Oblouková lampa je výhodnější než žárovka. Jak to viděli před sto lety

aktualizováno 
Rozmach elektrického osvětlení na přelomu 19. a 20. století znamenal pro veřejnost, která s elektřinou měla málo zkušeností, příležitost i dilema. Není divu, že se ptala, o kolik jsou elektrické žárovky efektivnější než plyn či jak světlo v ní vlastně vzniká. Takto se tehdy pokusili odpovědět novináři:

Veliký elektrický reflektor o svítivosti 80 000 svíček na světové výstavě v Paříži, sestrojený Akciovou společností pro elektřinu, dříve Schuckert a spol. v Norimberku (Věda a práce, 1901) | foto: Bejvávalo.cz (Věda a práce, 1901)

Počet umělých zdrojů světelných, jenž ještě před sto lety omezen byl na louče dřevěné a některé tuky, stoupl značně v tomto století, a metou všech jest docíliti největší účinnosti světelné při nejmenším nákladě udržování.

Důležito jest klásti stejný důraz na oba tyto faktory, neboť výhodnost zdroje světelného jest vyjádřena součinem obou. Jest patrno, že i pramen světelný vyžadující většího nákladu ke vzniku a udržování světla, může býti lacinějším a tedy i výhodnějším než zdroj potřebující menšího nákladu, je-li účinnost jeho světelná poměrně větší a naopak.

Příčina světla, všech zdrojů umělých, používaných k praktickému osvětlování, jest táž jako u přirozeného zdroje - slunce. Jest to teplo, jež se mění v energii světelnou, vznikajíc samo bud dějem lučebným - hořením, neb proudem elektrickým. Jest tedy světlo energií, která se rodí z ekvivalentního množství energie tepelné. Výměna obou těchto energií děje se prostřednictvím tělesa, jež teplem se uvádí ve stav žhavý. Bude tedy výhodnost zdroje tím větší, čím dokonalejší a úplnější bude tato proměna, čím menší bude ztráta na energii.

Definujeme tedy účinnost světelnou jako poměr užitečné energie světelné k energii spotřebované. Na čem jest energie světelná, čili jinak řečeno svítivost závislá, poznáme snadno, pozorujeme-li spektrum (vidmo) tělesa žhoucího.

První podmínkou jest, aby vidmo bylo nepřetržité; třeba tedy vyloučiti plyny z těles žhavých. Čím více pak barev spektrum obsahuje, tím bude světlost zdroje větší. Ohříváme-li těleso pevné, žhavění schopné, sálá nejdříve teplo, a na spektru neviditelném pouhému oku lze zjistiti paprsky infračervené, či tepelné.

Stoupá-li teplota na 300° C., těleso rozžhaví se do červena a vidmo vykazuje paprsky červené, k nimž zvýšením teploty se druží postupně paprsky oranžové, žluté, zelené, modré a na konec při bílém žáru asi kolem 2000° C. i fialové. Tím obdrželi jsme tedy vidma úplného. Roste-li i nyní ještě teplota, vznikají jen paprsky tmavé, ultrafialové, vykazující hlavně účinky chemické.

Světlost stoupá tedy s počtem barev vidmových od jisté teploty až do maxima, na kterém setrvá, roste-li teplota, i dále. Přes toto maximum nepřejde se při užívaných zdrojích; i lze souditi, že svítivost zdroje bude tím větší, čím vyšší bude jeho teplota.

Pozorujme nyní, jak požadavku tomuto různé světelné zdroje vyhovují.

U lamp petrolejových, plynových a svíček, při nichž tekuté, plynné neb pevné uhlohydráty se spalují, jest látkou žhoucí uhlík. Patrno, že hoření při těchto zdrojích jest nedokonalé, neboť část svítiva jakožto pevný uhlík se vylučuje a žhaví. Teplota takovéhoto zdroje jest nízká, a tedy svítivost a s ní i účinnost malá.

Aby se docílilo vyšší teploty, muselo by hoření býti dokonalé. Poněvadž však plamen takový jest nesvítivý, třeba použiti jakéhosi tělesa, jež se v plameni do žhavení uvádí. Jest to obyčejně Auerova punčoška, složená z kysličníků vzácných zemin, jako cirkonia, thoria, ceria, erbia, yttria, lanthanu, jež snesou vysoký žár a dávají téměř úplné spektrum, pročež i barva světla jejich jest bílá.

Octli jsme se tu u žárového světla plynového, lihového a petrolejového. U těchto zdrojů při téže, ba menší ještě energii spotřebované, jež representována jest množstvím spáleného svítiva, jest svítivost a tudíž i účinnost větší; i jsou tyto zdroje při témž nákladu výhodnější.

Povšimněme si nyní světla elektrického. Oblouk Davyho, mající nejvyšší teplotu 2500°- 3500° C., dává spektrum úplné, a jelikož ztráty energie odporem ohmovým a polarisací jsou celkem malé, jest zdrojem nejúčinnějším, a poněvadž také náklad potřebný k udržování jest nejmenší, i nejvýhodnějším zdrojem světelným. Nevýhodou jeho jest, že velká intensita světelná jest na malou jen plochu soustředěna, pročež k osvětlování příbytků málo se hodí.

Při žárovém světle elektrickém, kde se žhaví vlákno uhelné, jehož svítivost jest o něco větší než plynu, třeba s nákladem počítati, a tu výhodnost kloní se vždy na stranu jejich.

Kvůli snazšímu porozumění uvádím tato data:

Svítivost světelných zdrojů udávaná ve zdánlivě historické jednotce ‚svíčka‘ se používá i v dnešní době. Jen se používá označení Kandela (symbol cd) vycházející z anglického názvu jednotky candela. Obyčejná žárovka 100 W má svítivost přibližně 120 cd; běžná indikační světelná (LED) dioda jen asi 0,5 cd.

Spálíme-li 1 m³ svítiplynu za hodinu v hořácích, obdržíme 112 normálních  svíček. Spálíme-li totéž množství v plynovém motoru zatíženém dynamem, dá práci 1 HP.
Generator vydá proud, jenž může napájeti 10 žárových lamp o 16 svíčkách, nebo jednu lampu obloukovou o 1000 svíčkách, počítajíc v to již ztráty rozváděním povstalé.

Jest tedy světlo obloukové devětkrát, žárové 1,4krát výhodnější než obyčejné světlo plynové. Ovšem užijeme-li jako motoru stroje parního, vodního kola neb turbíny, sníží se ještě náklad, a tedy stoupne výhodnost.

Při posuzování výhodnosti žárovek třeba zřetel bráti nejen na hořejší dva činitele, nýbrž ještě na třetí, jímž jest trvanlivost jejich.

Ta žárovka jest výhodnější, jež při téže svítivosti má delší trvání. Proto udává továrna vždy svítivost, při níž garantuje jisté trvání. Zvýší-li se světlost sesílením intensity proudové a tedy stoupnutím teploty, přepálí se vlákno uhelné dříve, stává se trvanlivost menší.

Aby bylo lze zvýšiti teplotu bez újmy trvalosti, bylo třeba upustiti od uhelného vlákna, neboť uhlík vysokou teplotou mění se v plyn, a použiti látek, jež snesou vyšší žár. Užívá se k tomu cíli výše uvedených zemin, a obtíž, která nevodivostí jejich při nízké teplotě se naskytuje, odstraňuje se tím, že pokrývají dobrého vodiče, platinové neb uhelné vlákno, jež nejdříve se rozžhavuje. K těmto žárovkám náleží nově konstruovaná žárovka punčošková.

K doplnění celku dlužno ještě uvésti světlo studené, vznikající výbojem elektrickým ve zředěných plynech. Žárovky takové sestrojil Tesla, Arons, Moore a j., a byla jimi i jedna síň optického paláce na světové výstavě v Paříži osvětlena. Leč světlo toto, jsouc teprve ve zrodu svém, nemá pro malou intensitu svoji dosud praktického významu. Totéž platí i o světle vznikajícím fosforescencí a fluorescencí.

Shrneme-li v krátký úsudek, co v hořejších řádcích o výhodnosti zdrojů pověděno bylo, plyne, že dosud nejvýhodnějším zdrojem světelným jest lampa oblouková, po níž ostatní následují asi v této řadě: žárovka elektrická, žárové světlo plynové, petrolejové, lihové, lampa acetylenová, plynová, petrolejová, olejová a svíčky.

Ovšem uvažovali jsme výhodnost jen se stanoviska hospodářského; při instalaci však bývá třeba hleděti ještě na jiné okolnosti, hlavně místní, na přípustnost toho kterého zdroje, kteréž okolnosti bývají často rozhodujícími.

V. Felber (Věda a práce, 1901)

Text byl původně digitalizován pro server Bejvávalo.cz, kde najdete i další historické texty z různých oborů. 

Autor:

50. výročí přistání na Měsící

Americký kosmický let Apollo 11 splnil svoji misi 20. července 1969. Na povrch Měsíce jako první člověk vstoupil velitel posádky Neil Armstrong. Doprovázel jej Edwin "Buzz" Aldrin, zatímco Michael Collins zůstal na palubě vesmírné lodi.

Téma Apollo 11 v článcích Technet.cz:
O čem si povídali kosmonauti Apolla 11. Poslechněte si tisíce hodin „ticha“
Co kdyby Apollo 11 zůstalo na Měsíci? Pohřbili by je přes rádio zaživa
Vlajky na Měsíci stále stojí. Podívejte se na důkaz ze sondy LRO

Nejčtenější

Samé otázky. Vědci pronikli do neznámých prostor u hrobky zpovědníka krále

Podle jasně čitelného letopočtu na papírku se vzkazem od dělníků, kteří...

Skupina historiků a dalších odborníků v přímém přenosu vyzvedává schránu s ostatky králova zpovědníka Jindřicha...

Zelené peklo Normandie. Problém odhalených spodků vyřešil seržant Culin

Digitálně kolorovaná dobová fotografie lehkého tanku M5 Stuart s improvizovanou...

Během detailního plánovaní vylodění v Normandii a prvních fází následného postupu do nitra Francie se zapomnělo na...

Některé nejlevnější notebooky nedoporučí ani výrobce. Vyzkoušeli jsme je

Test nejlevnějších notebooků

Na rčení „nejsem tak bohatý, abych kupoval levné věci“ zákazníci často zapomínají. Otestovali jsme proto šest levných...

Odstartovala nejsilnější raketa světa. Nese desítky satelitů a plachetnici

SpaceX poslala do vesmíru Falcon Heavy 25.6.2019 v 8:30 našeho času. Na palubě...

V úterý 25. června ráno v 8:30 našeho času znovu odstartovala nejsilnější raketa současnosti, Falcon Heavy. Vynesla...

Smrt nad Kanálem. Zahynuli při letecké nehodě, StB je obvinila z emigrace

V 70. letech 20. století se na obloze potkávaly rozmanité typy letadel, jak...

Kanál La Manche je tichým svědkem desítek nouzových přistání i zřícení letadel. Zahynuli zde českoslovenští hokejisté i...

Další z rubriky

Postavte si dělo na vatové tyčinky. Je to zábava a něco se naučíte

Jedním z makerů, který bude na Maker Faire Prague 2019 vystavovat je Matěj...

Cílem není získat stroj roznášející hrůzu a smrt, ale pobavit se při výrobě funkčního kanónu na vatové tyčinky. A taky...

Google má zřejmě peněz nazbyt. Zaplatil výzkum fyzikálního přeludu

Nechtěl by to mít v garáži každý? Takhle kouzelně vypadá provoz fuzoru

Společnost Google během posledních let v experimentu, o kterém prakticky nikdo nevěděl, nechala prověřit proslulou...

INTERAKTIVNĚ: Z malé účasti těží ANO, z vysoké Piráti? Najděte souvislosti

Prozkoumejte statistiky okresů ČR, najděte souvislosti a korelace

Výsledky voleb do Evropského parlamentu lze analyzovat z různých pohledů. Připravili jsme pro vás nástroj, s jehož...

Najdete na iDNES.cz