20
Rok LXXVIII 2010 nr 1
ANALIZY – BADANIA – PRZEGLĄDY
Dr inż. Mirosław Gajer – Katedra Automatyki Akademii Górniczo-Hutni-
czej, Kraków
O historii i niezbyt świetlanej przyszłości tradycyjnych żarówek
Mirosław Gajer
Historia dobrze znanej wszystkim tradycyjnej żarówki roz-
poczęła się wraz z wynalazkiem (dokonanym przez Tomasa
Alvę Edisona), który datowany jest na 19 października 1879
roku. Zaledwie rok później, 1 października 1880 roku, Edison
wraz z kilkoma innymi naukowcami założył już pierwszą fa-
brykę żarówek. W tym samym roku patent na żarówkę zgłosił
brytyjski uczony Joseph Wilson Swan, jednak pierwszeństwo
tego wynalazku, wraz z prawami patentowymi, zostało przy-
znane Edisonowi, który – jak się okazało – wyprzedził Swana
o trzy miesiące. Z kolei w 1883 roku Swan uzyskał dodat-
kowy patent na opracowaną przez siebie metodę produkcji
udoskonalonych włókien żarówkowych o znacznie większej
trwałości [1].
W kontekście rozważań nad historią wynalazku żarówki i jej zasto-
sowaniami, interesujący może być fakt, że w Związku Radzieckim
w epoce stalinowskiej wszelkie wynalazki starano się przypisać na
poczet osiągnięć techniki radzieckiej, której rozwój był najczęściej
wynikiem mrówczej pracy oraz spektakularnych odkryć genialnych
samouków, wywodzących się oczywiście z klasy chłopskiej bądź
robotniczej. Jak można się domyślić, nie mogło być inaczej w przy-
padku tak powszechnie stosowanego i niezwykle pożytecznego wy-
nalazku, jakim jest żarówka.
W 1949 roku na polskim rynku wydawniczym ukazała się książ-
ka autorstwa niejakiego Teodora Wejtkowa, zatytułowana „Kronika
elektryczności” [2]. Z jej strony tytułowej można dowiedzieć się, że
jest to przekład z drugiego wydania rosyjskiego, który został uzu-
pełniony oraz opatrzony przedmową i przypisami przez inż. Józefa
Hurwica. Już z samej przedmowy do tej książki można dowiedzieć
się wielu rewelacji. Między innymi można tam przeczytać: Toteż
mało kto z czytelników polskich, wychowanych na literaturze na-
ukowej czy popularno-naukowej pozostającej pod wpływami za-
chodnioeuropejskimi oraz tym bardziej na przekładach z prac za-
chodnioeuropejskich, wie o tym, że uczony rosyjski Bazyli Pietrow
8 lat przed Davy’m odkrył łuk Volty; że pierwszy zastosował izola-
cję przewodów elektrycznych; że w tym samym czasie, gdy Morse
trudził się nad budową swego słynnego telegrafu, uczony rosyjski
Paweł Szylling zbudował telegraf w Petersburgu; że wynalazcą
żarówki elektrycznej był Rosjanin Aleksander Łodygin, zaś Edison
tę żarówkę tylko udoskonalił; że pierwszą próbę zelektryfikowania
kolei zrobił uczony rosyjski Borys Jakobi; że inżynier rosyjski Łaczi-
now niemal jednocześnie z inżynierem francuskim Marcelim Depre-
zem rzucił pomysł przesyłania energii elektrycznej na odległość; że
radio wynalazł przed Marconim uczony rosyjski Aleksander Popow
i o wielu innych pracach uczonych rosyjskich [2, s. 5].
Zatem wynalazek żarówki według Wejtkowa zawdzięczamy nie-
jakiemu Aleksandrowi Łodyginowi. Jak to było możliwe, że świat
o tak istotnym odkryciu niczego nie wiedział, dowiadujemy się rów-
nież z przedmowy:
Rosja carska nie utrzymywała niemal żadnych stosunków kultural-
nych z Europą zachodnią oraz z Ameryką i wskutek tego informacje
o pracach uczonych rosyjskich, publikowanych w języku rosyjskim
mało znanym za granicą, nie docierały tam [2, s. 5].
Ponadto z przedmowy możemy się dowiedzieć jeszcze jednej sen-
sacji:
Na uwagę zasługuje podkreślony przez Wejtkowa fakt, iż Niemcy
już w XVIII stuleciu, zajmując kierownicze stanowiska w petersbur-
skiej Akademii Umiejętności, świadomie przeciwdziałali rozwojowi
nauki rosyjskiej [2, s. 6].
W tym miejscu nasuwa się pytanie, jak to możliwe, że Niemcy
piastowali kierownicze stanowiska w petersburskiej Akademii Umie-
jętności w sytuacji, gdy Rosja carska rzekomo nie utrzymywała nie-
mal żadnych stosunków kulturalnych z Europą zachodnią, co jest
oczywistą bzdurą, gdyż w rzeczywistości takie stosunki, począwszy
od panowania cara Piotra Wielkiego, były dość mocno ożywione
(zwłaszcza z Niemcami i Francją).
Według książki Wejtkowa wynalazca żarówki – Aleksander Ło-
dygin żył w latach 1847-1903, a historia jego odkrycia dokonanego
w roku 1874 przedstawiała się w sposób następujący:
Łodygin najpierw rozżarzał prądem elektrycznym z baterii galwa-
nicznej drut żelazny. Od drutu tego rozżarzał się następnie kawałek
węgla w hermetycznie zamkniętej kuli szklanej z powietrzem. Wę-
gielek jasno tlił się w ciągu trzydziestu minut. Pod koniec tegoż roku
wiadomość o pracach Łodygina doszła do Petersburskiej Akademii
Umiejętności i przyznano mu nagrodę pieniężną imienia Łomonoso-
wa [2, s. 172].
Interesująco przedstawia się według Wejtkowa również historia
zawędrowania wynalazku Łodygina do Stanów Zjednoczonych:
Porucznika Chotinskiego, który znał dobrze wszystkie osoby,
pracujące w Petersburgu nad udoskonaleniem lampy elektrycznej,
delegowano w roku 1877 do Ameryki po odbiór krążowników dla
marynarki rosyjskiej. Wziął on ze sobą kilka sztuk lamp Łodygina
i pokazał je Edisonowi [2, s. 174].
Jak dowiadujemy się z dalszej lektury, sam wynalazek Edisona,
polegający według Wejtkowa jedynie na udoskonaleniu genialnego
odkrycia Łodygina, był właściwie dziełem przypadku:
Przechodząc raz przez podwórze laboratorium, ujrzał poniewiera-
jącą się w pyle gałązkę. Podniósł ją i obejrzał. Liście przymocowane
były do cienkiej, długiej i giętkiej łodygi. Edison oderwał liście, roz-
dzielił łodygę na włókna, i zwęgliwszy je, nadał im postać skręco-
ną. Wynik był zgoła nieoczekiwany: spiralka skręcona z włókna tej
rośliny, potraktowana uprzednio pewnymi roztworami chemicznymi
i umieszczona wewnątrz kolby w próżni, dała jasne, równe światło.
Paliła się wiele godzin z rzędu i Edison wciąż ją obserwował.
Rok LXXVIII 2010 nr 1
21
ANALIZY – BADANIA – PRZEGLĄDY
– Co to za roślina? Gdzie ona rośnie? – wypytywał Edison wszyst-
kich swoich pomocników i znajomych. Ktoś powiedział, lecz bez
przekonania, że jest to japoński bambus. Nie tracąc czasu, wynalaz-
ca wyprawił kilka ekspedycji na poszukiwanie tej rośliny. Pracowni-
cy Edisona udali się nie tylko do Japonii. Mieli polecenie zbadania
bambusa i pokrewnych mu roślin w Chinach, Brazylii i Indiach.
Wiele wysiłków włożyli wysłannicy Edisona, by przeniknąć w nie-
przebyte dżungle i dzikie gąszcze Kuby, Jamajki, Peru, Ekwadoru,
Cejlonu i wielu innych miejsc na kuli ziemskiej [2, s. 176].
Pora jednak zakończyć te niestosowne żarty i anegdoty na temat
wynalazku żarówki, ponieważ sprawa jest poważna, a rzeczywi-
stość jak zwykle przerosła nawet najśmielsze wyobrażenia. Otóż za
kilka lat ostatnie żarówki mają zniknąć z półek sklepowych, a ich
produkcja i dystrybucja ma być prawnie zakazana. Wszystko w imię
walki z globalnym ociepleniem, które rzekomo zagraża istnieniu
tego świata.
Sam problem globalnego ocieplenia jest niewątpliwie tematem na
osobny artykuł, jednak dyskusję dotyczącą zagrożeń związanych
z nadmierną emisją dwutlenku węgla zostawmy na później, a naj-
pierw przeanalizujmy problem od strony rachunku ekonomicznego.
Czy to się opłaca?
Żarówki energooszczędne zużywają mniej więcej jedną czwartą
energii pobieranej przez żarówki tradycyjne, przy takiej samej jas-
ności świecenia. Mimo to do ich rewelacyjnych osiągów podawa-
nych na opakowaniach należy podchodzić z dużą dozą ostrożności,
ponieważ zawsze firmy mają tendencję do zawyżania parametrów
swoich wyrobów, co należy traktować jako swoisty rodzaj reklamy.
Zatem do dalszych szacunków przyjmiemy czterokrotne zmniejsze-
nie mocy żarówki energooszczędnej w stosunku do żarówki trady-
cyjnej.
Zakup żarówki energooszczędnej to wydatek co najmniej 15 zł
więcej w porównaniu do żarówki tradycyjnej. Można zatem poli-
czyć dla żarówek o różnej mocy znamionowej, po jak długim cza-
sie ten dodatkowy wydatek 15 zł nam się zwróci. W wyliczeniach
cen energii elektrycznej oparto się na danych dla taryfy G11, obo-
wiązującej w momencie pisania tego artykułu w ENION Energia
[4]. Otóż na cenę jednej kilowatogodziny składają się następujące
opłaty:
− opłata za energię elektryczną czynną w wysokości 0,2878 zł brutto,
− opłata jakościowa w wysokości 0,0120 zł brutto,
− opłata dystrybucyjna zmienna w wysokości 0,2011 zł brutto.
Zestawienie wyliczeń dla żarówek o różnej mocy znamionowej
Moc żarówki
tradycyjnej
[W]
Moc analogicznej
żarówki
energooszczędnej
[W]
Oszczędność
mocy
[W]
Czas zwrotu
kosztów zakupu
[h]
100
25
75
400
75
19
56
540
60
15
45
670
40
10
30
1000
25
6
19
1580
15
4
11
2730
Łącznie zakup jednej kilowatogodziny energii elektrycznej to wy-
datek 0,5009 zł brutto. Zatem za 15 zł które wydamy dodatkowo na
zakup energooszczędnej żarówki, możemy zakupić około 30 kWh
energii elektrycznej. Na tej podstawie można wyliczyć, po jak dłu-
gim czasie koszty zakupu energooszczędnej żarówki zostaną skom-
pensowane oszczędnościami wynikającymi z mniejszego zużycia
energii elektrycznej. Stosowne wyliczenia dla żarówek o różnej
mocy znamionowej zebrano w tabeli.
Jak wynika z zestawienia dokonanego w tabeli, dodatkowy koszt
zastąpienia tradycyjnych żarówek o dużej mocy (100 W i 75 W) ża-
rówkami energooszczędnymi zwraca się dosyć szybko, mniej wię-
cej po ok. 500 godzinach użytkowania. Zakładając, że taka żarówka
będzie świecić przez 5 godzin dziennie, zwrot dodatkowych kosz-
tów poniesionych na jej zakup uzyskamy po ok. 100 dniach. Sprawa
nie jest już tak opłacalna w przypadku żarówek o najmniejszej mocy
(25 W i 15 W), w przypadku których zwrot nakładów uzyskamy do-
piero po ok. 2000 godzin użytkowania, co jest porównywalne z cza-
sem życia takich żarówek, czyli w najlepszym wypadku wyjdziemy
przy tym na zero.
Wnioski
W artykule pokazano, że wymiana tradycyjnych żarówek na ża-
rówki energooszczędne jest opłacalna jedynie w przypadku żarówek
o dużej mocy (co najmniej 60 W). W przypadku żarówek o mniej-
szej mocy nie jest to już uzasadnione ekonomicznie. Ponadto, aby
zwrot poniesionych nakładów na zakup żarówki energooszczędnej
nastąpił w miarę szybko (poniżej jednego roku), żarówka taka musi
być użytkowana przez co najmniej kilka godzin na dobę. Oznacza
to, że wymiana żarówek na energooszczędne w miejscach, w któ-
rych światło świeci się jedynie sporadycznie i przez krótki czas (np.
w garażu, na strychu bądź w piwnicy) nie ma ekonomicznego uza-
sadnienia.
Inną kwestią jest, że żarówki energooszczędne najlepiej spisują
się podczas pracy ciągłej, natomiast ich częste włączanie i wyłą-
czanie znacznie skraca ich żywotność. Ponadto podczas włączania
żarówki takie pobierają znacznie większą moc (potrzebną do roz-
grzania żarnika) od ich mocy nominalnej. Jeśli żarówka energo-
oszczędna jest włączana rzadko, wówczas taki dodatkowy pobór
mocy można w ostatecznym rozrachunku zaniedbać. Jeśli nato-
miast miałaby być włączana często, np. w przypadku oświetlenia
klatki schodowej w bloku mieszkalnym (nawet kilkaset włączeń
podczas doby), wówczas dodatkowy pobór energii potrzebnej na
rozruch może już być znaczący i zniweczyć ewentualne oszczęd-
ności, przy jednocześnie wydatnym skróceniu żywotności takiej
energooszczędnej żarówki.
Wnioski są takie, że żarówki energooszczędne mogą prowadzić do
obniżenia rachunków za energię elektryczną jedynie w przypadku
spełnienia określonych warunków i bynajmniej nie wszędzie stoso-
wanie tego typu źródeł światła jest właściwe i znajduje uzasadnienie
ekonomiczne. Ponadto, zdaniem autora, w przypadku masowego
przechodzenia na żarówki energooszczędne nagminnym zjawiskiem
staną się ich kradzieże. Wystarczy wyobrazić sobie, że żarówki kosz-
tujące co najmniej kilkanaście złotych będą instalowane na klatkach
schodowych, w windach, piwnicach, na zewnątrz budynków i wielu
innych miejscach publicznych, w których potencjalny złodziej ma
do nich swobodny dostęp. Jeśli nawet obecnie zdarzają się kradzie-
że zwykłych żarówek, kosztujących niewiele ponad jeden złoty, co
22
Rok LXXVIII 2010 nr 1
ANALIZY – BADANIA – PRZEGLĄDY
będzie dopiero w przypadku żarówek kosztujących kilkanaście razy
tyle – to jest już atrakcyjny łup dla potencjalnego złodzieja i ciekawe
przy tym jest, jak z tym zjawiskiem uporają się choćby spółdzielnie
mieszkaniowe.
Nie bez znaczenia jest także kwestia barwy światła emitowanego
przez energooszczędne żarówki. W przypadku żarówek tradycyj-
nych wysyłane przez nie światło ma widmo zbliżone do widma
promieniowania ciała doskonale czarnego, które z kolei jest bar-
dzo zbliżone do widma promieniowania słonecznego [3]. Dlatego
barwa światła emitowanego przez tradycyjne żarówki wydaje nam
się naturalna i przy takim oświetleniu nie męczy się wzrok. Nie-
stety, nie można tego samego powiedzieć w przypadku żarówek
energooszczędnych, których widmo promieniowania jest widmem
selektywnym, tzn. zawiera jedynie prążki o określonych częstotli-
wościach i tym samym znacznie odbiega od widma promieniowa-
nia słonecznego. Z tego powodu barwa światła wysyłanego przez
żarówki energooszczędne wydaje się być zimna i nienaturalna.
Oczywiście, komuś może to nie robić specjalnej różnicy, ale trzeba
pamiętać, że są również wśród nas osoby wrażliwe, które po prostu
przy oświetleniu emitowanym przez żarówki energooszczędne źle
się czują. W tym miejscu należy zapytać, w imię jakich idei osoby
takie mają cierpieć?
W kontekście niniejszych rozważań wręcz szokującym faktem
jest prawny zakaz produkcji tradycyjnych żarówek i handlu nimi.
Tutaj powstaje ważne pytanie o granice naszej wolności. Jak moż-
na zabraniać produkcji i sprzedaży całkowicie legalnych wyrobów
w imię jakiejś nie udowodnionej i nie potwierdzonej bynajmniej
w stu procentach faktami teorii naukowej. Przecież żarówki to nie
jest broń palna, narkotyki, leki psychotropowe, materiały radioak-
tywne czy jakieś trujące chemikalia, do których swobodny dostęp
powinien być przynajmniej w jakimś stopniu ograniczony. Postę-
pując w analogiczny sposób można byłoby zabronić produkcji np.
zegarów z kukułką, ponieważ mogą budzić sąsiadów za ścianą.
Teoria o globalnym ociepleniu klimatu jest tylko teorią nauko-
wą (a być może nawet i pseudonaukową), która jako taka podle-
ga, zgodnie z filozofią nauki według Karla Poppera, falsyfikacji,
tzn. zawsze mogą pojawić się fakty jej przeczące [5]. W takim
wypadku rozważaną teorię należy odrzucić, ewentualnie gruntow-
nie zmodyfikować, tak aby była w stanie wyjaśnić nowo poznane
fakty. Teoria globalnego ocieplenia klimatu jest wyjątkowo sła-
bo uzasadniona w sposób naukowy. Nawet jeśli klimat na Ziemi
w obecnych czasach się ociepla, to i tak nie ma żadnej pewności,
że winę za to ponosi działalność gospodarcza człowieka. Może
to być równie dobrze efektem zupełnie naturalnych procesów, na
które nie mamy i nie możemy mieć żadnego wpływu. Wystarczy
tylko uświadomić sobie fakt, że 1000 lat temu, w okresie tzw.
małego optimum klimatycznego, Grenlandia była zieloną wyspą
(jak zresztą sama jej nazwa na to wskazuje), a na Labradorze rosły
winogrona [6] – wszystko przy zerowej emisji dwutlenku węgla
(Wikingowie bynajmniej przemysłu i elektrowni opalanych wę-
glem nie mieli).
Na zakończenie wypada jedynie dodać, że w najbliższych latach
będziemy prawdopodobnie świadkami masowego przemytu żaró-
wek zza wschodniej granicy, które będą sprzedawane – jak za daw-
nych lat – spod sklepowej lady bądź na bazarach. Efekt będzie taki,
że tradycyjne żarówki i tak będą, tylko zyski z ich produkcji zostaną
przetransferowane za granicę.
LITERATURA
[1] Kronika techniki. Wydawnictwo KRONIKA, Warszawa 1992
[2] Wejtkow T.: Kronika elektryczności. Spółdzielnia Wydawnicza WSPÓŁPRACA,
Warszawa 1949
[3] Stodółkiewicz J.S.: Astrofizyka ogólna z elementami geofizyki. PWN, Warszawa
1977
[4] Strona internetowa firmy ENION http:\\www.enion.pl
[5] Skarga B.: Przewodnik po literaturze filozoficznej XX wieku. Wydawnictwo Na-
ukowe PWN, Warszawa 1994
[6] Mowat F.: Wyprawy Wikingów. Wydawnictwo KSIĄŻNICA, Katowice 1995
KIESZONKOWA KAMERA
PRACUJĄCA W PODCZERWIENI
Miniaturowa kamera kieszonkowa typu
FLIR i5 waży 340 G i ma długość 22 cm.
Kamera umożliwia pomiar temperatury
w zakresie do +250
o
C i wykrywa niewiel-
kie różnice temperatur, rzędu 0,1
o
C.
Wyniki pomiarów są wyświetlane na wy-
świetlaczu ciekłokrystalicznym o przekąt-
nej 2,8” typu LCD (Liquid Crystal Dis-
play). Baterie umieszczone w obudowie
kamery zapewniają 5 godzin ciągłej pracy
przyrządu.
Oprogramowanie kamery umożliwia spo-
rządzanie raportów w formacie PDF na
minikarcie typu SD Cart o pojemności
512 MB. (wb-102)
IEN Europe 2009 May
FOTOTACHOMETR Z TERMOMETREM
PRACUJĄCYM W PODCZERWIENI
Fototachometr typu RPM 10 z wbudowanym
termometrem bezdotykowym pracującym w pod-
czerwieni jest wyposażony we wskaźnik lasero-
wy umożliwiający łatwy pomiar temperatury po-
wierzchni w zakresie od –20
do +300°C.
Przyrząd charakteryzuje się współczynnikiem 6:1,
co oznacza, że plamka pomiarowa o średnicy jed-
nego cala może być mierzona z odległości sześciu
cali.
Metodą bezstykową, przy użyciu światła lasero-
wego, obroty mogą być mierzone w zakresie od
10 do 99999 obrotów na minutę, natomiast meto-
dą stykową w zakresie od 0,5 do 20000 obr/min.
(wb-1011)
World Industrial Reporter 2009 April/May