Zářivka
Princip
Zářivka je nízkotlaká rtuťová výbojka, která se používá jako zdroj světla. Tvoří ji zářivkové těleso, jehož základem je nejčastěji dlouhá skleněná trubice se žhavícími elektrodami, naplněná rtuťovými parami a argonem. V nich nastává doutnavý výboj, který ale září převážně v neviditelné ultrafialové oblasti. Toto záření dopadá na stěny trubice, které jsou obvykle pokryty luminoforem. Tato látka absorbuje ultrafialové záření a sama září ve viditelné oblasti. Zářivka tak svítí.
Pro výboj v plynu platí, že čím větší proud protéká, tím je úbytek napětí na výboji menší. Proto musí být proud zářivkou zapojenou v obvodu omezen vhodným způsobem, např. předřadným odporem, tlumivkou (v obvodech střídavého proudu) nebo elektronickým předřadníkem. Důvodem pro použití tlumivky je její poměrně nízká cena, spolehlivost a také to, že se na ní indukuje napětí potřebné k zapálení výboje v zářivkové trubici.
Pro zapálení (start) potřebuje zářivka napětí vyšší než při dalším ustáleném provozu. Proto se ještě k zářivkové trubici v klasickém zapojení připojuje startér. Ten je tvořen skleněnou baňkou o velikosti asi 2 cm, která je naplněna argonem a neonem a vybavena dvěma elektrodami. Jedna elektroda je obyčejná pevná a druhá je tvořena bimetalovým páskem. Pokud je zářivka vypnuta, tyto elektrody se nedotýkají.
Startování
Po připojení do sítě nastane nejprve ve startéru doutnavý výboj, kterým se začnou ohřívat elektrody. Tím se bimetalový pásek ohýbá směrem k pevné elektrodě. (Proud doutnavým výbojem není dostatečný pro rozžhavení elektrod zářivky a v důsledku nedostatku nabitých částic neprochází proud ani zářivkovou trubicí.)
Zhruba po jedné sekundě se bimetalový pásek dotkne pevné elektrody a doutnavý výboj ve startéru zanikne. Přes tlumivku a elektrody zářivky teď protéká proud, který způsobí rozžhavení elektrod uvnitř zářivky. Žhavením emitované elektrony vytvoří kolem elektrod zářivky značnou ionizaci plynů.
Výboj
Bimetalový pásek ve startéru se ochlazuje a oddaluje od pevné elektrody, čímž se přeruší elektrický proud ve startéru. Na tlumivce vlivem magnetické indukce vznikne napěťový impuls, napětí mezi elektrodami zářivkové trubice se zvýší a naskočí výboj v ionizovaném plynu s menší elektrickou pevností, následně dojde k ionizaci celého obsahu trubice a doutnavý výboj probíhá již při značně nižším napětí.
Jakmile výboj v trubici probíhá, napětí ze sítě se dělí na úbytek na zářivce a na tlumivce. To vede k poklesu napětí na tlumivce a tlumivka slouží již jen místo ochranného jalového rezistoru.
Zapalovací napětí startéru je vyšší, než provozní napětí zářivky, a proto startér znovu nezapálí. V zářivce vzniká doutnavý výboj, který vyzařuje ultrafialové záření. To se díky luminoforu, který je na stěnách zářivkové trubice přemění na záření světelné.
Všechny popsané fáze rozsvícení zářivky probíhají velmi rychle, přesto můžeme pozorovat určité zpoždění mezi stisknutím vypínače zářivky a jejím rozsvícením.
Nevýhody
Nevýhody zářivek Jas zářivek bez speciálního elektronického předřadníku nelze plynule regulovat. Samotná zářivková svítidla jsou konstrukčně složitější, neboť vyžadují konvenční (pasivní) případně elektronický předřadník.
Jsou ekologicky závadné, jelikož obsahují rtuť a toxický luminofor, navíc u zářivek s elektronickým předřadníkem další špatně odbouratelné komponenty. S vyřazenými zářivkami se z toho důvodu musí ekologicky nakládat jako s nebezpečným odpadem. Některé zářivky mají úzkospektrální vyzařování světla
Zářivky blikají dvojnásobnou frekvencí elektrorozvodné sítě. Z toho důvodu je jejich použití omezené tam, kde se vyskytují rychle rotující předměty, zejména se to týká dílen s obráběcími stroji. Vlivem vzniklého stroboskopického jevu se totiž rotující předmět osvětlený přerušovaným světlem může jevit jako stojící. Toto platí zejména pro běžné zářivky. Kompaktní zářivky, zejména s kvalitním elektronickým předřadníkem s výstupní frekvencí řádově desítky kHz, se stroboskopický efekt tolik neuplatňuje. Je také možné v jedné místnosti zapojit světla na různé fáze, čímž se rovněž dosáhne zmírnění tohoto nežádoucího efektu. Při vyšších kmitočtech tento efekt zcela zaniká.
Levnější zářivky emitují UV záření, které může při dlouhodobé expozici nevratně poškodit zrak. Lze narazit na informaci, že "v malém množství vyzařují, díky obsahu těžkých kovů, i rentgenové záření". To je ovšem mylné, neboť v plynem plněné trubici nemohou být elektrony urychleny na energii k tomu dostačující.
Žárovky mají kratší životnost, která se pohybuje nejčastěji kolem 1000 hodin provozu. Jde o ekonomický kompromis mezi účinností a životností; vysoce účinné přežhavené žárovky (např. v kinoprojektorech) mají velmi krátkou životnost, naopak tzv. podžhavené (též dlouhoživotné) žárovky s nízkým světelným tokem (tedy nízkou účinností) mají násobně delší životnost.