żarówka

żarówka, lampa żarowa,

źródło światła, elektr., temperaturowe (inkadescentne), które emisję promieniowania zawdzięcza rozgrzaniu żarnika do wysokiej temperatury (2500–3200 K), wskutek przepływu przez żarnik prądu elektrycznego.

Parametry świetlne ż. są zawsze wynikiem kompromisu między trwałością ż. i jej skutecznością świetlną: zwiększanie skuteczności świetlnej przez podnoszenie temperatury żarnika zawsze prowadzi do zwiększonego parowania wolframu, a tym samym do obniżenia trwałości. Żarząca się podczas świecenia skrętka żarnika, wykonana najczęściej ze spieków wolframu, przy tak wysokiej temperaturze odparowuje ze swej powierzchni atomy wolframu, które mają tendencję do osadzania się na bańce. Skutkuje to zaciemnianiem bańki (zmniejszanie strumienia świetlnego) i zmniejszaniem się średnicy drutu wolframowego, co w rezultacie doprowadza do przepalenia żarnika. Mniejsze parowanie wolframu uzyskuje się przez zastosowanie tzw. atmosfery żarzenia, która albo jest próżnią (ż. małej mocy) albo gazem obojętnym, najczęściej szlachetnym (ż. dużej mocy); najlepsze efekty ograniczenia parowania wolframu uzyskuje się w ż. halogenowych, w których, dzięki wprowadzeniu do ich wnętrza halogenów (fluorowców), następuje transport (w postaci halogenków, tzw. cykl halogenowy) z powrotem do żarnika atomów wolframu osadzających się na bańce; warunkiem nieprzerwanego cyklu halogenowego jest wysoka temperatura bańki (ok. 520 K), co wymusza użycie bańki ze szkła kwarcowego. Obecnie są produkowane ż. o różnej mocy — od ułamków W (ż. wskaźnikowe) do kilku tys. W; trwałość ż. wynosi 1–2 tys. h, skuteczność świetlna — ok. 10–15 lm/W dla ż. powszechnego użytku (gł. szeregu) i ok. 25–28 lm/W dla ż. halogenowych (przy nieco większej trwałości, 2–3 tys. h). Ż. są bardzo wrażliwe na zmiany napięcia zasilającego, podwyższenie tego napięcia o 10% skraca trwałość ż. prawie 4-krotnie, ale jednocześnie zwiększa strumień świetlny emitowany z żarnika prawie o 50%. Temperaturowy charakter emisji światła z ż. jest powodem, że tylko niewielka część (2–5%) energii dostarczonej do ż. jest zamieniana na światło, pozostała część — gł. na ciepło. Mimo nie najlepszych parametrów świetlnych ż. są nadal najpopularniejszym źródłem światła. Podstawowe zalety ż., decydujące o ich popularności, to: prosta budowa, tania produkcja, łatwa obsługa, małe gabaryty, brak tętnienia światła, naturalna barwa światła, bardzo dobre oddawanie barwy oświetlanych obiektów, równomierny rozsył strumienia świetlnego w przestrzeni. Produkowane obecnie ż. przybierają różne formy — ż. kuliste, walcowe (rurkowe), świecowe, grzybkowe i in. Dostępne są różne odmiany ż.: z bańką przezroczystą, matową, opalizowaną, kolorową, zwierciadlaną, reflektorową; rozwiązania te mają na celu rozproszenie światła emitowanego z żarnika, a tym samym zmniejszenie luminancji bańki albo częściowe ukształtowanie rozsyłu strumienia świetlnego w przestrzeni (ż. reflektorowe).

Ż. jako źródło światła jest znana od 2. poł. XIX w., m.in. 1860 J.W. Swan skonstruował prototyp ż., który jednak nie osiągnął zadowalających parametrów świetlnych (gł. skuteczności świetlnej); 1878 Swan zorganizował w Newcastle pokaz działania swojej ulepszonej ż. z żarnikiem węglowym w próżniowej szklanej bańce; w tym samym czasie prace nad konstrukcją ż. rozpoczął Th.A. Edison i zespół z jego laboratorium; prace te doprowadziły do powstania w końcu 1879 ż., która świeciła bez przerwy 40 h (w noc sylwestrową tegoż roku Edison iluminował Menlo Park przy użyciu 800 ż.). Nowoczesną ż. — z bańką wypełnioną argonem i ze skrętką wolframową — skonstruował 1913 I. Langmuir. W 1959 Amerykanie, F. Zubler i E. Mosby, skonstruowali pierwszą ż. halogenową (z domieszką jodu w gazie obojętnym).

Wojciech Żagan