Umělé světlo - 4. Zářivky a úsporky - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

24. srpna 2007, 00.00 | Snaha najít efektivnější a chladnější zdroj světla, než je žárovka, dala vzniknout výbojkám. Jejich variantou jsou i často používané zářivky a dnes i moderní kompaktní úsporky. Ty pomalu nahrazují běžné žárovky. Díky charakteru jejich světla se typicky používají v trvale nasvícených prostorách, chodbách, kancelářích, rozsáhlých interiérech, ve veřejném osvětlení atp.

::Umělé světlo - 1. Základní charakteristika
::Umělé světlo - 2. Barva umělých zdrojů světla a její korekce
::Umělé světlo - 3. Horké zdroje
::Umělé světlo - 4. Zářivky a úsporky
::Umělé světlo - 5. Kombinované osvětlení

Výbojky
Výbojky jsou umělé zdroje světla, které generují světlo pomocí elektrického výboje v ionizovaném plynu neboli plazmatu. Jako plyn se používají složité směsice vzácných plynů – například argon, neon, krypton, xenon atp. společně s dalšími plyny, jako jsou rtuťové páry, sodíkové páry atd. Elektrický výboj v plynu způsobí emisi viditelného světla a/nebo ultrafialového světla. Ultrafialové světlo potom narazí na vnitřní stranu trubice potažené fluorescenčním materiálem, kde je převedeno na viditelné světlo. Právě tento typ výbojek běžně označujeme jako nám známé zářivky.

Klasické trubicové zářivky zná asi každý. Jejich technologie velmi pokročila, a tak jak nepříjemná barva, tak i blikání je dnes uspokojivě potlačeno. Přesto se mnozí lidé cítí v jejich světle nepříjemně, a proto se jejich použití omezuje zejména na kancelářské a veřejné prostory.

Každý druh plynu emituje při výboji jiné vlnové délky světla a často i vlny mimo okem viditelnou oblast. Výrobci se proto snaží míchat plyny tak, aby byly pro lidský zrak co nejpříjemnější. Situaci ale komplikuje různá cena různých plynů, ohledy na životní prostředí, bezpečnost provozu, účinnost výbojek, životnost výbojek atp. Výbojek je proto na trhu velké množství, pro příklad uveďme:

• Klasické fluorescenční zářivky používající nízký tlak plynu v trubici a schopné produkovat až 100 lm/W světla, což je asi 5x až 8x více než klasické žárovky a halogeny
• Velmi efektivní sodíkové výbojky mající ještě 2x vyšší účinnost než klasické zářivky (až 200 lm/W), ale produkující nepříjemné monochromatické žluté světlo. Proto se používají zejména pro veřejné osvětlení.
• Metal halogenidové výbojky používající vysoký tlak plynu v trubici a mající účinnost podobnou zářivkám. Produkují ale téměř čisté bílé světlo, a proto se používají pro průmyslové účely, osvětlení stadionů atp.
• Neonové trubice, u kterých se pomocí fluorescence dociluje různých barev.
• Xenonové výbojky, které se používají ve fotografických blescích a které mají sice krátký, ale nesmírně intenzivní výboj téměř bílé barvy. Podmínkou jejich zapálení je ale vysoké napětí řádu tisíců voltů.
• Xenonové světlomety aut jsou moderní a mnohem účinnější než jejich halogenoví předchůdci. V těchto světlometech je ale použita směsice plynů a xenon, který jim dal název, je jen jeden z nich.

Různé výbojky a zářivky jsou typickými zdroji světla v kancelářských prostorách, obchodních centrech, veřejných budovách atp.

Zářivky (Fluorescent lamp)
Zářivky jsou nejběžnější a nejpoužívanější výbojky. Na rozdíl od žárovek vyžadují ale pro běžný provoz elektroniku pro start a pro regulaci proudu procházejícího trubicí. Přitom, je-li běžná zářivka připojena na střídavé napětí 230V/50Hz, bude blikat dvojnásobnou frekvencí, tedy 100x za vteřinu. Díky tomuto blikání se také často objevuje hučení o stejné frekvenci, obvykle způsobené doprovodnou elektronikou. Jak blikání, tak hučení je spoustou lidí hodnoceno jako velmi nepříjemné, a tak se od přímého nasvícení klasickými zářivkami v obytných interiérech a kancelářích upouští. Jsou nahrazovány modernějšími úsporkami (kompaktními zářivkami), kde elektronika blikání i hučení významně omezuje.

Barva světla u zářivky je velkou otázkou. Záleží na mnoha jejích parametrech, které určují, jakou barvou zářivka svítí.

Na blikající zářivky je třeba dát pozor při fotografování v jejich světle expozičními časy kratšími než asi 1/50 sec. Potom hrozí, že expoziční čas se trefí mimo dobu jejich svitu a výsledky mohou expozičně velmi kolísat. Navíc, je-li v místnosti více zářivek připojených na stejnou fázi, budou všechny blikat synchronně.

Klasické trubicové (lineární) zářivky jsou běžně používány pro nasvícení velkých interiérů, hal, obchodních center, velkých kanceláří atp. Stejně jako u žárovek se ale na výsledné barvě podílí barva případných stínítek, barva stěn, stropu atd. Zde vyvážení bílé nastaveno na a je vidět (viz led), že barevná kompenzace není 100%.

Klasické zářivky nemohou být použity společně se stmívači, a tak je téměř nemožné regulovat jejich světlo. Při likvidaci nefunkčních zářivek je také třeba dát pozor na obsah rtuti a dalších toxických prvků a je třeba je likvidovat odděleně od běžného odpadu. Rozbije-li se zářivka, je vhodné vyvětrat místnost a odpad umístit do plastového sáčku mimo obytné místnosti. Nepoužívejte vysavač, na sběr malých částí s rtutí se hodí např. lepící páska.

Úsporky (Compact fluorescent lamp)
Úsporky neboli kompaktní zářivky jsou obyčejnými zářivkami ale uzpůsobenými tak, aby snadno a běžně nahradily běžné žárovky. Podobají se jim tedy jak tvarem, tak paticí. Na rozdíl od žárovek mají ale mnohem vyšší účinnost (typicky 4x až 5x), a šetří tak elektrický proud.

Úsporky jsou de facto zářivkami s vestavěnou elektronikou, takže se tváří jako žárovky. Jejich trubice je často různě stočena ve snaze zvětšit její délku, ale zachovat velikost žárovky.

Aby se úsporka pro běžného uživatele tvářila jako běžná žárovka, musí být vybavena vestavěnou elektronikou, která úsporku startuje, řídí její provoz, omezuje blikání atp. I přes tuto elektroniku však nelze běžně úsporky regulovat stmívači tak, jak je to běžné u žárovek. Na trhu jsou sice úsporky, které umožňují regulaci, jsou však drahé a regulace je možná jen v rozsahu cca 20-100 % a ne 0-100 % jako u žárovek. Úsporkám obecně chvíli trvá, než dosáhnou plného jasu.

Úsporky díky snadné instalaci a mechanické shodě se žárovkami nacházejí uplatnění v dlouho či trvale nasvícených chodbách, venkovních lampičkách, veřejných prostorách atp.

I když je úsporka mnohem efektivnější při generování světla, její celkový světelný výkon je limitován její plochou. Proto jsou silnější úsporky poměrně velké a díky větším rozměrům nemohou být použity jako náhrada běžných silnějších žárovek. Jejich celkový výkon je tím vcelku limitován, a tak se úsporky jako fotografický zdroj světla příliš nehodí.

I když se zářivky a úsporky jako fotografická světla příliš nepoužívají, uplatnění najdou například v table top fotografii. Na tu jejich výkon stačí a plošnost jejich konstrukce a provoz bez významného tepla může být naopak devizou.

Fotografická praxe se zářivkami a úsporkami
Když vejdete do interiéru nasvíceného zářivkami či úsporkami, je obvykle nemožné okem zjistit barvu jejich světla. Vaše oko totiž okamžitě provede korekci a vy jejich barvu ve skutečnosti nikdy neuvidíte. A jen obtížně si lze představit, že budete zjišťovat typ použitých výbojek, i když výrobci obvykle jejich barevné podání ve svých katalozích uvádějí. Praxe je tedy taková, že se buď provede korekce na střední šedou tabulku přímo na místě, nebo se snímá do RAW a korekce barev se provede až v PC. I v tomto případě je ale vhodné pořídit si fotografii šedé tabulky, aby bylo možné parametry RAW konverze snadno nastavit. Při nenáročných snímcích se nastaví ikona vyvážení bílé na a případné další odchylky se prostě přiznají.

I varšavské metro je podobně jako to pražské nasvíceno zářivkami. Jen obtížně si lze představit, že budete zjišťovat typ použitých zářivek. Praktičtější je mít v brašně střední šedou, v nouzi postačí nastavit vyvážení bílé na .

Jiné zdroje
S rozvojem technologií se objevují další zdroje světel, které dříve neexistovaly. Příkladem mohou být LED světla, což jsou lampy osazené velkým počtem LED diod. LED diody, které pro emisi světla používají  polovodičový přechod, je snadné vyrobit v jakékoliv barvě, při produkci světla nevzniká žádné teplo a jejich výkon poslední dobou významně stoupl. Je možné vytvořit i bílou LED nebo může být bílá barva vytvořena namícháním většího počtu LED diod různých barev. Typické použití LED diod je např. jako podsvícení LCD televizorů a monitorů, kde díky vyrovnanému spektru dosahují velmi dobrého barevného gamutu. Výkon LED diod ale stále není dostatečně vysoký, a tak se jako primární fotografické osvětlení příliš nehodí.

"Žárovka" s běžnou paticí E27 vytvořená z LED diod. Vysoká životnost, čistá bílá barva i vysoká světelná účinnost ji předurčují jako doplňkový zdroj světla. Nedosahuje ale zatím vysokých výkonů a i její cena je vyšší.