Kako rade žarulje?

Standardne žarulje sa žarnom niti danas rade u osnovi na isti način kao u vrijeme svog izuma prije više od sto godina. Thomas Edison je općenito zaslužan za izum žarulje 1879., iako je Sir Joseph Swan iz Engleske došao na ideju 1878. Mnogi izumitelji tog vremena pokušavali su stvoriti izvor svjetlosti koji bi zamijenio svijeće i uljanice koje nisu bile samo opasne, ali prljavo. Na prijelazu stoljeća milijuni kućanstava zamijenili su vatru i ulje skromnom električnom žaruljom.

Na najosnovnijoj razini, žarulje rade uzbudljivim atomima koji oslobađaju fotone svjetlosti. Međutim, svi fotoni ne emitiraju vidljivu svjetlost. Zapravo, većina zračenja emitira se kao toplina, a ne kao vidljiva svjetlost. Iz tog razloga žarulje nisu baš učinkoviti generatori svjetla prema današnjim standardima.

Moderna žarulja je tanka staklena komora ispunjena inertnim plinovima, obično argonom. Dvije metalne šipke protežu se prema gore u komoru od kontakata na dnu žarulje. Nit od volframa povezuje šipke. Volfram je ključni element žarulja jer ima vrlo visoku temperaturu taljenja. Kada se električna energija dovede na žarulju, ona prolazi kroz kontakte, šipke i spojnu nit, pobuđujući atome u volframu koji stvaraju fotone.

Pobuđeni atomi vibriraju. S vremenom volframova nit slabi jer pojedinačni atomi vibriraju bez niti. Ovo je područje u kojem je napravljeno jedno poboljšanje u načinu rada žarulja. Žarulje izvorno nisu sadržavale inertne plinove, već vakuum koji nije spriječio niti da izgubi atome. Inertni plinovi pomažu produžiti život filamenta tako što osiguravaju “odbojnike” atome koji pomažu da se atomi vrate u filament dok izlaze. Način na koji žarulje sada rade malo je učinkovitiji od originalnog vakuumskog dizajna.

Fluorescentne svjetiljke imaju drugačiji dizajn koji je učinkovitiji od načina rada žarulja. Električna energija puni živinu paru unutar cjevaste žarulje, što zauzvrat pobuđuje atome fosfora koji emitiraju bijelu svjetlost. Fluorescentna svjetla rade hladnije, troše manje energije i traju dulje od žarulja sa žarnom niti. Međutim, neki ljudi smatraju da je fluorescentna rasvjeta gruba. Treperenje fluorescentne rasvjete također može potencijalno izazvati napade kod epileptičara.