Żarnik to element konstrukcyjny lampy elektrycznej, który emituje światło w wyniku nagrzewania się do wysokiej temperatury przez przepływ prądu elektrycznego. Jest to kluczowy komponent żarówek, zwłaszcza tych działających na zasadzie emisji termicznej, takich jak żarówki wolframowe.
Budowa i materiały
Żarnik zazwyczaj wykonany jest z materiału o wysokiej temperaturze topnienia i ma postać cienkiego drutu lub włókna. Najczęściej stosowanym materiałem do produkcji żarników jest wolfram, który charakteryzuje się jedną z najwyższych znanych temperatur topnienia wśród metali (3422°C) oraz niskim ciśnieniem pary przy wysokich temperaturach. Dzięki tym właściwościom, żarniki wolframowe mogą osiągać temperaturę rzędu 2500°C bez topienia się i parowania, co pozwala na uzyskanie jasnego i stabilnego światła.
Zasada działania
Praca żarnika opiera się na zjawisku znanym jako efekt Joule’a-Thomsona, gdzie przepływ prądu elektrycznego przez opornik (w tym przypadku żarnik) powoduje jego nagrzewanie. Gdy żarnik osiąga odpowiednio wysoką temperaturę, zaczyna emitować światło w wyniku emisji termicznej. Spektrum emitowanego światła zależy od temperatury żarnika i może obejmować zarówno widzialne, jak i niewidzialne dla ludzkiego oka fale (na przykład podczerwień).
Zastosowanie
Żarniki znajdują zastosowanie przede wszystkim w żarówkach elektrycznych, gdzie są źródłem światła. Oprócz tradycyjnych żarówek wolframowych, żarniki stosowane są również w lampach halogenowych, które działają na podobnej zasadzie, ale zawierają dodatkowo niewielką ilość halogenu, co zwiększa żywotność żarnika. W przeszłości stosowano także żarniki wykonane z innych materiałów, takich jak węgiel, jednak zostały one wyparte przez efektywniejsze technologie.
Historia
Początki żarników sięgają końca XIX wieku, kiedy to wynaleziono pierwsze praktyczne żarówki elektryczne. Thomas Edison i inni pionierzy w dziedzinie elektryczności eksperymentowali z różnymi materiałami, zanim ostatecznie wybrano wolfram jako najbardziej odpowiedni materiał do produkcji żarników. Od tego czasu żarniki stały się standardowym elementem oświetlenia elektrycznego, choć w ostatnich latach ich popularność zmniejsza się na rzecz nowocześniejszych technologii, takich jak diody LED, które oferują większą efektywność energetyczną i dłuższą żywotność.
