Světla a výbojky

01Světelné veličiny

• Světelný tok Φ [lm] — množství světla, které zdroj vyzáří do všech směrů.
• Svítivost I [cd] — světelný tok v určitém směru; kandela je základní jednotka SI.
• Osvětlenost E [lx] — světelný tok dopadající na plochu, E = Φ/S. U bodového zdroje E = I/d².
• Jas L [cd/m²] — jak jasně se nám plocha nebo zdroj jeví.
• Měrný výkon η [lm/W] — kolik lumenů dá zdroj z jednoho wattu příkonu.
• Teplota chromatičnosti [K] — barva bílého světla (teple bílá do 3300 K, neutrální 3300–5300 K, studená nad 5300 K).
• Index podání barev Ra — jak věrně zdroj zobrazuje barvy (100 = nejlepší).

02Teplotní zdroje — žárovka a halogenová žárovka

Žárovka svítí rozžhaveným wolframovým vláknem ve vakuu nebo inertním plynu. Má výborné podání barev (Ra 100) a teplou barvu, ale jen asi 10–15 lm/W a život kolem 1000 hodin — většina energie odchází jako teplo.

Halogenová žárovka obsahuje halogen, který vrací odpařený wolfram zpět na vlákno (halogenový cyklus). Vlákno může být teplejší, takže světlo je bělejší a účinnost i život vyšší. Křemenné baňky se nesmí dotýkat holou rukou.

03Výbojové zdroje

Výbojka svítí elektrickým výbojem v plynu nebo parách kovů. Výboj má zápornou voltampérovou charakteristiku — s rostoucím proudem klesá napětí, proto musí být proud vždy omezen předřadníkem (tlumivkou nebo elektronickým předřadníkem).

• Zářivka — nízkotlaká rtuťová výbojka; UV záření výboje mění luminofor na stěně trubice ve viditelné světlo. Klasicky tlumivka + startér, dnes elektronický předřadník.
• Kompaktní zářivka — zářivka se zabudovaným elektronickým předřadníkem a paticí E27/E14.
• Vysokotlaká rtuťová výbojka — modrobílé světlo, nízké Ra, dnes se nahrazuje.
• Sodíková výbojka — žlutooranžové světlo, velmi vysoký měrný výkon, nízké Ra; veřejné osvětlení.
• Halogenidová (metalhalogenidová) výbojka — bílé světlo s dobrým podáním barev; haly, stadiony, výlohy.

04Předřadníky, start a provoz výbojek

• Tlumivka omezuje proud výbojem; jako indukční zátěž zhoršuje účiník, proto se doplňuje kompenzační kondenzátor.
• Startér u zářivky předehřeje elektrody a jeho rozepnutím vznikne v tlumivce napěťový impulz, který výboj zapálí.
• Vysokotlaké výbojky zapaluje zapalovač impulzy několika kV. Na plný tok najíždějí několik minut a po zhasnutí je nutné vychladnutí před opětovným zapálením.
• Při napájení 50 Hz světlo pulzuje 100× za sekundu — stroboskopický jev může způsobit, že točící se stroj vypadá jako stojící. Řeší se rozfázováním svítidel nebo elektronickým předřadníkem.
• Zářivky a výbojky obsahují rtuť a patří do zpětného odběru jako nebezpečný odpad.

05LED

LED (světlo emitující dioda) svítí elektroluminiscencí v PN přechodu. Bílé světlo vzniká nejčastěji modrým čipem s luminoforem. Dosahuje přes 100 lm/W, svítí okamžitě a vydrží desítky tisíc hodin.

LED se napájí driverem — zdrojem konstantního proudu. Život nejvíce zkracuje vysoká teplota čipu, proto potřebuje dobré chlazení. Ke stmívání je nutný stmívatelný zdroj.