Domáce elektrické svetelné zdroje

Domáce elektrické svetelné zdroje

Táto animácia nám predstaví fungovanie domácich zdrojov svetla od tradičných žiaroviek až po LED osvetlenie.

Technológia

Kľúčové slová

zdroj svetla, osvetlenie, lampa, tradičná žiarovka, halogénová žiarovka, kompaktná žiarivka, LED, žiarovka, životnosť, žeraviace vlákno, LED svietidlá, LED čip, objímka, fluorescenčný náter, elektronika, elektrický prúd, elektróda, svetlo, Edison, Thomas Edison, tepelné žiarenie, elektromagnetické, viditeľné svetlo, vodivosť, vypínač, atómový okružná, Odpor, časticová fyzika, jadrová fyzika, technika, fyzika

Súvisiace extra

Scénky

Zdroje svetla

  • tradičná žiarovka - Pri prechode elektrického prúdu sa volfrámové vlákno rozžeraví a emituje svetlo. Jej životnosť je cca. 1000 hodín.
  • halogénová lampa - Jej princíp fungovania je podobný, ako v prípade tradičných žiaroviek, ale má dlhšiu životnosť. Je to vďaka tomu, že v banke sa nachádzajú halogénové atómy, ktoré vracajú odparujúce sa volfrámové atómy späť na žeraviace vlákno. Jej životnosť je cca. 1500-5000 hodín.
  • kompaktná žiarivka - Nachádza sa v nej vzácny plyn a ortuťové atómy. Pri zapnutí prúdu ortuťové atómy emitujú UV-fotóny, tie pohltí fluorescenčná vrstva žiarivkovej trubice a emituje viditeľné fotóny. Jej životnosť je cca. 10 000 hodín (čo je 10-násobok v porovnaní s tradičnou žiarovkou).
  • LED - Sú energeticky úsporné, majú dlhú životnosť: cca. 100 000 hodín (čo je 100-násobok v porovnaní s tradičnou žiarovkou).

Tradičná žiarovka

V tradičnej žiarovke s volfrámovým vláknom pri prechode elektrického prúdu sa volfrámové vlákno rozžeraví a emituje svetlo.
Svetlo sa emituje tak, že vplyvom pretekajúceho prúdu volfrámové atómy začnú kmitať a časť svojej vibračnej energie odovzdajú vylúčením fotónov.
Sklenená banka tradičnej žiarovky s volfrámovým vláknom je vyplnená inertným plynom, môže to byť vzácny plyn alebo dusík. Na vzduchu, za prítomnosti kyslíka by žeraviace vlákno okamžite zhorelo po zapnutí.

Energetická efektívnosť tradičných žiaroviek je relatívne nízka: iba 2% elektrickej energie sa premenia na viditeľné svetlo. Ich životnosť je približne 1000 hodín.

Halogénová lampa

Princíp fungovania halogénových lámp je podobný, ako v prípade tradičných žiaroviek. Žeraviace vlákno emituje svetlo vplyvom pretekajúceho prúdu. V porovnaní s tradičnými žiarovkami má dlhšiu životnosť, nakoľko sa vo vzácnom plyne okolo žeraviaceho vlákna nachádzajú halogénové atómy.
Volfrámové atómy, ktoré sa odparujú vplyvom tepla, sa spoja s halogénovými atómami. Vytvoria volfrámový halogenid, ktorý sa v blízkosti žeraviaceho vlákna kvôli teplu rozpadne a volfrám sa uloží na žeraviace vlákno.

Toto spomaľuje stenčovanie žeraviaceho vlákna a predlžuje životnosť. Vďaka tomu možno zvýšiť teplotu žeraviaceho vlákna a dosiahnuť lepšiu efektívnosť, teda úsporu energie.

Kompaktná žiarivka

V kompaktných žiarivkách elektródy emitujú elektróny. Žiarivková trubica je vyplnená vzácnym plynom, v ktorom sa nachádzajú ortuťové atómy. Ortuťové atómy sa excitujú vplyvom elektrónov a vylučujú ultrafialové fotóny s krátkou vlnovou dĺžkou, ktoré sú pre nás neviditeľné. Fluorescenčná vrstva pokrývajúca vnútro trubice ich pohltí a vylúči viditeľné fotóny.

Vylúčenie fotónu v prípade ortuťového atómu spôsobuje to, že elektrón vystupujúci z elektródy posunie elektrón ortuťového atómu na vyššiu energetickú úroveň, excituje ho. Keď excitovaný elektrón skočí späť na nižšiu energetickú úroveň, energetický rozdiel odovzdáva v podobe UV-fotónu. Ten potom fluorescenčná vrstva premieňa na viditeľné svetlo.

Tepelná strata kompaktných žiariviek je v porovnaní s tradičnými žiarovkami nižšia, vďaka čomu je ich efektívnosť lepšia: emisia svetla 20 wattovej kompaktnej žiarivky sa zhoduje so 100 wattovou tradičnou žiarovkou. Jej životnosť je približne 10 tisíc hodín, čo je desaťnásobok životnosti tradičnej žiarovky.

LED

  • LED
  • LED žiarovka
  • LED čip - Dióda vyrobená z polovodiča (LED = light emitting diode; dióda emitujúca svetlo). Vplyvom elektrického prúdu emituje svetlo.
  • plášť
  • +
  • objímka
  • elektronika
  • banka - Jej vnútorný povrch je pokrytý fluorescenčnou vrstvou. Tá je potrebná z toho dôvodu, že svetlo emitované LED diódou má úzky rozsah vlnovej dĺžky, preto je farebné. To pohlcuje fluorescenčná vrstva a emituje biele svetlo. (V starších, tzv. RGB-LED žiarovkách používali červené, zelené a modré LED: zmiešaním týchto troch farieb vzniká biele svetlo.)
  • LED čip - Do LED žiaroviek sa v záujme väčšej intenzity svetla umiestňuje niekoľko LED čipov. LED čip je dióda vyrobená z polovodiča (LED = light emitting diode; dióda emitujúca svetlo). Vplyvom elektrického prúdu emituje svetlo.
  • LED čip
  • polovodičová vrstva typu n
  • polovodičová vrstva typu p
  • „diera” s pozitívnym nábojom
  • elektrón

V LED lampách je za emitáciu svetla zodpovedný LED čip. LED žiarovky používané na osvetlenie interiérov obsahujú v záujme lepšej intenzity svetla niekoľko LED čipov. LED čip pozostáva z dvoch polovodičových vrstiev, v ktorých sa nachádzajú voľne sa pohybujúce náboje.
V n vrstve sú to záporné elektróny, v p vrstve sú to kladne nabité "diery". Pod vplyvom napätia sa náboje pohnú, pri spojení elektrónov a "dier" sa uvoľní energia v podobe fotónov.

LED má životnosť približne 100 tisíc hodín, čo je stonásobok v porovnaní s tradičnou žiarovkou. Ich efektívnosť je veľmi dobrá: 4 wattová LED žiarovka zodpovedá 100 wattovej tradičnej žiarovke. LED žiarovky sú momentálne najúspornejšími a k životnému prostrediu najšetrnejšími žiarovkami.

Súvisiace extra

Edisonova žiarovka

Americký elektrotechnik Edison vynašiel žiarovku v roku 1879, ktorá zmenila náš každodenný život.

Elektrický zvonček

Mechanický zvonček funguje pomocou elektromagnetu.

Inžinierske siete

Je to systém, ktorý spĺňa požiadavky spotrebiteľov ako sú zásobovanie vodou, odstraňovanie odpadových vôd, elektrina, teplo, plyn a telekomunikácie.

Laboratórium Nikolu Teslu (Shoreham, USA)

Tento inžinier a vynálezca, ktorý sa venoval predovšetkým elektrotechnike, bol bezpochyby najgeniálnejšou postavou druhej priemyselnej revolúcie.

Systém elektrickej siete

Účelom elektrickej siete je poskytovať elektrinu pre spotrebiteľov.

Typy vĺn

Vlny zohrávajú veľmi dôležitú úlohu v mnohých oblastiach nášho života.

Ako funguje mobilný telefón?

Pomocou animácie spoznáme konštrukciu a fungovanie mobilných telefónov.

Ako to funguje? - Sušič vlasov

Táto animácia predstavuje konštrukciu a fungovanie sušiča vlasov.

Kondenzátor

Kondenzátor elektrickú energiu uskladňuje v podobe elektrického náboja.

Ako funguje LCD obrazovka?

LCD obrazovka vytvára obraz pomocou aktivity kvapalných kryštálov.

Ako funguje mikrovlnná rúra?

Pomocou animácie spoznáme konštrukciu a fungovanie mikrovlnnej rúry.

Ako funguje vysávač?

Vysávač vytvára mierne vákuum a prach nasáva pomocou vstupujúceho vzduchu s vyšším tlakom.

Ako to funguje? - Chladnička

Táto animácia prezentuje ako funguje chladnička.

Ako to funguje? - Elektrická naparovacia žehlička

Táto animácia prezentuje štruktúru a fungovanie elektrických naparovacích žehličiek.

Ako to funguje? - Optická disková jednotka

Táto animácia prezentuje štruktúru a činnosť rôznych typov optických diskových mechaník.

Ako to funguje? - Práčka

Pomocou animácie spoznáme štruktúru a fungovanie automatickej práčky.

Ako to funguje? - Solárny panel, solárny termálny kolektor

Energiu zo slnečného žiarenia môžeme využiť pomocou solárnych panelov a solárnych termálnych kolektrov.

Ako to funguje? - Televízor (CRT)

Pomocou tejto animácie spoznáme štruktúru a fungovanie CRT televízora.

Dom bez emisií oxidu uhličitého

Dizajn a konštrukcia moderných domov hrajú dôležitú úlohu v ochrane životného prostredia.

Generovanie striedavého prúdu

Elektrický prúd môže byť generovaný otáčaním slučky vodiča v magnetickom poli.

Pasívny dom

V pasívnom dome je možné zaistiť komfortnú vnútornú teplotu bez použitia tradičných vykurovacích a chladiacich systémov.

Povrchová elektrická doprava

Trolejbusy a električky sú prostriedky verejnej dopravy šetrné k životnému prostrediu.

Ako to funguje? - Vodovodný kohútik

Táto animácia prezentuje fungovanie 3 základných typov vodovodného kohútika.

Odraz a lom svetla

Svetelný lúč sa na rozhraní dvoch prostredí s rôznymi indexmi lomu odráža a láme.

Priehľadnosť

Táto animácia vysvetľuje priehľadnosť a nepriehľadnosť, princíp rádiografie, respektíve prečo určité materiály pohlcujú iba svetlo určitej farby.

Added to your cart.