Żarówki: rodzaje, parametry techniczne, jak prawidłowo wybrać

Pomimo całej listy wad ujawnionych w porównaniu z innymi źródłami światła sztucznego, żarówki żarowe pozostają poszukiwane zarówno w sferze domowej, jak i w gałęziach przemysłu.

Tanie i łatwe w użyciu urządzenia nie chcą oddawać swoich pozycji, mimo że na rynku pojawiła się ogromna ilość bardziej ekonomicznych i „długowiecznych” zamienników – na przykład lamp LED.

Jaki jest główny sekret ich sukcesu i dlaczego wciąż są popularne? Na te pytania odpowiemy w naszym artykule, odnosząc się do parametrów technicznych zwykłych żarówek, ich podstawowych rodzajów. Omówimy również zalety i wady oraz przedstawimy zalecenia dotyczące wyboru tradycyjnej żarówki.

Budowa żarówki z włóknem żarowym

Jeszcze do niedawna żarówki żarowe (LN) były używane powszechnie i nadal są kupowane – mogą działać zarówno “na pełną moc”, jasno oświetlając pomieszczenie, jak i zmniejszać jasność za pomocą ściemniacza. Ze względu na rozpowszechnienie tradycyjnych żarówek wśród ludności, wielu zna ich cechy konstrukcyjne.

Co więcej, często trzeba było się „zapoznawać” z powodu awarii źródła światła: przepalało się włókno wolframowe, pękało szkło lub żarówka wylatywała z trzonka.

Niektórzy producenci używali bardziej niezawodnych i sprawdzonych materiałów i podchodzili do produkcji żarówek żarowych tak odpowiedzialnie, że ich produkty działają już od kilkudziesięciu lat. Jest to jednak raczej wyjątek niż reguła – dzisiaj nie udziela się żadnych gwarancji na długi okres eksploatacji.

Schematyczne przedstawienie żarówki z oznaczeniem głównych części. Konstrukcja źródła światła sztucznego od momentu wynalezienia prawie się nie zmieniła, udoskonalono jedynie materiały i skład gazu wypełniającego bańkę.

Głównym elementem roboczym jest tak zwane włókno żarowe, zamocowane na uchwytach i podłączone do elektrod. W momencie podłączenia energii elektrycznej przepływa przez nie napięcie, powodując jednocześnie nagrzewanie i świecenie. Aby promieniowanie stało się widoczne, temperatura nagrzania musi osiągnąć 570 °C.

Za najbardziej odporny na wysoką temperaturę metal uznaje się wolfram. Zaczyna się topić po nagrzaniu do 3422 °C. Aby maksymalnie zwiększyć powierzchnię promieniowania, ale zmniejszyć objętość włókna żarowego wewnątrz szklanej bańki, zwija się je w spiralę.

Znajome, komfortowe światło o żółtym odcieniu, które tworzy przytulność w domu i jest wizualnie oceniane jako «ciepłe», powstaje przy nagrzaniu żarnika do 2830-2850 °C

W celu ochrony wolframu przed procesem utleniania, typowego dla metali, z bańki usuwa się powietrze i zastępuje je próżnią lub gazem (kryptonem, argonem itp.). Technologia wypełniania próżnią jest przestarzała, w lampach domowych najczęściej stosuje się mieszaninę azotu i argonu lub kryptonu.

W wyniku testów stwierdzono minimalny czas świecenia lampy – 1 000 godzin. Jednak biorąc pod uwagę przypadkowe przyczyny powodujące przedwczesne uszkodzenia urządzeń, dopuszcza się, że normy dotyczą tylko 50% produktów z każdej partii. Czas pracy drugiej połowy może być dłuższy lub krótszy – w zależności od warunków użytkowania.

Rodzaje i cechy zastosowania żarówek żarowych

Charakterystyki jakościowe i oznakowanie żarówek wolframowych są regulowane przez GOST R 52712-2007. Ze względu na rodzaj wypełnienia bańki, żarówki żarowe dzielą się na próżniowe i gazowane.

Te pierwsze działają krócej z powodu nieuniknionego odparowywania żarnika wolframowego. Ponadto odparowania wolframu osadzają się na szklanej powłoce źródła próżniowego, co wyraźnie zmniejsza przezroczystość i zdolność szkła do przepuszczania światła. Są one produkowane z monospiralą, a w oznaczeniu nomenklaturowym przypisano im literę W.

W urządzeniach gazowanych zminimalizowano wady żarówek próżniowych. Gaz ogranicza proces odparowywania i zapobiega osadzaniu się wolframu na ściankach bańki. Gazowane typy monospiralne oznaczono literą G, a żarówki z podwójnie nawiniętą spiralą, tj. bispiralne, oznacza się literą B. Jeśli odmiana bispiralna ma nomenklaturę BK, oznacza to, że do jej wypełnienia użyto kryptonu.

W żarówkach halogenowych do wypełnienia szklanej bańki dodaje się brom lub jod, dzięki którym odparowujące atomy wolframu po odparowaniu wracają ponownie na żarnik. Halogeny są produkowane w dwóch formatach: w postaci kwarcowych rurek z długą spiralą lub w wersji kapsułowej z kompaktowym elementem roboczym.

W normach państwowych podział na grupy odbywa się według zakresu zastosowania, jednak uwzględniane są również inne cechy. Załóżmy, że na tym samym poziomie rozpatrywane są «żarówki żarowe elektryczne miniaturowe» (ŻŻ min) i «żarówki żarowe podczerwone lustrzane» (ZK – urządzenia z koncentrycznym rozsyłem światła, ZD – ze średnim) – jak widać, do oznaczania kategorii wybrano różne kryteria.

Istnieją grupy, które można zaliczyć do najbardziej poszukiwanych:

• ogólnego przeznaczenia;
• dla środków transportu;
• reflektorowe;
• miniaturowe itp.

Rozważmy obszary zastosowania i cechy różnych kategorii, które w niektórych przypadkach mogą się ze sobą pokrywać.

Opis wymagań technicznych dla każdej z wymienionych kategorii można znaleźć w odpowiednich sekcjach GOST. Ze względu na specyfikę konstrukcji i obszaru zastosowania oznakowanie urządzeń z różnych grup różni się.

Łatwiej dobrać lampę, znając oznaczenia symboliczne. Odzwierciedlają one ważne parametry techniczne, możliwy obszar zastosowania, cechy konstrukcji i technologii produkcji.

Oznaczenie producentów zagranicznych przypomina krajowe, ale ma swoje cechy szczególne. Zazwyczaj jest nanoszone metodą tłoczenia na trzonek i służy jako jeden ze sposobów odróżnienia oryginalnego produktu od podróbki.

Na początku podane są litery w liczbie od 1 do 4, które odzwierciedlają charakterystyczne cechy konstrukcyjne. Dla ułatwienia dekodowania jako podstawę przyjęto pierwszą literę podstawowego kryterium, na przykład G – gazowa monospiralna lampa, W – próżniowa monospiralna, K – kryptonowa itd.

Następnie podano przeznaczenie:

• Ż – kolejowa;
• A – samochodowa;
• SM – lotnicza;
• PŻ – dla reflektorów itd.

Po literach następują cyfry oznaczające parametry techniczne – napięcie (W) i moc (WT). Oznaczenie lamp specjalnego typu różni się: moc nie jest podana, ale można określić prąd, strumień świetlny lub natężenie światła. Jeśli urządzenie ma dwie spirale, moc dla każdej z nich podawana jest osobno.

Ostatnia cyfra może oznaczać numer wersji, jeśli konstrukcja uległa modyfikacji.

Podstawowe parametry techniczne

Najważniejszym parametrem źródeł światła z żarnikiem jest moc wyrażana w watach. Przeznaczenie lamp jest różnorodne, dlatego zakres jest szeroki – od 0,1 W małych żarówek sygnalizacyjnych do 23 tys. W reflektorów dla latarni morskich.

Firmy General Electric i Osram produkują mocne oprawy oświetleniowe dla przedstawień teatralnych i filmowych.

Oprawy reflektorowe różnią się nie tylko wartością mocy (do 24 000 W), ale także strumieniem świetlnym. Reflektor LED jest w stanie wyemitować 400 000 lumenów, podczas gdy specjalna żarówka – 800 000 lumenów.

W gospodarstwach domowych używa się urządzeń o małej mocy, głównie od 15 W do 150 W, natomiast w przemyśle stosuje się lampy o mocy do 1500 W.

Jakość strumienia świetlnego i stopień rozproszenia regulowane są przez materiał wykonania bańki. Maksymalna transmitancja światła charakteryzuje lampy z przezroczystym szkłem, podczas gdy dwa inne typy pochłaniają część światła. Na przykład, matowe szkło bańki pochłania 3% strumienia świetlnego, a białe – 20%.

Często moc domowych żarówek jest ograniczona materiałem opraw (abażurów, kloszów). Producenci żyrandoli i kinkietów zwykle podają zalecane parametry – zazwyczaj 40 W, rzadziej 60 W.

Zwykłe żarówki elektryczne silnie nagrzewają otaczające przedmioty w przeciwieństwie do, na przykład, LED lub halogenowych małej mocy, dlatego nie można ich używać do montażu w sufitach napinanych.

W 2011 roku żarówki zostały oficjalnie uznane za mało ekonomiczne i niebezpieczne pożarowo, dlatego przyjęto ustawę o zaprzestaniu produkcji źródeł światła 100 W. Następny w kolejce jest zakaz urządzeń o mocy powyżej 50 W.

Jednak użytkownik nic nie traci, ponieważ na współczesnym rynku istnieje ogromna liczba bardziej wydajnych i ekonomicznych lamp LED i innych odpowiedników.

Tabela przedstawiająca efektywność działania różnych typów lamp domowych. Na podstawie podanych parametrów technicznych dobrze widać, jak żarówki przegrywają z alternatywnymi opcjami we wszystkich kategoriach.

Obecnie wiele osób rezygnuje z przestarzałego typu żarówek ze względu na wysokie zużycie energii elektrycznej i krótką żywotność. Istnieją jednak kategorie osób, które wolą kupować tanie i nieefektywne źródła – dzięki nim produkcja żarówek jest kontynuowana.

Drugi ważny wskaźnik, który koniecznie trzeba wziąć pod uwagę przy zakupie, – rodzaj trzonka żarówki, określany przez rozmiar. Importowane i krajowe lampy LED mają wiele odmian trzonków, podczas gdy zwykłe żarówki ograniczają się do trzech.

Jeśli konieczna jest wymiana żarówki w żyrandolu lub lampie biurkowej, to proszę zwrócić uwagę na średnicę trzonka – E14 lub E27. Urządzenia z trzonkiem E40 nie są stosowane w gospodarstwie domowym.

Obecnie producenci są zobowiązani do pakowania każdego produktu w osobne pudełko, więc parametry techniczne można na nim znaleźć. Zazwyczaj podaje się moc, klasę efektywności energetycznej (niska – E), typ trzonka, przezroczystość bańki, żywotność w godzinach.

Zalety i wady żarówek żarowych

Konsument nadal nabywa nieekonomiczne żarówki dzięki całej serii zalet, chociaż niektóre z nich są dość warunkowe.

Według opinii, wybiera się je ze względu na następujące cechy:

• niska cena;
• brak urządzeń rozruchowo-regulacyjnych;
• natychmiastowy zapłon po włączeniu;
• znajome, «domowe» światło;
• brak szkodliwych substancji;
• brak reakcji na niską temperaturę i impulsy elektromagnetyczne.

Jednak mało kto ocenia jakość strumienia świetlnego lub pulsację; dla większości decydujący okazuje się pierwszy czynnik.

Ale wady są znacznie poważniejsze, ponieważ należą do nich stosunkowo niska skuteczność świetlna, ograniczona żywotność, niewielki zakres temperatury barwowej (tylko żółte światło), zależność od wahań napięcia w sieci oraz zagrożenie pożarowe.

Jeśli włączy się żarówkę o mocy 40 W, po pół godzinie nagrzewa się do +145-148 °C i zaczyna nagrzewać otaczające przedmioty, co grozi przypadkowym zapłonem.

Obecnie istnieje możliwość porównania w praktyce działania żarówek, lamp wyładowczych i odpowiedników LED. Każdy, kto zauważył różnicę w zużyciu energii, dawno przeszedł na urządzenia energooszczędne.

Zalecenia dotyczące wyboru żarówki

Przy zakupie żarówki kieruje się przede wszystkim wielkością trzonka i mocą. Te dwa parametry łatwo określić na podstawie starego, przepalonego źródła światła.

Specjalnie dla miłośników tradycyjnych żarówek produkowane są urządzenia filamentowe na diodach LED, podobne kształtem, ale korzystnie różniące się swoimi parametrami.

Jeśli wybierze Pan/Pani urządzenie o mniejszej mocy, strumień świetlny będzie słabszy; jeśli o większej, ryzykuje Pan/Pani uszkodzeniem kloszy – mogą się odkształcić z powodu wysokiej temperatury nagrzewania.

Oprócz parametrów technicznych warto zwrócić uwagę na jakość wykonania lampy. Preferować należy produkty z szerokim stykem trzonka, przylutowanym przewodem, stabilnie zamocowanym włóknem żarowym.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Jeszcze więcej pouczających i interesujących informacji o produkcji, użytkowaniu i wadach żarówek – w filmikach nagranych przez specjalistów i amatorów.

Interesujące fakty o żarówkach:

Jak przebiega produkcja żarówek:

Porównawczy przegląd lamp różnych typów:

Popularnie o wyborze lamp do domu:

Konsument sam ma prawo wybrać żarówkę do użytku domowego. Jednak nie należy gonić za taniością i pozorną korzyścią.

Biorąc pod uwagę, że z oświetlenia korzystamy stale, a żarówek w domu jest zazwyczaj ponad dziesięć, należy zmienić nawyki. Wielu użytkowników już dawno przeszło na bardziej niezawodne, ekonomiczne i bezpieczne lampy LED.

Czy zauważył Pan/Pani w przedstawionym materiale błędy lub nieścisłości? A może chce Pan/Pani uzupełnić ten artykuł przydatnymi zaleceniami? Proszę napisać nam o tym w bloku komentarzy.

Jeśli woli Pan/Pani używać tradycyjnych żarówek zamiast bardziej oszczędnych energooszczędnych i chce Pan/Pani podzielić się swoją opinią na ich temat, proszę napisać swój punkt widzenia na temat celowości używania zwykłych żarówek pod tym artykułem.