Свет – основа жизни. Потому что благодаря ему существует фотосинтез – базовый процесс появления органики. В жизни людей свет также очень важен. Но день сменяется ночью. И чтобы эффективно преодолеть эту закономерность, была изобретена электрическая лампа. Со временем различные виды электрических ламп прочно вошли в нашу жизнь.
Первые электрические лампочки
Первые лампы освещения появились в конце девятнадцатого века. Для получения света было использовано сопротивление металла. Эти лампы накаливания, название которых связано с принципом работы, функционируют следующим образом.
В них электрический ток нагревает металл до высокой температуры. По мере увеличения температуры металл сначала приобретает темно-красный цвет, но при ее дальнейшем росте он желтеет, а затем белеет. При этом видимого света становится все больше и больше. Для получения максимально высокой температуры и наибольшего количества света лампы накаливания снабжены колбой, из которой откачан воздух.
Для применения в лампочке наиболее эффективной формой металлического проводника является спираль. Она позволяет уменьшить место, занимаемое проводником. Но чтобы достичь наиболее высокой температуры, необходимы особые свойства металла. Он должен быть максимально тугоплавким. По этой причине изготавливаются из вольфрама.
Несмотря на то, что уже прошло более ста лет с появления первой электрической лампочки и появились новые разновидности ламп, принцип получения света путем простого нагрева вольфрамовой спирали до сих пор востребован.
Современные лампы, работающие по принципу накаливания спирали, весьма разнообразны по своим размерам и мощности. Их главное преимущество – минимальная себестоимость, основанная на простом устройстве. При включении этих лампочек сразу же достигается максимальная освещенность пространства. Они могут работать в широком диапазоне температур. По этим причинам лампочки накаливания – основные осветительные приборы в системах аварийного освещения. Несмотря на разнообразные формы и размеры, все они устроены одинаково.
Принцип излучения света раскаленной вольфрамовой спиралью усовершенствовался, воплотившись в галогенных лампочках. Если обычная лампочка имеет ограниченный ресурс из-за испарения вольфрама, в галогенных лампочках этот недостаток устранен благодаря использованию галогенных соединений-восстановителей. Они позволили увеличить температуру спирали и, соответственно, яркость лампочки. При этом ресурс ее также вырос.
Но нагрев и связанное с этим тепло, в большом количестве излучаемое раскаленной спиралью, также увеличились. Чтобы получить больший световой поток от лампочки при меньшей температуре и расходе электрической энергии, надо изменить принцип создания света.
Люминесцентные лампы
Свет в виде люминесценции был открыт в конце девятнадцатого века. Тогда обнаружили, что слабый электрический ток в разреженном газе с давлением менее 100 Па вызывает его свечение. Это явление назвали тлеющим разрядом.
Причем состав света для каждого газа получается разный. У паров ртути наблюдалось совсем незначительное свечение. Такой эффект происходит потому, что наибольшую силу излучение имеет в ультрафиолетовом спектре. Энергия его велика и заметно воздействует на различные вещества. Некоторые из них от воздействия ультрафиолета излучают видимый свет. Эти вещества называются люминофорами.
Стало возможным создать новые виды осветительных ламп – люминесцентные лампочки. Их производство началось в 1938 году и существует до нашего времени. Обычные люминесцентные лампы имеют вид длинных стеклянных трубок белого цвета. Они стали частью дизайна потолков многих офисов и промышленных помещений.
Трубчатая колба изнутри покрыта белым порошком люминофора. Чтобы люминесцентная лампочка нормально функционировала, необходимо ограничить ток через нее. С этой целью используется так называемый балласт в виде дросселя или инверторный.
Современные типы ламп чаще снабжаются инверторными балластами. Они существенно улучшают основные характеристики ламп. Вместе с мощными высоковольтными транзисторами появились новые типы ламп освещения – энергосберегающие лампочки. В них трубчатая колба изогнута в компактную конструкцию, уменьшающую максимальные размеры до минимума. Для ознакомления с тем, какие бывают энергосберегающие лампочки на рынке, предложено изображение ниже.
Газоразрядные лампы
Яркость и потребляемая мощность – две важнейшие характеристики ламп освещения. Они определяют поиск технических решений, чтобы создать новые виды ламп освещения с лучшими параметрами. Принцип создания света в люминесцентной лампе требует большой поверхности люминофора для увеличения светового потока. Он достаточен для использования в бытовых и офисных помещениях. Но как мощный компактный источник света не пригоден. По этой причине была изобретена газоразрядная лампа высокого давления.
В ней тлеющий разряд возникает лишь сразу после включения. Затем давление внутри колбы возрастает одновременно с увеличением силы тока в лампе. Возникающая в газе дуга является источником мощного излучения. Это излучение используется по-разному в зависимости от состава газа. Разряд в парах ртути при высоком давлении порядка 100 кПа дает много как видимого света, так и ультрафиолетового излучения.
Но видимый свет имеет оттенок синего цвета. Люди и предметы при таком освещении неприятно выглядят. Для коррекции цветопередачи источник света – горелка из кварцевого стекла – окружается колбой с покрытием люминофором. Получается лампа, которая называется ДРЛ – дуговая ртутная люминесцентная. Эти лампы широко применялись для уличного освещения.
Но колба с люминофором увеличивает себестоимость источника света. Преобразование ультрафиолета в видимый свет с применением люминофора имеет тенденции к ухудшению со временем. От осыпавшегося люминофора мутнеет кварцевое стекло. Цветопередача даже с люминофором оставляет желать лучшего. В силу перечисленных причин ДРЛ были вытеснены в уличном освещении натриевыми лампами. Они устроены функционально точно так же. Но вместо паров ртути используются пары натрия.
Колба прозрачна, а горелка изготовлена из специальных материалов, более тугоплавких, чем кварцевое стекло. Свет охватывает желтые цвета спектра, которые лучше всего воспринимает человеческое зрение. Поэтому натриевые лампы выглядят ярче, чем ДРЛ такой же мощности.
Их широко применяют как наиболее современные и выносливые источники света не только для уличного освещения, но и в сельском хозяйстве для теплиц и помещений птицеводческого и животноводческого комплексов. Но главным ограничителем применения натриевых ламп является их неправильная цветопередача из-за узкого спектра излучения.
Среди газоразрядных ламп наиболее правильная цветопередача у сверхвысокого давления и ксеноновых ламп. Лампа ДРШ – дуговая ртутная шаровая – это горелка специальной формы из кварцевого стекла. Форма в виде шара придает колбе наибольшую прочность. Это необходимо из-за давления внутри колбы, которое может быть больше 1 МПа. Из-за большого давления и температуры пары ртути излучают более широкий спектр. Но при этом лампа взрывоопасна, а в ее спектре много ультрафиолета.
Существенным недостатком ДРЛ, ДРШ и натриевых ламп высокого давления является использование металла для получения паров. По этой причине лампы долго запускаются, а после погасания не могут сразу зажечься из-за большого давления в колбе. Чтобы лампу зажечь, необходим балласт специальной конструкции.
Из газоразрядных ламп, получивших распространение в связи с развитием полупроводниковых приборов, выделяются ксеноновые лампы как источники, наиболее близкие к естественному свету. Они применяются в фотовспышках, автомобильных фарах, проекторах кинотеатров и мощных осветителях. Среди них также есть модели высокого и сверхвысокого давления. Это самые мощные современные источники качественного света.
Настоящая революция на рынке светотехники произошла после появления синих и ультрафиолетовых светодиодов. Стало возможным использовать светодиодное освещение и изготавливать лампочки для этих целей. На сегодняшний день они являются наиболее эффективными источниками света для бытовых светильников. Их конструкция основана на использовании отдельных светящихся кристаллов. Причем сам кристалл излучает синий спектр, в том числе ультрафиолет. А видимый белый свет с тем или иным оттенком создает люминофор. Точно так же, как и в люминесцентной лампе.
Светодиодные лампочки
Светодиод всегда излучает свет в одну сторону. Эта особенность определяется его расположением на подложке. Направленность света в светодиодных лампочках зависит от геометрии расположения излучателей света. С учетом этого надо выбирать лампочку для светильника или люстры. Более новыми конструктивными разновидностями являются филаментные лампочки. Они имитируют лампочки накаливания и создают свет, наиболее равномерно направленный во все стороны.
В них применены микросхемы в виде нитей. Нить на самом деле – это узкая сапфировая лента-подложка. На ней сформированы кристаллы и резисторы по аналогии со светодиодной лентой. Эти лампочки идеально подходят для различных светильников с дизайном, адаптированным под лампочки накаливания. Питает светодиодную лампочку электронный балласт, аналогичный тому, который применен в энергосберегающей лампочке.
Чтобы сравнить разные виды лампочек по основным характеристикам, далее приведены таблица и иллюстрация. Они наглядно показывают преимущества светодиодных ламп. Несмотря на более высокую цену, эти источники света окупаются сполна.
Таблица основных характеристик различных видов ламп
Мы уже рассмотрели историю изобретения первой электрической лампы, принцип действия, достоинства и недостатки ламп накаливания, галогенных, люминесцентных ламп. В этой части статьи речь пойдет о более современных, практически "с пылу с жару", лампах - компактных люминесцентных и светодиодных.
Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)
Такой тип ламп в последнее время все чаще появляется на рыночных прилавках и полках магазинов. По своей сути это все те же люминесцентные лампы (ЛЛ), но колба у КЛЛ имеет не прямую, а изогнутую форму, что позволяет сделать ее меньших размеров. Давайте остановимся на устройстве этих ламп поподробнее.
Устройство компактной люминесцентной лампы
Напомним, что сама люминесцентная лампа представляет собой стеклянную колбу, заполненную инертным газом и парами ртути. На концах колбы расположены электроды, между которыми (при подаче на них напряжения) возникает низкотемпературная дуга. Под действием этой дуги газовая смесь начинает испускать излучение в ультрафиолетовом диапазоне, невидимом для человеческого глаза. Поэтому для получения видимого света внутренние стенки стеклянной колбы покрывают специальным составом - люминофором, который поглощает УФ-излучение и преобразует его в видимый свет (явление люминесценции). Как было сказано выше, отличие КЛЛ от обычной люминесцентной лампы заключается в том, что ее стеклянная колба имеет не линейную, а изогнутую форму. Это позволяет значительно уменьшить ее габаритные размеры.
Следующий элемент, без которого запуск люминесцентной лампы просто невозможен, - электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). Дело в том, что, просто включив ЛЛ в сеть 220 В, добиться появления дуги между электродами не получится. Для этого нужен импульс высокого напряжения, который и генерирует ЭПРА. Но не зря этот элемент имеет сложное название "пускорегулирующий". Его работу можно разбить на три этапа:
- разогрев электродов лампы - благодаря этому продлевается срок службы КЛЛ;
- подача импульса высокого напряжения (порядка 1,6 кВ) для пробоя газовой смеси, в результате которого возникает дуга;
- ограничение нарастающего тока (особенность люминесцентной лампы) и поддержание напряжения, достаточного для свечения лампы.
Такова последовательность работы ЭПРА при "горячем" старте, который позволяет увеличить срок службы при частых включениях и выключениях. Недостатком такого запуска лампы является то, что свет появляется не сразу, а только спустя 0,5-1 секунду после нажатия выключателя освещения.
Существуют ЭПРА, осуществляющие "холодный" старт лампы, при котором не происходит предварительный разогрев электродов. Естественно, что лампа включается практически мгновенно, но при частых включениях и выключениях срок службы ее значительно сокращается (об этом мы еще поговорим ниже).
Вот так выглядит установленный в корпусе КЛЛ электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА)
Применение малогабаритной стеклянной колбы и встроенного ЭПРА позволяет изготавливать люминесцентные лампы компактных размеров, а значит, их можно использовать в жилых помещениях вместо обычных ламп накаливания. Но для этого нужно позаботиться о возможности установки КЛЛ в стандартные светильники - для этого и нужен цоколь стандартного типоразмера (Е14, Е27 или Е40).
Кстати, именно компактные люминесцентные лампы большинству из нас известны как "энергосберегающие". Если посмотреть на таблицу, которая расположена ниже, то можно сделать вывод, что при обеспечении одинакового светового потока КЛЛ потребляет мощность, которая в пять раз меньше таковой у лампы накаливания.
Таблица потребляемых мощностей КЛЛ и ЛН (ламп накаливания) при одинаковом световом потоке
Вторят таблице и упаковки, в которых продаются "энергосберегающие" лампы - практически на каждой можно встретить крупную надпись "экономия 80%". Но не спешите радоваться, ведь и таблица, и надписи справедливы только для идеальных условий, в которых проводились эксперименты. Многое зависит и от производителя ламп.
Топовые фирмы выпускают КЛЛ с параметрами, близкими к заявленным, но и стоимость таких ламп будет высокая, что практически сводит на нет мысли об экономии. Производители дешевых энергосберегающих ламп изначально слегка завышают значения их мощности и светового потока, что приводит к ситуации, когда реальный световой поток на 20% ниже заявленного. Из-за этого экономия электроэнергии будет составлять хотя и меньшее, но все равно впечатляющее значение 65-70%.
Отдельно стоит упомянуть о цветопередаче компактных люминесцентных ламп. Если обычная лампа накаливания имеет цветовую температуру порядка 2700 К, то КЛЛ способна обеспечить более высокий уровень свечения: 3300 K, 4200 K, 5100 K, 6400 K. Хорошо это или плохо - каждый решает сам для себя. Лично мне яркий свет, который излучает "экономка", приятен глазу, хотя я знаю немало людей, которые не используют их по причине "не нравится свет, режет глаза, холодный и неуютный".
Шкала цветовой температуры, по которой можно определить, какой будет оттенок у света электрической лампы
Несомненным достоинством этого типа ламп является их время эксплуатации. Если при 3400 К лампа накаливания способна проработать всего несколько часов, то компактная люминесцентная лампа будет работать до 15 000 часов. Средний срок эксплуатации (заявленный производителями) составляет 6-12 тысяч часов.
Но, к сожалению, эти цифры - всего лишь расчетные, которые могут стать реальными только при совпадении множества факторов. Дело в том, что электрические сети стран постсоветского пространства далеки от идеала. К примеру, перепады напряжения достаточно сильно сокращают срок работы КЛЛ. Не менее вредны для этих ламп частые включения-выключения. Все эти факторы приводят к тому, что при неправильной эксплуатации компактные люминесцентные лампы могут выходить из строя даже чаще, чем лампы накаливания.
Если для включения освещения вместо обычного выключателя у вас установлен регулятор мощности (диммер, используется для регулирования яркости свечения ламп накаливания и галогенных ламп, внешний вид изображен на картинке справа), то я должен вас расстроить - "энергосберегающие" лампы с ним не работают. Да и такой глубокой регулировки, как с лампой накаливания, с КЛЛ диммированием не добиться.
Еще хуже ситуация обстоит с выключателями, оборудованными подсветкой. Особенностью их работы является то, что в выключенном состоянии они пропускают через себя малый ток (буквально миллиамперы), которого достаточно для того, что ЭПРА "решает": нужно запускать лампу. КЛЛ начинает кратковременно вспыхивать (для полноценного запуска малый ток недостаточен), что не только раздражает в ночное время суток, но и приводит к значительно более быстрому выходу лампы из строя.
И, пожалуй, самый большой недостаток КЛЛ, о котором нужно обязательно упомянуть, - их неэкологичность. В состав ламп входит ртуть; ее содержание крайне мало (примерно в 1000 раз меньше, чем в обычном градуснике), но она есть. Если разбивается лампа накаливания, то достаточно убрать осколки стекла. В случае с КЛЛ желательно сразу же проветрить комнату.
Итак, давайте подведем итог всему вышесказанному. Компактные люминесцентные лампы могут использоваться вместо ламп накаливания (размеры и стандартные типоразмеры цоколей это позволяют), они экономичнее, дают более яркий свет. Из недостатков следует отметить высокую стоимость, невозможность использования совместно с различными диммерами, таймерами, выключателями с подсветкой. Для некоторых людей недостатком будет и цветопередача излучения лампы. Кстати, желательно покупать лампы одного производителя, потому что лампы разных фирм при одинаково заявленной цветопередаче могут все же отличаться оттенком свечения. Если установить лампы разных производителей в одну люстру, даже небольшое отличие в цветопередаче будет заметно визуально - а это, согласитесь, может выглядеть не очень красиво.
Кто победит в противостоянии "КЛЛ - лампа накаливания" - покажет время
В любом случае компактная люминесцентная лампа является современным устройством, которое способно вытеснить с рынка (и из наших домов тоже) привычные лампы накаливания уже в самом ближайшем будущем. Этому способствует и политика многих государств, которые всячески пропагандируют использование КЛЛ для снижения затрат электроэнергии на освещение.
Светодиодные лампы
Казалось бы, лампа освещения - достаточно простое устройство. Но тем не менее даже в лампах применяются самые современные технологии. Одна из которых - светодиоды. Изобретены они были достаточно давно - в 1907 году, запатентованы в 1961 году. Но на рынке осветительных устройств они стали появляться сравнительно недавно - каких-нибудь несколько лет назад.
Что же собой представляет светодиод (английское название Light-emitting diode, сокращенно LED)? Это полупроводниковый прибор малого размера, который под воздействием пропускаемого через него электрического тока излучает свет в видимом спектре. Первый светодиод, изобретенный в 1962 году Ником Холоньяком, излучал красный свет слабой интенсивности. Только через десять лет, в 1972 году, Джордж Крафорд смог увеличить яркость красного светодиода в десять раз, а также изобрел желтый светодиод. На то время стоимость светодиодов была чрезвычайно высокой (порядка $200 за штуку), да и практическое их применение было очень ограниченным.
Чтобы добиться таких цветов и яркости свечения, понадобился не один десяток лет совершенствования светодиодов
Но время не стоит на месте, прогресс в науке и технике шагает семимильными шагами. Снизилась себестоимость и светодиодов, да и их цветовая гамма стала значительно разнообразнее. Последнее больше касается дизайнерского освещения, а для повседневного вполне достаточно светодиодов, излучающих белый свет. Давайте подробнее рассмотрим их достоинства и недостатки.
Достоинств у светодиодных ламп несколько. Первое - низкое энергопотребление. Правда, знакомое по компактным люминесцентным лампам достоинство? Так вот, светодиоды экономичнее КЛЛ в три раза! Второе преимущество - просто фантастический срок эксплуатации, составляющий, если верить заявлениям производителей, 100 000 часов. Третье - светодиоды практически безвредны. В них отсутствует ртуть, применяемая, пускай и в мизерных количествах, в КЛЛ. Четвертое - во время работы светодиоды практически не греются. Это делает лампы, созданные с их применением, максимально пожаробезопасными.
Устройство LED-лампы. Светодиоды установлены на печатной электронной плате, расположенной внутри корпуса лампы. Для установки в стандартные электрические патроны используется цоколь типоразмера Е27
Но, как и у любой вещи, кроме достоинств есть и оборотная сторона монеты - недостатки. Первый и, пожалуй, самый главный: хотя стоимость светодиодов значительно уменьшилась по сравнению с 1972 годом, тем не менее лампы, в которых используется этот источник света, стоят значительно дороже ламп накаливания. Если быть точным, то светодиодная лампа мощностью 6 Вт стоит 700 рублей, в то время как аналогичная ей по интенсивности светового потока лампа накаливания потянет всего на 30 рублей.
Второй недостаток - в силу своей специфики светодиоды дают узконаправленный, а не рассеянный свет. Это может привести к тому, что светодиодных ламп может потребоваться больше, чем в случае с КЛЛ или лампами накаливания. Но этот недостаток вполне может превратиться в достоинство: применение светодиодов в фонарях позволяет добиться не только более длительной работы последних, но и получить узконаправленный сверхъяркий луч света.
Исходя из всего вышеперечисленного, можно сделать следующий вывод: применение светодиодных ламп для общего освещения может быть хотя и экономным (в долгосрочной перспективе), но одновременно и достаточно дорогим (на начальном этапе закупки) решением. А вот в дизайне светодиодам практически нет равных. К примеру, подсветка крон и стволов деревьев, растений - светодиоды не нагреваются во время работы, а значит, и не вредят растениям. В переносной светотехнике LED-технология тоже постепенно вытесняет старые источники света, во многом благодаря экономичному потреблению аккумуляторных батарей. Кстати, аналогично галогенным лампам, светодиоды все чаще применяются в автомобильной промышленности.
Выводы
Применение современных ламп освещения может значительно сократить расходы на электроэнергию и позволит производить замену электроламп значительно реже. Но это возможно только при правильной эксплуатации осветительных приборов. И мой вам совет - перед покупкой подумайте несколько раз, чтобы не случилось так, что вы заплатите деньги за лампочки, свет которых будет неприятен конкретно вашим глазам.
Современные технологии в освещении значительно расширили, но в тоже время и усложнили выбор лампочек для домашнего применения. Если раньше в 90% квартир кроме обычных лампочек накаливания от 40 до 100Вт мало что встречалось, то сегодня разновидностей и типов ламп освещения великое множество.
Купить в магазине нужный вид лампы для светильника не такая уж и простая задача.
Чего хочется от качественного освещения в первую очередь:
- комфорта для глаз
- экономии электроэнергии
- безвредного использования
Вид цоколя
Перед покупкой лампочки в первую очередь важно определить необходимый тип цоколя. В большинстве бытовых осветительных приборах используется резьбовой цоколь двух видов:
Отличаются он соответственно диаметром. Цифры в обозначении и указывают его размер в миллиметрах. То есть Е-14=14мм, Е-27=27мм. Есть и переходники для светильников с одних ламп на другие.
Если плафоны у люстры маленькие, либо у светильника есть какая-то специфика, то используется штырьковый цоколь.
Он обозначается буквой G и цифрой, которая указывает на расстояние в миллиметрах между штырьками.
Самые распространенные это:
- G5.3 – которые просто вставляются в разъем светильника
- GU10 – сначала вставляются и затем проворачиваются на четверть оборота
В прожекторах используется цоколь R7S. Он может быть как для галогенных, так и для светодиодных ламп.
Мощность лампы подбирается исходя из ограничения осветительного прибора, в который он будет устанавливаться. Информация о виде цоколя и ограничении мощности применяемой лампы можно увидеть:
- на коробке купленного светильника
- на плафоне уже установленного
- или на самой лампочке
Форма колбы
Следующее на что нужно обратить внимание – это форма и размер колбы.
Колба с резьбовым цоколем может иметь:
Грушевидные обозначаются номенклатурой – А55, А60; шариковые – буквой G. Цифры соответствуют диаметру.
Свечи маркируются латинской буквой – С.
Колба со штырьковым цоколем имеет форму:
- маленькой капсулы
- или плоского рефлектора
Нормы освещения
Яркость освещения – индивидуальное понятие. Однако принято считать, что на каждые 10м2 при высоте потолков 2,7м, необходима минимум освещенность в эквиваленте 100Вт.
Измеряется освещенность в люксах. Что это за единица? Простыми словами – когда 1 люмен освещает 1м2 площади помещения, то это и есть 1 люкс.
Для разных помещения нормы отличаются. 
Зависит освещенность от многих параметров:
- от расстояния до источника света
- цвета окружающих стен
- отражения светового потока от посторонних предметов
Освещенность очень легко замеряется при помощи привычных смартфонов. Достаточно скачать и установить специальную программу. Например – Люксметр (ссылка) 
Правда такие программы и камеры телефонов обычно врут по сравнению с профессиональными приборами люксметрами. Но для бытовых нужд, этого более чем достаточно.
Лампы накаливания и галогенная лампочка
Классическим и самым недорогим по цене решением для освещения квартиры, является всем привычная лампа накаливания, либо ее галогенный вариант. В зависимости от вида цоколя – это самая доступная покупка. Лампы накаливания и галогенные лампочки дают комфортный теплый свет без мерцания и при этом не выделяют никаких вредных веществ.
Однако галогенные лампы не рекомендуется трогать руками за колбу. Поэтому они должны идти упакованными в отдельный пакетик.
Когда горит галогенка, она разогревается до очень высокой температуры. И если вы будете жирными руками касаться ее колбы, то на ней образуется остаточное напряжение. В результате этого, спираль в ней перегорит значительно быстрее, уменьшив тем самым срок ее службы.
Кроме того, они очень чувствительны к скачкам напряжения и часто из-за этого перегорают. Поэтому их ставят вместе с приспособлениями плавного запуска или подключают через диммеры.
Галогенные лампы в большинстве своем производятся для работы от однофазной сети с напряжением 220-230 Вольт. Но существуют и низковольтные на 12 Вольт, которые требуют подключения через трансформатор для соответствующего типа ламп.
Галогенка светит ярче чем обычная, примерно на 30%, а мощность потребляет ту же самую. Это достигается за счет того, что внутри нее содержится смесь инертных газов.
Кроме того, в процессе работы частички элементов вольфрама возвращаются обратно на нить накаливания. В обычной лампе происходит постепенное испарение с течением времени и оседание этих частиц на колбе. Лампочка тускнеет и работает вдвое меньше, чем галогенная.
Цветопередача и световой поток
Достоинством обычных ламп накаливания является хороший индекс цветопередачи. Что это такое?
Грубо говоря это показатель того, сколько в рассеиваемом потоке содержится света близкого к солнечному.
Например когда натриевые и ртутные лампы освещают ночные улицы, не совсем понятно каким цветом машины и одежда у людей. Так как у этих источников плохой индекс цветопередачи – в районе 30 или 40%. Если брать лампу накаливания, то здесь индекс уже более 90%.
Сейчас продажа и производство ламп накаливания мощность свыше 100Вт не разрешены в розничных магазинах. Это делается из соображений сохранности природных ресурсов и экономии электроэнергии.
Некоторые до сих пор ошибочно выбирают лампы ориентируясь по надписям мощности на упаковке. Запомните, что эта цифра говорит не о том, как ярко она светит, а только о том, сколько электроэнергии потребляет из сети.
Основной показатель здесь – световой поток, который измеряется в люменах. Именно на него и нужно обращать внимание при выборе.
Так как многие из нас ранее ориентировались на популярные мощности 40-60-100Вт, производители для современных экономных ламп всегда на упаковке или в каталогах указывают соответствие их мощности к мощности простой лампочки накаливания. Делается это исключительно для удобства вашего выбора.
Люминесцентные — энергосберегающие
Хорошим уровнем экономии энергии обладают люминесцентные лампы. Внутри них находится трубка из которой сделана колба, покрытая порошком люминофором. Это обеспечивает свечение в 5 раз ярче, чем лампы накаливания при той же самой мощности.
Люминесцентные не очень экологичны из-за напыления ртути и люминофора внутри. Поэтому требуют бережной утилизации через определенные организации и контейнеры приема использованных лампочек и батареек.
Также они подвержены эффекту мерцания. Проверить это легко, достаточно посмотреть их свечение на дисплее через камеру смартфона. Именно из-за этой причины не желательно размещать такие лампочки в жилых помещениях где вы постоянно находитесь.
Светодиодные
Светодиодные лампы и светильники разных форм и конструкций широко применяются в различных сферах жизни.
Их преимущества:
- устойчивость к температурным перегрузкам
- незначительное влияние на перепады напряжения
- простота сборки и использования
- высока надежность при механических нагрузках. Минимальный риск, что она разобьется при падении.
Светодиодные лампы в процессе работы очень слабо нагреваются и поэтому имеют пластиковый легкий корпус. Благодаря этому они могут применяться там, где другие устанавливать нельзя. Например, в натяжных потолках.
Экономия электроэнергии у светодиодов более значительная чем у люминисцентных и энергосберегающих. Они потребляют примерно в 8-10 раз меньше, чем лампы накаливания.
Если грубо взять усредненные параметры по мощности и световому потоку, то можно получить такие данные:
Эти результаты примерные и в реалии всегда будут отличаться, так как многое напрямую зависит от уровня напряжения, марки производителя и множества других параметров.
Например в США, в одной пожарной части до сих пор горит обычная лампочка накаливания, которой уже больше 100 лет. Был создан даже специальный сайт, где через web камеру, в режиме онлайн, можно понаблюдать за ней.
Все ждут, когда же она сгорит, чтобы зафиксировать этот исторический момент. Посмотреть можно .
Световой поток
Чтобы не искать непонятные цифры и быстро отличить величину светового потока, производители зачастую на упаковке наносят наглядные цветовые обозначения:
Именно это и является ее особенностью и преимуществом, которое широко используется в открытых светильниках.
Например, если речь идет о хрустальных люстрах, то при использовании в ней обыкновенной светодиодной лампы, из-за ее матовой поверхности хрусталь ”играть” и переливаться не будет. Он блестит и отражает свет только при направленном луче.
В этом случае люстра смотрится не очень богато. Применение в них филаментных, раскрывает все преимущества и всю красоту такого светильника.
Это все основные виды ламп освещения широко применяемые в квартире и жилом доме. Выбирайте необходимый вам вариант согласно вышеприведенных характеристик и рекомендаций, и обустраивайте свое жилище правильно и с комфортом.
Какие лампы лучше для домашнего освещения? Светодиодные, люминесцентные, галогенные или лампы накаливания? В чем преимущества одних и каковы недостатки других? Насколько экономически выгодно использовать лампы того или иного типа? Давайте попробуем разобраться.
Лампы накаливания
Наиболее распространенным типом ламп в домах по прежнему остаются . Они по сей день выпускаются на различные мощности, бывают самых разных размеров и форм, подходят для установки практически в любой осветительный прибор, будь то светильник, ночник или люстра.
Лампа накаливания — простейший электрический источник света. Она состоит из герметичной прозрачной вакуумированной колбы, металлического цоколя, а внутри колбы установлена спираль — вольфрамовая нить накала.
В процессе работы лампы, по ее вольфрамовой нити протекает электрический ток, как раз и вызывающий нагрев нити накала до бела. То есть свет в такой лампочке получается за счет раскаленной током вольфрамовой нити, которая и испускает видимый свет. При этом на свет приходится лишь 20% всей подводимой к лампочке энергии, остальные 80% приходятся на нагрев. Можно в принципе сказать, что лампа накаливания — это нагревательный прибор, который в процессе работы неплохо светится.
Конечно, лампы накаливания стремительно уходят с рынка, их производство не так интенсивно как раньше, но стоимость ламп накаливания — самая низкая, по сравнению с лампами других типов.
Другие типы ламп более экономичны при эксплуатации чем лампы накаливания, некоторые экономичнее до 10 раз, и даже надежнее в разы, но стоимость ламп накаливания очень низка по сравнению с другими типами. Поэтому те люди, которые не задумываются о долгосрочной окупаемости, продолжают приобретать старые добрые лампы накаливания за копейки, хотя на самом деле несут убытки, переплачивая за электроэнергию, расходуемую на освещение на протяжении многих месяцев.
Галогенные лампы
Усовершенствованный тип лампы накаливания — галогенная лампа . Здесь источником света так же служит раскаленная током вольфрамовая нить, однако помещенная в колбу с парами галогенов. Светоотдача повышается благодаря галогенам, и эффективность немного возрастает в связи с этим.
Люминесцентные лампы
Энергосберегающие люминесцентные лампы — следующая ступень на пути эволюции осветительных приборов. Именно компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) называют сегодня «энергосберегайками». Их потребление значительно ниже чем у ламп накаливания и галогенных ламп с аналогичной величиной светового потока.
Начиная с 2010-2011 годов, началось активное внедрение люминесцентных ламп в системы домашнего освещения. И если раньше люминесцентные лампы в форме трубок эстетически подходили для производственных помещений и офисов, оснащенных специальными светильниками под такие трубки, то люминесцентные лампы под стандартный цоколь (как у домашней лампы накаливания) стали подходить и для жилых помещений — выкрутил лампу накаливания, поставил в этот же патрон энергосберегающую люминесцентную лампу, и никаких трудностей.
Основа функционирования люминесцентной лампы — электрический разряд в парах ртути. Ультрафиолетовое излучение, которое при этом возникает, преобразуется в видимый свет благодаря люминофору, нанесенному на внутренние стенки колбы. В качестве люминофора применяют специальные составы типа галофосфата кальция в составе смеси со вспомогательными компонентами.
Светоотдача люминесцентных ламп приблизительно в 5 раз выше чем у ламп накаливания, а срок службы качественной люминесцентной лампы измерим тысячами часов. Тем не менее даже люминесцентные лампы не являются на сегодняшний день самыми эффективными источниками света для жилища, не говоря уже о проблеме утилизации неисправных ламп с парами ртути внутри.
Светодиодные лампы
Венец эволюции источников света на сегодняшний день — светодиодные лампы, самые энергоэффективные . Далее мы наглядно сравним характеристики ламп различных типов, и это станет более очевидным. В качестве источников света здесь используются светодиоды, поэтому конструкция светодиодной лампы несколько сложнее чем у лампы накаливания, да и стоимость ее поэтому сильно выше.
Тем не менее светодиодные лампы быстро окупаются во время эксплуатации, причем намного раньше, чем истечет срок их службы, который составляет десятки тысяч часов. При этом светодиодные лампы в высшей степени безопасны. У них нет стеклянной колбы, которая может лопнуть, причинив вред здоровью человека, например порезав его, как и нет паров ртути и никаких других вредных компонентов, то есть экологическая безопасность тоже обеспечена. Проблем с утилизацией, если что, не возникнет вообще.
Мощность
Из приведенной таблицы видно, что при одном и том же отдаваемом световом потоке, лампы разных типов потребляют разную электрическую мощность, и мощность эта различается в разы. Особенно обратите внимание на то, что светодиодная лампа по сравнению с лампой накаливания потребляет почти в 8 раз меньше электроэнергии, а дает при этом столько же света. Представьте себе, как это отразится на счетах за электроэнергию. Что касается компактной люминесцентной лампы, то она в 1,5 раза уступает светодиодной.
А нужен ли нам нагрев от лампочки? Конечно нет, ведь для обогрева жилища есть система отопления. Получается, что чем сильнее нагревается лампа — тем больше энергии расходуется не целевым образом, ведь лампа нужна нам для освещения, а не для обогрева. Между тем лампа накаливания 80% потребляемой мощности переводит в тепло. Галогенная греет на 65%. Люминесцентная на 15%. Светодиодная всего на 2%.
Прочность корпуса
Что касается прочности, то лампы накаливания и галогенные лампы имеют колбы из хрупкого тонкого стекла, и стоит такую лампу уронить, как тут же придется заметать мелкие осколки. Люминесцентные лампы не менее хрупки. В них к тому же находятся пары ртути, токсичные пары, которые выйдут наружу если колбу случайно разбить, и потребуется проветривание помещения и санитарная обработка.
Светодиодные лампы находятся в выигрышной позиции, они не боятся ударов, колба, как правило, из поликарбоната, вредных газов здесь нет. Если светодиодную лампу случайно уронить, то ничего ей скорее всего не будет, разве что не стоит ронять ее с большой высоты, дабы не повредить внутренности.
Срок службы
По сроку службы светодиодные лампы однозначно превосходят любые другие: в среднем светодиоды прослужат в 40 раз дольше лампы накаливания, их можно считать в этом плане вечными. Некоторые производители прямо пишут на упаковке, что лампа способна гарантированно проработать 30 или 40 лет. Люминесцентные лампы немного уступают, их производители уверенны что лампа прослужит 10 лет. Что касается лампы накаливания, то средний срок ее для условий нынешних электрических сетей — 1 год.
Простота замены
Чтобы заменить лампочку, достаточно ее выкрутить из патрона и вкрутить новую. Но галогенные лампы нельзя вкручивать как попало. Прежде всего необходимо понимать, что галогенная лампа сильно разогревается в процессе работы, например 40 ваттная лампа разогревается до 250 °C. Нет, мы не говорим сейчас о том, что необходимо дождаться чтобы лампа остыла, прежде чем ее выкручивать, здесь важно другое.
Когда устанавливаете новую галогенную лампу, руки должны быть исключительно чистыми, и лучше вообще пользоваться салфеткой, ведь любое жирное пятно на колбе обязательно сгорит и возникнет горелый след, свет будут испорчен. Еще такой след приведет к локальному перегреву колбы, и она может треснуть. Светодиодные и люминесцентные лампы не греются так сильно, поэтому их можно выкручивать и вкручивать даже голыми руками.
Аспекты безопасности
Говоря о безопасности, рассмотрим пару аспектов. Во-первых качество света. Качество света лучше всего у ламп накаливания, галогенных ламп и светодиодных ламп. Люминесцентные же лампы обладают вредным мерцанием, раздражающим нервную систему, к тому же , как правило, искажена. Во-вторых, содержание паров ртути отнюдь не в пользу люминесцентных ламп. То есть по безопасности выигрывают все кроме люминесцентных.
Что в итоге
Итог однозначен. С точки зрения экономичности и безопасности на первом месте светодиодные лампы, затем идут лампы накаливания (безопасны, но прожорливы), и наконец люминесцентные лампы (мерцают, плохо передают цвета, содержат ртуть).
Рассмотрим финансовую сторону
Допустим в квартире установлено 15 ламп накаливания по 75 ватт, которые вы хотите заменить на светодиодные. Пусть в день лампы горят примерно по 4 часа. Значит в месяц на освещение приходится: 15*75*4*30 = 135 кВт-часов. Допустим, стоимость электроэнергии в вашем регионе 5 рублей за 1 кВт-час. Значит в месяц только за свет набегает 675 рублей.
Если перейти на светодиодные лампы мощностью в 7,5 раз меньшей (как отмечалось выше), то счет составит всего 90 рублей. Пусть замена ламп обойдется вам в 3450 рублей, тогда при разнице в счетах в 585 рублей, лампы окупятся за пол года! И это с предполагаемой ценой светодиодной лампы в 230 рублей. Выгода налицо. Если теперь учесть, что светодиодные лампы прослужат 30 лет, то сами понимаете, о какой колоссальной экономии идет речь.
Три главных плюса светодиодных ламп
Светодиодные лампы вечные по сравнению с лампами накаливания, которые быстро перегорают
Светодиодные лампы быстро окупаются несмотря на высокую стоимость.
Светодиодные лампы экологически безопасны и их непросто разбить.
Лучшие для домашнего освещения — светодиодные лампы
В заключении можно однозначно сказать, что для домашнего освещения лучше всего со всех точек зрения подходят светодиодные лампы. Даже если на первый взгляд они кажутся дорогими, прикиньте окупаемость. Чем больше осветительных приборов в вашем доме — тем быстрее окупятся новые лампочки.
Если же оставить все как есть, то получится, что счета за электроэнергию, расходуемую на неэффективное освещение, съедят в общей сложности гораздо больше денег, чем потребуется всего один раз потратить на закупку новых эффективных лампочек.
Смотрите также по этой теме: и
Андрей Повный
Каждый современный дом оснащён лампами. Несмотря на это, разбираются в них единицы.
Знание осветительных приборов помогает правильно выбрать, установить и эксплуатировать их, потому важно знать об освещении больше и понимать, чем различаются лампы для освещения.
Основные характеристики
Чтобы перейти к рассмотрению отдельных видов ламп, нужно познакомиться с их характеристиками. На характеристики смотрят, когда планируют освещение в помещении. От них зависит будет ли оно освещено полностью, какую цветовую температуру будет иметь свет и тому подобное.
Светоотдача и коэффициент цветопередачи
От светоотдачи будет зависеть, сколько люмен выпускает источник света с мощностью 1 Ватт. Например, лампа накаливания со светоотдачей 10 лм/Вт при мощности 10 Вт будет светить в 10 раз хуже, чем галогенная с 100 лм/Вт.
Лампы с большим значением этого коэффициента испускают свет более естественный, чем с низким. Потому свет от первых ламп будет выглядеть ярче и чётче, как от солнца.
Цветовая температура
Она влияет на то, какой оттенок будут иметь предметы, на которые падает свет. Измеряется в градусах Кельвина. Часто используются шкалы от 1800 до 6600. Чем больше значение, тем холоднее кажется предмет. Например, белый предмет при освещении холодным источником света будет выглядеть синеватым, а при освещении «тёплым» - желтоватым.
Не существует оптимальной температуры света. Каждая температура подходит для отдельного случая:
Виды ламп освещения
Перед покупкой лампы необходимо обращать внимание не только на её характеристики, но и на вид, к которому она относится. От этого зависит, будет ли источник света шуметь, испускать вредные вещества, срок её службы и подобные важные особенности.
Такой источник света был изобретён самым первым. Суть его работы заключается в накаливании вольфрамовой нити. Этот вид ламп может использоваться в стационарных и в портативных устройствах. Осветительные приборы этого вида делятся на три группы в зависимости от состава газа: вакуумные, галогенные и вольфрамовые.
Вакуумные лампочки
Принцип работы в том, что вольфрамовая нить, помещённая в вакуумную колбу, накаляется с помощью электричества. Накалённая нить хорошо светится и распространяет свет. В стационарных приборах работает от напряжения 220 В, а в переносных - от 12, 24, 36 В.
Лампы накаливания отличаются друг от друга размером цоколя в зависимости от использования:
- для карманных фонариков - 10 мм;
- для фонариков средней величины - 14 мм;
- стандартный - относится к видам лампочек для дома, 27 мм;
- для наружного освещения - 40 мм.
Найти диаметр лампы можно в маркировке после буквы «Е».
Плюсы:
- Широкая область применения.
- Доступность.
- Простота в использовании.
- Цена.
Минусы:
- Маленький КПД.
- Короткий срок службы (до 1 тыс. часов).
- Выделение тепла (пластиковые и деревянные конструкции могут воспламениться).
При выборе такой лампы помните, что чем больше мощность, тем меньше прослужит источник света. Поэтому если необходимо осветить большую поверхность или нужен яркий источник света, то этот вариант подойдёт, но прослужит недолго.
Криптоновые
Эти лампы отличаются тем, что в капсулу добавлен инертный газ криптон. Служат в два раза больше, но стоят при этом в четыре раза дороже. Имеют более компактный размер. По остальным характеристикам почти не отличаются от вакуумных.
Галогенные
В этих лампах в колбах находятся пары галогенов. Использование этого газа позволяет увеличить время работы до 2000−4000 часов. Важно отметить, что у них более высокая светоотдача. Учитывая это и их малый размер, лампы можно использовать в гипсокартонных конструкциях (например, в подвесных потолках).
При установке нужно помнить, что световая лампа чувствительна к загрязнению, например, к жиру. Поэтому нельзя допускать его попадание на поверхность осветительного прибора. Из-за этого следует проводить его установку в перчатках.
Если выбор пал на галогеновые источники света, то постарайтесь найти новый тип с инфракрасным покрытием. Оно пропускает видимый свет и отражает тепловое излучение. Такие осветительные приборы потребляют меньше электроэнергии и имеют повышенный срок службы.
Газоразрядные
Принцип работы заключается в том, что электрический разряд проходит через газ, заполняющий трубку. Полость трубки герметично запаяна, и в ней могут содержаться различные вещества, от которых зависит вид ламп:
- Ртуть (ртутные).
- Неон (неоновые), ксенон (ксеноновые), аргон (аргоновые) и так далее.
- Натрий (натриевые).
При выборе этого вида осветительных приборов обращайте внимание на наличие пускорегулирующего механизма, который запускает процесс свечения. Суть в том, что он не всегда встроен и его иногда приходится докупать отдельно.
Ртутные
Такие лампы токсичны и после окончания срока службы должны утилизироваться в специальных пунктах приёма. С 2020 года производство, экспорт и импорт некоторых видов ртутьсодержащей продукции будут запрещены.
Это говорит о том, что использовать ртутные осветительные приборы нужно с осторожностью. Так, дуговая ртутная люминесцентная лампа не должна использоваться в плохо проветриваемых помещениях, где работают или долгое время находятся люди. Им находится применение на промышленных участках с автоматизацией производства и в уличном освещении.
Помимо этого, ртутные лампы долго включаются. В условиях сильного холода время включения может достигать 15 минут. При кратковременном отключении электроэнергии это время придётся выжидать ещё раз.
Люминесцентные
Если вы не знаете, как называются длинные лампы, то это они. Их также называют лампами дневного света. Характеристики указываются в маркировке. Буквы означают оттенок света:
- ЛБ - белый;
- ЛД - дневной;
- ЛЕ - естественный;
- ЛХБ - холодный белый;
- ЛТБ - теплый белый.
Следующая за буквами цифра обозначает степень цветопередачи от 6 до 9. От этого числа будет зависеть, насколько естественно выглядят предметы, на которые падает свет. Дальше идут две цифры, показывающие цветовую температуру элементов освещения. К этому числу нужно добавить два нуля, чтобы получить температуру в Кельвинах.
Установка производится с помощью G-цоколя. Он напоминает розетку, в которую вставляется два штыря баллона. Легко ошибиться при подборе нужной лампы к цоколю, поэтому перед покупкой сверяйте вид крепления.
К положительным качествам таких ламп можно отнести долгий срок службы и естественный свет, похожий на солнечный. Минусы заключаются в том, что во время работы люминесцентные осветительные приборы сильно шумят. Такие приборы менее токсичны, чем ртутные, но их всё равно необходимо утилизировать в специальных пунктах приёма. От количества включений зависит срок службы, поэтому лучше лишний раз обойтись без света, чем ждать долгого включения.
Натриевые
Как видно из названия, их работа основывается на использовании паров натрия. Это приводит к тому, что свет от таких источников освещения кажется желтоватым. По этой причине их используют в местах, где нет необходимости в хорошей цветопередаче. Цветопередача таких ламп варьируется от 39 до 59.
Их можно встретить в уличном освещении, при подсветке мостов, различных строений и так далее. Неочевидным использованием таких ламп является освещение растений зимой. Это возможно благодаря мощности от 50 до 100 Вт.
Стоят такие лампы от 200 рублей, а прослужат около 30 тыс. часов. Именно по этой причине их используют для освещения улиц, несмотря на низкую светопередачу.
Ксеноновые
В отличие от предыдущего варианта имеют высокую цветопередачу. Помимо этого, есть возможность гибкой настройки яркости. Это делает их незаменимыми источниками света в проекторах, фотовспышках, автомобильных фарах и подобных осветительных приборов.
Ксеноновые лампы изготавливаются для определённой цели. В зависимости от этого стоимость может составлять несколько сотен или несколько тысяч рублей. От цены зависит световая температура, которая варьируется от 3 000 до 12 000 К, и срок службы, который может достигать 3 тыс. часов.
Светодиодные лампы (LED)
Дорогие лампы, которые полностью оправдывают свою стоимость. Они требуют мало электроэнергии и служат от 30 000 до 50 000 часов. Оптимально использовать для освещения улиц и в помещениях, где часто бывают люди, например, в подъездах с датчиками движения.
Они не испускают вредных веществ, имеют маленькие габариты, почти не нагреваются и устойчивы к механическому воздействию. Это делает их оптимальным выбором для любого случая.
К минусам помимо стоимости можно отнести то, что свет, который от них исходит, узконаправлен, а через значительных срок службы светодиоды выгорают, что приводит к значительному снижению яркости.
Если выбирать источник освещения, не ознакомившись с их характеристиками, можно потратить большую сумму и не получить желаемого результата. А если серьёзно подойти к выбору, можно не только сэкономить, но и полностью удовлетворить свои потребности.
