Kuhni-nn.ru

Кухни НН
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и схема энергосберегающей лампы

Устройство и схема энергосберегающей лампы

Схема энергосберегающей лампы зависит от конкретной разновидности источника света. В большинстве случаев энергосберегающими называют компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), оснащенные цоколем резьбового типа и характеризующиеся мощностью от 7 Вт и выше.

Энергосберегающие лампы с цоколем Е27

Их популярность по сравнению с линейными изделиями обусловлена компактностью, наличием стандартного цоколя (E27 или E14 для ночников) и отсутствием потребности в ПРА (пускорегулирующий аппарат).

Лампы накаливания

До недавнего времени это был единственный источник электрического света. Представляет собой стеклянную колбу, в которой отсутствует воздух. Внутрь помещена вольфрамовая нить накаливания.

Потребляемая мощность лампочки определяется длиной и толщиной нити. При подаче напряжения нить раскаляется и начинает светиться. Чем сильнее она накаливается, тем больше света излучает. В то же время увеличивается ток потребления.

обычная лампочка накаливания

Если у лампочки мощность 60 Вт, значит, именно столько она и намотает за час – 60 Вт электроэнергии. Если мощность 100 Вт, то ее энергопотребление 100 Вт в час и так далее.

Осветительные приборы характеризуются не только мощностью потребления. Основное их назначение — это освещение. Основным показателем является световой поток, который зависит от потребленной электроэнергии. Чем она больше, тем сильнее светит прибор.

Распространенные лампочки — от 25 до 100 Вт. Реже используются лампы накаливания мощностью 150-200 Вт. Они применяются для освещения улиц.

Сейчас, когда тарифы постоянно растут, потребителю следует знать, какое потребление электроэнергии у приборов освещения. Обычно в коттеджах установленная мощность доходит до нескольких Квт.

Для примера произведем расчет и посмотрим, как влияет мощность лампы на расход электроэнергии.

Сколько придется заплатить, если использовать светильники разной мощности:

  • Известно, сколько потребляет лампочка 60 Вт в час;
  • Предположим, что светильник в среднем ежедневно включен в течение 5 часов. Летом меньше, зимой больше;
  • Горят три лампочки.

Произведем вычисления. 60*3*5=900 Вт. Получаем, что один светильник с тремя лампочками в сутки потребляет 900 Вт. За месяц составит 900*30=27 000 Вт или 27 КВт.

Умножив на тариф, например, г. Курске он составляет 4,03, в других регионах он может отличаться. Так в Москве он равен 5,5 руб./Квт.

Получаем 27*4,03=108,81 руб. потребуется заплатить собственнику за пользование светильником из трех 60 Вт лампочек в месяц.

Для сравнения произведем расчет электролампочки 100 Вт. Берем аналогичные данные.

Рассчитаем 100*3*5=1500 Вт или 1,5 киловатта в день. Тогда за месяц получим 1,5*30*4,03=181,35 руб./месяц.

Произведем расчет для светильника, в котором установлены приборы 20 Вт. Получим, 20*3*5=300 Вт, а за месяц потребление составит 300*30= 9 000 Вт или 9 киловатт, или 9*4,03=36,27 руб/месяц. Для удобства сведем данные в таблицу.

Светильник с тремя электролампочками, ВтЕжедневное потребление КВтРасход за месяц КВтПлата за месяц руб.
1001,545181,35
600,927108,81
200,3936,27

Из таблицы видно, что самые экономичные — электроприборы мощностью 20 ВТ. Соответственно месячная плата существенно меньше. Но если использовать лампы накаливания, то свет от них будет довольно тусклым.

Таблица соответствия мощности

В быту используются вольфрамовые с мощностью 40–100 ватт. Для анализа проводится соответствие данным показателям данных светодиодных ламп. Результаты занесены в таблицу светодиодных и ламп накаливания:

Читайте так же:
Можно ли от лампочки провести розетку
Мощность лампы накаливания, ваттМощность светодиодной, ваттСредний световой поток, лм
405400
607560
7511880
100131040
150201600
200302550
300403450
500605200

Результаты показывают, что заявленным данным ламп накаливания соответствуют данные светодиодного источника в 8 раз меньше. Преимуществом обладают СЛ, так как потребляемая мощность меньше, а срок службы больше.

Как горит лампочка?

Первоначально понятие «лампочка Ильича» было связано с электрификацией СССР, в частности в деревнях и сёлах. Существовала даже фраза: «Была коптилка да свеча — теперь лампа Ильича». Устойчивое выражение характеризовало перемены «электрического плана», а также пропагандировало советскую власть.

Первые «лампочки Ильича» представляли собой свободно свисающие лампы накаливания, подвешенные за патрон проводом к потолку. В наше время понятие продолжает относиться к лампе накаливания, но уже вне зависимости от наличия плафона при ней.

Почему «накаливания»?

Своё название лампочка получила в честь принципа действия. Сама лампа — это соединение колбы из стекла, металлического патрона и «пестика». Если внимательно взглянуть на саму лампу, то можно заметить некие рожки, соединённые между собой мостиком. Это и есть проводная нить. Она представляет собой либо металлическую спираль, чаще всего вольфрамовую, либо угольную нить. Электрический ток следует по проводнику, тем самым осуществляя физическую реакцию — тепловое действие тока.

Почему электричество даёт свет?

Вы когда-нибудь наблюдали за тем, как горит дерево? Сначала оно становится красным и даже ослепительно белым, от горящих поленьев исходит жар и свет. Подобная ситуация происходит и с проводником лампочки. Вольфрам, намного прочнее дерева, быстро не сгорает, а способен при накаливании нагреваться и долгое время выделять свет (разный по степени яркости в зависимости от мощности) и небольшое количество тепла.

Почему? Самые интересные детские вопросы о природе, науке и мире вокруг нас

Сила тока влияет на температуру накаливания. Чем ток сильнее, тем выше температура. В зависимости от этого нить может менять свой цвет от жёлтого до ярко-белого.

В целом, вольфрамовый»мостик» является проводником мощнейшей энергии. Как известно, энергия не появляется внезапно и также не исчезает в никуда. Она меняет своё состояние, преобразовывается, переходит в другой вид. Энергия, проходящая через вольфрамовую «пружинку», также преобразовывается. Одна её часть переходит в тепловые волны (и мы чувствуем тепло, исходящее от лампочки), другая часть — в электроволны (лампочка даёт свет).

А можем ли мы влиять на степень освещения? Из вышесказанного следует, что если мы повысим температуру накаливания, то и света будет больше. Однако нельзя не принимать во внимание материал, из которого изготовлен проводник. Если вольфрам начать слишком сильно нагревать, то проводник может «перегореть». Слишком сильный нагрев и является одной из причин «лопнувших» лампочек. Если посмотреть на перегоревшую лампочку, то можно увидеть и повреждённый проводник. В сгоревшем состоянии он представляет собой нить из двух частей с повиснувшими концами.

Почему лампочка такая хрупкая?

Когда мы несём лампочки из магазина домой, то двигаемся всегда аккуратно, следим за своей покупкой. Лампочки — это эквивалент яиц по хрупкости. Зачем же лампочки изготавливают такими «нежными» и бьющимися?

Читайте так же:
Кнопка выключатель с сигнальной лампой

Первый ответ — самый очевидный — прозрачность. Стекло с лёгкостью пропускает свет сквозь себя, поэтому мы получаем максимальное количество освещенности, которое может подарить нам лампочка. Второй ответ скрывается в улучшенных условиях для проводника. Для того чтобы вольфрамовой пружинке сильнее раскалиться, нужно сократить количество воздуха вокруг неё. Именно поэтому проводник помещают в стеклянную «грушу», заранее откачав оттуда воздух.

Вот так обычная лампочка, по сути являясь проводником мощной энергии, несёт в наши дома свет. И теперь мы знаем о лампочках чуть больше, нежели, например, говорится в детской загадке: «Провели под потолок удивительный шнурок. Привинтили пузырёк — загорелся огонёк».

Мощность лампочек различного типа

Правильное освещение, наряду с качеством воздуха, влажностью и температурой в помещении, является важнейшим фактором хорошего самочувствия и здоровья, создавая необходимые условия для продуктивной работы или релаксации. Ведущую роль в освещении играет мощность лампочки, от которой зависит, сколько светового излучения получит каждый уголок комнаты.

Мощность лампы и стандарты освещения помещений

Выбирая люстру, потолочный светильник или источник местного света для дома или квартиры, покупатель заранее думает о мощности ламп, которые будут там использоваться. Нередко это делается на основе личного практического опыта или, вовсе, по наитию. А, между тем, есть четкие критерии освещенности, характеризующие здоровую среду для объектов разного назначения. Действующие нормативы и стандарты рекомендуют следовать указанным ниже показателям освещенности для разных типов помещений (люкс):

  • Лестницы, вестибюли, коридоры — 20 – 30 лк;
  • Ванные и санузлы — 50 лк;
  • Жилые комнаты и спальни — 150 лк;
  • Детские — 200 лк;
  • Офисы, кабинеты — 300 лк;
  • Лаборатории, мастерские — 400 лк;
  • Учебные аудитории — 500 лк.

Нормативные документы оперируют двумя параметрами: освещенностью в люксах (лк) и световым потоком, излучаемым источником света в люменах (Лм). При этом 1 лк привязан к площади освещаемого помещения и равен 1 Лм/м2. Как же нормированную освещенность соотнести с мощностью лампы в ваттах? Для того, чтобы стало понятнее, рассмотрим простой пример. У нас есть лампа накаливания мощностью 100 Вт, установленная в жилом помещении площадью 20 м2. Такая лампа обладает световым потоком примерно в 1200 Лм, что в пересчете на 1 кв. метр площади дает 60 лк освещенности, чего явно недостаточно для такой комнаты.

Итак, что мы теперь знаем? Для того чтобы выяснить, правильно ли освещается помещение, необходимо знать его площадь, а также величину светового потока и мощности лампы, которые указаны на упаковке к изделию. Имейте в виду, что у ламп разных типов одной мощности (Вт) величина светового потока (Лм) будет отличаться. Разделив значение светового потока (Лм) на площадь комнаты (м2), получим фактическую освещенность (лк), которую можно сравнить с нормативной.

Особенности конструкции и эксплуатации разных типов ламп

Благоприятная световая среда в помещении, необходимая для комфорта человека, определяется рядом факторов, которые следует учитывать при выборе ламп для освещения квартиры, офиса, мастерских, лабораторий, подсобок и т.п. Кроме главной характеристики — мощности лампы на качество освещения влияет цветовая температура спектра, коэффициент цветопередачи, пульсация, направленность светового потока. Помимо этого, при работе светильников нельзя обойти стороной такие моменты, как КПД, тепловыделение, прочность, долговечность и энергоэффективность ламп. Существуют несколько распространенных типов ламп, отличающихся конструктивными и эксплуатационными характеристиками, которые мы предлагаем рассмотреть в нашем обзоре.

Читайте так же:
Две лампочки два выключателя последовательно

Лампы накаливания

Лампы накаливания (ЛН) можно однозначно причислить к реликтам электрической эры освещения. Кроме невысокой стоимости, отсутствия пульсаций и приятной для восприятия цветовой температуры порядка 2700К, близкой к естественному свету, архаичные «лампочки Ильича» обладают множеством недостатков. Они имеют очень хрупкую стеклянную колбу и чувствительны к параметрам сетевого напряжения, ощутимо снижающим заявленный срок службы в 1000 часов. Невысокий КПД лампочек преобразует значительную часть потребляемой энергии в тепло, сильно разогревая колбу и цоколь. А потребляемая мощность ламп накаливания по отношению к световой отдаче очень велика. Это весьма затратно и расточительно в современных условиях повсеместного снижения энергопотребления. Но в нашем обзоре ЛН интересны тем, что мы будем использовать их как отправную точку для сравнения с другими типами источников света.

Галогенные лампы

Галогенная лампа представляет собой усовершенствованную версию лампы накаливания, отличающуюся от нее тем, что здесь нить накала горит в среде защитного газа (брома или йода). Благодаря этому, удалось увеличить температуру спирали, что положительно повлияло на прирост светового потока и повышение долговечности лампы до 4000 часов. Потребляемая мощность галогенных ламп при сравнимой светимости с ЛН примерно на 30% ниже, что позволяет немного сэкономить в счетах на электроэнергию. Из плюсов светильников этого типа стоит отметить возможность работы в широком диапазоне температур окружающей среды от — 60 °C до +100 °C, что роднит их с обычными лампами накаливания. Также у галогенок неплохой коэффициент цветопередачи Ra 99-100, наиболее близкий к естественному свету. Но, они так же, как и ЛН сильно греются и не любят вибраций. Стоимость галогенных источников света существенно выше традиционных ламп и это заставляет задуматься о целесообразности их покупки для бытового освещения.

Люминесцентные лампы

У люминесцентных ламп, использующих газоразрядное свечение слоя люминофора, световая отдача на единицу энергопотребления выше, чем у ЛН и галогенных ламп. Поэтому еще их принято именовать энергоэффективными. Они обладают продолжительным сроком службы, составляющим 5 лет, при условии редких циклов включений и отключений. Мощности люминесцентной лампы в 29 Вт хватит, чтобы заменить одну обычную 100-ваттную ЛН. К недостаткам таких ламп следует отнести экологическую опасность из-за содержания в их составе ртути, неприятный для восприятия цветовой спектр и неизбежное мерцание во время работы. Еще одним недостатком энергоэффективных ламп для дома является сложная спиральная форма стеклянной газоразрядной трубки, которая не очень эстетично смотрится в домашних люстрах.

Светодиодные лампы

В настоящее время лидером покупательских предпочтений стали светодиодные лампы. По форме и внешнему виду они похожи на обычные лампы, с той лишь разницей, что электроника со светодиодами здесь прикрыта прочной пластиковой колбой. При одинаковом световом потоке мощность потребления светодиодных ламп почти на порядок ниже, чем у ЛН, что делает их очень экономичными в эксплуатации. Наиболее комфортные для восприятия человеком лампы имеют температуру светового потока 2700 – 3000 К, соответствующую естественному солнечному свету. Температура от 4000 до 5000 К считается белым нейтральным светом, а все что выше — уже белый холодный свет. Надо отметить, что по субъективным ощущениям светодиодные лампы одной мощности кажутся более яркими по мере смещения к холодному спектру цветовой температуры. Но, все же, для домашнего использования лучше покупать лампы «теплого» цветового спектра, а нейтральные и холодные больше подходят для коридорного освещения. К сожалению, светодиодные источники света, содержащие электронные элементы, подвержены пульсации, которая в изделиях известных брендов снижена до приемлемых величин.

Читайте так же:
Какова сила тока в лампе если за 12 минут

С появлением филаментных ламп (на светодиодных нитях), являющихся разновидностью LED-светильников, расширились возможности декорирования помещений оформленных под старину. Они прекрасно вписываются в интерьеры стиля лофт с индустриальным дизайном начала XX века. Отличительной особенностью филаментной лампы стала замена обычного набора оптических полупроводников на светодиодные нити, которые имеют большой угол рассеивания. Стеклянная колба лампочки заполнена газовой смесью, а электроника с драйвером убрана в цоколь. Нет здесь и привычного для LED-ламп радиаторного охлаждения. Такой источник света во время работы внешне трудно отличить от обычной лампы накаливания.

Сравнение мощности и светового потока

В представленной таблице показана энергетическая эффективность разных типов ламп, дающих одинаковую световую отдачу. Как видно из сравнения потребляемой мощности, лампы накаливания являются наиболее «прожорливыми», а светодиодные — самыми практичными. К примеру, светодиодная лампа мощностью 12 – 15 Вт дает столько же света, сколько люминесцентная 29 Вт, галогенная 72 Вт или «сотка» лампы накаливания. А с учетом длительности срока службы LED-светильников, многократно превосходящей другие типы источников света, выгода покупки светодиодных ламп становится очевидной. Несмотря на свою дороговизну, светодиодные лампы быстро окупаются своей экономичностью в эксплуатации.

Выводы и рекомендации

Обычные лампы накаливания имеет смысл использовать для освещения лишь в двух случаях. Первый случай — если вам не приходят счета за электричество. Второй случай — если лампочки эксплуатируются изредка и кратковременно. Это освещение подвалов, погребов, гаражей и прочих помещений, куда судьба заносит на непродолжительное время. Независимо от мощности ламп такая эксплуатация существенно не повлияет на расход электроэнергии и продлит срок службы светильника.

Галогенные лампы — яркие светильники, устойчивые к колебаниям напряжения, которые обеспечивают мощный всенаправленный пучок света на большом расстоянии, активно используются в автомобильных фарах, в кино- и фото-индустрии, в рамповом освещении театральных и концертных залов, в проекционной и полиграфической технике. И такая специфика говорит о том, что эти лампы вполне востребованы и их еще не стоит списывать со счетов.

Люминесцентные лампы, несмотря на их недостатки, все еще активно используются в государственных и общественных зданиях, учебных заведениях, лечебных учреждениях. А вот времена, когда газоразрядные лампы покупали для освещения квартир и домов, благополучно канули в лету, а им на смену пришли LED-лампы.

Читайте так же:
Лампочка с проводом для потолка

Бесспорным лидером среди современных источников света бытового назначения являются светодиодные лампы, имеющие большой срок службы от 10 до 25 лет. И главная причина тому — высокие показатели энергосбережения. Традиционные изделия с пластиковой колбой выпускают в широком диапазоне мощности от 3 до 50 Вт, что позволяет использовать одну лампу нужного номинала вместо целого набора. Также в продаже есть много изделий этого типа ламп для потолочного освещения. Модификации источников света в ретро-стиле «ламп Эдисона» ограничены максимальной мощностью 10 Вт ввиду имеющихся трудностей с охлаждением. В продвинутых изделиях есть функция диммирования, позволяющая регулировать яркость ламп, фактически увеличивая мощность освещения.

Подводя итоги обзора, отметим, что из имеющегося многообразия типов ламп, наиболее привлекательными для домашнего освещения выглядят модели с полупроводниковыми светодиодами.

Плюсы и минусы регуляторов яркости ламп накаливания

диммер для ламп накаливания схема

Каждый прибор или устройство обладают суммой достоинств и недостатков, имеют их и диммеры ламп накаливания.

Главным, но, пожалуй, единственным достоинством этого прибора является то, что он позволяет регулировать яркость свечения, не вызывая побочного нагрева. Позволяет ли диммер существенно сэкономить электрическую энергию и увеличить срок службы лампы? Судите сами:

  • для работы генератора автоколебаний переменный ток превращается в постоянный (на его входе стоит диодный мост), поэтому суммарный КПД устройства оказывается еще ниже, чем обычной лампы;
  • лампа накаливания при работе вне номинала напряжения также имеет более низкий КПД;
  • если начальное напряжение прибора более 30 процентов от номинальных 220 вольт, то начальный бросок тока при включении почти такой же, как и при работе от обычной сети.

Думается, что при таких условиях использование диммера является чисто эстетической прихотью.

[attention type=green]Череда импульсов, выдаваемая диммером, является источником радиопомех. И чем короче импульс или выше частота их следования, тем шире спектр дополнительных гармоник. [/attention]Это физический закон и изменить его нельзя. Для компенсации этой неприятности в состав схемы прибора вводят LC фильтры (катушки с конденсаторами). Если в схему подключения диммера добавляются лампы большой мощности, имеющие длинную нить накаливания, то при минимальном напряжении они могут начать «петь» – именно из-за дополнительных гармоник.

Диммеры ламп накаливания категорически нельзя подсоединять в цепи питания компьютеров, телевизоров, радиоприемников, в схему включения люминесцентных ламп, электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА). Вообще, если у вас в цепь управления осветительным прибором включен «затемнитель», при покупке ламп стоит обращать внимание на то, может ли она быть подвергнута диммированию.

Качественные производители

Качественные низковольтные лампы выпускают крупные мировые производители: Osram, Philips и Gauss. Цена их изделий высока. Кроме того обратите внимание, что у Philips у недорогих источников света узкий угол рассеивания луча. Такие лампы не стоит применять для общей подсветки. А продукцию Gauss редко найдешь в магазине.

Продукция российских брендов Feron, Uniel, Navigator, Camelion, Эра стоит меньше. Качество лампочек чуть ниже, но в целом находится на хорошем уровне. Тем более, что обозначенные компании часто закупают комплектующие у Philips.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector