LED világítás
A világító dióda félvezető anyagból készült fényforrás. Másik neve, a LED szó az angol Light-Emitting Diode (=fényt kibocsátó dióda) kifejezés rövidítéséből származik. A dióda által kibocsátott fény színe a félvezető anyag összetételétől, ötvözőitől függ. A LED inkoherens keskeny spektrumú fényt bocsát ki. A fény spektruma az infravöröstől az ultraibolyáig terjedhet. 1994-ben a kék fényt kibocsátó LED feltalálói, Akaszaki Iszamu, Amano Hirosi és Nakamura Súdzsi, alapjaiban alakították át a világítási technológiát, amiért húsz évvel később, 2014-ben Nobel-díjjal ismerték el a három japán tudós munkáját. A nagy fényerejű, energiatakarékos és környezetbarát kék LED kifejlesztésében végzett tevékenységükért részesültek a kitüntetésben.
A fény úgy keletkezik, hogy a diódára kapcsolt elektromos áram a dióda anyagában levő atomok elektronjait gerjeszti, amitől azok nagyobb energiaszintű atompályára lépnek, majd miközben visszatérnek eredeti energiaszintjükre, fotonokat bocsátanak ki (a fényelektromos jelenség fordítottja). Nyitóirányú áram esetén a PN átmeneten az elektronok az N rétegből a P-be, a lyukak a P rétegből az N-be diffundálnak. A diffúziós kisebbségi és többségi töltéshordozók között rekombinációs folyamat indul meg, melynek során a felszabaduló energia fotonok formájában kisugárzódik. Nagyobb feszültség hatására nagyobb a kisugárzott fotonok mennyisége, egészen egy bizonyos nyitóirányú áramértékig, ahonnan már nem számottevő a változás.
A sugárzás csak úgy jöhet létre, ha az elektronok átkerülnek a nagy energiájú vezetési sávból a kisebb energiájú vegyértéksávba. Az elektron ezen állapota nem stabil, egy kis idő elteltével visszaugrik az eredeti atompályájára. A többletenergia, amivel előzőleg képes volt feljebb lépni, sugárzás formájában hagyja el az atomot. Ez a sugárzás a hullámhossztól függő (lásd a táblázatot) fény formájában jelentkezik. A rekombinációknak körülbelül az 1%-a jár fotonkibocsátással, míg a többi hőtermeléssel. Régen a legnagyobb hatásfokkal az infravörös fénydióda rendelkezett (1-5%), a többinél ez 0,05% alatt volt, ám a mai LED-ek már elérik a 20%-os hatásfokot is.
A LED-ek előnye, hogy a kimeneti fény előállításához alacsony áramerősséget és feszültséget igényelnek, kicsi a fogyasztásuk, kevéssé melegszenek, nagy a kapcsolási sebességük, kis helyen elférnek, ütésállók és nagy az élettartamuk.
Izzólámpák
Életünk jelentős hányadát mesterséges megvilágításban töltjük, gondoljunk csak a munkahelyünkre vagy a hosszú téli estékre. Aligha kell bizonygatni, hogy egészségünk, közérzetünk, és pénztárcánk szempontjából mekkora jelentősége van a fényforrások és lámpatestek milyenségének, és elhelyezésének. Anélkül, hogy érdektelen, száraz szakismerettel terhelnénk Önöket, fontos tisztázni a fénytan néhány alapfogalmát. Mesterséges fényforrás esetén fontos kérdés, hogy a megvilágított felület mennyire tér el a természetes fény mellett érzékelt színektől. E szerint minél közelebb van a fényforrás színvisszaadása a napfényéhez, annál kellemesebb a szemünknek. A fényforrások másik fontos jellemzője a színhőmérséklet, melynek mértékegysége a Kelvin. Minél magasabb egy fényforrás Kelvinben megadott értéke annál kékebbnek látjuk, így annál hidegebb érzete ad. Szintén fontos fogalom a fényáram, melynek minél nagyobb a lumenben megadott értéke, annál erősebben világít a fényforrás. Ebből következik a fényhasznosítás mértékét másképpen fogalmazva, hatékonyságát jelölő szám, mely azt mutatja meg, hogy a fényforrás egy watt teljesítményre vetítve hány lumen fényáramot bocsát ki. Mivel a világon, de még hazánkban is több száz különböző fényforrás típust forgalmaznak, melyek jelentős része speciális, ipari célú felhasználásra készült, műsorunkban csak a legelterjedtebb lakásokban, irodákban, udvaron, kertben alkalmazható fényforrásokkal foglalkozunk.
Izzólámpák:
A legtöbb lakást hagyományos izzólámpákkal világítják meg. Ez a klasszikus fényforrás a ma használatos fényforrások közül a legtöbb energiát fogyasztja ugyan, de olcsósága és kedvező világítástechnikai tulajdonságai miatt még mindig meglehetősen elterjedt, de a korszerű, dekoratív és energiatakarékos halogén izzók és kompakt fénycsövek fokozatosan háttérbe szorítják. Az izzólámpák családja folyamatosan bővül, az átlátszó burás lámpák főleg olyan helyen alkalmazhatók, ahol csillogásra, élénkítő hatásra törekszünk; belül homályos és opál búrák a káprázást csökkentik. A gyertyalámpák különböző változatai főleg hangulatvilágításra vagy klasszikus, többkaros csillárokban használatosak. A tetőtükrös lámpák, belső tükörrétege megakadályozza az izzószálra való közvetlen rálátást. Ezeket a lámpákat közvetett világításhoz alkalmazzuk. A reflektorlámpákkal a kiemelő, díszítő jellegű világítás mellett a lakószobáknál fényszigeteket alakíthatunk ki. Az izzólámpák általában 15 és 300 W teljesítményhatárok között készülnek, élettartamuk kb. 1000 óra. Lényeges tudnivaló, hogy az izzólámpák élettartamára a hálózati feszültség megemelkedése rendkívül kedvezőtlen hatással van, már 10% túlfeszültség is a felére csökkenti a lámpa élettartamát. Még mindig nem ismert kellően, hogy Magyarországon a hálózati feszültség szabványosított értéke 1994. január 1. óta, már nem 220 V, hanem a nyugat-európai országok gyakorlatával megegyezően 230 V.
Fényhasznosításuk: 7-15 lm/W. Ami Edison óta lényegét tekintve nem változott. (Nem véletlen, hogy a lámpafej például E27 megjelöléssel ma is a feltaláló emlékét őrzi.)
Kriptonégők:
A gomba formájú kriptonégő fényárama kb. 10 %-kal nagyobb, mint az általános világításra készült, argongázzal töltött izzóké. A kriptontöltés hatására a lámpák színképeloszlása közelebb áll a természetes napfényvilágításhoz. Fényteljesítményük égési idejük alatt nem csökken lényegesen. Méretük, azonos watt teljesítmény mellett, lényegesen kisebb, mint a megfelelő típusú argonlámpáké.
Kryipton superbalux égők:
Búratetőjük csaknem a legnagyobb átmérőig terjedően belül homályos, míg a felület többi része opalizált. Függőleges helyzetben égetve, lefelé, körülbelül 120o-os nyílású fénykúpban mintegy 40 %-kal nagyobb fényt sugároznak, mint a normál izzólámpák. Teljesítményük: 25 - 100 W-ig terjed. Élettartama: 1000 óra. Fényhasznosítás: 9-15 lm/W.
Tungrasoft égők:
Belső felületüket elektrosztatikus eljárással opalizálják. A formai kialakítás dekoratív hatást nyújt. A kellemes, lágy fény káprázásmentes világítást ad. Szabadon szerelve káprázás nélküli lámpatestekben is jól alkalmazhatók. Opál vagy homályosított lámpabúrákban való alkalmazásuk viszont energiapazarlással jár.
Tetőtükrös égők:
A búratető felületét tükrösítik, így a fényt visszafelé irányítja a lámpatest vetítőtükrére. Alkalmazható mennyezetről függesztett, közvetett világításként is. Jól kialakított lámpatesteknél a parabolikus tükör, zavaró kápráztatás nélküli, párhuzamos fénynyalábot, állit elő. Hősugarai a foglalatot melegítik, ezért jó hőtűrő képességű foglalatokat kell alkalmazni. Ezüst- és aranyszínű tükrözéssel egyaránt készül. Az arany dekorációs igény esetén ajánlott.
Tükrös égők:
A Tungsraflex izzók reflektorburájának vetítőfelülete belső tükrözést kap. A búra lencserésze szatinírozott. Megfelelő lámpatestbe helyezve fénye jól irányítható. Jól alkalmazható lakásbelsők kiemelő világításaként, pl. képek, tárgyak megvilágítására. A Tungsraflex-discolux piros, zöld, kék, sárga színben készül és elsősorban hatásvilágítási célokra alkalmazható. A Tungsradyn tükrös lámpa sárga színben kevés fényt ad, de kellemes, meleg hatású, jól alkalmazható növények, képek világításához.
Halogénlámpák:
A halogénlámpák az izzólámpák továbbfejlesztett, miniatürizált változatai. A lakásvilágításban három alapvető fajtájuk terjedt el. Az általános célú kisfeszültségű halogénlámpák általában 12 V feszültségről működnek és rendszerint 10 és 50 W közötti teljesítményűek. Az ilyen lámpákhoz készült lámpatestek transzformátort is tartalmaznak. A halogénlámpák csillogó, élénkítő hatása még fokozottabb, mint a világos búrás normál izzólámpáké. A hidegtükrös halogénlámpák felépítése az általános célú lámpákkal megegyezik, azonban a lámpa mögé egy olyan tükröt szerelnek, amely a fénysugarakat előre vetíti, a hősugárzást hátrafelé átengedi. A hidegtükrös halogénlámpák különböző szélességű fénynyalábot bocsátanak ki. A két végén fejelt, ún. ceruzalámpák működtetéséhez nincs szükség transzformátorra, ezek közvetlenül a hálózati feszültségről működnek. Az ilyen lámpák általában 100 W és 500 W teljesítményhatárok között készülnek és szinte kizárólag csak közvetett, indirekt megvilágítást szolgáltató lámpatestekben használják őket. A halogén ceruzalámpáknál előfordulhat, hogy a lámpa kiégésekor a kvarcüveg búra nagy pukkanással szétrobban. Fontos azonban tudni, hogy az ilyen lámpatestekben a fényforrás előtt mindig található egy védőüveg. Törött védőüvegű, vagy hiányos, üveg nélküli lámpatestet nem szabad használni. A halogénlámpák élettartama általában 2000 óra, a túlfeszültség ezekre a lámpákra is kedvezőtlen hatással van. Léteznek már a hagyományos foglalatba becsavarható, hálózati feszültségről működő halogénlámpák is 60 W és 150 W közötti teljesítménnyel. Ezekkel a lámpákkal a meglévő lámpatestekből lehet halogén világítást varázsolni.
