Žarulje sa žarnom niti: vrste, tehničke značajke, kako pravilno odabrati

Unatoč cijelom popisu nedostataka utvrđenih u usporedbi s drugim izvorima umjetne svjetlosti, žarulje sa žarnom niti i dalje su tražene kako u kućanstvu tako i u industrijskim sektorima.

Jeftini i jednostavni uređaji ne žele odustati od svoje pozicije, iako se na tržištu pojavio ogroman broj ekonomičnijih i dugotrajnijih zamjena – primjerice, LED žarulja.

Koja je glavna tajna njihova uspjeha i zašto su još uvijek popularne? Ova pitanja razmotrit ćemo u našem članku, osvrćući se na tehničke karakteristike običnih žarulja i njihove glavne vrste. Također ćemo razmotriti prednosti i nedostatke te dati preporuke za odabir tradicionalne žarulje.

Konstrukcija žarulje sa žarnom niti

Donedavno su se žarulje sa žarnom niti (LN) koristile posvuda, a još uvijek ih se kupuje – mogu raditi “pune snage”, jako osvjetljavajući prostoriju, ili smanjivati jačinu pomoću dimmera. Zbog raširenosti tradicionalnih žarulja među stanovništvom, mnogi su upoznati s njihovim konstrukcijskim značajkama.

Štoviše, često su se upoznavali s njima zbog kvara izvora svjetlosti: pregorela je volframova nit, napuklo staklo ili je žarulja ispala iz grla.

Pojedini proizvođači koristili su pouzdanije i provjerene materijale i odnosili su se prema proizvodnji žarulja sa žarnom niti toliko odgovorno da njihovi proizvodi rade već nekoliko desetljeća. No to je prije iznimka nego pravilo – danas se ne daju nikakva jamstva za dugotrajan rad.

Shematski prikaz žarulje s oznakom glavnih dijelova. Konstrukcija izvora umjetne svjetlosti od trenutka izuma gotovo se nije promijenila, usavršavali su se samo materijali i sastav plina koji ispunjava staklenu žarulju.

Glavni aktivni element je takozvano tijelo žarenja, pričvršćeno na držače i spojeno na elektrode. U trenutku priključenja električne energije kroz njega prolazi napon, uzrokujući istovremeno zagrijavanje i svjetljenje. Da bi zračenje postalo vidljivo, temperatura zagrijavanja mora dosegnuti 570 °C.

Volfram je priznat kao metal najotporniji na visoke temperature. Počinje se topiti zagrijavanjem na 3422 °C. Kako bi se maksimalno povećala površina zračenja, ali smanjio volumen tijela žarenja unutar staklene žarulje, uvija se u spiralu.

Uobičajeno ugodno svjetlo žute nijanse koje stvara udobnost u domu i vizualno se smatra 'toplim', nastaje zagrijavanjem žarne niti na 2830-2850 °C.

Kako bi se volfram zaštitio od procesa oksidacije, karakterističnog za metale, iz žarulje se isisava zrak i zamjenjuje vakuumom ili plinom (kriptonom, argonom i dr.). Tehnologija punjenja vakuumom je zastarjela; za kućanske žarulje najčešće se koristi mješavina dušika i argona ili kriptona.

Ispitivanjem je utvrđeno minimalno trajanje gorenja žarulje – 1 tisuća sati. No, uzimajući u obzir slučajne uzroke koji dovode do preranog kvara uređaja, dopušteno je da se norme odnose samo na 50% proizvoda iz svake serije. Vrijeme rada druge polovice može biti duže ili kraće – ovisno o uvjetima korištenja.

Vrste i značajke primjene žarulja sa žarnom niti

Kvalitativne karakteristike i označavanje volframovih žarulja regulirani su normom GOST R 52712-2007. Prema vrsti punjenja balona, LN uređaji dijele se na vakuumske i plinske varijante.

Prve traju kraće zbog neizbježnog isparavanja volframove niti. Osim toga, volframove isparine talože se na staklenom omotaču vakuumskog izvora, što osjetno smanjuje prozirnost i sposobnost stakla da propušta svjetlost. Proizvode se s monospiralom; u nomenklaturnoj oznaci dodijeljeno im je slovo V.

U plinskim uređajima minimizirani su nedostaci vakuumskih žarulja. Plin smanjuje proces isparavanja i sprječava taloženje volframa na stijenkama balona. Plinske monospiralne vrste označene su slovom G, a žarulje s dvostruko namotanom spiralom, tj. bispiralne, označavaju se slovom B. Ako bispiralna varijanta ima nomenklaturu BK, to znači da je u njenom punjenju korišten kripton.

U halogenim žaruljama GLN u punilo staklenog balona dodaju se brom ili jod, zahvaljujući kojima se ispareni atomi volframa nakon isparavanja vraćaju na žarnu nit. Halogene žarulje proizvode se u dva formata: u obliku kvarcnih cijevi s dugom spiralom ili u kapsulnoj varijanti s kompaktnim radnim elementom.

U državnim standardima podjela u skupine vrši se prema području primjene, međutim dotiču se i druge karakteristike. Primjerice, na istoj razini razmatraju se 'LN električne minijaturne' (LN mn) i 'LN infracrvene zrcalne' (ZK – uređaji s koncentriranom raspodjelom svjetla, ZD – sa srednjom) – kao što vidite, za označavanje kategorija odabrani su različiti kriteriji.

Postoje skupine koje se mogu svrstati među najtraženije:

• opće namjene;
• za prijevozna sredstva;
• reflektorske;
• minijaturne i dr.

Razmotrimo područja primjene i značajke raznih kategorija, koje se u nekim slučajevima mogu međusobno preklapati.

Opis tehničkih zahtjeva za svaku od navedenih kategorija može se pronaći u odgovarajućim odjeljcima GOST-a. Zbog značajki konstrukcije i područja primjene, označavanje uređaja iz različitih skupina se razlikuje.

Lampu je lakše odabrati ako se orijentirate u uvjetnim oznakama. One odražavaju važne tehničke karakteristike, moguće područje uporabe, značajke konstrukcije i tehnologiju izrade.

Oznaka stranih proizvođača nalikuje domaćoj, ali ima svoje specifičnosti. Obično se nanosi metodom utiskivanja na grlo i služi kao jedan od načina razlikovanja originalnog proizvoda od krivotvorine.

Na početku su navedena slova u broju od 1 do 4, koja odražavaju karakteristične konstrukcijske značajke. Radi lakšeg dešifriranja kao osnova je uzeto prvo slovo temeljnog kriterija, na primjer, G – plinska monospiralna žarulja, V – vakuumska monospiralna, K – kriptonska i dr.

Zatim slijedi naznaka namjene:

• Ž – željeznička;
• A – automobilska;
• SM – zrakoplovna;
• PŽ – za reflektore i dr.

Iza slova nalaze se brojke koje označavaju tehničke karakteristike – napon (V) i snagu (W). Oznaka žarulja posebnog tipa se razlikuje: snaga nije navedena, ali se može odrediti struja, svjetlosni tok ili jakost svjetlosti. Ako uređaj ima dvije spirale, snaga za svaku od njih navodi se zasebno.

Posljednja znamenka može označavati broj razvojne faze ako je konstrukcija modificirana.

Osnovne tehničke karakteristike

Najvažniji parametar izvora svjetlosti sa žarnom niti je snaga, koja se određuje u vatima. Namjena žarulja je različita, stoga je raspon velik – od 0,1 W indikatorskih 'svjetiljki' do 23 tisuće W reflektora za svjetionike.

Tvrtke General Electric i Osram proizvode snažne svjetiljke za kazališne i filmske produkcije.

Reflektorski proizvodi razlikuju se ne samo po vrijednosti snage (do 24000 W), već i po svjetlosnom toku. LED reflektor može dati 400 000 lumena, dok posebna žarulja sa žarnom niti daje 800 000 lumena.

U kućanstvu se koriste uređaji male snage, uglavnom od 15 W do 150 W, dok se u industrijskoj sferi primjenjuju žarulje snage do 1500 W.

Kvaliteta svjetlosnog toka i stupanj raspršenja reguliraju se materijalom od kojeg je izrađena žarulja. Maksimalna svjetlosna propusnost karakteristična je za žarulje s prozirnim staklom, dok druga dva tipa apsorbiraju dio svjetlosti. Na primjer, matirano staklo žarulje 'krade' 3% svjetlosnog toka, a bijelo 20%.

Često je snaga kućanskih žarulja sa žarnom niti ograničena materijalom svjetiljki (sjenila, plafonjera). Proizvođači lustera i zidnih svjetiljki obično navode preporučene parametre – u pravilu 40 W, rjeđe 60 W.

Obične električne žarulje jako zagrijavaju okolne predmete za razliku, na primjer, od LED ili niskosnažnih halogenih, stoga se ne mogu koristiti za ugradnju u rastezljive stropove.

2011. godine žarulje sa žarnom niti službeno su proglašene nisko ekonomičnima i opasnima od požara, stoga je donesen zakon o prestanku proizvodnje izvora svjetlosti od 100 W. Na redu je zakon o zabrani uređaja snage veće od 50 W.

Međutim, korisnik ništa ne gubi, jer na suvremenom tržištu postoji ogroman broj učinkovitijih i ekonomičnijih LED žarulja i drugih analoga.

Tablica koja prikazuje učinkovitost rada različitih vrsta kućanskih žarulja. Prema navedenim tehničkim karakteristikama jasno se vidi kako žarulje sa žarnom niti gube od alternativnih varijanti u svim kategorijama.

Danas se mnogi odriču zastarjele vrste žarulja zbog velike potrošnje električne energije i kratkog vijeka trajanja. Međutim, postoje kategorije ljudi koji radije kupuju jeftine i neučinkovite izvore – zahvaljujući njima proizvodnja žarulja sa žarnom niti se nastavlja.

Drugi važan pokazatelj koji svakako treba uzeti u obzir pri kupnji – vrsta grla žarulje sa žarnom niti, određena veličinom. Uvozne i domaće LED žarulje imaju mnogo varijanti grla, dok se obične žarulje ograničavaju na tri.

Ako je potrebno zamijeniti žarulju u lusteru ili stolnoj svjetiljci, svakako obratite pozornost na promjer grla – E14 ili E27. Uređaji s grlom E40 ne koriste se u kućanstvu.

Sada su proizvođači obvezni svaki proizvod pakirati u zasebnu kutijicu, tako da se tehničke karakteristike mogu pronaći na njoj. Obično se navode snaga, razred energetske učinkovitosti (nizak – E), vrsta grla, prozirnost žarulje, vijek trajanja u satima.

Prednosti i nedostaci žarulja sa žarnom niti

Potrošač i dalje kupuje neekonomične žarulje zahvaljujući nizu prednosti, iako su neke od njih vrlo uvjetne.

Prema recenzijama, biraju se zbog sljedećih svojstava:

• niska cijena;
• bez upravljačke opreme za pokretanje;
• trenutačno paljenje nakon uključivanja;
• poznato «domaće» svjetlo;
• odsutnost štetnih tvari;
• nema reakcije na nisku temperaturu i elektromagnetske impulse.

Ipak, malo tko procjenjuje kvalitetu svjetlosnog toka ili pulsiranje, ali za većinu je odlučujući prvi čimbenik.

Ali nedostaci su daleko značajniji, jer među njima su relativno niska svjetlosna učinkovitost, ograničen vijek trajanja, mali raspon temperature boje (samo žuto svjetlo), ovisnost o promjenama napona u mreži, opasnost od požara.

Ako uključite žarulju sa žarnom niti snage 40 W, nakon pola sata zagrijava se na +145-148 °C i počinje zagrijavati okolne predmete, što može dovesti do slučajnog zapaljenja.

Sada postoji mogućnost usporediti u praksi rad žarulja sa žarnom niti, plinskih i LED analoga. Svatko tko je primijetio razliku u potrošnji energije, odavno je prešao na uređaje za uštedu energije.

Preporuke za odabir žarulje

Pri kupnji žaruljice orijentiraju se prije svega na veličinu grla i snagu. Ta dva parametra lako je odrediti prema starom, pregorjelom izvoru svjetlosti.

Posebno za ljubitelje tradicionalnih žaruljica proizvode se filamentni uređaji s LED diodama, slični po obliku, ali povoljno se razlikuju po svojim karakteristikama.

Ako odaberete uređaj manje snage, svjetlosni tok će biti slabiji, a ako odaberete veće snage, riskirate cjelovitost sjenila – ona se mogu deormirati zbog visoke temperature zagrijavanja.

Osim tehničkih karakteristika treba obratiti pažnju na kvalitetu izrade žarulje. Prednost treba dati proizvodima sa širokim kontaktom grla, zalemljenim vodičem, stabilno pričvršćenom žarnom niti.

Zaključci i koristan video na temu

Još više poučnih i zanimljivih informacija o proizvodnji, korištenju i nedostacima žarulja sa žarnom niti – u videozapisima koje su snimili stručnjaci i amateri.

Zanimljive činjenice o žaruljama sa žarnom niti:

Kako se odvija proizvodnja žarulja sa žarnom niti:

Usporedni pregled žarulja različitih vrsta:

Popularno o odabiru žarulja za dom:

Potrošač sam ima pravo odabrati žaruljicu za upotrebu u kućanstvu. Ipak, ne treba juriti za jeftinoćom i varljivom uštedom.

S obzirom da rasvjetom koristimo stalno, a žaruljica u domu u pravilu ima više od desetak, treba preispitati navike. Mnogi korisnici odavno su prešli na pouzdanije, ekonomičnije, sigurnije LED žarulje.

Jeste li primijetili greške ili netočnosti u izloženom materijalu? Ili želite dopuniti ovaj članak korisnim preporukama? Pišite nam o tome, molimo vas, u bloku komentara.

Ako preferirate koristiti tradicionalne žaruljice umjesto ekonomičnijih štednih i želite podijeliti svoje mišljenje o njima, napišite svoje stajalište o svrsishodnosti korištenja običnih žaruljica ispod ovog članka.