Лампы накаливания: технические характеристики. Разница между лампой накаливания и светодиодной лампой Монтажная схема включения однолампового светильника с розеткой
Несмотря на действие закона об энергосбережении, ограничивающем производство и реализацию ламп накаливания (далее - ЛН ) определенной мощности (с июля 2011 г - 100 Вт и более, с 2013 - 75 Вт и более, с 2014 - 25 Вт и более), эти традиционные лампы, ставшие менее используемыми, тем не менее, не вышли полностью из обращения.
Это обусловлено, прежде всего достаточно высокой на сегодняшний день стоимостью альтернативных источников света, использующих энергосберегающие технологии - светодиодных , энергосберегающих ламп.
Исходя из заявлений изготовителей, принято считать, что продолжительность срока службы ЛН составляет в среднем 1000 часов. На самом деле, это условное значение, которое во многом зависит от многих условий эксплуатации ЛН , наиболее значимые из которых рассмотрены ниже:
Стабильность номинального напряжения . Так, эксплуатация ЛН при его незначительном превышении всего на 4% сокращает их срок службы на 40%, а превышение на 6% сокращает срок службы вдвое.
И напротив: эксплуатация ЛН при пониженном напряжении существенно увеличивает их ресурс. Уменьшение напряжения на 10% увеличивает рабочий ресурс ламп в несколько раз. Поэтому, при покупке, для увеличения срока службы, целесообразно выбирать лампы, рассчитанные на напряжение 230-240 В.
Механические воздействия на ЛН (вибрации, удары в ходе эксплуатации). Их наличие, крайне неблагоприятно сказывается на ресурсе ламп, особенно во время работы последних.
Поэтому, увеличение длительности срока их службы предполагает исключение подобных механических воздействий. В случае, если при определенных условиях эксплуатации выполнение этого условия не представляется возможным, вместо ЛН имеет смысл использовать лампы другого типа.
Температура окружающей среды . Выход ламп этого типа из строя в момент их включения, особенно при низких температурах - далеко не редкость. Причина тому - сильный перепад температур в нити накаливания при включении, сопровождающийся протеканием в ней больших токов из-за пониженного сопротивления спирали, обусловленного низкой температурой окружающей среды.
Для ограничения напряжения в момент включения ЛН во избежание их преждевременного выхода из строя, в качестве коммутационного аппарата управления освещением рекомендуется использовать устройства плавного пуска ламп или диммирующие устройства.
В случае, если к качеству освещения не предъявляются высокие требования (например, для освещения лестничных клеток подъездов, хозяйственных помещений и пр.) для ограничения питающего напряжения можно использовать последовательно включенный в питающую цепь лампы диод.
Для этого подойдут диоды серии Д226, КД209, КД105. расположить диод можно в распаячной коробке или установочной коробке выключателя.
Значение имеет большое количество разных факторов. В этой статье рассказывается о том, как сделать правильный выбор.
Устройство энергосберегающей лампы
Много лет наряду с лампами накаливания использовались люминесцентные источники света. Но у них был недостаток – большие размеры. Развитие технологий позволило сделать колбу тоньше, согнуть ее в форме «U» или спиралью, а электромагнитный дроссель, потреблявший кроме активной, реактивную мощность, сделать электронным и поместить в обычный цоколь.
энергосберегающая лампа и лампа накаливанияТаким образом, размер люминесцентных устройств стал сравнимым с лампами накаливания, и они заняли их место в осветительной аппаратуре.
Основные характеристики
Главными параметрами энергосберегающих ламп, влияющими на выбор нужного источника света, являются:
- тип цоколя;
- световой поток;
- цветовая температура;
- световая отдача;
- индекс цветопередачи;
- срок работы.
Тип цоколя
Цоколя, используемые в энергосберегающих лампочках, бывают двух видов:
Резьбовые или цоколь Эдисона. Их маркировка состоит из буквы «Е» и числа, обозначающего диаметр. Самые распространенные – E14 (миньон е14), Е27 (наиболее часто использующийся) и Е40 (меняется в устройствах большой мощности, соответствующих старым лампам накаливания 0,5–1 кВт).
Штырьковые. Обозначаются буквой «G». Цифры указывают расстояние между штырьками.
Типы цоколей
Световой поток и отдача
Этот параметр обозначает количество света, излучаемое лампочкой в помещении. Световой поток измеряется в Люменах (лм или Lm) и указывается на упаковке.
Световой поток показывает, сколько люменов излучает источник света на ватт мощности. У ламп накаливания он минимальный – 10–15 лм/Вт, у энергосберегающих – 50–80 лм/Вт. Самые экономичные источники – светодиодные. Они имеют максимальный световой поток – 40–100 лм/Вт.
Световой поток ЭСЛ
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Задать вопрос экспертуПри длительной эксплуатации световая отдача уменьшается. Это связано с ухудшением свойств люминофора, нити накала или диодов в лампах со светодиодами.
Световая температура
На субъективное восприятие освещенности влияет не только световой поток, излучаемый лампой. Не меньшее значение имеет оттенок света.
Для освещения применяют белый свет, но в зависимости от предпочтений пользователя, оттенок может быть разным. Он отличается световой температурой. Самыми распространенными являются:
- 2700 К – теплый белый, такой свет имеют лампы накаливания. Используются в жилых комнатах.
- 4100 К – нейтральный. Эта разновидность источников света применяется в ванных, коридорах и кухнях жилых домов и в производственных помещениях.
- 6500 К – холодный белый. Подходит для улицы.
световая температура ЭСЛ
Индекс цветопередачи
Глаза человека лучше всего воспринимают цвет при естественном освещении. Искусственные источники света искажают цветовосприятие.
Индекс цветопередачи (Ra или CRI) – это показатель, определяющий естественность цвета при искусственном освещении.
Идеальное его значение – 100. Использование светильников с индексом ниже 80 в жилых помещениях не рекомендуется, так как при этом искажаются реальные цвета.
Индекс цветопередачи люминесцентных и энергосберегающих светильников – 60–98.
Срок работы
Фирмы, производящие энергосберегающие лампочки, в том числе ЭСЛ, декларируют срок службы 8000 часов или 8 лет, считая среднее время работы 2,5–3 часа в день, включая туалет, в котором свет включается эпизодически, и гостиную, где он горит весь вечер.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос экспертуНа срок службы плохо влияет большое количество включений и низкое качество электроэнергии. Все эти факторы приводят к тому, что срок службы оказывается меньше заявленного.
Сравнения ламп их преимущества и недостатки
Как и у любого электрического прибора, у энергосберегающих светильников есть достоинства и недостатки. Лучше всего они видны в сравнении с лампочками накаливания и светодиодными.
Как видно из таблицы, ЭСЛ более экономичны, обладают большим сроком службы и разнообразием оттенков света по сравнению с лампами накаливания.
Однако они требуют более аккуратного обращения (внутри находятся пары ртути), потребляют больше электроэнергии и обладают меньшим сроком службы, чем диодные лампочки, являющиеся самыми энергоэффективными источниками света.
сравнительная таблица
Таблица мощности ЭСЛ
Потребителей часто интересует вопрос, КЛЛ какой мощности соответствуют лампочкам накаливания. Таблица ниже дает ответ о соответствии мощностей светильников разных типов.
накаливания | 30 Вт | 35 Вт | 40 Вт | 45 Вт | 50 Вт | 55 Вт | 60 Вт | 65 Вт | 75 Вт | 80 Вт | 90 Вт | 100 Вт | 115 Вт | 120 Вт | 130 Вт | 180 Вт | 275 Вт |
энергосберегающие (люминесцентные) | 6 Вт | 7 Вт | 8 Вт | 9 Вт | 10 Вт | 11 Вт | 12 Вт | 13 Вт | 15 Вт | 16 Вт | 18 Вт | 20 Вт | 23 Вт | 24 Вт | 26 Вт | 36 Вт | 55 Вт |
Светодиодные | 4 Вт | 5 Вт | 6 Вт | 7 Вт | 8 Вт | 9 Вт | 10 Вт | 11 Вт | 12 Вт | 13 Вт | 15 Вт | 16 Вт | 18 Вт | 20 Вт | 23 Вт |
Согласно этой таблице эквивалентности, ЭСЛ номинальной мощностью 11 W соответствует лампе накаливания 55 W, 15 W – 75 W, 20 W – 100 W.
В осветительных установках производственных зданий применяются лампы типа КГ 220-1000, КГ 220-1500 и КГ 220-2000 для напряжения 220В, мощностью 1000, 1500 и 2000 Вт. Их световая отдача 22 лм/Вт, продолжительность горения 2 тыс. ч. Эти лампы отличаются большой стабильностью светового потока, который снижается к концу срока службы только на несколько процентов.
Лампы накаливания для общего освещения могут применяться во вспо-могательных и подсобных помещениях без постоянного пребывания людей и в некоторых производственных помещениях с грубыми зрительными работами, не требующими высокой освещенности.
Лампы накаливания должны применяться для общего освещения также в случаях, когда по тем или иным причинам невозможно или недопустимо использование газоразрядных ламп. К числу таких случаев относятся:
Осветительные установки, питаемые постоянным током или
переключаемые на него в аварийных случаях;
Установки, в которых могут иметь место хотя бы кратковременные понижения напряжения до уровня ниже 90% номинального;
При специальных требованиях по ограничению радиопомех;
Помещения с условиями среды, для которых отсутствуют светильники с газоразрядными лампами (например, взрывоопасные, с высокой температурой воздуха и т.п.);
Установки местного освещения;
Аварийное освещение помещений, рабочее освещение которых выполняется лампами ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные), ДРИ (дуговые ртутные с йодидами), ДНТ (дуговые натриевые трубчатые) во всех случаях или люминесцентными лампами в помещениях, где температура воздуха может быть ниже+10 °С.
ГОСТ 2239-79 «Лампы накаливания общего назначения» распространяется на лампы накаливания, предназначенные для светильников внутреннего и наружного освещения, а лампы на повышенное напряжение 225-235, 235-240В следует применять в осветительных приборах, устанавливаемых в трудно-доступных местах помещения: лестничных клетках, чердаках, вентиляционных камерах и др.
Использовать лампы на повышенное напряжение в сетях со стабильным напряжением 220 В нецелесообразно из-за резкого снижения светового потока.
К лампам накаливания предъявляются высокие требования:
Лампы должны изготавливаться в климатическом исполнении ГОСТ 15543-70;
Лампы должны быть прочными в условиях эксплуатации ГОСТ 17516-72;
Требования безопасности должны соответствовать ГОСТ 12.2.007.13-75;
Для проверки соответствия ламп требованиям ГОСТ 2239-79
изготовитель проводит приемно-сдаточные, периодические и типовые испы-тания.
Газоразрядные и люминесцентные лампы
Различают газоразрядные лампы низкого давления - люминесцентные и ртутно-кварцевые лампы высокого давления типа ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная).
Для освещения производственных и общественных помещений, как правило, предусматриваются газоразрядные лампы.
Широкое распространение получили люминесцентные лампы, исполь-зуемые для создания особо благоприятных условий зрительной работы (при выполнении точных работ, в учебных помещениях и др.), в помещениях с недостаточным естественным освещением, в которых постоянно пребывают люди, а также при работах с различением цветных оттенков.
Принцип действия люминесцентных ламп основан на использовании фотолюминесцентных люминофоров, возбуждаемых ультрафиолетовым излу-чением электрического разряда в парах ртути при низком давлении (5 -10 Па). Невидимое ультрафиолетовое излучение плазмы (ионизированных паров метал-ла) преобразуется с помощью люминофоров в излучение, ощущаемое глазом.
Существуют люминесцентные лампы с разрядом в инертных газах – без-ртутные лампы, которые имеют три важных преимущества: они нетоксичны, работоспособны при низких температурах и пригодны для люминофоров, возбуждающихся коротковолновыми ультрафиолетовыми излучениями. Све-товая отдача и срок службы у них значительно ниже, что ограничивает применение этих ламп.
Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания обладают рядом преимуществ:
Высокой световой отдачей (до 95 лм/Вт, что в 4-5 раз больше, чем у ламп накаливания);
Большим сроком службы (до 15000час);
Малой себестоимостью изготовления в связи с высокой степенью механизации, простотой конструкции, доступностью сырья и материалов;
Благоприятным спектром излучения, обеспечивающим качество цветопередачи;
Большой длиной трубки при низкой температуре ее поверхности, что позволяет размещать лампы близко к работающим и обеспечивать равномерное распределение освещенности в поле зрения.
Наряду с достоинствами люминесцентные лампы имеют следующие недостатки:
Малая мощность (4-150) Вт, что недостаточно для освещения высоких помещений;
Большие размеры трубок;
Трудность перераспределения и концентрации их светового потока в пространстве;
Ненадежная работа при низких температурах окружающей среды;
Подключение к электрической сети только через пускорегулирующие аппараты (ПРА), причем напряжение на люминесцентных лампах при горении должно быть приблизительно вдвое ниже напряженности в сети;
Снижение напряженности сети приводит к снижению светового потока и уменьшению ресурса работы лампы. Люминесцентные лампы предназначены для освещения в различных областях применения. Конструктивно подразделяются на прямые, трубчатые, фигурные (U -образные) и кольцевые (рис. 4.7).
Рис.4.7. Люминесцентные лампы: а) прямые трубки; б) U – образные; в) кольцевые; г) компактные
Газоразрядные лампы высокого давления
Ртутные лампы высокого давления представляют собой трубку большей частью из кварцевого стекла, по концам которой впаяны активированные вольфрамовые электроды. Внутрь трубки после тщательного обезвоживания вводится строго дозированное количество ртути и спектрально чистый аргон при давлении 1,5-3 кПа. Аргон служит для облегчения зажигания разряда и защиты электродов от распыления в начальной стадии разгорания лампы, так как при комнатной температуре давление паров ртути очень низкое (около 1,5 Па). В отдельных типах ламп кварцевая разрядная трубка помещается в вакуумированную внешнюю колбу. Лампы включают в сеть с соответствующей пускорегулирующей аппаратурой. Общий вид и габаритные размеры некоторых ламп показаны на рис.4.8.
Рис 4.8. Общий вид и габаритные размеры некоторых ламп
Выбор источников света
Газоразрядные лампы должны применяться, как правило, для общего освещения: помещений с работами разрядов I-IV и VII, с недостаточным или отсутствующим естественным освещением, для общего освещения в системе комбинированного освещения, в общественных, административных и других зданиях, кроме вспомогательных помещений.
В указанных случаях допустимо использовать лампы накаливания, если технически невозможно применение газоразрядных ламп.
Для местного освещения применение люминесцентных ламп желательно. Люминесцентные лампы неизбежно используются при повышенных требо-ваниях к цветопередаче независимо от разряда работы. Увеличение высоты и усложнение доступа являются противопоказаниями для освещенности люминесцентными лампами. В неотапливаемых помещениях люминесцент-ные лампы не применяют.
Допускают применение в одном помещении ламп разных типов: для общего и местного освещения, для рабочего и аварийного освещения.
Светильники
Создание в производственных помещениях высококачественного и эконо-мичного освещения невозможно без применения рациональных светильников.
Электрический светильник представляет собой совокупность источника света и арматуры.
Наиболее важной функцией осветительной арматуры является перераспре-деление светового потока, которое повышает экономичность осветительной установки. Для характеристики светильника с точки зрения распределения световой энергии в пространстве составляют кривую светораспределения - характеристику силы света в полярной системе координат (рис. 4.9).
Другим не менее важным назначением осветительной арматуры является предохранение глаз работающих от воздействия чрезмерно больших яркостей источников света. Применяющиеся источники света имеют яркость колбы, в десятки и сотни раз превышающую допустимую яркость в поле зрения.
Степень возможного ограничения слепящего действия источника света определяется защитным углом светильника. Защитный угол - это угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя (рис. 4.10).
Осветительная арматура служит для предохранения источника света от загрязнения и механического повреждения. Она необходима также для подвод-ки электрического питания и крепления ламп. Выбор тех или других светиль-ников по светораспределению зависит от характера выполняемых в помеще-нии работ, возможности запыления воздушной среды, коэффициентов отражения окружающих поверхностей и др.
Рис. 4.9. График распределения силы Рис. 4.10. Защитный угол
света в пространстве: 1 – лампа светильника: а – светильник
накаливания; 2 – та же лампа с лампой накаливания; б – све-
установленная в светильнике типа тильник с люминесцентными
«Астра-23» лампами
Важной характеристикой светильника является его коэффициент полезного действия. Осветительная арматура поглощает часть светового потока, излучаемого источником света. Отношение фактического светового потока светильника к световому потоку помещенной в него лампы называется коэф-фициентом полезного действия.
По распределению светового потока в пространстве различают светиль-ники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, отраженного и преиму-щественно отраженного света, (рис. 4.11)
Рис 4.11. Методы освещения
По степени защиты от пыли, воды и взрывов в соответствии с правилами устройств электроустановок (ПУЭ) различают следующие светильники:
Светильники открытые - лампа не отделена от внешней среды;
Защищенные - лампа отделена от внешней среды оболочкой, допускаю-щей свободный проход воздуха;
Закрытые - оболочка защищает от проникновения крупной пыли;
Пылезащищенные - оболочка не допускает проникновения внутрь све-тильника тонкой пыли;
Влагозащищенные - корпус и патрон противостоят воздействию влаги и обеспечивают сохранность изоляции вводных проводов;
Взрывозащищенные, которые делятся на взрывонепроницаемые (В) - оболочка светильника выдерживает полное давление взрыва, продукты взрыва должны выходить из светильника через щели охлажденными; повышенной надежности против взрыва (Н) - исключается возникновение искры, электрической дуги или опасных температур на поверхности светильника.
Кроме того, необходимо учитывать целесообразное для рассматриваемого случая светораспределение.
Основные образцы светильников с лампами накаливания и основные типы светильников внутреннего освещения (см. рис. 4.12; 4.13) а также типы светильников внутреннего освещения с люминесцентными лампами (см. рис. 4.14).
Главное требование к светильникам любого назначения и исполнения - светильники должны быть рассчитаны так, чтобы при нормальной эксплуа-тации они не представляли угрозы имуществу, здоровью и жизни людей.
Рис. 4.12. Светильники с лампами накаливания для производственных
зданий: а - ЛПД2, «Астра-32»; б - УПД, Гс-М, ГсУ-М, СУ-М, «Астра-
1», «Астра-2», «Астра-12»; в - УПС, «Астра-2», «Астра-22», «Астра-23»;
г-УПМ-15; д-у-15; е-УП-24; ж - НСП07; з - ППД-500; и-ППР-500; к-ППД-
100, ППД-200; л - НСП03; м - НСП02, ППР-100, ППР-200; н - НСР01,
НСП09; о - НПП 01; п - артикул 135(ПСХ).
Рис. 4.13. Светильники с лампами накаливания для общественных зданий, получивших наибольшее распространение: а - НПБОО, ПЛ-11, арт. 38;
б-арт.198, ПЛ-11А; в – НП091; г – ПП- 07; д – НПП07; е – НПО19;НПО20);ж - ПУН-60М; з - ПУН-100М; и – НБО05; к-НС-2; л-НСП-14; м - арт.341; н - арт. 254; о - БУН-60М; п - ПО-02; р - ПО-21; с - ПКР-2 (арт. 119); т - СК-300; у - ПЛК-150; ф - ПКР-300
Размещение светильников
В плане и разрезе помещения размещение светильников определяется следующими размерами (рис. 4.15): H - высотой помещения; h с - расстоянием светильников от перекрытия («свесом»); h п = H - h с - высотой светильника над полом; h р - расчетной высотой; L - расстоянием между соседними светиль-никами или рядами люминесцентных светильников (если они расположены по длине и ширине помещения, то расстояние между ними обозначается L a L в); l - расстояние от крайних светильников (или ряда светильников) до стен.
Важное требование при выборе светильников - доступность их для обслу-живания. Рекомендуемая высота подвеса светильников 2,5 м при установке на стойках вдоль ограждений технологических площадок, не более 3,5 м при установке на стенах и потолках площадок верхних отметок.
Расстояние от крайних светильников до стен принимается в пределах 0,3 - 0,5 расстояния между соседними светильниками в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест. Светильники с «точечными» источниками света располагаются по вершинам квадратных, прямоугольных или треугольных полей.
В узких помещениях допустимо однорядное расположение.
При прямоугольных полях рекомендуется L a / L в ≤ 1,5, где L a и L в - расстояние по длине и ширине помещения. Причем увеличение L в одном направлении следует компенсировать увеличением его в другом. Светильники с люминесцентными лампами в помещениях для работы рекомендуется устанавливать рядами, преимущественно параллельно длинной стороне помещения или стене с окнами.
Некоторые преимущества имеют непрерывные ряды или ряды с неболь-шими разрывами (светящимися линиями).
При выборе расстояния между соседними светильниками необходимо руководствоваться величиной λ = L / h p . Величина λ зависит от типа кривых светораспределения светильников, λ = 0,6 ± 2,6. Например, для люминесцен-тных ламп с равномерным светораспределением λ = 2.
Средства индивидуальной защиты органов зрения
Для защиты глаз от механических повреждений, лучистого и теплового воздействия применяют специальные очки, щитки, маски. Стекла очков лучше использовать небьющиеся из сталинита. Очки не должны ограничивать поле зрения, должны быть легкими, не раздражать кожу, хорошо прилегать к лицу и не покрываться влагой.
Для защиты глаз от лучистой энергии, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, яркого света применяют очки со специальными светофильтрами типа «ТИС». При газосварке применяют защитные очки с желто-зелеными светофильтрами различной насыщенности в зависимости от яркости пламени горелки.
Для защиты глаз и лица при электросварке применяют щитки и маски. При подборе защитных очков для лиц с плохим зрением (близорукость, дальнозоркость) и особенно для лиц, выполняющих особо точные работы, желательно защитные функции очков сочетать с коррекцией зрения и подбирать специальные (оптические) стекла.
Рис. 4.15. Схема размещения светильников в помещении: а - схема размещения светильников в разрезе помещения; б, в – схема размещения светильников в плане помещения для ламп накаливания и
люминесцентных ламп соответственно
Эксплуатация осветительных установок. Контроль освещения
Тщательный и регулярный уход за установками естественного и искусственного света имеет значение для создания рациональных условий освещения, в частности, обеспечения требуемых величин освещенности без дополнительных затрат электроэнергии.
В установках с люминесцентными лампами и лампами ДРЛ необходимо следить за исправностью схем включения (не должно быть видимых глазу миганий ламп), а также пускорегулирующих аппаратов, о неисправности кото-рых, например, можно судить по значительному шуму дросселей (необходимо их исправить или заменить).
Сроки чистки светильников и застекления в зависимости от запыленности помещения предусматриваются действующими нормами и должны произво-диться для стекол световых проемов (не реже двух раз в год для помещений с незначительным выделением пыли) и не реже четырех раз в год для помеще-ний со значительными выделениями пыли, для светильников - от четырех до двенадцати раз в год в зависимости от характера запыленности производ-ственного помещения.
Своевременно должна производиться замена перегоревших ламп, которая осуществляется двумя способами: индивидуальным - заменяются лампы после выхода их из строя, и групповым - через определенный интервал одновременно заменяются и перегоревшие и работающие лампы (ДРЛ через 7500 ч, люминес-центные 40 Вт - через 8000 ч, люминесцентные 65-80 Вт - через 6300 ч).
На крупных предприятиях (при установленной общей мощности на освещение свыше 250 кВт) следует иметь специально выделенное лицо, ведающее эксплуатацией освещения (инженер или техник).
При оценке производственного освещения не реже одного раза в год после очередной чистки светильников и замены перегоревших ламп следует прове-рять уровень освещенности в контрольных точках. В настоящее время основным прибором для измерения освещенности является объективный люкс-метр (Ю-116,Ю-117), основанный на явлении фотоэлектрического эффекта.
Полученная фактическая освещенность должна быть больше или равна нормируемой освещенности, умноженной на коэффициент запаса. При несоб-людении этого соотношения осветительная установка непригодна для дальней-шей эксплуатации и требует реконструкции или капитального ремонта.
Самое привычное для нас световое устройство это обычная лампочка накаливания. Она представляет собой источник освещения, состоящий из стеклянной колбы, тела накаливания, электродов, цоколя и изолятора.
В наше время стали популярны . Они просты, надежны, и приобрести их можно по очень невысокой цене. Несмотря на популярность ламп накаливания, они обладают рядом недостатков. КПД такого прибора около 2%, низкая светоотдача в пределах 20 Лм/Вт и короткий, около 1000 часов, срок службы.
Принцип работы
При подключении к электрической сети лампа накаливания преобразует электрическую энергию в световую , посредством нагревания проводника (нити) накала. Изготовленная из тугоплавкого вольфрама или его сплавов, нить находится в стеклянной колбе, заполненной инертным газом или вакуумом (для маломощных ламп до 25 Вт).
Устройство работы лампочки “Ильича”
Колба служит для защиты от воздействия внешних факторов, а инертный газ (криптон, азот, ксенон, аргон и их смеси) не позволяет вольфрамовому проводнику окислиться и уменьшает теплопотери. Нить раскаляется под действием проходящего через нее тока до температуры порядка 3000ºС (такая высокая температура со временем приводит к истончению и перегоранию проводника).
В результате нагрева происходит электромагнитное излучение, небольшая доля которого находится в видимом спектре, основная часть представляет собой инфракрасное излучение. возникает, когда очень высокая температура нити накала преобразует электромагнитное излучение в видимый .
Потребляемая лампой энергия частично преобразуется в видимое глазом излучение. Основная часть под действием конвекции внутри колбы рассеивается в процессе теплопроводности.
Возникающий в лампах накаливания свет находится в части желтого и красного спектра лучей, поэтому близок к дневному свету.
Световой поток
Прямое назначение любого светового прибора – освещение. В лампе накаливания оно создается путем преобразования тепловой энергии в световой поток.
Люксметр – прибор для измерения светоотдачи и пульсации лампочки
Определение и правила измерения
Световой поток - величина, которая характеризует световую мощность (световая энергия, которая переносится через некоторую поверхность за единицу времени излучением) видимого излучения в потоке этого излучения, то есть по производимому на глаз человека световому ощущению.
Чувствительность этого ощущения можно определить по кривой спектральной эффективности, которая утверждена МКО. Единицей измерения светового потока в Международной системе единиц является люмен (лм или lm) , который рассчитывается по формуле:
1 лм = 1 кд*ср (1 лк × м2) , где:
- кд – кандела;
- телесный угол, 1 стерадиан.
Энергия в пучке света имеет временное и пространственное распределение. Источники, излучающие световой поток, различают по распределению цветов спектра:
- линейчатый спектр (отдельные линии);
- полосатый спектр (рядом расположенные разграниченные линии);
- сплошной спектр.
Спектральная плотность светового пучка характеризуется распределением лучистого потока по спектру. Измеряется в Вт/нм.
Соотношение с мощностью элемента
Возрастание светового потока напрямую зависит от мощности лампы. На графике (см. рисунок ниже) прослеживается четкая зависимость возрастания яркости пропорционально возрастанию мощности.
График зависимости светового потока ламп различного типа от потребляемой мощности
Лампа накаливания, Вт | Световой поток (лм) | Напряжение на лампе, В |
---|---|---|
40 | 610 | 12 |
40 | 570 | 36 |
40 | 340 | 230 |
40 | 400 | 240 |
60 | 955 | 36 |
60 | 735 | 225 |
60 | 645 | 230 |
60 | 711 | 235 |
60 | 670 | 240 |
75 | 940 | 220 |
75 | 960 | 225 |
100 | 1581 | 36 |
100 | 1381 | 225 |
100 | 1201 | 230 |
100 | 1361 | 235 |
150 | 2151 | 230 |
150 | 2181 | 240 |
200 | 2951 | 225 |
200 | 3051 | 230 |
300 | 3361 | 225 |
300 | 4801 | 230 |
300 | 4851 | 235 |
500 | 8401 | 220 |
750 | 13100 | 220 |
1000 | 18700 | 220 |
Лампы накаливания одинаковой мощности могут излучать разный световой поток. Чем выше напряжение, тем выше значение светового потока.
Сравнение с другими типами ламп
Сравнительный анализ светового потока ламп накаливания с более совершенными люминесцентными и позволяет оценить его эффективность.
Уровень светоотдачи для различных типов осветительных элементов
Видео
Данное видео расскажет Вам о том, что такое световой поток.
Несмотря на преимущества лампочек накаливания, таких, как моментальное включение, низкая стоимость, большой выбор форм и мощности, отсутствие мерцания, эффективность светового потока по отношению к потребляемой мощности очень низкая, по сравнению с изделиями нового поколения. За рубежом доля вольфрамовых элементов в общем потоке составляет порядка 10 %.
На сегодняшний день лампы накаливания практически вытеснены с рынка альтернативными источниками. Это происходит не только потому, что они морально устарели, но и из-за их низкой эффективности и высокого энергопотребления. Несмотря на это, мы по привычке или из-за недостатка времени выбираем лампы накаливания, опираясь при выборе на низкую стоимость.
Нужно ли нам на минутку остановиться и выбрать более эффективную лампу? Не потеряем ли мы больше, когда покупаем дешевую лампочку Ильича? Многие из нас наслышаны о выгоде использования современных светодиодных ламп. Мы решили провести смелое сравнение, минуя промежуточный этап – люминесцентную лампу (сравнение с ней в ).
Основные отличия
Энергопотребление ламп
Энергопотребление светодиодной лампы составляет около 10% от потребления лампы накаливания.
Спектр света
Лампы накаливания излучают более жёлтый спектр света, в отличие от светодиодных, которые имеют заливающий свет близкий к естественному.
Нагрев корпуса лампы
Лампа накаливания мощностью 25 Вт нагревается до 100 градусов Цельсия, о неё можно легко обжечься! За 30 минут работы температура может достигать 250 градусов. Лампа накаливания считается пожароопасной, при соприкосновении с текстилем её колба нагревается ещё сильнее. Например, солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 60-70 минут. Поэтому нагрев лампы требует термостойкой арматуры светильников.
Светодиодная лампа, напротив, является пожаробезопасной. Максимальный нагрев её корпуса составляет 40-50 градусов Цельсия и за время работы остается постоянным. Поэтому светодиодную лампу можно использовать рядом с легковоспламеняющимися материалами.
Экологичность
Лампа накаливания создаёт инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Долгий взгляд на включенный прибор и длительное пребывание может оказывать негативное влияние на зрение — высушивать слизистую оболочку глаз. Ультрафиолетовые лучи могут вызвать преждевременное старение кожи и ожог сетчатки. В LED лампе отсутствует инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, в ней нет нити накала, которая раздражает органы зрения, а также отсутствуют любые токсические элементы, поэтому светодиодная лампа считается экологически чистой как в процессе эксплуатации, так и после.
Коэффициент полезного действия – это эффективность преобразования энергии в свет. У светодиодной лампы он достигает 90%.
Срок службы
Срок службы светодиодной лампы в 50 раз больше по сравнению с номинальным сроком службы лампы накаливания.
Другие недостатки лампы накаливания
хрупкость, чувствительность к удару и вибрации.
Стоимость ламп
Лампа накаливания является самой дешевой, а светодиодная наиболее дорогой, хотя стоимость последней с каждым годом становится всё ниже.
Стоимость ламп за 30 000 часов работы:
Исходя из срока службы, стоимость лампы накаливания составит 600 руб. Светодиодной лампы — 325 руб. (из расчета 20 и 540 руб. за штуку соответственно). Преимущество светодиодной лампы в том, что всё это время о ней можно не вспоминать, а каждую лампу накаливания менять как минимум 30 раз.
Плата за электричество в течение 30 000 часов работы: из расчета 1 кВт = 3,5 руб.
Стоимость работы ламп накаливания составит 7 875 руб. Стоимость светодиодной лампы составит 1 050 руб.
Итого, общие расходы за 30 000 часов работы (плата за электричество + стоимость ламп за 30 000 часов):
Лампы накаливания: 8 475 руб. Светодиодная лампа: 1 375 руб.
Светодиодная лампа экономичнее лампы накаливания более чем в 6 раз! С LED лампами экономия составит более 83%.
Ктому же преимущества светодиодной лампы видны по каждому рассматриваемому пункту, кроме первоначальной стоимости светодиодной лампы, которая при использовании достаточно быстро окупается.
Пожалуй, нам действительно стоит пересмотреть некоторые устоявшиеся модели поведения, купить светодиодные лампы и начать экономить деньги и здоровье. Мы рекомендуем вам обратить внимание на компанию «Нью Лайт Технолоджи», которая предлагает большой ассортимент светодиодных ламп, а также порадует вас гибкими условиями доставки и оплаты. Ознакомиться с ассортиментом вы можете на их сайте