Jak naprawdę działają żarówki energooszczędne

Żarówki energooszczędne są przyjazną dla środowiska alternatywą dla tradycyjnych urządzeń oświetleniowych, ponieważ zużywają o 90% mniej energii elektrycznej i są tak samo wydajne.

Historię, zalety i zasadę działania żarówek energooszczędnych opisał serwis Live Science.

Warto zauważyć, że wynalazek Thomasa Edisona w 1879 roku był punktem zwrotnym w historii ludzkości. Przed pojawieniem się żarówek życie wyglądało zupełnie inaczej. Ludzie musieli używać lamp naftowych lub gazowych do oświetlania ulic i domów, które nie zawsze były bezpieczne i nie zapewniały tyle światła, co ich elektryczne odpowiedniki.

Budowa tradycyjnej żarówki

Konwencjonalna żarówka składa się z kawałka metalowego drutu, zwykle wolframowego, który może wytrzymać bardzo wysokie temperatury. Struktura ta pokryta jest szklaną powłoką. Gdy przez drut przepływa prąd, zaczyna on emitować światło.

Można to porównać do pogrzebacza, który był trzymany w ogniu przez długi czas i zaczyna świecić na czerwono. Dokładnie tak wygląda wnętrze żarówki. Jest to jednak główna wada. Faktem jest, że większość energii jest przekształcana w ciepło, a nie w światło. Wyjaśnia to również, dlaczego żarówki są tak gorące, nawet jeśli były włączone przez stosunkowo krótki czas.

Ponadto nadmierne ciepło uszkadza żarnik tak bardzo, że w końcu pęka i żarówka musi zostać wymieniona. Wszystko to wpływa na koszt urządzenia i ilość odpadów. Dlatego inżynierowie i naukowcy starają się wynaleźć bardziej wydajny zamiennik tradycyjnej żarówki.

Wynalezienie żarówki energooszczędnej

Pierwsze żarówki energooszczędne istnieją już od dziesięcioleci. Jedna z pierwszych została opracowana w 1955 roku. Wczesne projekty wykorzystywały technologię żarnika, ale z pewnymi różnicami.

Na przykład żarówki halogenowe są bardzo podobne do tradycyjnych żarówek, ale zawierają niewielką ilość gazu halogenowego. Podczas pracy niewielka jego ilość miesza się z oparami wolframu, spadając z powrotem na żarnik, a nie do żarówki. Ta innowacja umożliwiła zwiększenie żywotności i jasności.

Kompaktowe lampy fluorescencyjne

Nowy przełom nastąpił w 1976 roku, kiedy pojawiły się kompaktowe lampy fluorescencyjne (CFL). Są one uważane za pierwsze prawdziwie energooszczędne lampy, ponieważ według Energy Saving Trust zużywały o 70%-80% mniej energii niż konwencjonalne lampy. Różnica była naprawdę imponująca - świetlówki CFL mogły pracować przez około 8 tysięcy godzin, czyli 50 razy dłużej niż żarówki żarowe.

Specyfika tych żarówek polega na tym, że zapalają się one po przepuszczeniu prądu przez rurkę wypełnioną argonem i niewielką ilością oparów rtęci. W wyniku reakcji powstaje światło ultrafioletowe. Jest ono niewidzialne, ale wprawia w ruch cząsteczki w powłoce fluorescencyjnej zwanej luminoforem wewnątrz rurki, która następnie emituje światło widzialne.

Był to znaczący krok w rozwoju zamiennika tradycyjnych żarówek. Technologia ta jest tak wydajna, że do dziś są to jedne z najpopularniejszych żarówek energooszczędnych.

Żarówki LED

Najbardziej wydajnym typem żarówki energooszczędnej stała się jednak technologia LED - urządzenie generuje światło dzięki diodzie elektroluminescencyjnej. Choć prace nad nimi rozpoczęły się już w 1927 roku, dopiero kilkadziesiąt lat później zaczęto je stosować z prawdziwego zdarzenia. W tamtym czasie nie mogły one zdobyć szerokiej popularności, ponieważ były dość drogie. Dziś jednak stały się znacznie bardziej przystępne cenowo i są wykorzystywane nie tylko w biurach, ale także w domach prywatnych.

Ich główną zaletą jest to, że 95% zużywanej przez nie energii jest zamieniane na światło. W rezultacie są one wielokrotnie bardziej wydajne niż konwencjonalne żarówki i działają znacznie dłużej.

Sposób ich działania różni się nieco od innych żarówek. Światło jest wytwarzane przez substancję stałą, a nie gazy czy żarniki. Materiał ten nazywany jest diodą, która wykonana jest ze specjalnego stopu zwanego aluminium-gal-arsenid, który umożliwia łatwy przepływ energii elektrycznej.

Gdy prąd przepływa przez diodę, zaczyna ona emitować cząstki elektromagnetyczne zwane fotonami, które wytwarzają światło. Warto zauważyć, że lampy te są uderzające pod względem swojej "wytrzymałości". Podczas gdy zwykła żarówka wytrzyma kilka miesięcy, jeśli nie tygodni, diody LED można wymieniać przez około 10 lat.

Jak donosi OBOZREVATEL, chińscy naukowcy opracowali lampę ultrafioletową, która niemal w 100% chroni przed koronawirusem.