Žarnice z žarilno nitko: vrste, tehnične značilnosti, kako pravilno izbrati

Kljub celemu seznamu pomanjkljivosti, ugotovljenih pri primerjavi z drugimi viri umetne svetlobe, so žarnice z žarilno nitko še vedno iskane tako v gospodinjstvu kot v industrijskih panogah.

Cenovno ugodne in preproste naprave se ne želijo odreči svojim položajem, čeprav je na trgu ogromno bolj ekonomičnih in 'dolgotrajnih' nadomestkov – na primer LED žarnic.

V čem je torej glavna skrivnost njihovega uspeha in zakaj so še vedno priljubljene? Ta vprašanja bomo obravnavali v našem članku, pri čemer se bomo posvetili tehničnim značilnostim običajnih žarnic in njihovim glavnim vrstam. Prav tako bomo obravnavali prednosti in pomanjkljivosti ter podali priporočila za izbiro tradicionalne žarnice.

Zgradba žarnice z žarilno nitko

Do nedavnega so se žarnice z žarilno nitko (ŽN) uporabljale povsod in jih še vedno kupujejo – lahko delujejo “s polno močjo”, močno osvetljujejo prostor, ali pa zmanjšajo svetlost s pomočjo dimmerja. Zaradi razširjenosti tradicionalnih žarnic med prebivalstvom so mnogi seznanjeni z njihovimi konstrukcijskimi značilnostmi.

Pogosto pa se je bilo treba 'seznaniti' zaradi okvare svetlobnega vira: pregorela je volframova nitka, počilo je steklo ali je žarnica odletela iz grla.

Nekateri proizvajalci so uporabili bolj zanesljive in preverjene materiale in so izdelavo žarnic z žarilno nitko jemali tako resno, da njihovi izdelki delujejo že več desetletij. A to je prej izjema kot pravilo – danes se ne daje nobenih garancij za dolgo življenjsko dobo.

Shematski prikaz žarnice z označenimi glavnimi deli. Konstrukcija vira umetne svetlobe se od izuma skoraj ni spremenila, izboljšali so se le materiali in sestava plina, ki polni žarnico.

Glavni delovni element je tako imenovano žarilno telo, pritrjeno na držala in povezano z elektrodama. V trenutku priključitve električne energije skozenj teče napetost, ki povzroči hkratno segrevanje in svetenje. Da postane sevanje vidno, mora temperatura segrevanja doseči 570 °C.

Kot najbolj odporen na visoke temperature je priznan volfram. Začne se taliti pri segrevanju na 3422 °C. Da bi maksimalno povečali sevalno površino, a zmanjšali prostornino žarilnega telesa v stekleni žarnici, ga zvijejo v spiralo.

Običajna udobna svetloba rumenega odtenka, ki ustvarja prijetnost v domu in je vizualno ocenjena kot 'topla', nastane pri segrevanju nitke na 2830–2850 °C.

Za zaščito volframa pred oksidacijo, značilno za kovine, iz žarnice izčrpajo zrak in ga nadomestijo z vakuumom ali plinom (kriptonom, argonom itd.). Tehnologija polnjenja z vakuumom je zastarela, za gospodinjske žarnice najpogosteje uporabljajo mešanico dušika in argona ali kriptona.

Kot rezultat testiranja je bila ugotovljena minimalna življenjska doba žarnice – 1.000 ur. Vendar se ob upoštevanju naključnih vzrokov, ki naprave predčasno izločijo iz uporabe, dopušča, da standardi veljajo le za 50 % izdelkov iz vsake serije. Čas delovanja druge polovice je lahko daljši ali krajši – odvisno od pogojev uporabe.

Vrste in značilnosti uporabe žarnic z žarilno nitko

Kakovostne lastnosti in označevanje volframovih žarnic so urejene s standardom GOST R 52712-2007. Glede na vrsto polnjenja bučke se žarnice na žarilno nitko delijo na vakuumske in polnjene s plinom.

Prve služijo manj časa zaradi neizogibnega izparevanja volframove nitke. Poleg tega se volframovi hlapi usedajo na steklenem ovoju vakuumskega vira, kar znatno zmanjša prosojnost in sposobnost stekla za prepuščanje svetlobe. Proizvajajo jih z monospiralo, v nomenklaturni oznaki imajo dodeljeno črko V.

V napravah, polnjenih s plinom, so pomanjkljivosti vakuumskih žarnic zmanjšane. Plin skrajša postopek izparevanja in preprečuje usedanje volframa na stenah bučke. Monospiralne vrste, polnjene s plinom, so označene s črko G, žarnice z dvojno navito spiralo, tj. bispiralne, pa so označene s črko B. Če ima bispiralna različica nomenklaturo BK, pomeni, da je bilo pri njenem polnjenju uporabljen kripton.

V halogenskih žarnicah (HLN) dodajajo polnilu steklene bučke brom ali jod, zahvaljujoč katerima se izpareli atomi volframa po izparevanju vrnejo nazaj na žarilno nitko. Halogenske žarnice se proizvajajo v dveh oblikah: v obliki kvarčnih cevi z dolgo spiralo ali v kapsulni različici s kompaktnim delovnim elementom.

V državnih standardih poteka delitev v skupine glede na področje uporabe, vendar se dotikajo tudi drugih lastnosti. Recimo, na isti ravni se obravnavajo 'električne miniatuurne žarnice na žarilno nitko' (LN mn) in 'infracrvene zrcalne žarnice na žarilno nitko' (ZK – naprave s koncentriranim svetlobnim porazdeljevanjem, ZD – s srednjim) – kot vidite, so za označevanje kategorij izbrani različni kriteriji.

Obstajajo skupine, ki jih lahko uvrstimo med najbolj iskane:

• splošnega namena;
• za prevozna sredstva;
• reflektorje;
• miniatuurne in drugo.

Oglejmo si področja uporabe in značilnosti različnih kategorij, ki se v nekaterih primerih lahko med seboj prekrivajo.

Opis tehničnih zahtev za vsako od naštetih kategorij je mogoče najti v ustreznih razdelkih GOST. Zaradi posebnosti konstrukcije in področja uporabe se označevanje naprav iz različnih skupin razlikuje.

Svetilko je lažje izbrati, če se orientirate v simbolnih oznakah. Te odražajo pomembne tehnične lastnosti, možno področje uporabe, posebnosti konstrukcije in tehnologije izdelave.

Označevanje tujih proizvajalcev spominja na domače, vendar ima svoje posebnosti. Običajno se nanese z metodo vtiskovanja na podnožje in služi kot eden od načinov razlikovanja originalnega izdelka od ponaredka.

Najprej so navedene črke v količini od 1 do 4, ki odražajo značilne konstrukcijske posebnosti. Za lažje dekodiranje je za osnovo vzeta prva črka temeljnega kriterija, na primer: G – plinska monospiralna svetilka, V – vakumska monospiralna, K – kriptonska in druge.

Nato sledi navedba namembnosti:

• Ž – železniška;
• A – avtomobilska;
• SM – letalska;
• PŽ – za reflektorske in druge.

Za črkami so navedene številke, ki označujejo tehnične lastnosti – napetost (V) in moč (W). Označevanje svetilk posebnega tipa se razlikuje: moč ni navedena, lahko pa določimo tok, svetlobni tok ali svetilnost. Če ima naprava dve spirali, je moč za vsako navedena posebej.

Zadnja številka lahko označuje številko razvoja, če je bila konstrukcija spremenjena.

Glavne tehnične značilnosti

Najpomembnejši parameter svetlobnih virov z žarilno nitko je moč, določena v vatih. Namen svetilk je različen, zato je obseg velik – od 0,1 W indikatorskih »svetlečih kresnic« do 23.000 W reflektorjev za svetilnike.

Podjetji General Electric in Osram izdelujeta močne svetilke za gledališke in kinematografske uprizoritve.

Reflektorski izdelki se razlikujejo ne le po vrednosti moči (do 24.000 W), ampak tudi po svetlobnem toku. LED reflektor lahko odda 400.000 lumnov, medtem ko posebna žarnica z žarilno nitko – 800.000 lumnov.

V gospodinjstvu se uporabljajo nizkomočne naprave, v glavnem od 15 W do 150 W, v industrijski sferi pa svetilke z močjo do 1500 W.

Kakovost svetlobnega toka in stopnja razpršitve se uravnavata z materialom izdelave žarnice. Maksimalna svetlobna prepustnost je značilna za svetilke s prozornim steklom, medtem ko druga dva tipa absorbirata del svetlobe. Na primer, matirano steklo žarnice ukrade 3% svetlobnega toka, belo pa 20%.

Pogosto je moč gospodinjskih žarnic z žarilno nitko omejena z materialom svetil (senčnikov, plafonov). Proizvajalci lestencev in stenskih svetil običajno navajajo priporočene parametre – praviloma 40 W, redkeje 60 W.

Navadne električne žarnice močno segrevajo okoliške predmete, za razliko od na primer LED ali nizko močnih halogenskih, zato jih ni mogoče uporabiti za vgradnjo v napete stropove.

Leta 2011 so bile žarnice z žarilno nitko uradno priznane kot nizko učinkovite in požarno nevarne, zato je bil sprejet zakon o prenehanju proizvodnje svetlobnih virov 100 W. Na vrsti je zakon o prepovedi naprav z močjo nad 50 W.

Vendar uporabnik ničesar ne izgubi, saj je na sodobnem trgu ogromno učinkovitejših in varčnejših LED žarnic in drugih analogov.

Tabela, ki prikazuje učinkovitost delovanja različnih vrst gospodinjskih žarnic. Po navedenih tehničnih značilnostih je dobro vidno, kako žarnice z žarilno nitko izgubljajo proti alternativnim možnostim na vseh področjih.

Danes se mnogi odpovedujejo zastareli vrsti žarnic zaradi velike porabe električne energije in kratke življenjske dobe. Vendar obstajajo kategorije ljudi, ki raje kupujejo poceni in neučinkovite vire – zahvaljujoč njim se proizvodnja žarnic z žarilno nitko nadaljuje.

Drugi pomemben kazalnik, ki ga morate pri nakupu nujno upoštevati, je – vrsta podnožja žarnice z žarilno nitko, določena z velikostjo. Pri uvoženih in domačih LED žarnicah je veliko vrst podnožij, medtem ko so preproste žarnice omejene na tri.

Če je treba zamenjati žarnico v lestencu ali namizni svetilki, bodite pozorni na premer podnožja – E14 ali E27. Naprave s podnožjem E40 se v gospodinjstvu ne uporabljajo.

Zdaj proizvajalce obvezujejo, da vsak izdelek zapakirajo v ločeno škatlico, tako da je tehnične značilnosti mogoče najti na njej. Običajno navajajo moč, razred energetske učinkovitosti (nizek – E), vrsto podnožja, prosojnost žarnice, življenjsko dobo v urah.

Prednosti in pomanjkljivosti žarnic z žarilno nitko

Potrošnik še naprej kupuje nevarčne žarnice zaradi vrste prednosti, čeprav so nekatere izmed njih zelo pogojne.

Po mnenjih jih izbirajo zaradi naslednjih lastnosti:

• nizka cena;
• odsotnost krmilne opreme za zagon;
• takojšen vžig po vklopu;
• znana »domača« svetloba;
• odsotnost škodljivih snovi;
• ni reakcije na nizke temperature in elektromagnetne impulze.

Vendar malokdo ocenjuje kakovost svetlobnega toka ali utripanja, vendar je za večino odločilen prvi dejavnik.

Toda pomanjkljivosti so veliko bolj tehtne, saj so med njimi razmeroma nizka svetlobna učinkovitost, omejena življenjska doba, majhen razpon barvne temperature (samo rumena svetloba), odvisnost od nihanj napetosti v omrežju, požarna nevarnost.

Če vklopite žarnico z žarilno nitko moči 40 W, se po pol ure segreje na +145–148 °C in začne segrevati okoliške predmete, kar lahko privede do nenamernega vžiga.

Zdaj obstaja možnost, da v praksi primerjate delovanje žarnic z žarilno nitko, plinskih in LED analogov. Vsak, ki je opazil razliko v porabi energije, je že zdavnaj prešel na energijsko varčne naprave.

Priporočila za izbiro žarnice

Pri nakupu žarnice se najprej osredotočite na velikost grla in moč. Ta dva parametra je enostavno določiti po starem, pregorelem viru svetlobe.

Posebej za ljubitelje tradicionalnih žarnic se proizvajajo filamentne naprave na LED, ki so po obliki podobne, vendar se ugodno razlikujejo po svojih značilnostih.

Če izberete napravo manjše moči, bo svetlobni tok šibkejši; če izberete večje moči, tvegate celovitost senčnikov – lahko se deformirajo zaradi visoke temperature segrevanja.

Poleg tehničnih lastnosti bodite pozorni na kakovost izdelave žarnice. Prednost dajte izdelkom s širokim kontaktom grla, spajkanim tokovnim vodnikom in stabilno pritrjeno žarilno nitko.

Zaključki in koristen video na to temo

Še več poučnih in zanimivih informacij o proizvodnji, uporabi in pomanjkljivostih žarnic z žarilno nitko – v videoposnetkih, ki so jih posneli strokovnjaki in ljubitelji.

Zanimiva dejstva o žarnicah z žarilno nitko:

Kako poteka proizvodnja žarnic z žarilno nitko:

Primerjalni pregled žarnic različnih vrst:

Priljubljeno o izbiri žarnic za dom:

Potrošnik se sam odloči za izbiro žarnice za uporabo v gospodinjstvu. Vendar ne lovite poceni in zavajajočih ugodnosti.

Glede na to, da osvetlitev uporabljamo nenehno in je žarnic v hiši praviloma več kot deset, je treba pregledati navade. Mnogi uporabniki so že zdavnaj prešli na bolj zanesljive, varčne in varne LED žarnice.

Ste opazili v predstavljenem gradivu napake ali netočnosti? Ali želite dopolniti ta članek s koristnimi priporočili? Pišite nam o tem, prosim, v bloku za komentarje.

Če raje uporabljate tradicionalne žarnice namesto varčnejših energijsko varčnih in želite deliti svoje mnenje o njih, napišite svoje stališče o smiselnosti uporabe običajnih žarnic pod tem člankom.