Plyny se v elektřině chovají úplně jinak než pevné kovy. V měděném drátu zůstává elektrický odpor konstantní při dané teplotě. Je to předvídatelné. Je to nuda. Je stabilní.
Plyn je jiný. Je proměnlivý.
Ve výbojce, jako je zářivka, odpor klesá, když se zvyšuje proud. Proč? Protože více elektronů a iontů srážejících se s atomy uvolňuje ještě více nabitých částic. Výsledkem je zpětná vazba. Proud se zvyšuje sám o sobě. Pokud je domácí střídavé napětí (AC) ponecháno bez dozoru s výbojkou, proud se bude zvyšovat, dokud součásti selže. Lampa zhasne. Řetěz se roztaví.
Někdo musí zasáhnout.
Tento „někdo“ je balast. Zejména magnetický předřadník používaný u starších žárovek. Funguje jako brána využívající elektromagnetické principy k zabránění nekontrolovaného nárůstu proudu. Bez ní je zářivka zkrat, který čeká, až se stane.
Magnetický předřadník a indukce
Nejjednodušší předřadník je magnetický. Funguje na principu indukčnosti.
Induktor je v podstatě cívka drátu, často navinutá kolem kovového jádra. Když proud protéká drátem, vytváří magnetické pole. Pokud drát stočíte do soustředných kruhů, toto pole se posílí.
Tento obor tu není jen tak. Reaguje.
S rostoucím proudem je magnetické pole silnější. Toto zesílení indukuje napětí, které odporuje toku proudu v drátu. Cívka odolává změně. Vyvíjí tlak na jakýkoli nárůst elektřiny. Jedná se o samoindukci. Transformační prvky uvnitř magnetického předřadníku používají tento přesný mechanismus k regulaci proudu protékajícího zářivkou.
Není to ideální zastávka. Předřadník může pouze zpomalit změny proudu. Nemůže je úplně zastavit.
Ale domácí síť je napájena střídavým proudem (AC). Neustále mění směr. Před přepnutím cyklu musí předřadník pouze potlačit proudový ráz na zlomek sekundy v každém směru. Toto krátkodobé potlačení stačí k tomu, aby lampa dále fungovala.
Bzučení a blikání
Tento mechanický způsob regulace má svou cenu.
Magnetické předřadníky pracují při relativně nízké frekvenci cyklu. To vytváří dva pozoruhodné vedlejší účinky. Za prvé, světlo bliká. Vaše oko si toho možná vědomě nevšimne, ale váš mozek zaznamenává nestabilitu. To přispívá k únavě očí a bolestem hlavy.
Za druhé, cívka vibruje. Magnetické pole táhne a tlačí železné jádro uvnitř předřadníku o frekvenci 50 nebo 60 hertzů. To vytváří ten nízkofrekvenční hukot, který slyšíte ve starých kancelářích a učebnách. Je to nepříjemné. Je to dotěrné. Toto je zvuk vibrujícího magnetického jádra.
Elektronické předřadníky: moderní řešení
Moderní svítidla používají elektronické předřadníky.
Tato zařízení používají složité obvody k přesné regulaci proudu. Pracují na mnohem vyšších frekvencích – často desítkách tisíc hertzů. Při této rychlosti lidské oko nemůže detekovat blikání. Frekvence vibrací je příliš vysoká na to, aby komponenty produkovaly slyšitelný brum. Světlo je rovnoměrné. Klid. Efektivní.
Různé žárovky vyžadují specializované elektronické předřadníky. Každý design trubice vyžaduje specifické úrovně napětí a proudu, aby se správně spustil a fungoval. Přístup „jedna velikost pro všechny“ u plazmy nefunguje.
Jak se světlo ve skutečnosti jeví
Bez ohledu na typ předřadníku je proces výroby světla identický.
- Proud teče trubicí a budí atomy rtuti.
- Excitovaná rtuť vyzařuje ultrafialové fotony. Nevidíš je.
- UV fotony dopadnou na fosforovou vrstvu uvnitř skla.
- Fosfor reaguje vyzařováním fotonů viditelného světla.
To je celý proces. Proud vzrušuje rtuť. Rtuť vytváří UV záření. UV záření způsobuje, že fosfor svítí. Předřadník pouze zabraňuje zničení elektronky proudem v procesu.
Pokud vyměňujete přípravek, je důležité zkontrolovat typ předřadníku. Magnetické bloky jsou levné, ale hlučné. Elektronické jednotky jsou dražší, ale jsou tiché a neblikají. Pro většinu majitelů domů upgrade na elektronický předřadník nebo upgrade LED eliminuje hučení a únavu očí.
Fyzika se nezměnila. Efektivita se změnila.
