1. Krótka historia żarówki

Żarówka wykorzystywana jest jako źródło światła już od połowy XIX wieku. Elementem świecącym jest w niej żarnik, czyli włókno z trudno topliwego materiału (najczęściej wolframu) umieszczone w szklanej bańce wypełnionej mieszaniną gazów. Wskutek przepływu prądu metalowy drucik osiąga temperaturę 2500-3000 K. Pochodzące z żarówek światło cechuje bardzo dobry wskaźnik oddawania barw, jest ono zbliżone do światła naturalnego. Ma tylko nieco niższą temperaturę barwową (ok. 2700 K) – od słonecznego jest trochę bardziej żółte. Widmo światła tradycyjnej żarówki jest ciągłe, świeci wciąż z jednakowym natężeniem, jest przyjazne dla wzroku i nie wywołuje efektu stroboskopowego.

Tradycyjne żarówki tworzone są poprzez umieszczanie żarnika w szklanej bańce z gazami obojętnymi np. argonem z domieszką azotu albo droższymi gazami szlachetnymi (ksenonem lub kryptonem). Gazy te mają za zadanie spowalnianie procesu parowania wolframu z żarnika przy podwyższaniu jego temperatury. Im wyższa temperatura żarnika – tym wyższą osiąga się skuteczność świetlną. Jednak wyższa temperatura żarnika powoduje zwiększone parowanie wolframu, miejscowe przewężanie się drucika prowadzące do jego przepalenia. Osadzające się na ściankach bańki opary wolframu powodują z czasem ciemnienie żarówki i spadek jej skuteczności świetlnej nawet o około 30%.

W tradycyjnych żarówkach jedynie 5% dostarczanej energii elektrycznej przetwarzana jest na światło widzialne, a resztę pochłania emisja ciepła. Gazy szlachetne – jak ksenon czy krypton, mają mniejsze przewodnictwo cieplne, zmniejszają nagrzewanie, jednak są dość drogie. Zwykłe żarówki powinny być relatywnie tanie, a ich żywotność szacuje się na około 1000 godzin pracy.

2. Istota żarówek halogenowych

Żarówki halogenowe są odmianą lamp żarowych (żarówek). Od zwykłych żarówek różnią się tym, że do ich wnętrza, poza gazem obojętnym, wprowadza się także halogen. Halogeny stanowią grupę pierwiastków chemicznych – fluorowców, do których należą: fluor, brom, chlor, jod i astat. Nazwa halogen pochodzi od greckich słów (sól oraz tworzyć) i dosłownie oznacza tworzenie soli.

W żarówkach halogenowych najczęściej stosowany bywa jod, który z wolframem (jego parami osadzonymi na ściankach i obecnymi we wnętrzu bańki) tworzy związek krążący wraz z innymi gazami wewnątrz żarówki. Pod wpływem wysokiej temperatury żarnika, związek ten rozpada się na wolfram i jod. Następuje więc przenoszenie wyparowanego już wolframu z wnętrza bańki – ponownie na żarnik. Jest to tzw. halogenowy cykl regeneracyjny. Proces ten pozwala na zwiększenie trwałości i skuteczności świetlnej żarówek poprzez zwiększenie temperatury żarnika do 3200 K.

Czy wiesz, że...?

W porównaniu ze skutecznością żarówek zwykłych wynoszącą od 5 do 12 lumenów/Wat, skuteczność halogenów jest sporo wyższa, wynosi około 14 do 28 lm/W.

3. Właściwości żarówek halogenowych

Światło z lamp halogenowych jest oszczędniejsze niż z żarówek zwykłych o około 30-40%. Powszechnie żarówki halogenowe nazywane są energooszczędnymi halogenami.

Czy wiesz, że...?

Halogeny bardzo dobrze wypadają w porównaniu z tradycyjnymi żarówkami. Są od nich około dwukrotnie żywotniejsze i około 1/3 oszczędniejsze.

Istotne zalety żarówek halogenowych to także:

- niewielkie rozmiary, możliwość stosowania nawet w małych oprawach oświetleniowych,
- szybki zapłon,
- różnorodne wkręty, trzpienie, kształty żarówek i ich odmiany,
- wysoki poziom oddawania barw, wytwarzają naturalne światło, zbliżone do naturalnego, zdrowe i przyjemne w odbiorze,
- nadają się do oświetlania przedmiotów wymagających dobrego wyeksponowania np. dzieł sztuki,
- światło jest ciągłe, nie miga,
- nie ma potrzeby stosowania układów zapłonowych,
- brak rtęci,
- możliwe stosowanie ściemniaczy,
- małe straty promienia świetlnego,
- można stosować przy częstym włączaniu i wyłączaniu, nie powoduje to obniżenia ich żywotności.

Właściwości żarówek halogenowych mogą być ulepszone przez takie elementy, jak:

- wbudowany bezpiecznik chroniący żarówkę przed wybuchem np. w wyniku przepięcia,
- dzięki takim bezpiecznikom istnieje możliwość stosowania halogenowych żarówek w otwartych oprawach oświetleniowych (bez szkiełka osłonowego np. w żyrandolach, kinkietach),
- filtr UV zamontowany w żarówce, zapobiega przedostawaniu się tych promieni na zewnątrz, oświetlane przedmioty nie płowieją,
- żarówka halogenowa może zostać uodporniona na drgania i wibracje, dzięki zastosowaniu specjalnej technologii bąbelkowej przy produkcji bańki.

Porada eksperta

Halogeny nie wypadają aż tak korzystnie w porównaniu ze świetlówkami czy lampami LED. Są mniej energooszczędne, mniejsza jest też ich skuteczność świetlna oraz żywotność.

Warto pamiętać, że:

- nie zaleca się dotykania palcami żarówek halogenowych, bo osadzający się na oprawie tłuszcz może wpływać na obniżenie trwałości żarówki. Należy dotykać ją przez szmatkę, rękawiczki, ewentualnie po dotyku żarówkę odtłuścić,
- lampy halogenowe w porównaniu ze świetlówkami czy LED-ami znacznie się ogrzewają, tracąc dużo energii na ciepło,
- są mniej trwałe od świetlówek czy lamp LED, bo pracują około 2 tysiące godzin, podczas gdy niektóre świetlówko nawet do 20 tysięcy godzin.

4. Rodzaje żarówek halogenowych

Wśród żarówek halogenowych wyróżniamy wiele różnych odmian – zarówno tych do użytku domowego, jak i specjalistycznego. Są dostępne w bardzo różnorodnych wersjach.

Możemy wyróżnić ich rodzaje według sposobu zasilania:

- żarówki zasilane typowym napięciem sieciowym 230 V,
- zasilane napięciem 12 V, tzw. zasilanie bezpieczne. Wówczas potrzebny jest transformator obniżający napięcie, instalowany np. w podstawie lampy.

W zależności od kształtów, jakie przybierają żarówki halogenowe:

- tradycyjne kształty typowych żarówek np. kulkowe, świeczkowe,
- kształty dekoracyjne np. płaskie lub wybrzuszone klosze na obwodzie koła, wypukłe kapsuły i inne ciekawe kształty nadające się do żyrandoli, kinkietów,
- osadzone na trzonkach halogenowych, przydatne zwłaszcza w montażu oświetlenia przy podwieszanych sufitach, uskokach czy wgłębieniach ścian.
W zależności od końcówek, jakie posiadają żarówki halogenowe, mamy:
- typowe gwinty potocznie zwane dużymi, czyli E27 lub tzw. małe E14. Stanowią wówczas od razu bezpośredni zamiennik dla tradycyjnych żarówek, mogą też pracować w dowolnej pozycji, być ściemniane, są dostępne w wersji z bańką przezroczystą lub matową,
- trzpienie halogenowe typu GU10, GU4, GU5,3, GY6,35, GX5, GZ10, GX5,3, G9, R7s, Fa4.

5. Poszczególne typy halogenów i ich zastosowania

Wśród dostępnych w handlu żarówek halogenowych spotkamy:

- żarówki z reflektorem, podobne w wyglądzie do małego klosza,
- bez reflektora do osadzenia w gotowej oprawie np. lampki biurkowej.

 Zastosowanie żarówek halogenowych:

- do oświetlenia ogólnego w pomieszczeniu,
- do tworzenia akcentów świetlnych podkreślających poszczególne elementy architektury lub wyposażenia wnętrza,
- do oświetlania punktowego zwłaszcza z uwagi na jasną barwę i tworzenie wrażenia nasycenia kolorów. np. w zakładach gastronomicznych, ekspozycjach przedmiotów na wystawach, witrynach, muzeach,
- do oświetlenia przy fotografowaniu, na planach zdjęciowych, gdzie używa się żarówek dużej mocy, nawet do 2000 W.

W szczególności warto wymienić:

- niskonapięciowe żarówki halogenowe (12 V) wyposażone w odbłyśnik aluminiowy dobrze nadają się do oświetlenia akcentującego. Specjalny uchwyt z kapturkiem zmniejsza olśnienie, stanowią optymalną całość oświetleniową, pracować mogą w dowolnej pozycji.
- żarówki z trzonkiem G4 (12V) to małe oprawy oświetleniowe do oświetlenia miejscowego, np. biurka, stołu,
- żarówka z trzonkiem GX5,3 (12V) do oświetlenia akcentującego np. meble, obrazy, figurki, a także np. do sufitu podwieszonego,
- żarówki z trzonkiem GU10 mogą być zasilane bezpośrednio z sieci 230 V, brak potrzeby stosowania transformatora obniżającego napięcie, a ich zastosowania są podobne jak GX5,3,
- reflektorowe GU10 to żarówki z parabolicznym odbłyśnikiem umożliwiającym ukierunkowanie strumienia świetlnego w niewielkim kącie. Mogą być stosowane wewnątrz i na zewnątrz. Dostępne są także w wersji z zimnym odbłyśnikiem (do przedmiotów wrażliwych na ciepło, gdzie 60% promieniowania kierowane jest do tyłu).
- żarówki dwustronnie trzonkowane R7s nadają się do małych reflektorów, ale o dużej mocy (od 60 do 2000 W) do stosowania zarówno wewnątrz i na zewnątrz. Są skuteczne, dają światło o dużym natężeniu.

6. Jak wydłużyć żywotność żarówek halogenowych?

Żarówki halogenowe mogą się szybko przepalać – częściej dotyczy to żarówek pracujących pod napięciem 230 V niż 12 V. Powody takiego stanu mogą być następujące:

- Zbyt duża moc żarówek powodująca ich przegrzewanie się. Występuje to zwłaszcza przy szczelnym zabudowaniu i dokładnym odizolowaniu miejsc umieszczenia żarówek.
- Słaba jakość zastosowanych żarówek.
- Niewłaściwe napięcie zasilające w instalacji. Halogenom szkodzi zwłaszcza napięcie zbyt wysokie lub też skaczące.
- Zbytnie drgania żarnika w narażonej na wstrząsy żarówce halogenowej, nie posiadającej odpowiedniego zabezpieczenia przed wibracjami,
- Żarnik w modelach zasilanych prądem 230V jest cieńszy niż stosowany w modelach na prąd 12 V, stąd wynikać może nieco niższa jego trwałość. Czasem, zwłaszcza w niestabilnych warunkach, korzystniej jest zastosować żarówki o bezpiecznym napięciu 12 V.