Jak jest zbudowana żarówka tradycyjna?

Żarówka jest elektrycznym źródłem światła. Składa się z kilku elementów. Przede wszystkim jest to szklana bańka, w wersji klasycznej w kształcie gruszki. Jej wnętrze wypełnione jest gazem obojętnym, np. mieszanką argonu i azotu. W niektórych modelach żarówki panuje próżnia. To, czy gaz jest, czy nie, zależy między innymi od producenta.

Kluczowym elementem żarówki tradycyjnej jest żarnik wolframowy. Jest on wykonany z drutu wolframowego. Może on mieć dwie formy – prostego lub spiralnie skręconego drucika. Żarnik, by utrzymać się w żarówce w określonej pozycji, musi mieć odpowiednie podparcie. W tym celu wewnątrz żarówki znajdziemy również druty kontaktowe. Jeden z nich prowadzi do gwintowanego trzonka, drugi z kolei do styku doprowadzającego. Oprócz dwóch grubszych drutów, w żarówce znajdziemy jeszcze dwa kolejne, zdecydowanie cieńsze i krótsze, które są dodatkową podpórką dla żarnika wolframowego.

Kolejnymi stałymi elementami budowy klasycznej żarówki jest słupek będący przedłużeniem gwintu kontaktowego wewnątrz szklanej bańki. Już poza bańką znajdziemy trzonek gwintowany z krążkiem izolacji cieplnej oraz tak zwanej podpórki, czyli stopkę kontaktu elektrycznego.

Jak działa żarówka?

Żarówka tradycyjna działa dzięki żarnikowi. Prąd, który płynie przez drut, doprowadza do nagrzewania się wolframu i emitowania promieniowania elektromagnetycznego. Widmo tego promieniowania jest częściowo widzialne przez ludzkie oko. Tak w skrócie można opisać działanie żarówki. Co ciekawe, klasyczna żarówka jest bardzo mało wydajna. Zaledwie około 5% energii, którą pochłania żarówka, jest zamieniana w światło. Reszta przekształcona zostaje w ciepło. Stąd nie jesteśmy w stanie dotknąć włączonej żarówki. Śmiało można powiedzieć, że żarówka tradycyjna jest lepszym źródłem ciepła niż światła. Dlatego też dziś została zastąpiona przez bardziej nowoczesne źródła światła.

Jak zbudowana jest żarówka LED?

Żarówka LED, która dziś praktycznie wyparła te tradycyjne, zbliżoną do niej budowę ma wyłącznie zewnętrznie. Zasada działania diod LED jest już nieco inna. Skupmy się jednak na razie na tym, w jaki sposób zbudowana jest żarówka LED.

Najbardziej zewnętrzną częścią jest klosz ochronny. Może mieć on kształt gruszki, kuli, a także półkuli, płomienia świecy i inne. Klosz łączy się z obudową odprowadzającą ciepło, w którym ukryty jest cały układ zasilający diody LED. Ta jest źródłem światła i zlokalizowana jest w kloszu. Żarówka LED, podobnie jak klasyczna posiada również trzonek żarówki, potocznie nazywany gwintem. Może mieć on różny kształt, w zależności od konkretnego modelu.

W jaki sposób działa żarówka LED?

Żarówka LED działa w oparciu o efekt tak zwanej rekombinacji nośników ładunku. Co to oznacza? Chodzi o to, że elektrony przechodząc z wyższego poziomu energetycznego na niższy oraz z zachowaniem swojego pędu tworzą kwant promieniowania elektromagnetycznego. Oprócz tego w diodach LED zachodzi zjawisko luminescencji. Emitowane jest promieniowanie elektromagnetyczne mające większe natężenie niż promieniowanie cieplne (w ramach tej samej temperatury).

Co ważne, żarówka LED nagrzewa się zdecydowanie mniej niż tradycyjna. Nie będziemy mieli okazji poparzyć się nawet, gdy będzie podłączona do prądu i włączona. Zawdzięczamy to radiatorowi, który odprowadza ciepło z żarówki LED.

Jak zbudowana jest żarówka halogenowa?

Kolejnym modelem żarówki wartym omówienia, jest ta halogenowa. Swoją budową jest zbliżona do tradycyjnej żarówki, z jedną zasadniczą różnicą. Żarówka halogenowa w swoim wnętrzu, oprócz obojętnych gazów, posiada również chemiczne pierwiastki z grupy flourowców. Dzięki swojej budowie w żarówce halogenowej powstaje cykl halogenowy. Jest on odpowiedzialny za odzyskiwanie utraconego wolframu. Zostaje on ponownie osadzony na żarniku. Dzięki temu żarówka halogenowa jest o 30% bardziej energooszczędna przy takiej samej emisji światła co żarówka tradycyjna.

Ciekawą opcją są również żarówki halogenowe LED, które mają jeszcze większą trwałość i mniejszą emisję ciepła.

Jak jest zbudowana i działa świetlówka?

Kolejnym popularnym rodzajem źródła światła jest świetlówka, czyli żarówka energooszczędna. Tego typu żarówka składa się z cienkich rurek wykonanych ze szkła. W ich wnętrzu znajdziemy opary rtęci. Rurki świetlówki pokryte są na całej powierzchni związkiem chemicznym, tak zwanym luminoforem. W żarówkach energooszczędnych znajdziemy również wolfram. Wyładowanie elektrody wolframowej uwalnia elektrony, które płyną przez szklane rurki i zderzając się rtęcią, wywołują powstanie promieniowanie ultrafioletowe. Ono z kolei sprawia, że luminofor wydziela światło widzialne przez człowieka. 

Jak zbudowana jest żarówka halogenowa?

Budowa żarówki halogenowej przypomina żarówkę klasyczną. Najważniejszą różnicą jest to, że w jej wnętrzu, oprócz gazów obojętnych, jest także halogen lub jod. Halogen wchodzi w reakcję chemiczną z wolfranem, który następnie krąży w żarówce. W temperaturze żarnika rozpada się na jod i wolfram. To z kolei sprawia, że dochodzi do przenoszenia cząsteczek wolframu, który wyparował z bańki i trafia na żarnik. Cały ten proces jest nazwany halogenowym cyklem regeneracyjnym.