W żarówce żarnikowej światło powstaje dzięki rozżarzeniu żarnika. Kluczowe jest to, że napięcie zasilania wpływa na moc tracona w żarniku, a moc decyduje o temperaturze żarnika.
Gdy obniżamy napięcie zasilania, spada moc wydzielana w żarniku, więc żarnik pracuje w niższej temperaturze. To powoduje dwa typowe skutki widoczne na wykresach zależności od napięcia:
- Strumień świetlny maleje – chłodniejszy żarnik emituje mniej promieniowania w zakresie widzialnym, więc żarówka świeci wyraźnie słabiej.
- Trwałość (żywotność) rośnie – niższa temperatura oznacza wolniejsze zużywanie żarnika (m.in. mniejsze tempo procesów prowadzących do jego przerwania), więc czas do przepalenia jest dłuższy.
Dlatego poprawna jest odpowiedź: zmniejszenie strumienia świetlnego, zwiększenie trwałości żarówki.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "Zmniejszenie strumienia świetlnego, zmniejszenie trwałości" – pierwszy człon jest zgodny z fizyką żarnika, ale drugi nie: obniżenie temperatury z reguły wydłuża czas pracy, a nie go skraca.
- "Zwiększenie strumienia świetlnego, zmniejszenie trwałości" – to opis skutków podwyższenia napięcia (jaśniej, ale szybciej się przepala), więc przy obniżeniu napięcia jest odwrotnie.
- "Zwiększenie strumienia świetlnego, zwiększenie trwałości" – te dwie zmiany nie idą w parze dla żarówki żarnikowej: aby świecić jaśniej, żarnik musi być gorętszy, a to zwykle skraca jego trwałość.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli widzisz żarówkę żarnikową, zapamiętaj regułę: niższe napięcie = ciemniej, ale dłużej; wyższe napięcie = jaśniej, ale krócej.
