Předměty:
- žárovka
- Halogenová lampa
- Xenonová výbojka
Žárovka:
Vynález žárovky je často připisován Thomasi Alvě Edisonovi. Existovali však i další lidé, kteří přispěli k vývoji prostředku pro generování světla pomocí elektřiny. V roce 1801 Humphry Davy experimentoval se žhnoucím platinovým drátem, který okamžitě shořel. V roce 1854 se Heinrichu Göbelovi podařilo vytvořit první skutečnou žárovku. Jeho žárovka sestávala ze spáleného bambusového vlákna ve vakuované kolínské láhvi.
Láhev dokázal vysát tak, že ji naplnil rtutí a následně vypustil. Vakuum zabránilo spálení bambusového vlákna. Göbelova lampa hořela 400 hodin. Edison žádal o patent na stejný typ lampy 25 let. Göbel zde zahájil soudní spor a v roce 1893 byl ospravedlněn. Ve stejném roce však zemřel.
Žárovka je skleněná lampa, ve které se světlo vytváří pomocí vlákna nebo vlákna. Když je přivedeno napětí, bude vláknem protékat proud, který způsobí, že se zahřeje a vyzařuje světlo. Vlákno se dříve skládalo z uhlíku, ale dnes se skládá z materiálu wolfram. Sklo žárovky je poměrně pevné, i když je tenčí než list papíru. To je možné díky tvaru, ve kterém je sklo foukané. Elektrický odpor vlákna sestávajícího z wolframu za studena není větší než několik desítek Ohmů a bezprostředně po přivedení napětí se vlivem vyvinutého tepla stává několika set až tisíci Ohmů. Při zapnutí žárovky se tak vytvoří proudová špička, která je často příčinou vyhoření vlákna, pokud již obsahovalo tenké místo.
Vlákno během žhavení jednoduše nevyhoří. Je to proto, že skleněná baňka, ve které je vlákno umístěno, neobsahuje žádný nebo velmi málo kyslíku, ale je naplněna argonem nebo jiným vzácným plynem. Ve venkovním prostředí by vlákno průměrné lampy shořelo po několika sekundách po přivedení napětí. V hořící žárovce se materiál vlákna vlivem zahřívání velmi pozvolna odpařuje a ukládá se na vnitřní straně skleněné baňky. To se pozná podle tmavé barvy, kterou starší lampy dostávají na vnitřní stranu skla. Pokud je uvnitř tmavý opar, je lepší lampu ihned vyměnit. Při výměně jedné žárovky je nejlepší podívat se také na stav ostatních žárovek.
Halogenová lampa:
Halogenová žárovka je extrémně horká. Teplota může dosáhnout 250 stupňů. Lampa má tedy i žáruvzdorné sklo. Do lampy se pod vysokým tlakem přidává malé množství halogenu (např. jód, brom, chlor nebo fluor), který se působením tepla stává plynným. Halogen vytváří vazbu s odpařeným materiálem vlákna v chladnějších částech výbojky. Tato plynná sloučenina se rozkládá zpět na halogen a kov, když se dostane do blízkosti velmi horkého vlákna. Kov se pak vysráží zpět na vlákno, čímž se prodlouží jeho životnost.
Výhodou této lampy je, že je malá a světlo se snadno zaostřuje.
Více informací o světlometu a světelném paprsku naleznete na stránce světlomet.
Xenonová výbojka:
Plynová výbojka má větší světelný výkon než standardní halogenová žárovka. Výbojkové osvětlení se nazývá „xenonové osvětlení“. Tato technologie osvětlení se používá již nějakou dobu. Ne v automobilovém průmyslu, ale jako osvětlení fotbalových stadionů. Pomocí xenonového osvětlení je možné aproximovat intenzitu a barvu denního světla.
Výhody xenonu:
- Xenonové osvětlení v autě je jasnější a šíří se lépe než standardní halogenové osvětlení.
- Díky enormnímu světelnému výkonu xenonového osvětlení je možné světlomety namontovat do menšího pouzdra. S menší plochou je již možné vytvořit stejný nebo větší světelný výkon. To má pro výrobce automobilů výhodu v optimalizaci aerodynamiky a také je zde větší volnost v designu.
- Spotřebuje o 30 % méně energie.
Nevýhody xenonu: - Oslňuje protijedoucí vozidla rychleji než s halogenovým osvětlením, zvláště když světlomet nemá vhodnou čočku pro xenonové osvětlení.
Jak již bylo zmíněno dříve, vyšší světelný výkon umožňuje použít menší reflektor a světlomet. Protože xenonové výbojky přeměňují elektrickou energii na světlo s vyšší účinností, uvolňuje se mnohem méně tepla než u standardního halogenového osvětlení.
Životnost xenonových výbojek je také delší než u halogenových výbojek. Průměrná životnost xenonové výbojky je obecně asi 2000 hodin. To odpovídá průměrné životnosti auta.
Předpis EHK uvádí, že vozidla vybavená xenonovým osvětlením musí být vybavena i hladinovým ovládáním. Řízení úrovně (automatická regulace výšky) zabraňuje oslňování protijedoucích vozidel. Na zadní nápravě je namontován úhlový snímač, který registruje vybočení vozidla. Tato zaznamenaná data jsou zpracovávána v řídicí jednotce, která zase naklání jednotku světlometu nahoru nebo dolů.
Aby se co nejvíce zabránilo vzniku rozptýleného světla, tedy světla, které dopadá mimo skutečný zamýšlený paprsek, je nutné, aby čočky světlometů zůstaly čisté. Proto je u vozů s xenonovým osvětlením povinný ostřikovač skel světlometů. Čerpadlo vytvoří tlak vody přibližně 3,5 baru, načež se z karoserie vynoří 2 ramena, která ostříkají čočky světlometů. Po nástřiku jsou paže vtaženy zpět do těla.
Více informací o světlometu naleznete na stránce světlomet.
Xenonové výbojky nemají vlákna jako halogenové výbojky. Místo toho se používá výbojka, která je obklopena křemenným sklem. Lampa je naplněna vzácnými plyny a halogenidy kovů a zapaluje se pomocí dvou elektrod, mezi kterými je vytvořen oblouk. Oblouk je vytvořen dodáním krátkodobého zapalovacího impulsu mezi 20.000 30.000 a 85 XNUMX volty. Konstantní napětí přibližně XNUMX voltů pak zajišťuje, že lampa bude dále hořet.
K vytvoření a omezení těchto vysokých napětí se používá předřadník: zapalovač. Zapalovač poskytuje vysoké spínací napětí. Předřadník (na obrázku nakreslený odděleně od zapalovače) je často namontován v jednom pouzdře se zapalovačem. Předřadník řídí maximální proud procházející lampou. Pokud by nebyl použit žádný předřadník, lampa by dostala příliš vysoký proud a rozbila by se.
