Domácí elektrické světelné zdroje

Domácí elektrické světelné zdroje

Tato animace nám představí fungování domácích zdrojů světla od tradičních žárovek až po LED osvětlení.

Technologie

Klíčová slova

zdroj světla, osvětlení, lampa, Tradiční žárovka, halogenová žárovka, kompaktní zářivka, LED, žárovka, životnost, žhavicí vlákno, LED svítidla, LED čip, zásuvka, fluorescenční nátěr, elektronika, elektrický proud, elektroda, světlo, Edison, Thomas Edison, tepelné záření, elektromagnetické, viditelné světlo, vodivost, vypínač, atomový okružní, Odpor, částicová fyzika, jaderná fyzika, technika, fyzika

Související doplňky

Scénky

Zdroje světla

  • tradiční žárovka - Při průchodu elektrického proudu se wolframové vlákno rozžhaví a emituje světlo. Její životnost je cca. 1000 hodin.
  • halogenová lampa - Její princip fungování je podobný jako v případě tradičních žárovek, ale má delší životnost. Je to díky tomu, že v baňce se nacházejí halogenové atomy, které vracejí odpařující se wolframové atomy zpět na žhavicí vlákno. Její životnost je cca. 1500-5000 hodin.
  • kompaktní zářivka - Nachází se v ní vzácný plyn a rtuťové atomy. Při zapnutí proudu rtuťové atomy emitují UV-fotony, ty pohltí fluorescenční vrstva zářivkové trubice a emituje viditelné fotony. Její životnost je cca. 10 000 hodin (což je 10 násobek ve srovnání s tradiční žárovkou).
  • LED - Jsou energeticky úsporné, mají dlouhou životnost: cca. 100 000 hodin (což je 100 násobek ve srovnání s tradiční žárovkou).

Tradiční žárovka

V tradiční žárovce s wolframovým vláknem při průchodu elektrického proudu se wolframové vlákno rozžhaví a emituje světlo.
Světlo se emituje tak, že vlivem protékajícího proudu wolframové atomy začnou kmitat a část své vibrační energie předají vyloučením fotonů.
Skleněná baňka tradiční žárovky s wolframovým vláknem je vyplněna inertním plynem, může to být vzácný plyn nebo dusík. Na vzduchu, za přítomnosti kyslíku by žhavicí vlákno okamžitě shořelo po zapnutí.

Energetická účinnost tradičních žárovek je relativně nízká: pouze 2% elektrické energie se přemění na viditelné světlo. Jejich životnost je přibližně 1000 hodin.

Halogenová lampa

Princip fungování halogenových lamp je podobný jako v případě tradičních žárovek. Žhavicí vlákno emituje světlo vlivem protékajícího proudu. Ve srovnání s tradičními žárovkami má delší životnost, nakolik se ve vzácném plynu kolem žhavicího vlákna nacházejí halogenové atomy.
Wolframové atomy, které se odpařují vlivem tepla, se spojí s halogenovými atomy. Vytvoří wolframový halogenid, který se v blízkosti žhavicího vlákna kvůli teplu rozpadne a wolfram se uloží na žhavicí vlákno.

Toto zpomaluje ztenčování žhavicího vlákna a prodlužuje životnost. Díky tomu lze zvýšit teplotu žhavicího vlákna a dosáhnout lepší výkonnost, tedy úsporu energie.

Kompaktní zářivka

V kompaktních zářivkách elektrody emitují elektrony. Zářivková trubice je vyplněna vzácným plynem, ve kterém se nacházejí rtuťové atomy. Rtuťové atomy se excitují vlivem elektronů a vylučují ultrafialové fotony s krátkou vlnovou délkou, které jsou pro nás neviditelné. Fluorescenční vrstva pokrývající vnitřek trubice je pohltí a vyloučí viditelné fotony.

Vyloučení fotonu v případě rtuťového atomu způsobuje to, že elektron vystupující z elektrody posune elektron rtuťového atomu na vyšší energetickou úroveň, excituje ho. Když excitovaný elektron skočí zpět na nižší energetickou úroveň, energetický rozdíl předává v podobě UV-fotonu. Ten pak fluorescenční vrstva přeměňuje na viditelné světlo.

Tepelná ztráta kompaktních zářivek je ve srovnání s tradičními žárovkami nižší, díky čemuž je jejich efektivnost lepší: emise světla 20 wattové kompaktní zářivky se shoduje se 100 wattovou tradiční žárovkou. Její životnost je přibližně 10 tisíc hodin, což je desetinásobek životnosti tradiční žárovky.

LED

  • LED
  • LED žárovka
  • LED čip - Dioda vyrobena z polovodiče (LED = light emitting diode; dioda emitující světlo). Vlivem elektrického proudu emituje světlo.
  • plášť
  • +
  • objímka
  • elektronika
  • baňka - Její vnitřní povrch je pokryt fluorescenční vrstvou. Ta je nutná z toho důvodu, že světlo emitované LED diodou má úzký rozsah vlnové délky, proto je barevné. To pohlcuje fluorescenční vrstva a emituje bílé světlo. (V starších, tzv. RGB-LED žárovkách používali červené, zelené a modré LED: smícháním těchto tří barev vzniká bílé světlo.)
  • LED čip - Do LED žárovek se v zájmu větší intenzity světla umísťuje několik LED čipů. LED čip je dioda vyrobena z polovodiče (LED = light emitting diode; dioda emitující světlo). Vlivem elektrického proudu emituje světlo.
  • LED čip
  • polovodičová vrstva typu n
  • polovodičová vrstva typu p
  • „díra“ s pozitivním nábojem
  • elektron

V LED lampách je za emitaci světla zodpovědný LED čip. LED žárovky používané k osvětlení interiérů obsahují v zájmu lepší intenzity světla několik LED čipů. LED čip sestává ze dvou polovodičových vrstev, ve kterých se nacházejí volně se pohybující náboje.
V n vrstvě jsou to záporné elektrony, v p vrstvě jsou to kladně nabité „díry“. Pod vlivem napětí se náboje pohnou, při spojení elektronů a „děr“ se uvolní energie v podobě fotonů.

LED má životnost přibližně 100 tisíc hodin, což je stonásobek ve srovnání s tradiční žárovkou. Jejich efektivnost je velmi dobrá: 4 wattová LED žárovka odpovídá 100 wattové tradiční žárovce. LED žárovky jsou momentálně nejúspornějšími a k životnímu prostředí nejšetrnějšími žárovkami.

Související doplňky

Edisonova žárovka

Americký elektrotechnik Edison vynalezl žárovku v roce 1879, která změnila náš každodenní život.

Elektrický zvonek

Mechanický zvonek funguje pomocí elektromagnetu.

Inženýrské sítě

Je to systém, který splňuje požadavky spotřebitelů jako jsou zásobování vodou, odstraňování odpadních vod, elektřina, teplo, plyn a telekomunikace.

Laboratoř Nikoly Tesly (Shoreham, USA)

Tento inženýr a vynálezce, který se věnoval především elektrotechnice, byl bezpochyby nejgeniálnější postavou druhé průmyslové revoluce.

Systém elektrické sítě

Účelem elektrické sítě je poskytovat elektřinu pro spotřebitele.

Typy vln

Vlny hrají v mnoha oblastech našeho života nesmírně důležitou roli.

Jak funguje vysoušeč vlasů?

Tato animace představuje strukturu a fungování vysoušeče vlasů.

Jak to funguje? - Mobilní telefon

Pomocí animace poznáme strukturu a fungování mobilních telefonů.

Kondenzátor

Kondenzátor elektrickou energii uskladňuje v podobě elektrického náboje.

Dům bez emisí oxidu uhličitého

Design a konstrukce moderních domů hrají důležitou roli v ochraně životního prostředí.

Generování střídavého proudu

Elektrický proud může být generován otáčením smyčky vodiče v magnetickém poli.

Jak funguje LCD obrazovka?

LCD obrazovka vytváří obraz pomocí aktivity kapalných krystalů.

Jak funguje solární panel a solární kolektor?

Tato animace představuje, jak může být sluneční energie využita.

Jak funguje vysavač?

Vysavač vytváří mírné vakuum a prach nasává pomocí vstupujícího vzduchu s vyšším tlakem.

Jak to funguje? - Elektrická napařovací žehlička

Tato animace prezentuje strukturu a fungování elektrických napařovacích žehliček.

Jak to funguje? - Lednička

Tato animace prezentuje jak funguje lednička.

Jak to funguje? - Mikrovlnná trouba

Pomocí animace poznáme strukturu a fungování mikrovlnné trouby.

Jak to funguje? - Optická disková jednotka

Tato animace prezentuje strukturu a činnost různých typů optických diskových mechanik.

Jak to funguje? - Pračka

Pomocí animace poznáme strukturu a fungování automatické pračky.

Jak to funguje? - Televizor (CRT)

Pomocí této animace poznáme strukturu a fungování CRT televizoru.

Pasivní dům

V pasivním domě je možné zajistit komfortní vnitřní teplotu bez použití tradičních topných a chladicích systémů.

Povrchová elektrická doprava

Trolejbusy a tramvaje jsou prostředky veřejné dopravy šetrné k životnímu prostředí.

Jak funguje vodovodní baterie?

Tato animace prezentuje fungování 3 základních typů vodovodní baterie.

Odraz a lom světla

Paprsek světla se odráží a láme se na rozhraní dvou médií s různými indexy lomu.

Průhlednost

Tato animace vysvětluje průhlednost a neprůhlednost, princip radiografie, respektive proč určité materiály pohlcují pouze světlo určité barvy.

Added to your cart.