Výbojové zdroje světla

Ve výbojových zdrojích světla vzniká světlo zářením plynů nebo kovových par. Po připojení napětí na elektrody vznikne v baňce elektrický výboj, během kterého začne plynem mezi elektrodami procházet proud. Nosiče proudu jsou elektrony nebo ionty, které při svém pohybu narážejí na atomy plynu.Při vyšších rychlostech nosičů (závisejí na napětí mezi elektrodami) jsou tyto srážky nepružné a atomy plynu se při nich ionizují (vybudí). Valenční elektrony atomu přejdou na vyšší energetickou hladinu, tj. do zakázaného pásu. Přechodem z této energetické hladiny zpět na původní hladinu vzniká elektromagnetické záření.

Aby vznikl počáteční výboj, je nutné určité napětí, tzv. zápalné napětí. Jeho hodnota závisí na vzdálenosti elektrod, na tlaku plynu v bance, druhu plynu, na průměru baňky a na tvaru a druhu elektrod. Zapálení výboje může usnadnit znavenými elektrodami pokrytými vrstvou emitující elektrony. Vodivost plynu po vzniku výboje narůstá, proud se lavinovitě zvětšuje a to by vedlo ke zničení výbojky. Proto do napájecího obvodu zapojuje omezovač proudu. Při napájení stejnosměrným napětím to bývá rezistor (na obrázku 1), při napájení střídavým napětím to bývá tlumivka (obr.2) nebo kombinace tlumivky a kondenzátoru zlepšujícího účiník (obr.3)

Napájení střídavým napětím             Napájení stejnosměrným napětím               Napájení střídavým napětím s kondenzátorem

Účinnost přeměny elektrické energie na světlo je u výbojek větší než u žárovek, dosahuje až 30 %. Časový průběh výboje při střídavém proudu má impulsový charakter, při frekvenci 50 Hz to je 100 impulsů za sekundu. Lidské oko tyto impulsy při frekvenci 50 Hz nevnímá, ale při osvětlení rotujících těles může nastat stroboskopický jev. Ten se potlačí napájením výbojových zdrojů z různých fází trojfázového rozvodu.

Spektrum záření výboje v plynu závisí na druhu plynu, na jeho tlaku a na dalších podmínkách.

Fotoluminiscence je vyzařování světla způsobené ultrafialovým zářením. Vzniká působením záření na fluorescenční nebo fosforescenční látky, tzv.luminofory

Zářivky

Zářivky jsou nízkotlaké rtuťové výbojky. Záření výboje je ultrafialové (neviditelné), s vlnovou délkou asi 0,253 7 \μm. Na vnitřní straně trubice je nanesená vrstva luminoforu, která mění ultrafialové záření na viditelné záření. Podle druhu luminoforu dostáváme různé barvy světla (denní, s teplotou chromatičnosti asi 6 000 K, bílé, s teplotou chromatičnosti 4 500 K. růžové, s teplotou 116 chromatičnosti 3 200 K).

Zářivky se vyrábějí pro napájecí napětí 220 V o příkonech 20, 25, 40 a 65 W. Měrný výkon bývá do 70 lm . W^{-1 a technický život do 2 500 h.}

Nejčastější zapojení zářivky je s doutnavkovým nebo tepelným zapalovačem (startérem).

Připojením síťového napětí přes tlumivku  se zářivka nerozsvítí, protože potřebuje vyšší zápalné napětí. Síťové napětí je současně mezi elektrodami zapalovače. Elektrody zapalovače jsou v baňce naplněné vzácným plynem (malá doutnavka). Jedna elektroda je tvořena páskem z dvojkovu. Připojené napětí tvoří mezi elektrodami zapalovače doutnavý výboj, dvojkov se teplem prohne a spojí se kontakt stertéru. Obvodem začne procházet proud, kterým se rozžhaví elektrody zářivky. Doutnavý výboj v zapalovači uzavřením kontaktu zhasne, teplota v zapalovači klesne, dvojkov ochladne a rozpojí se. Dojde k přerušení proudu a to vlivem indukčnosti tlumivky způsobí přechodné zvýšení napětí. Prostředí ve výbojce je ionizováno a nastane v ní výboj. Napětí výboje zářivky je nižší než pracovní napětí doutnavky, a tak doutnavý výboj v zapalovači již nemůže vzniknout. Kondenzátor kompenzuje účiník zářivky.