Lampa elektryczna

Żarówka wytwarza światło z energii elektrycznej. Oprócz oświetlania ciemnych pomieszczeń, mogą być używane do sygnalizowania włączonego urządzenia elektronicznego, kierowania ruchem ulicznym, ogrzewania i wielu innych celów. Miliardy żarówek są w użyciu, niektóre nawet w przestrzeni kosmicznej.

Pierwsi ludzie używali świec i lamp naftowych do oświetlania. Na początku i w połowie XIX wieku produkowano prymitywne lampy żarowe, ale nie miały one większego zastosowania. Udoskonalone pompy próżniowe i lepsze materiały sprawiły, że pod koniec wieku świeciły dłużej i jaśniej. Elektrownie elektryczne przyniosły prąd do obszarów miejskich, a później wiejskich, aby je zasilić. Późniejsze lampy wyładowcze, w tym lampy fluorescencyjne, zużywają mniej energii elektrycznej do wytworzenia większej ilości światła.

Żarówka

Projekt żarówki

Rodzaje żarówek

Istnieje kilka rodzajów żarówek:

żarówka żarowa - najczęściej spotykana żarówka w domu do około 2003-2010 roku

Lampa halogenowa - bardziej wydajna żarówka

gazowa lampa wyładowcza - rodzaj żarówki, w skład której wchodzi świetlówka. Kompaktowe lampy fluorescencyjne (lub CFL) zastępują obecnie żarówki w domu.
dioda elektroluminescencyjna - wcześniej używana tylko w miejscach o małej mocy, teraz może być używana jako żarówka w domu
elektryczna lampa łukowa, najwcześniejszy rodzaj, obecnie rzadko spotykany, z wyjątkiem dużych reflektorów

Żarówki przetwarzają energię elektryczną na światło i ciepło. Z wyjątkiem lamp grzewczych, ciepło jest uważane za odpad. Żarówka, która wytwarza więcej światła i mniej ciepła jest bardziej wydajna.

Żarowe

Żarówka zamienia prąd elektryczny w światło, przesyłając prąd elektryczny przez cienki drut zwany żarnikiem. Żarniki elektryczne składają się głównie z metalu wolframu. Opór żarnika powoduje nagrzewanie się żarówki. W końcu żarnik staje się tak gorący, że zaczyna się żarzyć, wytwarzając światło.

Żarnik musi być chroniony przed powietrzem, więc znajduje się wewnątrz żarówki, a powietrze w żarówce jest albo usuwane (próżnia), albo - co częstsze - zastępowane gazem szlachetnym, który niczego nie narusza, jak neon czy argon. Tylko około 3% energii, która trafia do żarówki, faktycznie wytwarza światło, reszta wytwarza ciepło. Jest to jeden z powodów, dla których diody LED są bardziej wydajne.

Ten typ żarówki działał słabo i był mało używany, dopóki Joseph Swan i Thomas Edison nie ulepszyli go w latach 70-tych XIX wieku. Była to pierwsza żarówka, która mogła być używana w domach - nie kosztowała zbyt wiele, a działała dobrze. Po raz pierwszy ludzie nie potrzebowali ognia (świec, lamp naftowych, lamp naftowych, itp.), aby uzyskać światło. Było ono na tyle jasne, że ludzie mogli bez problemu czytać w nocy lub pracować. Używano go do oświetlania sklepów i ulic, a ludzie mogli podróżować po zmroku. Zapoczątkowało to powszechne stosowanie elektryczności w domach i firmach. Żarówki miały żarniki węglowe, dopóki w latach 1900 nie opracowano żarników wolframowych. Trwają one dłużej i dają jaśniejsze światło.

Wczesne urządzenia lamp próżniowych były żarówkami przystosowanymi do pracy w niższych temperaturach, z dodanymi częściami elektronicznymi.

Żarówki fluorescencyjne

Świetlówki są wydajne i wydzielają tylko ¼ ilości ciepła żarówki. Trwają również dłużej niż żarówki, ale do końca XX wieku były znacznie większe i nie pasowały do gniazdek w małych lampach górnych i lampach, jak żarówki.

Żarówka fluorescencyjna to szklana rura wypełniona zwykle gazem argonowym i odrobiną rtęci. Po włączeniu katoda nagrzewa się i wysyła elektrony. Te uderzają w argon i rtęć. Gaz argonowy tworzy plazmę, która pozwala elektronom lepiej się poruszać. Kiedy elektrony uderzają w atom rtęci, wprowadzają cząsteczkę w stan, w którym ma ona dużo energii (przechowuje energię). Stan energetyczny nie trwa zbyt długo, a kiedy energia zostaje uwolniona, cząsteczka wypuszcza foton. Fotony z rtęci nie są widzialne jak niektóre inne fotony; są one ultrafioletowe. Dlatego na ściance żarówki znajduje się powłoka luminoforowa. Kiedy foton uderza w cząsteczkę luminoforu, wprowadza ją w stan wzbudzony. Kiedy ten luminofor uwalnia energię, wypuszcza foton, który możemy zobaczyć, i powstaje światło. Zmiana rodzaju luminoforu może zmienić kolor, który widzimy, ale zazwyczaj żarówki fluorescencyjne są bielsze niż żarówki żarowe, które są lekko żółte.

LED

Dioda LED (znana również jako dioda elektroluminescencyjna) jest wykonana podobnie jak elektronika. Jest to układ scalony z materiału półprzewodzącego. Żarówki LED są bardziej wydajne i działają znacznie dłużej niż żarówki i świetlówki. W przeciwieństwie do świetlówek, diody LED nie wykorzystują rtęci, która jest toksyczna. Przez kilka lat żarówki LED nie były tak jasne jak inne rodzaje świateł, a także kosztowały więcej.

Przestrogi

Większość żarówek pasuje do gniazdek, które dostarczają elektryczności o wysokim napięciu. Jeśli gniazdko jest włączone, nawet jeśli żarówka jest wyjęta, istnieje realne niebezpieczeństwo porażenia prądem.
Żarówki po włączeniu bardzo się nagrzewają i potrzebują trochę czasu, aby ostygnąć. Dotykanie gorącej żarówki może spowodować oparzenia.
Większość żarówek jest wykonana ze szkła, co oznacza, że mogą się łatwo stłuc. Rozbite szkło ma ostre krawędzie, które mogą przeciąć skórę.
W przypadku pęknięcia świetlówki, rtęć znajdująca się w jej wnętrzu wydziela opary, które w przypadku wdychania mogą powodować zatrucie rtęcią.

Galeria

Żarówka fluorescencyjna

Dioda emitująca światło

Duża żarówka LED

Żarówka Edisona Muzeum Listów i Rękopisów