyžaduje UV žiarenie.
Metalhalogenidové výbojky (MHL) sú kompaktné, robustné a výkonné zdroje svetla, ktoré pozostávajú z vákuového trubicového horáka. Horák je vyrobený z kremenného skla alebo keramiky. Vnútro je naplnené ortuťovými parami a halogenidmi kovov. Žiarenie vzniká vznikom plazmy medzi elektródami po privedení energie. Výkon zariadení môže v niektorých prípadoch dosahovať až 3,5 kW. Sú navrhnuté na životnosť 12 000 hodín. Zapnutie na plný výkon trvá približne 10 minút.
Princíp činnosti svietidla
Princíp činnosti GRL je založený na účinku elektrického výboja na ionizovaný plyn. Najčastejšie používané plyny sú argón, neón, kryptón, xenón a rôzne zmesi. Často sa pridáva sodík alebo ortuť.
Video na tému: Konštrukcia, princíp a fungovanie svetelných zdrojov FLD.
Hneď ako sa kontakty zapnú, v trubici sa vytvorí elektrické pole. Vyvoláva pohyb elektrónov a ich interakciu s časticami plynu. Pri zrážke častíc sa uvoľňuje energia, ktorá sa následne mení na žiarenie určitého spektra. Presné spektrum závisí od zloženia plynu a konkrétneho zariadenia.
Premenu UV žiarenia na viditeľné svetlo podporuje fosforový povlak na žiarovke.
Niekedy existujú modely s integrovaným zdrojom beta. Tým sa ionizuje plyn vo vnútri žiarovky, čím sa minimalizuje žeravý náboj.
Ako si vybrať plynovú lampu
Pri výbere plynovej lampy sa oplatí zvážiť jej typ, výkon a odtieň vyžarovaného svetla. Obľúbené sú halogenidové žiarovky, ktoré sa vyznačujú vysokým tlakom a silným a jasným svitom. Borosilikátové sklo úplne odstraňuje UV žiarenie, čím je svetlo bezpečnejšie.
Svietivosť výbojového prvku sa blíži k bielemu dennému svetlu, ale v závislosti od náplne má rôzne odtiene. Sodík dáva žltú farbu, tálium zelenú a indium modrú.
Na trhu nájdete žiarovky na podsvietenie akvárií alebo skleníkov. Majú špecifické spektrum, ktoré je šetrnejšie k životnému prostrediu ako štandardné žiarivky alebo sodíkové výbojky.
Sodíkové výbojky vydržia približne 25 000 hodín, čo je porovnateľné s LED svietidlami. Vyžarované biele svetlo sa čo najviac približuje dennému svetlu a umožňuje detailné sledovanie objektov bez skreslenia farieb.
Obľúbené sú luminiscenčné modely používané v priemysle a domácnostiach. Vo vnútri týchto prvkov sa nachádza ortuť. Pri výbere je dôležité zohľadniť dlhý čas nábehu a značné zahrievanie počas prevádzky.
Aplikácie
Výbojky sa používajú v mnohých rôznych odvetviach. V automobiloch vyniknú najmä xenónové svetlomety. Používa ich väčšina známych výrobcov automobilov (Toyota, Opel, BMW).
Efektívne zariadenia na osvetlenie veľkých skladov, priemyselných dielní a ulíc, osvetlenie reklamných tabúľ a fasád budov.
Výhody a nevýhody
Rovnako ako všetky ostatné svetelné zdroje majú aj výbojkové svietidlá svoje výhody a nevýhody. Odporúčame zohľadniť každý bod pre správny návrh osvetľovacieho systému.
Výhody:
- Modely sú dostatočne odolné a majú značnú hodinovú životnosť;
- K dispozícii sú rôzne spektrálne a výkonové hodnoty, ktoré uľahčujú výber správneho zariadenia pre danú úlohu;
- Výstupný výkon výbojok je výrazne vyšší ako výkon iných zariadení.
Nevýhody bežných výbojok:
- Zariadenie si na svoju prevádzku vyžaduje regulačný prístroj;
- Svietidlá sa ťažko montujú, čo sťažuje ich opravu a zvyšuje náklady;
- Modely sú citlivé na výkyvy okolitej teploty a napäťové špičky;
- Niektoré svietidlá si vyžadujú dlhší čas na spustenie;
- ortuťové spotrebiče sa musia zlikvidovať.
Existujú aj nevýhody, ale vďaka výkonu a účinnosti si výbojky stále držia spoľahlivú pozíciu na trhu.