VY_32_INOVACE_VB16_K Jméno autora výukového materiálu Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen
Vítězslav Bártl květen 2013
Ročník, pro který je VM určen
8. – 9. ročník
Vzdělávací oblast, vzdělávací obor, tematický okruh, téma
Člověk a svět práce, Člověk a svět práce - práce s techn. mat., Elektronika kolem nás, Provoz a údržba domácnosti, čtení a kreslení jednoduchých el. schémat a značek el. součástky, výroba el. energie a elektrizační síť, elektronika v domácnosti, el. instalace a el. spotřebiče v domácnosti
Anotace
Elektrické spotřebiče světelné, žárovka, zářivka a LED
Žárovka
Žárovka je jednoduché zařízení k přeměně elektrické energie na světlo. Funguje na principu zahřívání tenkého, obvykle wolframového vlákna elektrickým proudem, který jím protéká. Při vysoké teplotě vlákno žárovky září především v infračervené oblasti, zčásti i ve viditelném světle. Proto je účinnost žárovky velmi malá, kolem 10 %.
1. Skleněná baňka 2. Náplň : nízkotlaký inertní plyn 3. Wolframové vlákno 4. Kontaktní vlákno 5. Kontaktní vlákno 6. Podpůrná vlákna 7. Držák ze skla 8. Kontaktní vlákno 9. Závit pro objímku 10. Izolace 11. Elektrický kontakt fáze
Původní Edisonovy žárovky měly uhlíkové vlákno, dnes se obvykle používá wolfram, který lépe odolává vysokým teplotám. Aby vlákno neshořelo, je umístěno v baňce ze skla, ze které je vyčerpán vzduch. U standardních žárovek do 15 W je obvykle baňka vakuovaná (vzduchoprázdná), u silnějších žárovek je plněná směsí dusíku a argonu, případně kryptonem, nebo xenonem. Tyto náplně umožňují vyšší provozní teploty vlákna, omezují jeho stárnutí rozprašováním nebo odpařováním. U standardních a velkých žárovek je náplň volena tak, aby se za provozu tlak v baňce přibližně srovnal s tlakem atmosférickým.
Halogenová žárovka
Halogenová žárovka je speciální druh žárovky, u které se dosahuje vyšší teploty vlákna a tím i vyšší světelné účinnosti a delší životnosti tím, že se do plynu uvnitř baňky přidá sloučenina halového prvku (bromu nebo jodu). Oproti běžným žárovkám nemá na jejich životnost vliv ani časté vypínání a zapínání. V žárovce probíhá tzv. halogenový cyklus, kde se při vysoké teplotě vypařující wolfram slučuje a rozpadá např. s bromem. Díky tenzi wolframových par v blízkosti vlákna se omezuje jeho vypařování. Tím se prodlužuje životnost a zvyšuje svítivost. U halogenových žárovek je použito křemenné sklo kvůli značně vyšším teplotám (min. 250 °C). Protože křemenné sklo propouští ultrafialové záření, přidává se do něj při výrobě oxid ceričitý nebo titaničitý, které škodlivé UV záření zcela blokují.
Zářivka a kompaktní zářivka
Zářivka je nízkotlaká rtuťová výbojka, která se používá jako zdroj světla. Tvoří ji zářivkové těleso, jehož základem je nejčastěji dlouhá skleněná trubice se žhavícími elektrodami, naplněná rtuťovými parami a argonem. V nich nastává doutnavý výboj, který ale září převážně v neviditelné ultrafialové oblasti. Toto záření dopadá na stěny trubice, které jsou pokryty luminoforem. Luminofor absorbuje ultrafialové záření a září ve viditelné oblasti spektra. K tomu aby zářivka mohla trvale svítit je zapotřebí zapojit k zářivce tlumivku a startér. Tlumivka se do obvodu zapojuje z důvodu omezit proud procházející zářivkou a z důvodů schopnost indukovat napětí potřebné k zapálení výboje v zářivkové trubici.
Rozsvícení zářivky Pro zapálení (start) potřebuje zářivka napětí vyšší než při dalším ustáleném provozu. Proto se ještě k zářivkové trubici připojuje startér. Ten je tvořen skleněnou baňkou o velikosti cca 2 cm, která je naplněna argonem a neonem a vybavena dvěma elektrodami. Jedna elektroda je obyčejná pevná a druhá je tvořena bimetalovým páskem. Pokud je zářivka vypnuta, tyto elektrody se nedotýkají.
Po připojení do sítě nastane nejprve ve startéru doutnavý výboj, kterým se začnou ohřívat elektrody. Tím se bimetalový pásek ohýbá směrem k pevné elektrodě. Zhruba po jedné sekundě se bimetalový pásek dotkne pevné elektrody a doutnavý výboj ve startéru zanikne. Přes tlumivku a elektrody zářivky teď protéká proud, který způsobí rozžhavení elektrod uvnitř zářivky. Žhavením emitované elektrony vytvoří kolem elektrod zářivky značnou ionizaci plynů a zářivka se rozsvítí.
LED žárovka
LED žárovka V každé LED žárovce je několik LED čipů, které vyzařují světlo. Celkovou svítivost LED žárovky určuje počet a svítivost těchto jednotlivých LED čipů. Například jeden vysoce výkonný a nákladný LED čip může produkovat několika násobně větší světelný výkon, než LED žárovka s vestavěnými 100 ks běžných LED čipů. Samotný LED čip je polovodičová součástka, ve které dochází při průchodu elektrického proudu k přesunu elektronů z vyšší energetické vrstvy v atomech do nižší energetické vrstvy. Pokud, se dostane elektron do vrstvy elektronů s nižší energetickou hodnotou, je rozdíl energie vyzářen ve formě světla. Vzhledem k tomu, že samotný LED čip pracuje s malým a stejnosměrným napětím, jsou součástí LED žárovky obvody upravující napětí na potřebnou hodnotu. Výhodou LED žárovek je jejich malá spotřeba elektrické energie a dlouhá životnost. Led žárovky také nejsou náchylné na časté zapínání a vypínaní.
Použitá literatura
-
http://cs.wikipedia.org/wiki/%C5%BD%C3%A1rovka http://cs.wikipedia.org/wiki/Z%C3%A1%C5%99ivka http://cs.wikipedia.org/wiki/Kompaktn%C3%AD_z%C3%A1%C5%99ivka http://led-zarovky.zkuste.cz/jak-led-zarovky-funguji.html http://www.elproshop.cz/ http://www.autofashion.cz/zbozi/produkt-16695/halogenova-zarovka-h7-12v100w-patice-px26d.html - http://www.svet-svitidel.cz/halogenova-zarovka-jc-g4-20w.html - http://www.eltym.cz/index.php?main_page=index&cPath=171_188
