V dnešní době jsou velmi rozšířené světelné zdroje s plynovou výbojkou. Osvětlují ulice a používají se jako světlomety automobilů, neonové reklamy jsou také výbojkami. Používají se také pro osvětlení domácností a kanceláří. Existuje mnoho typů a forem takových světelných zdrojů. Navenek se mohou velmi lišit, ale jsou si podobné ve fyzikálních principech činnosti – výboj mezi elektrodami v uzavřené baňce.
Konstrukce a princip činnosti plynových výbojek.
Jakýkoli světelný zdroj s plynovou výbojkou je uzavřená baňka s elektrodami uvnitř. Mezi nimi protéká výboj. V závislosti na úpravě může mít baňka různé tvary. Materiál závisí na účelu iluminátoru. Obsah je také pestrý.
Mezi elektrodami protéká výboj. Zapalovací napětí může být výrazně vyšší než spalovací napětí. Ke spuštění je tedy nutný startér. Může být primitivní ve formě sériově zapojeného spouštěče a induktoru – induktoru. Nyní se však stále více používá elektronický typ předřadníku. Jeho zařízení je složitější, ale funkce jsou stejné.
Použití plynových výbojek závisí na tvaru, výkonu, materiálech výroby a přítomnosti fosforového povlaku. Je třeba poznamenat, že jsou citlivé na okolní teplotu. Při nižších teplotách je zapalování náročnější. Podle GOST by maximální doba spuštění neměla přesáhnout deset sekund.
Rozsah použití GRL.
GRL je obecně uznávaná zkratka pro plynové výbojky.
Všechny mají společné fyzikální principy a jejich aplikace jsou velmi rozmanité. Mohou to být obvyklé lampy pro denní osvětlení, neonové reklamní nápisy, ultrafialové germicidní ozařovače (někdy také nazývané křemenné), ozařovače používané v soláriích a dokonce i výkonné reflektory pro lodě a letadla. To vše je GRL. V závislosti na výkonu a účelu se používají různé předřadníky. Ani po více než 50 letech od svého vystoupení neztratili své postavení.
Automobilový xenon je také GRL.
Lze je dokonce nalézt v monitorech, televizích a displejích notebooků. Poskytují podsvícení LCD obrazovek. I když musím přiznat, že je to nyní stále méně obvyklé.
Z hlediska spotřeby energie zaujímají mezilehlé místo mezi tepelnými světelnými zdroji a osvětlovacími LED. Vyznačuje se dlouhou životností.
Typy plynových výbojek.
Podle tlaku se rozlišují:
- Nízký tlak GRL
- Vysokotlaký plynový ventil
Nízkotlaké plynové výbojky.
Zářivky (FL) – určeno k osvětlení. Jsou to trubice potažené zevnitř vrstvou fosforu. Na elektrody je aplikován vysokonapěťový impuls (obvykle šest set voltů nebo více). Elektrody se zahřívají a mezi nimi vzniká doutnavý výboj. Pod vlivem výboje začne fosfor vyzařovat světlo. To, co vidíme, je záře fosforu a ne samotný doutnavý výboj. Pracují při nízkém tlaku.
Přečtěte si více o zářivkách zde
Kompaktní zářivky (CFL) se zásadně neliší od LL. Jediný rozdíl je ve velikosti a tvaru baňky. Deska s elektronikou pro odpal bývá zabudována v samotné základně. Vše směřuje k miniaturizaci.
Přečtěte si více o CFL zařízení zde
Podsvícení displeje také nemají žádné zásadní rozdíly. Napájeno střídačem.
Indukční lampy. Tento typ iluminátoru nemá v baňce žádné elektrody. Baňka je tradičně naplněna inertním plynem (argonem) a parami rtuti a stěny jsou pokryty vrstvou fosforu. K ionizaci plynu dochází působením vysokofrekvenčního (od 25 kHz) střídavého magnetického pole. Generátor samotný a plynová baňka mohou tvořit jedno celé zařízení, ale existují i možnosti pro výrobu s odstupem.
Vysokotlaké plynové výbojky.
Existují také vysokotlaká zařízení. Tlak uvnitř baňky převyšuje atmosférický tlak.
Rtuťové obloukové lampy (zkráceně DRL) byly dříve používány pro venkovní pouliční osvětlení. V dnešní době se používají stále méně. Nahrazují je halogenidové a sodíkové zdroje světla. Důvodem je nízká účinnost.
Vzhled lampy DRL
Rtuťové obloukové výbojky s jodidy (DRI) obsahují hořák ve formě trubice z taveného křemenného skla. Obsahuje elektrody. Samotný hořák je naplněn argonem, inertním plynem obsahujícím nečistoty rtuti a jodidy kovů vzácných zemin. Může obsahovat cesium. Samotný hořák je umístěn uvnitř tepelně odolné skleněné baňky. Vzduch byl z baňky odčerpán, hořák je prakticky ve vakuu. Modernější jsou vybaveny keramickým hořákem – netmavne. Používá se k osvětlení velkých ploch. Typické výkony se pohybují od 250 do 3500 wattů.
Sodíkové obloukové lampy (DNaT) mají dvojnásobný světelný výkon ve srovnání s DRL při stejné spotřebě energie. Tato odrůda je určena pro pouliční osvětlení. Hořák obsahuje inertní plyn – xenon a páry rtuti a sodíku. Tuto lampu okamžitě poznáte podle její záře – světlo má oranžově žlutý nebo zlatý odstín. Vyznačují se poměrně dlouhou dobou přechodu do vypnutého stavu (asi 10 minut).
Obloukový xenonový trubkový světelné zdroje se vyznačují jasným bílým světlem, spektrálně blízkým dennímu světlu. Výkon lamp může dosáhnout 18 kW. Moderní verze jsou vyrobeny z křemenného skla. Tlak může dosáhnout 25 Atm. Elektrody jsou vyrobeny z wolframu dopovaného thoriem. Někdy se používá safírové sklo. Toto řešení zajišťuje převahu ultrafialového záření ve spektru.
Světelný tok je vytvářen plazmou v blízkosti záporné elektrody. Pokud pára obsahuje rtuť, záře se vyskytuje v blízkosti anody a katody. Do tohoto typu patří i blesky. Typickým příkladem je IFK-120. Lze je identifikovat pomocí další třetí elektrody. Svým spektrem se výborně hodí na fotografování.
Metalhalogenidové výbojky (MGL) se vyznačují kompaktností, výkonem a účinností. Často se používá v osvětlovacích zařízeních. Konstrukčně se jedná o hořák umístěný ve vakuové baňce. Hořák je vyroben z keramiky nebo křemenného skla a je naplněn parami rtuti a halogenidy kovů. To je nutné pro úpravu spektra. Světlo je vyzařováno plazmou mezi elektrodami v hořáku. Výkon může dosáhnout 3.5 kW. V závislosti na nečistotách ve rtuťových parách jsou možné různé barvy světelného toku. Mají dobrý světelný výkon. Životnost může dosáhnout 12 tisíc hodin. Zároveň má dobré barevné podání. Dosažení provozního režimu trvá dlouho – asi 10 minut.
