Przedmioty:
- żarówka
- Lampa halogenowa
- Lampa ksenonowa
Żarówka:
Wynalezienie żarówki często przypisuje się Thomasowi Alvie Edisonowi. Byli jednak inni ludzie, którzy przyczynili się do opracowania sposobu wytwarzania światła za pomocą energii elektrycznej. W 1801 roku Humphry Davy przeprowadził eksperyment ze świecącym drutem platynowym, który natychmiast się spalił. W 1854 roku Heinrichowi Göbelowi udało się stworzyć pierwszą prawdziwą żarówkę. Jego żarówka składała się ze zwęglonego włókna bambusa umieszczonego w odkurzonej butelce po wodzie kolońskiej.
Udało mu się odkurzyć butelkę, napełniając ją rtęcią, a następnie opróżniając. Próżnia zapobiegła spaleniu włókna bambusa. Lampa Göbela paliła się przez 400 godzin. Edison ubiegał się o patent na ten sam typ lampy przez 25 lat. Göbel wszczął tu proces sądowy i został usprawiedliwiony w 1893 roku. Jednak zmarł w tym samym roku.
Żarówka to lampa szklana, w której światło jest wytwarzane za pomocą żarnika lub żarnika. Po przyłożeniu napięcia przez żarnik przepływa prąd, powodując jego nagrzanie i emisję światła. Kiedyś włókno składało się z węgla, obecnie składa się z wolframu. Szkło żarówki jest dość mocne, mimo że jest cieńsze niż kartka papieru. Jest to możliwe dzięki kształtowi, w jakim szkło jest dmuchane. Opór elektryczny żarnika składającego się z wolframu na zimno wynosi nie więcej niż kilkadziesiąt omów, a bezpośrednio po przyłożeniu napięcia wzrasta do kilkuset do tysięcy omów pod wpływem wytworzonego ciepła. Podczas włączania żarówki powstaje szczyt prądu, który często jest przyczyną przepalenia żarnika, jeśli zawierał już cienką plamkę.
Włókno nie spala się po prostu podczas świecenia. Dzieje się tak dlatego, że szklana bańka, w której znajduje się żarnik, nie zawiera tlenu lub zawiera go bardzo mało, ale jest wypełniona argonem lub innym gazem szlachetnym. Na wolnym powietrzu żarnik przeciętnej lampy przepaliłby się po kilku sekundach od przyłożenia napięcia. W płonącej żarówce materiał żarnika odparowuje bardzo stopniowo w wyniku nagrzewania i osadza się na wewnętrznej stronie szklanej żarówki. Można to rozpoznać po ciemnym kolorze, jaki starsze lampy uzyskują po wewnętrznej stronie szkła. Jeśli wewnątrz jest ciemna mgła, lepiej natychmiast wymienić lampę. Przy wymianie jednej lampy najlepiej jest sprawdzić także stan pozostałych lamp.
Lampa halogenowa:
Lampa halogenowa staje się bardzo gorąca. Temperatura może osiągnąć 250 stopni. Dlatego lampa posiada również szkło żaroodporne. Do lampy pod wysokim ciśnieniem dodaje się niewielką ilość halogenu (np. jodu, bromu, chloru lub fluoru), który pod wpływem ciepła przechodzi w stan gazowy. Halogen tworzy wiązanie z odparowanym materiałem żarnika w zimniejszych częściach lampy. Ten gazowy związek rozkłada się z powrotem na halogen i metal, gdy zbliży się do bardzo gorącego włókna. Metal następnie wytrąca się z powrotem na włókno, przedłużając jego żywotność.
Zaletą tej lampy jest to, że jest niewielka, a światło łatwo skupić.
Więcej informacji na temat reflektora i wiązki światła znajdziesz na stronie reflektor.
Lampa ksenonowa:
Gazowa lampa wyładowcza ma większy strumień świetlny niż standardowa lampa halogenowa. Oświetlenie wyładowcze gazowe nazywane jest „oświetleniem ksenonowym”. Ta technologia oświetleniowa jest stosowana już od jakiegoś czasu. Nie w branży motoryzacyjnej, ale jako oświetlenie stadionów piłkarskich. Dzięki oświetleniu ksenonowemu możliwe jest przybliżone natężenie i barwa światła dziennego.
Zalety ksenonu:
- Oświetlenie ksenonowe w samochodzie jest jaśniejsze i rozprzestrzenia się lepiej niż standardowe oświetlenie halogenowe.
- Dzięki ogromnej wydajności świetlnej oświetlenia ksenonowego możliwy jest montaż reflektorów w mniejszej obudowie. Już przy mniejszej powierzchni można uzyskać taki sam lub większy strumień świetlny. Daje to producentowi samochodów tę zaletę, że optymalizuje aerodynamikę, a także zapewnia większą swobodę w projektowaniu.
- Zużywa 30% mniej energii.
Wady ksenonu: - Oślepia nadjeżdżających pojazdów szybciej niż w przypadku oświetlenia halogenowego, zwłaszcza gdy reflektor nie jest wyposażony w odpowiednią soczewkę do oświetlenia ksenonowego.
Jak wspomniano wcześniej, większy strumień świetlny umożliwia zastosowanie mniejszego odbłyśnika i reflektora. Ponieważ lampy ksenonowe przekształcają energię elektryczną w światło z większą wydajnością, wydziela się znacznie mniej ciepła niż w przypadku standardowego oświetlenia halogenowego.
Żywotność lamp ksenonowych jest również dłuższa niż lamp halogenowych. Średnia żywotność lampy ksenonowej wynosi zazwyczaj około 2000 godzin. Odpowiada to średniej żywotności samochodu.
Rozporządzenie ECE stanowi, że pojazdy wyposażone w oświetlenie ksenonowe muszą być również wyposażone w kontrolę poziomu. Kontrola poziomu (automatyczna kontrola wysokości) zapobiega oślepianiu pojazdów nadjeżdżających z naprzeciwka. Na tylnej osi zamontowany jest czujnik kąta, który rejestruje wyboczenie pojazdu. Zarejestrowane dane są przetwarzane w jednostce sterującej, która z kolei pochyla reflektor w górę lub w dół.
Aby w jak największym stopniu zapobiec tworzeniu się światła rozproszonego, czyli światła wypadającego poza zamierzoną wiązkę światła, konieczne jest, aby soczewki reflektorów pozostały czyste. Dlatego w samochodach wyposażonych w oświetlenie ksenonowe obowiązkowy jest system mycia soczewek reflektorów. Pompa wytwarza ciśnienie wody około 3,5 bara, po czym z nadwozia wychodzą 2 ramiona, które spryskują soczewki reflektorów. Po spryskaniu ramiona są wciągane z powrotem do ciała.
Więcej informacji na temat reflektora znajdziesz na stronie reflektor.
Lampy ksenonowe nie mają żarników jak lampy halogenowe. Zamiast tego stosuje się rurkę wyładowczą otoczoną szkłem kwarcowym. Lampa wypełniona gazami szlachetnymi i halogenkami metali, zapala się za pomocą dwóch elektrod, pomiędzy którymi powstaje łuk elektryczny. Łuk powstaje w wyniku dostarczenia krótkotrwałego impulsu zapłonowego o napięciu od 20.000 30.000 do 85 XNUMX woltów. Następnie stałe napięcie wynoszące około XNUMX woltów zapewnia dalsze świecenie lampy.
Aby wygenerować i ograniczyć te wysokie napięcia, stosuje się statecznik: zapalnik. Zapalnik zapewnia wysokie napięcie włączenia. Statecznik (rysowany oddzielnie od zapalnika na rysunku) jest często montowany w jednej obudowie z zapalnikiem. Statecznik kontroluje maksymalny prąd płynący przez lampę. Gdyby nie użyto statecznika, lampa otrzymywałaby zbyt duży prąd i uległaby uszkodzeniu.
