Plynové výbojky: typy, provedení, jak vybrat ty nejlepší

Chcete si pořídit plynové výbojky pro vytvoření zvláštní atmosféry ve vašem pokoji? Nebo hledáte cibuloviny pro stimulaci růstu rostlin ve vašem skleníku? Vybavení úspornými světelnými zdroji nejen zatraktivní interiér a pomůže při pěstování rostlin, ale také ušetří energii. Není to tak?

Pomůžeme Vám porozumět sortimentu výbojkových svítidel. Článek pojednává o jejich vlastnostech, vlastnostech a rozsahu použití vysokotlakých a nízkotlakých žárovek. Ilustrace a videa byly vybrány tak, aby vám pomohly najít nejlepší volbu pro energeticky úsporné žárovky.

Konstrukce a vlastnosti výbojek

Všechny hlavní části lampy jsou uzavřeny ve skleněné baňce. Zde dochází k výboji elektrických částic. Uvnitř mohou být sodíkové nebo rtuťové páry nebo některý z inertních plynů.

Jako plynová náplň se používají možnosti jako argon, xenon, neon a krypton. Větší oblibě se těší výrobky plněné parnou rtutí.

Hlavní součásti výbojky jsou: kondenzátor (1), stabilizátor proudu (2), spínací tranzistory (3), zařízení na potlačení šumu (4), tranzistor (5)

Kondenzátor je zodpovědný za provoz bez blikání. Tranzistor má kladný teplotní koeficient, který zajišťuje okamžitý náběh GRL bez blikání. Práce vnitřní struktury začíná po vytvoření elektrického pole v plynové výbojce.

Během procesu se v plynu objevují volné elektrony. Při srážce s atomy kovů jej ionizují. Při přechodu jednotlivých z nich se objevuje přebytečná energie, generující zdroje luminiscence - fotony. Elektroda, která je zdrojem záře, je umístěna ve středu GRL. Celý systém je sjednocen základnou.

Lampa může vyzařovat různé odstíny světla, které člověk vidí – od ultrafialového až po infračervené. Aby to bylo možné, je vnitřek baňky potažen luminiscenčním roztokem.

Oblasti použití GRL

Plynové výbojky jsou žádané v různých oblastech. Nejčastěji je najdeme v ulicích měst, ve výrobních dílnách, obchodech, kancelářích, nádražích a velkých obchodních centrech. Používají se také k osvětlení reklamních billboardů a fasád budov.

GRL se také používají ve světlometech automobilů. Nejčastěji se jedná o žárovky s vysokou světelnou účinností - neonové modely. Některé světlomety automobilů jsou plněny halogenidovými solemi, xenony.

Byla určena první výbojková osvětlovací zařízení pro vozidla D1R, D1S. Další - D2R A D2S, Kde S označuje optický design světlometu a R - reflex. GR žárovky se používají i k fotografování.

Na fotografii jsou pulzní GRL používané pro fotografování: IFK120 (a), IKS10 (b), IFK2000 (c), IFK500 (d), ISSh15 (d), IFP4000 (d)

Během fotografování vám tyto lampy umožňují ovládat světelný výkon. Jsou kompaktní, světlé a ekonomické. Negativním bodem je neschopnost vizuálně ovládat světlo a stíny, které samotný zdroj světla vytváří.

V zemědělském sektoru se GRL používají k ozařování zvířat a rostlin a ke sterilizaci a dezinfekci produktů.Pro tento účel musí mít lampy vlnové délky v příslušném rozsahu.

Koncentrace radiačního výkonu má v tomto případě také velký význam. Z tohoto důvodu jsou nejvhodnější výkonné produkty.

Typy plynových výbojek

GRL se dělí na typy podle typu záře, takového parametru jako je tlak, ve vztahu k účelu použití. Všechny tvoří specifický světelný tok. Na základě této vlastnosti se dělí na:

• fluorescenční zařízení;
• plynové lehké odrůdy;
• možnosti indukce.

V prvním z nich jsou zdrojem světla atomy, molekuly nebo jejich kombinace, excitované výbojem v plynném prostředí.

Za druhé, fosfory, výboj plynu aktivuje fotoluminiscenční vrstvu pokrývající baňku, v důsledku čehož osvětlovací zařízení začne vyzařovat světlo. Lampy třetího typu fungují díky záři elektrod zahřátých plynovým výbojem.

Xenonové výbojky určené do automobilových světlometů jsou z hlediska světelné účinnosti a jasu více než dvakrát jasnější než jejich halogenové protějšky.

V závislosti na náplni zařízení pro obloukové výboje dělíme na rtuť, sodík, xenon, halogenidové výbojky a další. Na základě tlaku uvnitř baňky dochází k jejich další separaci.

Počínaje hodnotou tlaku 3x10⁴ a do 10⁶ Jsou klasifikovány jako vysokotlaké výbojky. Zařízení spadají do nízké kategorie s hodnotou parametru od 0,15 do 10⁴ Pa. Více než 10⁶ Pa - extra vysoká.

Typ #1 - vysokotlaké výbojky

RLVD se liší tím, že obsah baňky je vystaven vysokému tlaku. Vyznačují se přítomností výrazného světelného toku v kombinaci s nízkou spotřebou energie. Obvykle se jedná o vzorky rtuti, proto se nejčastěji používají pro pouliční osvětlení.

Takové výbojky mají solidní světelný výkon a fungují efektivně za špatných povětrnostních podmínek, ale špatně snášejí nízké teploty.

Existuje několik základních kategorií vysokotlakých výbojek: DRT A DRL (rtuťový oblouk), DRI - stejné jako DRL, ale s jodidy a řadou modifikací vytvořených na jejich základě. Tato řada také zahrnuje oblouk sodný (DNAT) A DKsT - obloukový xenon.

Prvním vývojem je model DRT. V označení D znamená oblouk, symbol P znamená rtuť a skutečnost, že je tento model trubkový, je označena písmenem T v označení. Vizuálně se jedná o rovnou trubici z křemenného skla. Na obou stranách jsou wolframové elektrody. Používá se v ozařovacích zařízeních. Uvnitř je trochu rtuti a argonu.

Na okrajích lampy DRT jsou svorky s držáky. Spojuje je kovový pásek navržený tak, aby se lampa snadněji rozsvěcovala.

Lampa je zapojena do sítě sériově s plynu pomocí rezonančního obvodu. Světelný tok DRT lampy se skládá z 18 % ultrafialového záření a 15 % infračerveného záření. Stejné procento je viditelné světlo. Zbytek tvoří ztráty (52 %). Hlavní použití je jako spolehlivý zdroj ultrafialového záření.

Pro osvětlení míst, kde na kvalitě barevného výstupu příliš nezáleží, se používají osvětlovací zařízení DRL (rtuťový oblouk). Ultrafialové záření zde prakticky neexistuje. Infračervené je 14 %, viditelné je 17 %. Tepelné ztráty tvoří 69 %.

Konstrukční vlastnosti výbojek DRL umožňují jejich zapálení od 220 V bez použití vysokonapěťového pulzního zapalovacího zařízení.Díky tomu, že obvod obsahuje tlumivku a kondenzátor, dochází ke snížení kolísání světelného toku a zvýšení účiníku.

Když je lampa zapojena do série s induktorem, dochází k doutnavému výboji mezi přídavnými elektrodami a hlavními sousedními elektrodami. Výbojová mezera je ionizována a v důsledku toho se mezi hlavními wolframovými elektrodami objeví výboj. Činnost zapalovacích elektrod se zastaví.

Lampa DRL obsahuje: žárovku (1), hlavní elektrody (2), pomocné elektrody (3), rezistory (4), hořák (křemenná trubice) (5), základnu (6)

Hořáky DRL mají obecně čtyři elektrody – dvě pracovní, dvě zapalovací. Jejich vnitřek je vyplněn inertními plyny s určitým množstvím rtuti přidané do jejich směsi.

Do kategorie vysokotlakých zařízení patří také metalhalogenidové výbojky DRI. Jejich barevná účinnost a kvalita podání barev jsou vyšší než u předchozích. Typ emisního spektra je ovlivněn složením přísad. Tvar baňky, absence přídavných elektrod a fosforový povlak jsou hlavní rozdíly mezi DRI výbojkami a DRL výbojkami.

Obvod, kterým je DRL připojen k síti, obsahuje IZU - pulzní zapalovací zařízení. Výbojky obsahují komponenty patřící do skupiny halogenů. Zlepšují kvalitu viditelného spektra.

Inertní plyn v MGL baňce slouží jako pufr. Z tohoto důvodu prochází hořákem elektrický proud, i když má nízkou teplotu

Při zahřívání se rtuť i přísady vypařují, čímž se mění odpor výbojky a světelný tok vyzařuje spektrum. Na základě zařízení tohoto typu byly vytvořeny DRIZ a DRISH. První z lamp se používá v prašných, vlhkých místnostech i v suchých. Druhý je pokryt barevnými televizními záběry.

Nejúčinnější jsou sodíkové výbojky HPS. Je to dáno délkou emitovaných vln – 589 – 589,5 nm. Vysokotlaká sodíková zařízení pracují při hodnotě tohoto parametru cca 10 kPa.

Pro výbojky těchto lamp se používá speciální materiál - světlo propouštějící keramika. Silikátové sklo je pro tento účel nevhodné, protože sodíkové páry jsou pro něj velmi nebezpečné. Pracovní páry sodíku přiváděné do baňky mají tlak 4 až 14 kPa. Vyznačují se nízkým ionizačním a excitačním potenciálem.

Elektrické vlastnosti sodíkových výbojek závisí na síťovém napětí a době provozu. Pro dlouhodobé spalování jsou nutné předřadníky

Aby se kompenzovaly ztráty sodíku, ke kterým nevyhnutelně dochází během procesu spalování, je nezbytný jeho určitý přebytek. Tím vzniká proporcionální závislost tlakových indikátorů rtuti, sodíku a teploty studeného bodu. V druhém případě dochází ke kondenzaci přebytečného amalgámu.

Když lampa hoří, produkty odpařování se usazují na jejích koncích, což vede ke ztmavnutí konců žárovky. Proces je doprovázen zvýšením teploty katody a zvýšením tlaku sodíku a rtuti. V důsledku toho se zvyšuje potenciál a napětí lampy. Při instalaci sodíkových výbojek jsou nevhodné předřadníky od DRL a DRI.

Typ #2 - nízkotlaké výbojky

Ve vnitřní dutině takových zařízení je plyn pod tlakem nižším než vnější. Dělí se na LL a CFL a používají se nejen pro osvětlení maloobchodních prodejen, ale také pro domácí kutily. Zářivky této řady jsou nejoblíbenější.

Přeměna elektrické energie na světlo probíhá ve dvou fázích.Proud mezi elektrodami vyvolává záření ve rtuťových parách. Hlavní složkou zářivé energie objevující se v tomto případě je krátkovlnné UV záření. Viditelné světlo se blíží 2 %. Dále se obloukové záření ve fosforu přemění na světlo.

Označení zářivek obsahuje jak písmena, tak číslice. První symbol je charakteristika spektra záření a konstrukčních prvků, druhý je výkon ve wattech.

Dekódování písmen:

• LD — fluorescenční denní světlo;
• LB - bílé světlo;
• LHB - také bílé, ale studené;
• LTBS - teplá bílá.

Některá osvětlovací zařízení zlepšila spektrální složení záření za účelem získání pokročilejšího přenosu světla. Jejich označení obsahuje symbol „C" Zářivky poskytují místnostem jednotné, měkké světlo.

Výhodou LL žárovek je, že vyžadují několikanásobně menší výkon k vytvoření stejného světelného toku jako LN. Mají také delší životnost a emisní spektrum je mnohem příznivější

Emisní plocha LL je poměrně velká, takže je obtížné řídit prostorový rozptyl světla. V nestandardních podmínkách, zejména při velké prašnosti, se používají reflektorové žárovky. V tomto případě není vnitřní plocha žárovky zcela pokryta difúzní reflexní vrstvou, ale pouze její dvě třetiny.

100% vnitřního povrchu je pokryto fosforem. Část žárovky, která nemá reflexní povlak, propouští světelný tok mnohem větší než trubice běžné lampy o stejném objemu - asi 75%. Takové lampy poznáte podle jejich označení - obsahují písmeno „P“.

V některých případech je hlavní charakteristikou LL Barevná teplota TC.Je to přirovnáváno k teplotě černého tělesa produkujícího stejnou barvu. Podle jejich obrysů mohou být LL lineární, ve tvaru U, ve tvaru W nebo kruhové. Označení takových svítilen obsahuje odpovídající písmeno.

Nejoblíbenější zařízení mají výkon 15 - 80 W. Při světelném výkonu 45 – 80 lm/W vydrží spalování LL minimálně 10 000 hodin. Kvalitu práce LL do značné míry ovlivňuje prostředí. Provozní teplota pro ně se považuje za od 18 do 25⁰.

S odchylkami klesá jak světelný tok, tak i účinnost světelného výkonu a zapalovací napětí. Při nízkých teplotách se šance vznícení blíží nule.

Předřadník CFL je mnohem kompaktnější než předřadník zářivky. Pomocí elektronických předřadníků se záře vyrovnala a brum zmizel

Mezi nízkotlaké výbojky patří i kompaktní zářivky – CFL.

Jejich design je podobný konvenčním LL:

1. Mezi elektrodami prochází vysoké napětí.
2. Páry rtuti se vznítí.
3. Objeví se ultrafialová záře.

Fosfor uvnitř trubice činí ultrafialové paprsky neviditelnými pro lidské vidění. K dispozici bude pouze viditelná záře. Kompaktní design zařízení byl možný po změně složení fosforu. CFL, stejně jako konvenční FL, mají různé výkony, ale výkon prvního je mnohem nižší.

Údaje o výkonu CFL jsou součástí označení osvětlovacího zařízení. Nechybí ani informace o typu báze, barevné teplotě, typu elektronického předřadníku (vestavěného nebo externího), indexu podání barev

Teplota barev se měří v Kelvinech. Hodnota 2700 – 3300 K označuje teplou žlutou barvu. 4200 – 5400 – běžná bílá, 6000 – 6500 – studená bílá s modrou, 25000 – lila.Úprava barev se provádí změnou složek fosforu.

Index podání barev charakterizuje takový parametr, jako je identita přirozenosti barev se standardem, který je co nejblíže slunci. Absolutně černá - 0 Ra, největší hodnota - 100 Ra. CFL svítidla se pohybují od 60 do 98 Ra.

Sodíkové výbojky patřící do nízkotlaké skupiny mají vysokou teplotu maximálního studeného bodu - 470 K. Nižší nebude schopna udržet požadovanou úroveň koncentrace sodíkových par.

Rezonanční záření sodíku dosahuje vrcholu při teplotě 540 - 560 K. Tato hodnota je srovnatelná s vypařovacím tlakem sodíku 0,5 - 1,2 Pa. Světelná účinnost svítidel této kategorie je nejvyšší ve srovnání s ostatními osvětlovacími zařízeními pro všeobecné použití.

Pozitivní a negativní aspekty GRL

GRL se nacházejí jak v profesionálním vybavení, tak v přístrojích určených pro vědecký výzkum.

Hlavní výhody osvětlovacích zařízení tohoto typu se obvykle nazývají následující vlastnosti:

• Vysoká světelná účinnost. Tento indikátor není výrazně snížen ani tlustým sklem.
• Praktičnost, vyjádřené odolností, která umožňuje jejich použití pro pouliční osvětlení.
• Odolnost v náročných klimatických podmínkách. Před prvním poklesem teploty se používají s běžnými stínidly a v zimě - se speciálními lucernami a světlomety.
• Dostupná cena.

Tyto lampy nemají mnoho nevýhod. Nepříjemnou vlastností je dosti vysoká úroveň pulsace světelného toku. Druhou významnou nevýhodou je složitost inkluze.Pro stabilní spalování a normální provoz potřebují jednoduše předřadník, který omezí napětí na limity požadované zařízeními.

Třetí nevýhodou je závislost parametrů spalování na dosažené teplotě, která nepřímo ovlivňuje tlak pracovní páry v baňce.

Většina plynových výbojových zařízení proto po určité době po zapnutí dosahuje standardních charakteristik spalování. Jejich vyzařovací spektrum je omezené, takže barevné podání vysokonapěťových i nízkonapěťových výbojek je nedokonalé.

Tabulka poskytuje základní informace o nejoblíbenějších DRL (rtuťových obloukových zářivkách) a sodíkových svítidlech. DRL se čtyřmi elektrodami má větší světelný výkon než se dvěma

Zařízení mohou pracovat pouze za podmínek střídavého proudu. Aktivují se pomocí balastního plynu. Chvíli trvá, než se zahřeje. Vzhledem k obsahu par rtuti nejsou zcela bezpečné.

Závěry a užitečné video k tématu

Video #1. Informace o GL. Co to je, jak to funguje, výhody a nevýhody v následujícím videu:

Video #2. Populární informace o zářivkách:

Navzdory vzniku stále pokročilejších osvětlovacích zařízení neztrácejí plynové výbojky svůj význam. V některých oblastech jsou prostě nenahraditelné. Časem si GRL jistě najdou nové oblasti uplatnění.

Řekněte nám, jak jste si vybrali plynovou žárovku pro instalaci do venkovské pouliční nebo domácí lampy. Podělte se o to, co bylo pro vás osobně rozhodující při nákupu. Zanechte prosím komentáře v bloku níže, zeptejte se a zveřejněte fotografie k tématu článku.