ELEKTRICKÉ ZDROJE SVĚTLA

Podobné dokumenty
ELEKTRICKÉ ZDROJE SVĚTLA

PROJEKT ŘEMESLO - TRADICE A BUDOUCNOST Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/ PŘEDMĚT VYUŽITÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE

Netradiční světelné zdroje

ÚSPĚŠNÉ A NEÚSPĚŠNÉ INOVACE LED MODRÁ DIODA. Hana Šourková

Současné trendy návrhu vnitřního osvětlení

Základní tvary žárovek A55 T55 P45 B35 BXS35 BW35. R50 G120 Stick Spiral R63 PAR16 A 55. Průměr v mm. Tvar (mezinárodní norma)

Vysoce efektivní LED trubice T8 - dokonalá náhrada zastaralých zářivek

Optoelektronika. elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD. Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)

Zdroje světla - výbojky

LED a OLED budoucnost světelné techniky Ing. Petr Žák, Ph.D./ČVUT Č FEL Praha ČVUT FEL

Vítězslav Bártl. květen 2013

SVĚTELNÉ ZDROJE. Technické listy

6.7 Halogenové žárovky

Produktový katalog.

4 Měření nelineárního odporu žárovky

Fyzikální základy výroby světla Základní parametry světelných zdrojů

Zdroje optického záření

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_13_Nekoherentní zdroje záření

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Samostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

Energetická efektivnost osvětlení v průmyslu Ing. Petr Žák, Ph.D. ČVUT FEL, Praha

INDUKČNÍ VÝBOJKY A ŽÁROVKY

Katalog výrobků Podskupina č. 5.1 osvětlovací zařízení/ svítidla

HALOGEN ECO Příjemné světlo bez kompromisů

světelný tok -Φ [ lm ] (lumen) Světelný tok udává, kolik světla celkem vyzáří zdroj do všech směrů.

LuminiGrow 200R1 svítidlo je ideální pro vnitřní pěstování včetně řízkování, vegetace, růstové fáze a kvetoucí fáze. Odvod tepla

PHILIPS Chytré řešení pro každý prostor

1. Zdroje a detektory optického záření

EU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/

Divetta - světlo budoucnosti

Úloha č. 1: CD spektroskopie

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ

COBRA Light. COB Technologie

Projektování automatizovaných systémů

Ing. Petr Žák, Ph.D. ČVUT FEL, Praha

Nové požadavky na osvětlení a vhodné alternativy pro domácnosti. Ing. Antonín Melč Philips Lighting

LED 100W. LED HiCool 100W. Široká nabídka LED produktů PRŮMYSLOVÉ OSVĚTLENÍ

Průvodce nákupem OSRAM LED žárovek

Elektrická zařízení III.ročník

Ing. Petr Žák, Ph.D., ČVUT FEL ČVUT FEL

Přímá náhrada křemíkových halogenidových výbojek s okamžitou úsporou energie

LuminiGrow 600R1 - nejúčinnější způsob, jak vypěstovat zdravé a výnosné plodiny. Odvod tepla

LuminiGrow 450R1 poskytuje multifunkční pracovní nastavení a hospodárný způsob pro růst vašich rostlin. Odvod tepla

MASTER LEDspot LV AR111 ideální řešení pro bodové osvětlení v obchodech

Minia F20 IMPULZNÍ PAMĚŤOVÁ RELÉ MIG MIG

KATALOG 2008 SVĚTELNÉ ZDROJE

Nabídka LED osvětlení pro rok 2013 ÚSPORNÁ LED OSVĚTLENÍ INOXLED

Tam, kde denní světlo nestačí

DOUTNAVÝ VÝBOJ. 1. Vlastnosti doutnavého výboje 2. Aplikace v oboru plazmové nitridace

LED STAR MR W/827 GU4

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE

COBRA Light COB Technologie

a moderní telné zdroje

způsobují ji volné elektrony, tzv. vodivostní valenční elektrony jsou vázány, nemohou být nosiči proudu

6. SVĚTELNÉ ZDROJE přírodní umělé 6.1 Druhy elektrických světelných zdrojů Luminiscence elektroluminiscenci fotoluminiscenci

Navržena, aby byla vidět

KATALOG 2008 SVĚTELNÉ ZDROJE

Text, který bude přednášen

PARATHOM PAR W/827 GU10

2. Elektrické teplo Teoretické základy šíření tepla Zdroje tepla v elektrotechnice elektrický ohřev

Fyzika Pracovní list č. 7 Téma: Měření závislosti intenzity osvětlení na čase Mgr. Libor Lepík Student a konkurenceschopnost

LED žárovky. Elektronické předřadníky k dichroickým halogenovým žárovkám MR11 a MR16 MRE W 105 W MRE W 200 W

zařízení 2. přednáška Fakulta elektrotechniky a informatiky prof.ing. Petr Chlebiš, CSc.

Přímá náhrada křemíkových halogenidových výbojek s okamžitou úsporou energie

LuminiGrow Asta 120R1

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

LED žárovky. svíticí program.

P r ů m y s l o v á s v í t i d l a

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE

POWERBALL HCI -T/P pro otevřená a uzavřená svítidla 6.09 POWERBALL HCI -TT pro uzavřená svítidla 6.10 POWERBALL HCI -E/P pro otevřená a uzavřená

Katalog LED osvětlovací techniky

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

AIT závěsné SP7007. AIT závěsné SP7006B AIT závěsné SP7006x

Příjemné světlo, které neunavuje vaše oči

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Mgr. Ladislav Blahuta

Příjemné světlo, které neunavuje vaše oči

LED TRUBICE 60 cm, 120 cm, 150 cm

Zobrazovací jednotky. 1 z :53. LED technologie.

Minia E19 IMPULZNÍ PAMĚŤOVÁ RELÉ MIG MIG. Impulzní relé - mechanická

Dokonalá záře, snadné použití

Přechodné děje v síti NN vyvolané perspektivními světelnými zdroji

Přímá náhrada křemíkových halogenidových výbojek s okamžitou úsporou energie

Aplikace Smart technologií do měst a obcí využitím prvků veřejného osvětlení. Tomáš Novák, Petr Koudelka, Karel Sokanský, Radek Martínek

PSK1-14. Optické zdroje a detektory. Bohrův model atomu. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka.

Průmyslová sví dla. Průmyslové svítidlo LED HB UFO. záruka

Porovnání investičních a provozních nákladů na modelové soustavě veřejného osvětlení

TownGuide Core snadný výběr, snadné použití

ELEKTRICKÝ PROUD V PLYNECH

LED žárovky. svíticí program.

Světelné zdroje OSRAM s energetickým štítkem

Elektrický proud v plynech

QVF LED kompaktní a úsporné svítidlo

katalog úsporných svítidel * jaro 2011

Koncový ceník LED osvětlení platný od Technické informace. Patice: GU10 Náhrada žárovky: 60W

VIALOX NAV-T SUPER 4Y Vysokotlaké sodíkové výbojky for open and enclosed luminaires

Třpytivé světlo. MASTERColour CDM-T. Výhody. Vlastnosti. Aplikace

Zářivkové osvětlení s nejvyšším jasem

UTEE FEKT VUT v Brně Kolejní 2906/4 BRNO

L ineární zářivky LUMILUX T5 HE HIGH EFFICIENCY, patice G5

Transkript:

ELEKTRICKÉ ZDROJE SVĚTLA Žárovky Baňka z měkkého sodno-vápenatého skla je plněna netečným plynem argonem či kryptonem s příměsí dusíku. Vlákno je tak odděleno od kyslíku (vzduchu), jinak by se rychle odpařovalo a shořelo. Vlákno má velký ohmický odpor a při průchodu elektrického proudu se rozžhaví jde o teplotní zdroj světla. Od uhlíkového vlákna, kterého použil T. A. Edison, dospěl vývoj ke svinutému wolframovému vláknu. Jen asi 10% energie se transformuje na světlo, zbytek je tepelná energie. velmi nízký měrný výkon 8-15 lm/w vynikající podání barev (index podání barev R a = 100), příjemné teplé světlo (teplota chromatičnosti T c kolem 2800 K) relativně krátký život 1000 hodin, výjimečně až 5000 výkony jednotky až desítky W, vyšší výkony s ohledem na nehospodárnost se maximální výkon legislativně postupně snižuje patice: E 10 (trpasličí), E 14 (miňonky), E 27 (normální), bajonetové, speciální při zapnutí nastává proudový náraz (10 x I n ) velká rozmanitost výkonů a napětí, snadná přizpůsobivost velikosti libovolná pracovní poloha nepotřebují předřadník ani zapalovač nízká cena Druhy: obyčejné žárovky na síťové napětí čiré, matné, mléčné dekorační žárovky různých tvarů s reflektorovou vrstvou pokovení na zadní (směrování toku) či přední (rozptýlení toku) straně baňky automobilové žárovky na 6, 12, 24 V barevné žárovky Příklady: obyčejná žárovka 230 V, 25 W, svíčková dekorativní žárovka 230 V, 25 W automobilová žárovka 12 V, 21W, bajonet 210 lm, 1000 hodin, E 27 210 lm, 1000 hodin, E 14 Halogenové žárovky Baňka halogenové žárovky je menší a wolframové vlákno má vyšší teplotu než u obyčejné žárovky. Při vyšší teplotě se atomy W z vlákna rychleji vypařují, což by vedlo k dřívějšímu přerušení vlákna a k černání baňky. Halogenový cyklus tomu zabraňuje. V baňce je kromě netečného plynu příměs halového prvku, zpravidla jodu. Atomy wolframu odpařeného z vlákna putují ke stěně baňky, kde je nižší teplota, a tam se slučují s halogenem na halogenid (jodid) wolframu. Molekuly halogenidu wolframu poté difundují zpět k vláknu, kde se rozkládají za vyšší teploty, kterou má vlákno. Přitom se atomy wolframu usazují zpět na vlákno (na chladnější místa) a volné atomy halového prvku difundují ke stěně baňky, kde jsou opět připraveny na další regenerační cyklus. Nejnovější vývoj: IRC technologie (zachycení IR záření v baňce, což vede ke zvýšení měrného výkonu) nízkotlaká technologie (menší tlak v baňce vede ke stálejšímu toku během života) UV filtr (zabraňuje vyzařování nebezpečných UV paprsků) plnění baňky xenonem místo kryptonem 1

měrný výkon 12-30 lm/w, vyšší hodnota zkracuje život vynikající podání barev 100, T c kolem 3000 K život 2000-5000. hodin výkony jednotky až tisíce W patice: kolíčkové, bajonetové, speciální při zapnutí nastává proudový náraz některé druhy jsou citlivé na pracovní polohu žárovky na malé napětí vyžadují měnič napětí (transformátor) nízká cena Druhy: lineární žárovky na síťové napětí jednopaticové žárovky nízkovoltové (vyžadují trafo) jednopaticové žárovky na síťové napětí reflektorové žárovky bodové zdroje světla automobilové žárovky Příklady: Osram Haloline, 230 V, 750 W, Halostar, 12 V, 5 W, Decostar 12 V, 20 W, Philips EcoClassic, 230 V 16500 lm, 2000 h, 191 x 12 mm 60 lm, 2000 h, 33 x 10 mm 3150 cd, úhel 10º,2000 h 28 W, 370 lm, 2000 h, E 27 Zářivky Zářivky jsou nízkotlaké rtuťové výbojky. Trubice je ze sodno-vápenatého skla, naplněna je parami rtuti a argonem, snižujícím zapalovací napětí. Na koncích je opatřena elektrodami - svinutými wolframovými žhavicími vlákny pokrytými emisní látkou pro usnadnění zápalu. Vnitřní povrch je pokryt vrstvami luminoforu, který transformuje UV záření na světlo. Trubice se vyrábějí tvarech I, U, W. Zapalování a provoz: Doutnavkový zapalovač a konvenční předřadník (tlumivka) viz schéma: Po zapnutí zdroje je na elektrody zapalovače přivedeno plné síťové napětí, a protože jsou elektrody blízko sebe, dojde mezi nimi k doutnavému výboji. Tím se bimetalové elektrody zahřejí a ohnou tak, až se navzájem dotknou. Žhavicími vlákny začne procházet proud, zahřeje je a kolem elektrod se vytvoří oblak elektronů. Zatím se elektrody zapalovače ochladí a po několika sekundách se přeruší styk mezi nimi, elektrody odskočí. Jelikož je v sérii se zářivkou zapojena tlumivka, způsobí přerušení obvodu napěťový náraz na elektrodách zářivky a dojde k zapálení hlavního výboje. Jestliže zářivka napoprvé nezapálí, celý postup se opakuje. Po zapálení klesne napětí na trubici na provozní hodnotu (fázorový rozdíl napětí mezi sítí a trubicí je na tlumivce). Stejné napětí jako na trubici je i na paralelním zapalovači - nestačí k zapálení doutnavého výboje a zapalovač již nepracuje. Elektronický předřadník zajišťuje zápal i provoz při frekvenci 20 40 khz (viz kompaktní zářivky). Tento tzv. vysokofrekvenční provoz má lepší vlastnosti (život, měrný výkon, rychlý start). 2

měrný výkon 60-100 lm/w podání barev 60-90 život 12-20 tis. hodin, při užití klasického zapalovače se snižuje s počtem zápalů výkony jednotky až desítky W patice: speciální (se dvěma kontakty) největší světelný tok je při teplotě okolí 20-30 C; za mrazu je možný zápal jen speciálním zapalovačem tok klesá během života (černání trubice, snižování účinnosti luminoforů) tok lze regulovat pouze elektronickým stmívačem (pulsně šířková modulace) libovolná pracovní poloha stroboskopický jev lze odstranit elektronickým předřadníkem Druhy: obvykle lineární provedení různých délek a průměrů (7, 16, 26, 38 mm) podle spektra jsou označovány např. teple bílé, bílé, denní třípásmové či čtyřpásmové luminofory - velmi dobré barevné podání barevné zářivky - modrá, zelená, žlutá a červená UV zářivky zdroj UV záření pro různé účely (dezinfekce, detekce bankovek ) kruhové provedení nebo tvar U Příklad: Lumilux de Luxe, HO 24W/940 (tj. R a = 90, T c = 4000 K), 1400 lm, 24 W, život 19000 h, 16 x 549 mm Kompaktní zářivky Popis: Jsou to nízkotlaké rtuťové výbojky v kompaktním provedení. Elektronický předřadník je nejčastěji integrován v patici. Zapalování a provoz: Elektronický předřadník zajišťuje zápal i vf provoz při frekvenci 20 40 khz. Typické zapojení elektronických obvodů je na obrázku. Usměrněné a vyhlazené napětí se vystřídá dvoutranzistorovým střídačem T1, T2. Jeho rozkmitání zajistí startovací obvod R1, C4, DI1. Trubice je připojena paralelně ke kondenzátorům C7, C8 sériového rezonančního obvodu, takže při startu je na ní vyšší napětí usnadňující zápal. Po zápalu se obvod dostane mimo rezonanci (ke kondenzátorům se připojí paralelní odporová zátěž trubice) a zhorší se činitel jakosti obvodu, takže napětí na trubici klesne na provozní hodnotu. Rezonanční obvod tímto poklesem napětí na trubici tak nahradí klasický předřadník. 3

vysoký měrný výkon 50-90 lm/w dobré podání barev 60 90 úplný sortiment bílé barvy (T c od 2700 do 6500 K) dlouhý život 5-15 tis. hodin, závisí však na výrobci výkony jednotky až desítky W patice: E 27, E 14, speciální stmívatelné se speciálním předřadníkem (pulsně šířková modulace) obsah rtuti, i když snížený na technologické minimum likvidace by měla být ekologická s ohledem na snižující se cenu a významnou úsporu oproti žárovkám představují jejich nejdůležitější náhradu Druhy: provedení s trubicemi ve tvaru U, I, šroubovice, s baňkami různých tvarů (svíčka, koule) Příklad (uprostřed): Osram Dulux Mini Twist 11 W/827 (tj. R a = 80, T c = 2700 K), E27, 100 ma, 660 lm, život 8000 h provedení s odděleným konvenčním nebo elektronickým předřadníkem. méně časté Indukční výbojky Jsou to nízkotlaké rtuťové výbojky s luminoforem a speciálním bezelektrodovým tvarem trubice. Jejich život tedy není limitován vyčerpáním elektrod a dosahuje extrémních hodnot. Vzniku výboje se dosahuje vysokofrekvenčním magnetickým polem (řád 10 0 MHz) buzeným cívkami na feritovém jádře. Zapalování: Pro zapálení výboje a provoz se používá speciální elektronický předřadník. měrný výkon kolem 80 lm/w podání barev kolem 80 velmi dlouhý život až 100 tisíc hodin výkony desítky až stovky W osvětlování míst, kde je nákladná a složitá výměna světelných zdrojů tunely, výrobní haly Příklad (vpravo): Endura 100 W, 80 lm/w, R a = 80 89, 60 tis. h, 140 x 250 mm 4

Rtuťové vysokotlaké výbojky Hořák obsahuje rtuť a pro snížení zapalovacího napětí argon. Světlo vzniká částečně ve výboji (studená část spektra), převážně však transformací UV záření par rtuti luminoforem. Složení světla závisí na druhu luminoforu, který pokrývá vnitřní povrch baňky (yttriumvanadát poskytuje hlavně červenou složku). Směsné výbojky mají v baňce žárovkové vlákno, které obohacuje spektrum zejména o teplé barvy a nahrazuje předřadník. Zapalování: Nejprve dochází k zapálení výboje mezi hlavní a pomocnou elektrodou, zapojenou přes rezistor k protilehlé hlavní. Tento výboj zajišťuje předběžnou ionizaci výbojového prostoru a usnadňuje rozvinutí výboje mezi hlavními elektrodami. Nepotřebují tedy vnější zapalovač. Náběh trvá 3-5 minut. nepříliš měrný výkon 40-55 lm/w slabší podání barev 40 60 život 8 20 tis. hodin výkony desítky až stovky W patice: E27, E40 pracovní poloha je libovolná spolehlivý provoz i při nízkých teplotách do -25 C znovuzápal za tepla není možný, až po vychladnutí směsné výbojky mají nižší měrný výkon (30 lm/w) a lepší podání barev (70) všeobecné osvětlování s menšími nároky na kvalitu světla osvětlování parků, zahrad, zeleně zřídka osvětlování komunikací, vytlačeny halogenidovými či sodíkovými výbojkami jejich výroba již klesá, do budoucna se s nimi nepočítá Příklad: výbojka Osram HQL 50 W, 0,6 A, 2000 lm, 40 lm/w, R a =40-59, patice E27, 55 x 130 mm Halogenidové výbojky Podobají se vysokotlakým rtuťovým výbojkám, hořák obsahuje mimo Hg a Ar navíc halogenidy (jodidy) různých kovů, které zlepšují vlastnosti rtuťového výboje - jejich záření žádoucím způsobem doplňuje čárové spektrum rtuti. Jde např. o kovy vzácných zemin (Dy, Tm, Ho), Th, V, Sn, Cs, Ga, In, Tl i Na, které mají velmi husté čárové spektrum v celé viditelné oblasti, ale nejsou vhodné v čistém stavu. Halogenidy při provozu výbojky difundují do osy výboje, kde se štěpí na tyto kovy a halogeny. Světlo vzniká tedy zářením par rtuti a těchto kovů. Kovy postupující ke stěnám hořáku se opět slučují s halogenem na halogenid, který je vrací do středu hořáku. Hořák u klasických halogenidových výbojek je ze speciálního křemenného skla (obrázek). 5

Nejnovější vývoj: hořáky se začínají vyrábět keramické (z polykrystalického oxidu hlinitého korundu - na obrázcích a) - d). Mají velkou propustnost záření ve viditelné oblasti spektra, vysokou teplotní odolnost, velmi dobré mechanické vlastnosti, dovolují zvýšit pracovní teploty hořáku, umožňují dosahovat vysokých pracovních tlaků náplně. Vážně tak konkurují sodíkovým výbojkám. Zapalování: Pro zapalování je nutný vysokonapěťový zapalovač s amplitudou impulsů v řádu kv (4,5 kv). Výboj nejprve probíhá v parách rtuti a v inertním plynu (u bezrtuťových výbojek v xenonu). S nárůstem teploty se zvyšuje koncentrace halogenidů ve výboji. Náběh trvá několik minut. měrný výkon 60-110 lm/w podání barev 65 95 život 6 20 tisíc hodin výkony desítky až tisíce W, keramické již od 20 W patice: E27, E40; dvě na protilehlých koncích; dvoukolíčkové jsou citlivé na kvalitu předřadníků, kolísání napětí a některé typy na pracovní polohu holé výbojky bez krycího skla vyzařují UV paprsky znovuzápal za tepla možný jen u některých typů se speciálním zapalovačem jsou nejrychleji se rozvíjejícími výbojkami, nyní vedle sebe jsou křemenná a keramická technologie všeobecné osvětlování s vysokými nároky na kvalitu světla venkovní reprezentativní osvětlování vnitřní použití v obchodních a výstavních prostorech, ve výkladních skříních pro automobilové reflektory - mimořádně vysoký světelný tok, život 2000 hodin, náběh několik s krátkoobloukové výbojky pro projektory a optická zařízení Příklady: výbojka Osram POWERBALL HCI-TT s keramickým hořákem pro venkovní osvětlování náměstí, pěších zón, budov; 70 W, 1 A, E27, 6500 lm, 100 lm/w, R a =87, život 12000 h, rozměry 30 x 150 mm reflektorová výbojka POWERBALL PAR s keramickým hořákem pro pasáže, dekorace a prodejní prostory; 24000 cd v úhlu 10º, patice E27 rozměry 97 x 125 mm Sodíkové vysokotlaké výbojky Hořák je (s ohledem na chemickou agresivitu sodíku) z polykrystalického oxidu hlinitého (korundu), který je průsvitný. Dvě elektrody (Mo) jsou pokryté emisní hmotou. Hořák je naplněn parami sodíku (starší provedení s amalgamem Na a Hg), dále argonem nebo xenonem (sodíkoxenonové výbojky). Argon snižuje zapalovací napětí, xenon zlepšuje spektrum (tzv. bílý sodík). Vnitřek baňky je getrován a je zde vysoké vakuum. 6

Zapalování: Pro zapálení výboje je nutný vysokonapěťový zapalovač (4 kv). Náběh trvá 5-7 minut. Byly vyvinuty také výbojky s tzv. Penningovou směsí, které mají nižší zapalovací napětí a nepotřebují vnější zapalovač, pouze vnitřní zapalovací elektrodu. vysoký měrný výkon 60-150 lm/w slabé podání barev kolem 25, s xenonem až 60 život 12 30 tis. hodin výkony desítky až stovky W patice: E27, E40, speciální všeobecné osvětlování s nízkými nároky na kvalitu světla venkovní osvětlování komunikací osvětlení průmyslových hal venkovní i vnitřní osvětlování sportovišť dekorativní osvětlování objektů pěstování rostlin očekává se vytlačení typů s lepším barevným podáním halogenidovými výbojkami a zúžení oblasti použití Příklad: výbojka Osram NAV-T Super 250 W, 3 A, 33000 lm, 130 lm/w, R a = 20, patice E40, 46 x 257 mm vpravo schéma zapojení 1 korundová trubička, 2 elektroda, 3 niobová průchodka, 4 pájecí kroužek, 5 nosný rámeček, 6 vnější baňka, 7 patice, 8 amalgám sodíku, 9 getr, 10 plynná náplň Sodíkové nízkotlaké výbojky Výbojová trubice je upravena do tvaru U a na koncích jsou zatavené elektrody. Ve vnitřním prostoru je sodík a neon. Barva výboje je monochromatická (sodíková dvojčára 589 a 589,6 nm). Zapalování: Pro zapálení výboje je třeba napětí v řádu stovek V (450 V), které dodá např. rozptylový transformátor. Náběh trvá až 20 minut. měrný výkon 120-200 lm/w, největší ze všech výbojek podání barev 0 život 12 40 tis. hodin výkony desítky až stovky W patice: speciální 7

osvětlování s nejnižšími nároky na kvalitu světla venkovní osvětlování komunikací, dálnic, seřaďovacích nádraží, přístavů světlo dobře proniká mlhou Příklad: výbojka Osram SOX 55W, 55 W, 0,6 A, 8100 lm, 147 lm/w, 54 x 425 mm Světelné diody - LED Princip a popis: LED (light emitting diode) využívá rekombinace elektronů a děr v polovodiči v blízkosti přechodu PN. Při kompenzaci kladného náboje díry elektronem (ten přitom přechází z vodivostního do valenčního pásma) je vyzářeno kvantum energie určité velikosti. Vlastní zdroj čip má různou velikost. Světlo je nutno usměrnit pomocí krytu a vhodných optických prvků. Z principu je jasné, že emitované záření je monochromatické, což pro osvětlovací účely není vhodné. Záření může mít vlnovou délku ve světelné oblasti (červené, zelené, žluté, modré LED), v IR oblasti (IR dioda) nebo UV oblasti (UV dioda). Vznik bílého světla je možno realizovat několika způsoby: smíchání barev diod R, G, B nejstarší, méně vhodné; modrá LED InGaN s luminoforem, který je buzen modrou barvou a doplní zbytek spektra fosforescencí (obrázek); UV dioda, která budí třípásmový luminofor, který obsáhne celé spektrum. Čipy: SMD LED např. SMD 5630, 5,6 x 3 mm, 0,5 W, 50 lm, úhel vyzařovaného svazku světla 120 ; COB LED (chip on board) nová generace, sloučení několika čipů do jednoho většího, např. Osram SOLERIQ S 19, 24 x 24 mm, 38 W, 4000 lm (obrázek) provozní proud až stovky ma (high power) při napětí 1,5 2,5 V, příkon jednotky W vyžadují měniče zdroje konstantního proudu přizpůsobené použité kombinaci a počtu diod měrný výkon běžně přes 50, ale až 150 lm/w, v budoucnu se předpokládá 200 lm/w velmi dlouhý život až 100 tisíc hodin, běžně desítky tisíc hodin (konec života se projevuje sníženou svítivostí) lze je navrhnout pro jakoukoliv patici mohou být stmívatelné (nejlépe s pulsně šířkovou modulací PWM) nemají závažný škodlivý vliv na životní prostředí, lze je z větší části recyklovat ve srovnání se žárovkami mají vyšší spolehlivost, rychlejší náběh (10 ns), menší oteplení, odolnost proti rázům a vibracím 8

venkovní osvětlování pěší zóny, tunely, komunikace, budovy (svítidla až se stovkami LED) vnitřní osvětlování LED žárovky v domácnostech, veřejné budovy, prodejny, místní osvětlení pracovišť signalizace panely, dopravní značky, palubní desky automobily signalizace i osvětlení zobrazovací technika zobrazovací panely, dekorativní a efektové osvětlení infračervené diody: ovladače pro spotřební elektroniku UV diody dezinfekce vzduchu, kontrola bankovek další použití kapesní svítilny, hračky, zdroj ve vláknové optice... Příklady: tzv. LED žárovky : Philips 230 V, 4 W, 250 lm, 62 lm/w, E 14, 20 tis. hodin (vlevo) Osram Superstar, 230 V, 11 W, 1055 lm, 95 lm/w, R a = 80, E 27, 20 tis. hodin Poznámky: 1. V posledních několika letech se zrychlil vývoj světelných diod pro všeobecné osvětlování a v komerční sféře velmi konkurují halogenovým žárovkám a kompaktním zářivkám (tzv. úsporkám). Dá se očekávat další vzestup LED. 2. Organické světelné diody (OLED) používají podobný rekombinační princip, pracují však s organickými materiály. Umožňují realizovat podstatně větší plošné zdroje, avšak zatím nedosahují parametrů LED. Jsou rovněž v rychlém vývoji. Laserové diody Princip a popis: LD (LASER diode) je luminiscenční dioda zapojená v propustném směru, u níž je překročena tzv. prahová proudová hustota (10 5 A/cm 2 ). Tehdy dochází k hromadění elektronů ve vyšších energetických hladinách (ve vodivostním pásmu) a nevracejí se samovolně, jako u LED, ale hromadně. Rozdíl energie je vyzářen ve formě koherentního světla (jednobarevného čili monochromatického, časově a prostorově soufázového). LD tvoří hranol s přechodem PN 3. Jeho délka je polovinou vlnové délky světla, aby všechny vlny vycházely ven se stejnou fází. Přívod proudu je kontakty 2. Úzké podélné stěny 4 jsou hrubě opracovány, aby jimi nepronikalo světlo ven. Čelní plošky jsou vyleštěny a pokoveny. Zadní působí jako úplně odrazivá plocha, přední 1 je polopropustná a vychází jí koherentní světlo 5. Rozměry jsou velmi malé (např. 240 x 80 x 40 m). zvětšení prahové proudové hustoty vzniká překročením prahového napětí (asi 1,8 V) prahový proud bývá 40-250 ma; při menším proudu se chová jako LED barva světla závisí na šířce zakázaného pásu materiálu diody rozbíhavost světelného svazku je maximálně několik setin úhlového stupně výstupní záření lze modulovat signálem (obraz, zvuk) výstupní výkony jsou v trvalém provozu do 10 mw, v impulsním až 300 W záznamové a čtecí hlavy (CD, DVD) laserové tiskárny měření vzdáleností, zaměřování, dálkové ovládání v optoelektronice při přenosu signálu v zabezpečovací technice ( mřížování oken a dveří) laserová ukazovátka bodové svařování a řezání kovů Příklad: laserová dioda 5 mw, 650 nm 9

Elektroluminiscenční zdroje Zdroj tvoří tenká, ohebná fólie plošně vyzařující světlo. V podstatě jde o kondenzátor. Dvě elektrody, z nichž spodní je neprůhledná a vrchní průhledná, jsou odděleny dielektrikem. Elektrody jsou z pryskyřice, jež je opatřena vrstvou oxidu india. Aktivní vrstvu tvoří substrát s částicemi fosforu a ZnS (sirníku zinečnatého), další vrstvou je dielektrikum. Po přivedení střídavého napětí na elektrody vzniká tzv. elektroluminiscence částice jsou buzeny střídavým elektrickým polem, elektrony se přesunují do vyšších energetických hladin. Při návratu do původních hladin se rozdíl energie vyzáří ve viditelném pásmu spektra látka emituje světlo (např. 350-450 nm). Barvu lze definovat poměrem částic při výrobě, kdy jsou do směsi přidávány i jiné chemické prvky. Pro dosažení nejvyšší účinnosti emise světla se pečlivě volí velikost těchto částic. Směsi těchto materiálů, dielektrika a vodivých elektrod jsou dodávány v podobě past, které se nanášejí na základní materiál, zpravidla fólii PeS, sítotiskem. Napájení: ze střídače (invertoru), který generuje potřebné napětí 50 až 200 V o frekvenci 50 až 1 000 Hz, typicky se používá střídavé napětí 80 až 120 V a kmitočet 400 Hz. Střídače jsou konstruovány pro vstupní stejnosměrné napětí 0,9 V - 24 V (typicky 1,5 V, 3 V, 5 V, 9 V, 12 V a 24 V). Střídače pro menší vstupní napětí jsou většinou realizovány pomocí speciálních obvodů CMOS v pouzdrech SMD. Pro vyšší vstupní napětí a větší výkony jsou realizovány klasickou technologií. velmi malá hmotnost (fólie jsou 0,2 až 0,5 mm silné) velmi nízká spotřeba (např. fólie rozměru A4 má spotřebu přibližně 2 W), téměř nulový vývin tepla spolehlivá funkce v teplotním rozmezí 30 C až +85 C nízký jas (10 až 100 cd/m 2 ), rovnoměrné vyzařování světla po celé ploše velká pružnost, odolnost proti vibracím a nárazům svit je díky vyzařované vlnové délce ve srovnání s jinými zdroji velmi dobře viditelný za mlhy a kouře barva světla je modrozelená, žlutozelená nebo bílá; na bílou lze aplikovat jakoukoliv průhlednou barvu provedení jako panely, pásky nebo kabely podsvícení displejů LCD všech druhů a velikostí např. mobilních telefonů podsvícení membránových klávesnic a ovladačů k domácí elektronice světelné piktogramy a označení únikových cest v budovách, bezpečnostní světelné značení orientační osvětlení, osvětlení domovních zvonků, osvětlení obrysů budov světelná reklama včetně efektů, jako je např. postupné rozsvěcování, blikání aj., efektní světelné scény v divadle, filmu podsvícení leteckých přístrojů, osvětlení palubních desek, ovládacích prvků a vnitřních prostorů automobilů signalizace v řídicích centrech Příklad: elektroluminiscenční světelná fólie 9 x 12 cm, různé barvy Doutnavky Jsou to malé nízkotlaké výbojky, plněné vzácnými plyny (neonem) s malou vzdáleností elektrod.(2 mm). Anodový sloupec záření je potlačený, je vidět pouze katodový. To je proto, že mezi katodou a katodovým světlem je velký potenciálový spád a elektrické pole zde má větší intenzitu než v anodovém sloupci kladné ionty, které zde vzniknou, narážejí na katodu a způsobují sekundární emisi uvolňují se elektrony, které dále ionizují plyn; při srážkách částic vzniká světlo. Zapojení: používá se (s ohledem na nepatrný proud) odporový předřadník. zapalovací napětí bývá obyčejně 50 100 V mají nepatrný příkon i světelný tok, k osvětlování se nehodí měrný výkon asi 1 lm/w indikátory napětí i polarity (při stejnosměrném napětí svítí katoda, při střídavém obě elektrody) kontrolky, orientační světla jsou vytlačovány LED Příklad: doutnavka s integrovaným předřadníkem, 230 V, E14 10