Czy lampy z żarzącym się żarnikiem są nadal aktualne? Jeśli mowa o typowych żarówkach stosowanych w gospodarstwach domowych – zdecydowanie nie. Ich efektywność energetyczna jest bardzo niska – jedynie około 5% pobieranej energii przekształcane jest w światło, a reszta tracona jest w postaci promieniowania cieplnego. Z tego powodu ich sprzedaż została już jakiś czas temu zakazana.
Inaczej wygląda sytuacja w przypadku żarówek o identycznej konstrukcji technicznej, które jednak nie służą do intensywnego oświetlenia. Mowa o mikro- i miniaturowych żarówkach. Tego typu rozwiązania nadal znajdują szerokie zastosowanie – od branży motoryzacyjnej, przez technologię medyczną, aż po modelarstwo. Dowiedz się, co wyróżnia te niewielkie lampki – i dlaczego mogą one skutecznie konkurować z oświetleniem LED.
Żarówka a dioda LED
Na pierwszy rzut oka wydaje się, że oprawy LED wypierają z rynku tradycyjne lampy żarowe. Jednak to wrażenie bywa mylące.
Oprawy LED składają się nie tylko z samego źródła światła, lecz także z elementów elektronicznych odpowiedzialnych za regulację prądu i napięcia. Z tego względu miniaturowe lampki żarowe należy raczej porównywać z czystymi diodami elektroluminescencyjnymi (LED), do których są również bardzo podobne wizualnie. W takim porównaniu ujawniają się zarówno zaskakujące podobieństwa, jak i wyraźne różnice:
Efektywność
Diodom LED przypisuje się powszechnie bardzo wysoką efektywność – pobierają niewiele prądu i cechuje je długa żywotność, liczona w tysiącach godzin. Jednak podobne właściwości można zaobserwować również w przypadku miniaturowych lamp żarowych. Dla porównania: biała dioda LED przy napięciu zasilania 3 V pobiera około 20 miliamperów, podczas gdy jej żarowa odpowiedniczka zużywa w tych samych warunkach około 140 miliamperów.
Siedmiokrotnie wyższe zużycie prądu w przypadku lampy żarowej traci jednak na znaczeniu, jeśli weźmie się pod uwagę nakład energetyczny potrzebny do uruchomienia diody LED.
Zasilanie
Miniaturowe żarówki z drutem żarowym mają niewielkie wymagania dotyczące źródła zasilania. Jeśli napięcie mieści się w zakresie określonym przez producenta, mogą działać przez wiele lat. Lampki o napięciu znamionowym 24 V można zasilać nawet przy połowie tej wartości – będą wówczas świecić słabiej, ale nadal stabilnie. Co więcej, nie ma dla nich znaczenia, czy stosuje się prąd stały, czy zmienny.
W przypadku diod LED sytuacja wygląda inaczej – w zależności od konstrukcji wymagają one napięcia stałego w zakresie od 1,6 do 3,5 V. Choć wyższe napięcie można ograniczyć przy pomocy rezystora, wahania typowe np. w instalacjach elektrycznych pojazdów – wpływają bezpośrednio na natężenie prądu, co z kolei może skrócić żywotność diody.
Jedynie zastosowanie źródła prądu stałego o stałym natężeniu gwarantuje bezpieczne i stabilne zasilanie diod LED. Tego typu układ dostarcza niezmienny prąd niezależnie od wahań napięcia wejściowego. Wadą takiego rozwiązania jest konieczność stosowania dodatkowych elementów, takich jak tranzystory czy układy scalone, co znacząco obniża ogólną efektywność energetyczną LED-ów w porównaniu do tradycyjnych żarówek.
Montaż
Klasyczne diody LED mają dwie końcówki przewodów w podstawie. Dzięki temu idealnie nadają się do montażu na płytkach drukowanych: wystarczy je wcisnąć i przylutować. Ich wymiana jest jednak nieco trudniejsza. Sytuacja wygląda zupełnie inaczej w przypadku lamp żarowych. Chociaż są one również dostępne z końcówkami do lutowania, istnieje również wiele typów, których podstawy pasują do dedykowanych gniazd. Oznacza to, że można je wymienić w zaledwie kilka sekund.
Na co zwrócić uwagę przy zakupie?
Rodzaje dostępnych miniaturowych lamp są tak zróżnicowane, jak cele, do których są używane. Jeśli po prostu wymieniasz żarówkę w ramach naprawy lub konserwacji, zawsze powinieneś wybrać taką samą lub jak najbardziej zbliżoną do uszkodzonego modelu.
W przypadku planowania nowych rozwiązań należy wziąć pod uwagę następujące parametry:
Parametry elektryczne i barwa światła
Napięcie znamionowe wynosi od 1,5 do 60 woltów, prąd znamionowy od 20 do 235 miliamperów, a moc od 0,11 do 1,33 wata. Aby zwiększyć żywotność miniaturowych lamp, należy wybrać najniższe możliwe napięcie również praca na prądzie zmiennym ma pozytywny wpływ na żywotność. Oprócz przezroczystych żarówek dostępne są również lampy z barwionymi szklanymi bańkami w kolorach czerwonym, żółtym, zielonym i niebieskim.
Wymiary i kształty żarówek
Pod względem wymiarów i kształtów żarówek, większość lamp przypomina klasyczne diody elektroluminescencyjne z przewodowymi końcówkami. Niektóre typy mają nawet zbieżne soczewki znane z diod LED. Tak zwane lampy subminiaturowe z podstawami wtykowymi lub gwintowanymi mają długość poniżej jednego lub dwóch centymetrów.
Wpływ środowiska
Mini lampy są znacznie bardziej wrażliwe na obciążenia mechaniczne niż diody LED. Wibracje w szczególności uszkadzają żarnik z drutu wolframowego, który świeci. Doświadczenie pokazuje jednak, że te źródła światła są bardziej trwałe przy niskich napięciach roboczych i wysokich prądach.
FAQ – najczęściej zadawane pytania
Jak można z uzyskać prąd zmienny z źródła prądu stałego, np. akumulatora samochodowego, aby zasilić żarówki?
Do przekształcenia prądu stałego w prąd zmienny stosuje się tak zwany falownik (inwerter). Po podłączeniu do akumulatora samochodowego o napięciu 12 V, standardowe i niedrogie modele dostarczają napięcie 230 V – typowe dla urządzeń domowych – a także napięcie 5 V. Moc wyjściowa zazwyczaj przekracza 100 W.
Chcę wymienić uszkodzone żarówki w wagonach mojej kolejki modelarskiej znanego producenta. Na co powinienem zwrócić uwagę?
W przypadku skali H0 najczęściej stosuje się oprawki śrubowe typu E5.5. Napięcie znamionowe żarówek wynosi zazwyczaj 19 V, a prąd znamionowy 60 mA. Na rynku dostępne są również żarówki LED w tym samym rozmiarze, jednak ich cena jest zazwyczaj znacznie wyższa. Uwaga: w przypadku bardzo tanich żarówek LED często mamy do czynienia z samymi diodami LED w obudowach E5.5, które ulegają uszkodzeniu przy zasilaniu napięciem 19 V.
Czy dostępne są również miniaturowe żarówki z gotowym przewodem?
Tak, takie rozwiązania są dostępne. Przykładowo: żarówka o długości 100 mm, średnicy 4 mm i z przewodem o długości 30 cm. Umożliwia ona wygodne i bezpieczne podłączenie świateł sygnalizacyjnych znajdujących się w znacznej odległości od płytki przyłączeniowej.