Princíp Fungovania Diód Plnených Plynom a Ich Aplikácie
Dióda plnená plynom je typ elektronickej súčiastky, ktorá využíva ionizáciu plynu na riadenie elektrického prúdu. Tieto diódy majú široké spektrum využitia, od osvetlenia až po zváranie. V tomto článku sa pozrieme na princíp fungovania diód plnených plynom, rôzne typy žiaroviek, LED diód a metódy zvárania.
Žiarovky
Žiarovka je druh elektrického svetelného zdroja, v ktorom sa na premenu elektrickej energie na svetelnú energiu využívajú tepelné účinky elektrického prúdu pri prechode tuhým telesom a žiarivé vlastnosti tohto telesa.Princíp Fungovania
Funguje na princípe odporového zahrievania vodiča elektrickým prúdom, ktorý ním preteká. Pri vysokej teplote vlákno žiarovky žiari ako absolútne čierne teleso v infračervenom, ultrafialovom a viditeľnom spektre. Pôvodné Edisonove žiarovky mali uhlíkové vlákno, dnes sa zvyčajne využíva volfrám, ktorý lepšie odoláva vysokým teplotám. Volfrámové vlákno je stočené do špirály (špirála je dlhá asi 2 cm, po roztiahnutí má vlákno takmer meter). Prechodom elektrického prúdu sa rozžeraví na 2500 °C, kedy wolfrám emituje biele svetlo. Aby vlákno nezhorelo, je umiestnené v sklenenej banke, z ktorej je vyčerpaný vzduch. Podtlak by ale spôsobil nebezpečnú implóziu pri náhodnom rozbití banky, preto býva vákuum nahradené inertným plynom pod nízkym tlakom, napr. argón.Parametre
Štandardné žiarovky sa vyrábajú v hodnotách príkonu 25, 40, 60, 75, 100 a 150 wattov (W). Svetelný tok klasickej žiarovky je pre 25W žiarovku 230 lm, 100W 1300 lm. Merný výkon žiarovky vyjadrujúci jej účinnosť (pomer svetelného toku a príkonu). Pre 25 W žiarovku je 9,2 lm/W, pre 100 W je 13 lm/W. Priemerná životnosť žiaroviek je približne 1000 h.Sklená banka má dve základné úpravy - číru a matnú. Prvá poskytuje ostré, druhá rozptýlené svetlo. Žiarovky sa vyrábajú aj pre dekoratívne účely - v rôznych farbách a tvaroch. Dnes sú žiarovky postupne nahrádzané (z dôvodu dlhšej životnosti a lepšej energetickej účinnosti) výbojkami alebo žiarivkami.Halogénová Žiarovka
Zvláštnym druhom žiarovky je halogénová žiarovka, ktorá je plnená halogénovým plynom, napr. brómom alebo jódom. Pri rozžeravení vlákna dochádza k vyrovnanej chemickej reakcii, pri ktorej sa materiál vlákna rovnomerne vyparuje a znova usadzuje na horúcich miestach, čo zabraňuje rýchlemu prehoreniu vlákna. Azda najvýznamejším vedľajším prejavom použitia kremičitého skla namiesto normálneho je, že táto žiarovka sa stáva zdrojom UV-B žiarenia, pretože kremičité sklo je pre toto žiarenie, na rozdiel od obyčajného skla, priepustné. Kremičité sklo môže byť poškodené zamastením dotykom ruky. Zamastením sa totiž zmení štruktúra skla a žiarovka sa po zapnutí pri zahriati spáli.Čo je halogénové osvetlenie?
Tlejivka
Tlejivka je nízkotlaková, plynom plnená výbojka so studenou katódou, pracujúca v oblasti samostatného tlejivého výboja (odtiaľ je odvodený aj jej názov). Sklenená banka tlejivky je plnená riedkym plynom (najčastejšie neón alebo ďalšie inertné plyny - hélium, argón, kryptón, xenón, prípadne ich zmesi, ale aj dusík, CO2) s tlakom rádovo desatiny kPa. Banka obsahuje dve elektródy, medzi ktorými vzniká výboj, nezávislý na polarite priloženého napätia. Po pripojení tlejivky na zdroj jednosmerného prúdu žiari elektróda, pripojená na záporný pól zdroja - katóda. Po pripojení na zdroj striedavého prúdu žiaria striedavo obe elektródy, každú polperiódu vždy tá, ktorá má momentálne záporný potenciál. Pre obmedzenie veľkosti prúdu, tečúceho následným samostatným tlejivým výbojom, sa využíva predradená tlmivka alebo rezistor.Žiarivka
Žiarivka je druh elektrického svetelného zdroja - nízkotlaková ortuťová výbojka, ktorá na premenu elektrickej energie na svetelnú využíva žiarenie tlejivého elektrického výboja v parách ortuti. Samotný výboj vyžaruje neviditeľné ultrafialové žiarenie, ktorým je ožarovaná tenká vrstva vhodného luminoforu, nanesená na vnútornej strane banky žiarivky. Žiarenie excituje molekuly luminoforu, ktoré následne pri návrate do pôvodného stavu emitujú fotóny viditeľného svetla.LED Diódy
Luminiscenčná dióda alebo svetelná dióda (iné názvy: elektroluminiscenčná dióda, LED, LED dióda, zriedkavo žiarivá dióda, dióda emitujúca svetlo, ľudovo ledka, angl. light-emitting diode) je polovodičová elektronická súčiastka, ktorá vyžaruje úzkospektrálne svetlo, keď ňou prechádza elektrický prúd v priepustnom smere. Svietiaci efekt je následkom žiarivej rekombinácie elektrón-dierového páru a je formou elektroluminiscencie.Typy LED
Existujú dva typy bielych LED (tzv. biele LED):* Prvý typ je poskladaný z troch monochromatických LED, ktoré emitujú žiarenie vo farbách: červená, zelená, modrá. Takýmto LED sa hovorí RGB LED (z angl. skratiek pre red, green, blue).* Druhý typ bielych LED je založený na zmene vlnovej dĺžky emitovaného žiarenia klasickou monochromatickou LED na širokopásmové spojité spektrum, ktorého energia je rozložená približne rovnako po celom spektre.Čo je halogénové osvetlenie?
Použitie LED
LED sa tradične používajú najmä ako indikátory, a ako zobrazovacie prvky v segmentových zobrazovačoch a bodových maticových zobrazovačoch (známe ako „bežiace nápisy“). Známe je aj ich použitie vo veľkoplošných zobrazovateľoch používaných na reklamné účely. V poslednom čase s nástupom vysokosvietivých LED sa začalo ich využívanie na osvetľovacie účely a v dopravnej svetelnej signalizácii (cestné semafóry, železničné návestidlá). Pre svoju dlhú životnosť a otrasuvzdornosť sa uplatňujú aj v automobiloch dokonca aj ako náhrada koncových brzdových či smerových svetiel.Zváranie
Na zváranie kovov sa používajú rozličné metódy, ktorým sú prispôsobené aj moderné zváracie zariadenia.Elektrické Oblúkové Zváranie
Elektrické oblúkové zváranie využíva teplo elektrického oblúka na roztavenie základného materiálu, prídavného materiálu a na vytvorenie zvaru.* ručné oblúkové zváranie obalenou elektródou - ROZ (v ang. MMA)* zváranie taviacou sa elektródou v ochrannej atmosfére plynu - MAG, MIG* zváranie netaviacou sa elektródou v ochrannej atmosfére plynu - TIGZdrojom energie na zváranie môže byť jednosmerný aj striedavý prúd s nízkym napätím a veľkým prúdom. Pri kúpe zariadenia na zváranie, či už jednosmerným, alebo striedavým prúdom, treba v prvom rade zistiť, na aké použitie z hľadiska zaťaženia je zváracie zariadenie určené. To znamená, či je zariadenie určené na občasné použitie u domáceho majstra, alebo na profesionálne zváranie.Typy Zváracích Zariadení
* **Zvárací transformátor:** Základ transformátora tvorí pevné železné jadro zložené z tenkých plechov. Na jadre je navinuté primárne vinutie s tenším drôtom a sekundárne vinutie s hrubším drôtom. Primárne vinutie je pripojené na sieťové napätie jednofázové 230 V alebo trojfázové 400 V. Zo sekundárneho vinutia odoberáme zvárací prúd.* **Zvárací usmerňovač:** Skladá sa zo zváracieho transformátora a z dvojcestného usmerňovača (polovodičové diódy alebo tyristory), ktorý je pripojený na sekundárne vinutie transformátora.* **Invertory:** Sú to zložitejšie zariadenia a nedajú sa svojpomocne skonštruovať. Striedavé vstupné napätie zo siete (50 Hz) sa usmerní, v striedači (invertore) sa opäť zmení na striedavé napätie, ale s vysokou frekvenciou (60 až 80 kHz), a po transformácii vysokofrekvenčného napätia sa znova usmerní na jednosmerné zváracie napätie.* **Zváracie choppery:** Vstupné sieťové napätie sa privádza do klasického výkonového transformátora a po transformácii ho ďalej usmerňuje diódový usmerňovač v mostíkovom zapojení. Princíp činnosti zváracieho choppera je takýto: pri zopnutom tranzistore T prechádza prúd z transformátora cez usmerňovač a tlmivku priamo do zváracieho oblúka a späť.Výber Elektródy
Výber elektródy vzhľadom na zváraný materiál sa riadi polohou zvárania a mechanickými vlastnosťami zváraného materiálu. Polohy zvárania a mechanické vlastnosti zvarového kovu, pre ktorý je určená elektróda, bývajú uvedené na obale elektród. Vlastnosti zvarového spoja sa musia čo najviac priblížiť k vlastnostiam základného materiálu.| Typ Obalu | Použitie | Polarita |
|---|---|---|
| Rutilový (R) | Zvárací transformátor | Priama |
| Kyslý (K) | Zvárací transformátor | Priama |
| Bázický (B) | Zvárací usmerňovač a invertor | Nepriama |
Zváranie Rôznych Materiálov
* **Bežné konštrukčné ocele:** Nízkouhlíkové ocele (triedy 10, 11, 12) s obsahom uhlíka do 0,25 % a s hrúbkou do 25 mm sa zvárajú bez problémov.* **Austenitické ocele:** Napr. 17 247, 17 248 (sú nemagnetické), stabilizované Ti, Nb, sa zvárajú dobre. Zvolíme si elektródy s podobným chemickým zložením ako zváraný materiál.* **Ťažko zvariteľné ocele:** V takomto prípade sa preto považuje za jedno z najlepších riešení zvárať austenitickými elektródami, napr. OK 68.81, OK 67.42, alebo niklovými OK 92.26, čím sa znižuje riziko praskania zvarov.* **Liatina:** Liatina sa môže v prvom rade zvárať elektródami z niklu a elektródami na jednosmerný aj striedavý prúd.* **Hliník:** Na zváranie čistého hliníka sa použije elektróda z čistého hliníka alebo zo zliatiny hliníka s 1 % Mn so špeciálnym obalom na jednosmerný prúd.Metódy Zvárania v Ochrannom Plyne
* **Zváranie MAG:** Je oblúkový spôsob zvárania v ochrannom aktívnom plyne (CO2, Ar + CO2), pri ktorom sa používa taviaca sa drôtová elektróda. Používa sa na zváranie bežných aj nehrdzavejúcich ocelí.* **Zváranie MIG:** Je oblúkový spôsob zvárania, pri ktorom sa používa taviaca sa drôtová elektróda, ale na ochranu zvarového kovu sa využíva inertný plyn, najčastejšie argón. Používa sa najmä na zváranie nízkolegovaných ocelí, nehrdzavejúcich ocelí a hliníka.* **Zváranie TIG:** Je to oblúkové zváranie netaviacou sa elektródou v ochrannej atmosfére inertného plynu. Ako ochranný plyn sa najčastejšie používa argón. Na zváranie TIG možno použiť striedavý aj jednosmerný zvárací prúd.tags: #dióda #plnená #plynom #princíp #fungovania
