Сравнение конструктивных особенностей
Первые модели ламп освещения, использующих вольфрамовую нить для излучения света, появились в конце 18 века. Конструктивно лампа накаливания имеет два вывода на цоколе, к которым подключаются нить накала, последовательно включаемую в электрическую сеть.
Рис. 1: конструкция лампочки накаливания
Принцип действия этих источников освещения не изменился и до нынешнего времени:
- из стеклянной колбы откачивается воздух для создания среды близкой к вакууму;
- при подаче на нить накаливания напряжения светового потока происходит нагрев волокна до раскаленного состояния;
- за счет отсутствия в окружающем пространстве частиц, создающих препятствие для свободного выхода разогретых электронов, возникает довольно интенсивное световое излучение.
Более чем за сто лет использования этой технологии менялась только форма конструкции и эффективность накаливания.
Первые светодиоды, как источник хоть какого-то видимого светового потока появились в 60-х годах прошлого века. И только в нынешнем веке полупроводниковые элементы научились набирать в матрицы для организованного led освещения.
Конструктивно светодиодная лампа напоминает лампу Ильича, но в отличии от последней содержит в себе:
- несколько полупроводниковых элементов;
- конденсатор;
- микросхему (стабилизатор тока).
Рис. 2: конструкция светодиодной лампы
Все эти детали располагаются в стандартном корпусе и необходимы для стабильной работы устройства. Принцип действия основан на выделении элементарных частиц при переходе электрического тока через p-n переход.
Световая лампа: поток накаливания лампочек в ваттах, мощность, сколько люмен, спектр, характеристика, от чего зависит яркость, таблица
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 галогенные лампы накаливания. 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. Световой поток возникает, когда очень высокая температура нити накала преобразует электромагнитное излучение в видимый свет лампы.
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
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 светодиодными лампочками 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 %.
Сравнение основных параметров led-лампочек с аналогами
Помимо существенной экономии использование led-ламп несет в себе дополнительные преимущества, в сравнении не только с обычными образцами, но и с другими энергосберегающими видами: галогенными и люминесцентными.
Принцип работы первого вида схож с лампочками накаливания. При прохождении тока спираль из вольфрама нагревается, однако частицы этого металла не конденсируются на колбе, а вступают в реакцию с буферным газом (парами брома или йода), которыми она заполнена. Это позволяет значительно увеличить срок службы.
Для работы люминесцентных энергосберегающих устройств необходим дроссель, обеспечивающий необходимый электрический импульс, благодаря которому в парах ртути, которыми заполнена колба и образуется дуговой разряд.
В таблице ниже можно увидеть и сравнить основные эксплуатационные характеристики.
| Характеристика ламп | Накаливания | Галогенная | Люминесцентная | Светодиодная |
| Степень нагрева | сильная | сильная | средняя | низкая |
| Хрупкость колбы | хрупкая | хрупкая | хрупкая | прочная |
| Светопоток, Lm | до 700 | 700 | 700 | 800 |
| Срок службы, час | 1000 | 2-2,5 тысячи | 7-10 тысяч | 30-50 тысяч |
| Простота монтажа | легко | немного сложно | легко | легко |
| Экологичность | высокая | высокая | средне-низкая | высокая |
| Мгновенное включение | да | да | нет | да |
По большинству параметров светодиодные лампы превосходят свои видовые аналоги или же находятся с ними на одной позиции. Единственный недостаток, который им свойственен – это высокая стоимость. Однако в пересчете на затраты на электроэнергию при одинаковых условиях работы эксплуатация LED-ламп выгоднее в 1,5 раза люминесцентных, в 4,5 – галогенных и в 7,5 раз – накаливания.
Сравнение мощности светодиодных ламп
Перед заменой лампочек необходимо изучить общие характеристики. Сравнение плюсов и минусов позволит подобрать нужную модель. Долговечность, яркость, мощность уличных светодиодных светильников отличаются от ламп накаливания и люминесцентных. Лампы в основном используются в темное время суток, поэтому желательно, чтобы свет был мягким – обычно выбирают теплый, желтоватый. Такой свет исходит от классических изделий Ильича, но они не отличаются длительным сроком эксплуатации. Важны и другие характеристики.
Сравнение с лампами накаливания
Светоотдача – один из основных показателей. Для ламп накаливания предел 8-10 Лм/Вт, светодиодов – 90-110 Лм/Вт, некоторые модели имеют показатели 120-140 Лм/Вт. Разница составляет не менее 8-12 раз. Мощность светодиодов ниже в 5 раз, однако яркость свечения остается на таком же уровне.
Теплоотдача – не менее важная характеристика. Стекло классических изделий нагревается до 170-250° по Цельсию. Поэтому они считаются наиболее пожароопасными, не рекомендуется установка в деревянных домах. Максимальная температура нагрева светодиодов – 50° по Цельсию.
Срок эксплуатации неравный и является одной из главных причин замены. По заявлению производителя светодиодные лампы работают около 30-35 тысяч часов при правильных условиях использования.
Сравнение с галогенными лампами
Для замены лампы в светильнике на галогеновое изделие не потребуется много времени и усилий. Свет получается теплым, приближенным к дневному, солнечному. При этом стоимость изделий приемлемая, доступная большинству покупателей. Поэтому производство и потребление остаются на высоком уровне. Чаще галогены встречаются в автомобильных фарах.
КПД низкий –15%. Электроэнергия уходит на нагревание и поддержание накала. Средний срок эксплуатации составляет 2000 часов. Показатель напрямую зависит от частоты включений. В некоторых случаях требуется установка дополнительного оборудования – специальных диммеров, которые обеспечивают плавное переключение и продлевают период службы.
Сравнение с люминесцентными источниками света
Основная разница – принцип работы устройств. Люминесцентные работают за счет паров ртути. Под воздействием электрического тока вещество разогревается, возникает ультрафиолетовое свечение, которое заряжает люминофор (специальное химическое соединение). Оно светится, создавая разный спектр освещения.
В светодиодах также присутствует люминофор, которым покрываются кристаллы. Под воздействием тока светится полупроводник, цвет всегда синий.
Главное различие – величина КПД. В светодиодах не используются дополнительные элементы, поэтому показатель данных изделий всегда выше.
Причины различий
Различия ламп обусловлены строением устройств. Лампочка Ильича работает за счет нагревания вольфрамовой нити, свечение получается желтым. Лампы последнего поколения имеют другой подход – свет образовывается после активации различных химических соединений (люминофора).
Дополнительное преимущество – технологии позволяют получать свет разных оттенков (дневной, теплый, холодный). Различные диаметры цоколей позволяют быстро подобрать оптимальный вариант для замены.
Срок службы
А вот этот показатель является одним из главных преимуществ диодов в сравнении с лампами накаливания. Данные источники освещения могут проработать свыше 50000 часов, как утверждают производители. У устаревших лампочек срок службы обычно не превышает 1000 часов, что в 50 раз меньше. Из соображений экономии лучше один раз купить дорогую, но долголетнюю лампочку, чем каждые несколько месяцев менять бюджетное изделие.
Тут тоже есть свой нюанс, о котором Вы должны знать. Высокие показатели долговечности светодиодов не являются точным значением. Дело в том, что диоды со временем тускнеют (деградируют), поэтому через 40000 часов Вы уже не сможете наслаждаться тем свечением, которое было сразу же после покупки. Подробнее о деградации светодиодов вы можете узнать из нашей статьи.
Сравнительная характеристика лампы накаливания и светодиодной
Разница «в возрасте» этих типов ламп составляет почти сотню лет. Тем не менее, «старушка» с вольфрамовой нитью в колбе до сих пор остается самой востребованной на рынке.
Светодиодные лампы Navigator Filament
Давайте проведем небольшой сравнительный анализ основных технических характеристик двух типов ламп – накаливания и светодиодной. Ведь не только мощностью отличаются равные по световому потоку изделия.
Светоотдача
Светоотдача лампы определяется как отношение светового потока к мощности. Измеряется этот параметр в Лм/Вт. Светоотдача лампы накаливания колеблется в пределах 8-10 Лм/Вт. Ее светодиодный сородич имеет диапазон 90-110 Лм/Вт. Следовательно, эффективность последнего явно выше.
Цветовая температура
При проектировании освещения дома или офиса специалисты рекомендуют руководствоваться следующей таблицей:
| Площадь помещения, кв. м |
Требуемая мощность лампы, Вт |
|
|
Накаливания |
Светодиодная |
|
| Менее 6 | 150 | 18 |
| 10 | 250 | 28 |
| 12 | 300 | 33 |
| 20 | 500 | 56 |
| 30 | 700 | 80 |
Теплоотдача
Не менее важной характеристикой, подлежащей сравнению, является теплоотдача от изделия. Лампы накаливания могут разогреваться до 250 градусов
Лампы накаливания могут разогреваться до 250 градусов.
Правда, в основном этот параметр держится в пределах 170 градусов.
Разогретая стеклянная колба является потенциальным источником пожара, поэтому при монтаже осветительной сети в деревянном доме использовать традиционную лампочку не рекомендуют.
В этом плане светодиодная ламп находится в более выигрышном положении: она может нагреться не выше 50 градусов. Следовательно, никаких ограничений в ее применении не существует.
В этой статье речь идет об общих случаях. Для помещений категории повышенной взрыво-пожароопасности выпускаются соответствующая продукция, имеющая высокую степень защищенности.
Срок службы
Светодиодные лампы характеризуются отменной живучестью. Производители утверждают, что прослужить их изделие может более 50 тысяч часов. Лампы накаливания живут намного меньше – всего 1000 часов. Поэтому гораздо выгоднее один раз купить дорогую лампочку, которая прослужит несколько лет, чем каждые 3 месяца менять дешевую.
Типы светодиодных ламп
Однако долговечность светодиода не отражает одного прискорбного факта: со временем интенсивность его свечения снижается. Примерно через 4000 часов работы свет от него заметно потускнеет.
Деградация светодиода тем выше, чем ниже его качество. Много нареканий в этом плане возникает у потребителей к китайской продукции.
КПД
Коэффициент полезного действия ламп освещения говорит о том, какой процент потребленной электроэнергии превращается в свет, а какой – в тепловую энергию. КПД светодиодов составляют примерно 90%, лампа накаливания может похвастаться лишь семью-девятью процентами.
Thomson Filament — светодиодные лампы нового поколения
Цена
В интернете бурно спорят противники и сторонники светодиодов. Предмет их спора – стоимость. Ведь стоят светодиодные лампы более чем в 10 раз выше обычных. В пользу первых говорит малая мощность, а, следовательно, низкое энергопотребление.
Для наглядности сведем показатели экономичности ламп разного типа в таблицу:
| Наименование показателя | Лампа накаливания | Люминесцентная | Светодиодная |
| Мощность, Вт | 60 | 12 | 5 |
| Стоимость изделия, руб. | 30 | 150 | 300 |
| Энергопотребление за год, кВт*ч | 175 | 35 | 14 |
| Стоимость потребленной энергии*, руб./год | 526 | 105 | 44 |
Таблица составлена на основе следующих исходных данных: в среднем лампочка горит около 8 часов в сутки или 8 х 365 = 2920 часов; стоимость 1 кВт*ч принята за 3 рубля.
Из таблицы видно, что даже без учета долговечности ламп светодиодная по сравнению с лампой накаливания занимает явно выигрышное положение.
Прочие характеристики
- силе тока;
- механической прочности;
- цветовой температуре и некоторым другим показателям.
Давайте сравним две лампы:
- светодиодную мощностью 9 Вт;
- накаливания на 60 Вт.
Результаты сравнения сведем в таблицу:
| Наименование параметра | Светодиодная, 9 Вт | Накаливания, 60 Вт |
| Сила тока, А | 0,072 | 0,27 |
| Эффективность светоотдачи, Лм/Вт | 53,4 | 10,3 |
| Световой поток, Лм | 454,2 | 612 |
| Цветовая температура, К | 5500-7000 | 2800 |
| Рабочая температура, С | 70 | 180 |
| Чувствительность к низким температурам | отсутствует | Присутствует у некоторых ламп |
| Чувствительность к влажности | отсутствует | Присутствует у некоторых |
| Механическая прочность | Высокая – можно трясти | Низкая – при сотрясении может оборваться нить или лопнуть стекло |
| Тепловое излучение, БТЕ/ч | 3,4 | 85 |
Все вышеприведенные таблицы позволяют составить общее представление о преимуществах и недостатках светодиодов и лампочек накаливания.
Таблица соответствия мощности и светового потока
В отличие от лампочек со спиралью, основным критерием выбора которых является мощность (Вт), покупать светодиодные лампы нужно по световому потоку (лм). Именно эта физическая величина указывает на то, сколько световой мощности излучает тот или иной источник света. Кстати, на упаковке всех ныне выпускаемых ламп накаливания также указывается значение светового потока. Покупателю нужно лишь научиться правильно сопоставлять ватты и люмены. А для облегчения этой задачи ниже приведена таблица соответствия мощности и светового потока для трёх основных видов ламп.
| Лампа накаливания | КЛЛ | Светодиодная лампа | Световой поток |
| 20 Вт | 5–7 Вт | 2–3 Вт | ~200 лм |
| 40 Вт | 10–13 Вт | 4–5 Вт | ~400 лм |
| 60 Вт | 15–16 Вт | 8–10 Вт | ~700 лм |
| 75 Вт | 18–20 Вт | 10–12 Вт | ~900 лм |
| 100 Вт | 20–25 Вт | 12–15 Вт | ~1200 лм |
| 150 Вт | 40–50 Вт | 18–20 Вт | ~1800 лм |
| 200 Вт | 60–80 Вт | 25–30 Вт | ~2500 лм |
Из таблицы сравнения следует, что лампочку накаливания мощностью в 100 Вт следует менять светодиодной на 12–15 Вт. Почему? Потому что их световые потоки примерно равны и составляют 1200–1400 лм. В то же время на лицевой стороне упаковки многих LED-ламп можно увидеть 10 Вт=100 Вт. Но стоит заглянуть в таблицу с техническими параметрами светодиодной лампочки, как тут же видно несоответствие по световому потоку.
Кроме этого покупатель должен учитывать ещё 2 важных нюанса:
- светоотдача светодиодных ламп тёплого свечения (2700°K) примерно на 20% ниже, чем у аналогичных ламп нейтрального свечения (4000°K);
- пластиковая колба-рассеиватель «съедает» до 10% излучаемого света. Исключение составляют филаментные LED-лампы со стеклянной прозрачной колбой, в которых нет потерь на рассеивании.
При желании можно самостоятельно рассчитать примерный световой поток светодиодной лампы. Для этого следует использовать эмпирическое соотношение: на каждый 1 ватт потреблённой мощности лампа излучает около 100 лм. Также необходимо вычесть потери электроэнергии на драйвере (примерно 1 ватт) и на рассеивателе (примерно 100 люмен). В результате получается, что лампочка мощностью 10 Вт создаёт световой поток порядка 800 лм.
Характеристики ламп
Основными характеристиками всех выпускаемых энергосберегающих приборов являются:
Цветовая температура
При использовании устройств с нитью накаливания получить разную цветовую температуру проблематично. С появлением энергосберегающих устройств стало возможно применять лампы белого света с различным оттенком цвета. По цветовой температуре светильники бывают:
- 6500К — холодный белый свет, который хорошо подходит для уличного освещения;
- 4200К — нейтральный белый, средний между холодным и теплым светом. Подходит для использования в жилых, промышленных, медицинских и других помещениях.
- 2700К — теплый белый свет, создает уют в доме и используется для освещения жилых помещений.
Цветовая температураДополнительная информация! Выбор цветовой температуры индивидуален и зависит от предпочтений человека и целей, для которых будет использовано освещение.
Тип цоколя
Тип цоколя стандартизирован и существует в двух исполнениях:
- резьбовое: обозначение данного цоколя начинается с буквы Е и заканчивается числом, который обозначает диаметр цоколя (Е14, Е27).
- штырьковое: маркировка начинается с буквы G, а цифры означают расстояние между контактами.
Типы цоколяДополнительная информация! Для покупки осветительного прибора с правильным цоколем, лучше взять с собой в магазин вышедшую из строя или заглянуть в паспорт светильника.
Вам это будет интересно Особенности светильников с датчиками движения
Срок службы
Энергосберегающие приборы являются надежными и долговечными устройствами. Срок их службы достаточно большой и обычно составляет от нескольких тысяч до десятков тысяч часов работы.
Обратите внимание! Важно понимать, что на срок службы существенно влияет количество циклов включения/отключения. Чем их больше — тем меньше будет служить энергосберегающая лампа
Световой поток и светоотдача
Световой поток — это физическая величина, показывающая количество отдаваемой световой энергии в единицу времени. В международной системе единиц (СИ) Он измеряется в люменах (лм или lm).
Светоотдача ламп показывает соотношение светового потока к мощности прибора (лм/Вт). Старые и неэффективные устройства накаливания имеют низкую светоотдачу (10-20 лм/Вт), более совершенные энергосберегающие устройства имеют высокий коэффициент полезного действия, а соответственно и светоотдачу (около 50-100 лм/Вт).
Светоотдача ламп
Важно! Светоотдача может меняться со временем при длительной эксплуатации. Такое изменение является нормальным и связано с износом светодиодов или ухудшением свойств люминесцентного прибора
Мощность
Важной характеристикой всех электрических приборов является мощность. Лампы освещения тоже не являются исключением
При использовании ламп накаливания существенно увеличивается количество потребляемой электрической энергии. Чтобы этого избежать потребители постепенно переходят на энергосберегающие приборы, потому что они энергоэффективные и имеют минимальную мощность лампы при большом световом потоке.
Таблица сравнения ламп, показывающая соответствие мощности накаливания и энергосберегающих:
| Мощность, Вт | Световой поток, лм | ||
| Накаливания | Светодиодные | Люминесцентные | |
| 25 | 3 | 6 | 255 |
| 40 | 5 | 11 | 430 |
| 60 | 9 | 15 | 720 |
| 75 | 11 | 19 | 955 |
| 100 | 14 | 18 | 1350 |
| 150 | 19 | 45 | 1850 |
| 200 | 27 | 70 | 2650 |
Таблица сравнения ламп накаливания
Обратите внимание! На упаковке светодиодных и энергосберегающих устройств производители часто указывают эквивалент (например 11 ватт энергосберегающая лампа равна 40 ваттной накаливания), который соответствует мощности лампы накаливания. Это делается не только из маркетинговых целей, но и для понимания покупателем световой способности прибора
Сравнение технических характеристик
Для сравнения параметров различных видов осветительных приборов, удобно свести их в таблицу. В ней показана потребная электрическая мощность светодиодных и других ламп для создания определенного светового потока.
| Накаливания | LED* | Энергосберегающая* | |
| Срок эксплуатации, часов | 1000 | 50000 | не менее 20000 |
| Рабочая температура, град.С | выше 150 | До 75 | выше 100 |
| Создаваемый световой поток, лм | Мощность, потребляемая от сети, Вт | ||
| 200 | 20 | 2 | 6 |
| 400 | 40 | 4 | 12 |
| 700 | 60 | 9 | 15 |
| 900 | 75 | 10 | 19 |
| 1200 | 100 | 12 | 30 |
| 1800 | 150 | 19 | 45 |
| 2500 | 200 | 30 | 70 |
* — указаны усредненные значения, фактическая мощность может отличаться в зависимости от примененной технологии производства.
Энергосберегающий светильник – тупиковая ветвь в развитии осветительных устройств
Из таблицы в результате сравнения параметров еще более наглядно видно, что у светодиодного освещения конкуренция со стороны ламп накаливания и энергосберегаек отсутствует. Способность LED лучше других приборов преобразовывать электроэнергию в световой поток не вызывает сомнения.
Декоративные варианты светодиодного освещения
Декоративная подсветка придает законченность интерьеру, некую изюминку.
Один из способов сделать акцент на определенном предмете – подсветить его направленным световым лучом.
Световой акцент на картины
Напольная и потолочная подсветка визуально расширят пространство. Такой же цели служат миниатюрные светильники и светодиодные ленты: маленьким комнатам они придадут дополнительный объем.
Подсветка пола и потолка
Разноцветный свет сделает акцент на нишах и полках.
Подсветка ниш
Удобно зонировать пространство при помощи разноцветной потолочной подсветки.
Разноцветное зонирование
Лампы красиво подчеркнут потолочные балки, колонны и другие выступающие части стен.
Подсветка потолочной балки
Широко применяются светодиодные ретро-лампы. Светодиоды дали второе дыхание лампам Эдисона
LED лампы Эдисона
Удобно использовать для уличного украшения домов и городов.
Наружная иллюминация
Особенности конструкции и принципа работы
Внешне лед лампы практически не отличаются от своих аналогов с вольфрамовой нитью накала. Стандартный цоколь с винтовой резьбой позволяет использовать их в тех же приборах, не внося изменений в конструкцию электрооборудования. На этом сходство заканчивается. Внутреннее устройство светодиодных изделий гораздо сложнее.
Цоколь изготавливается из латуни и покрывается сплавом никеля, предотвращающим коррозию. Винтовая резьба обеспечивает контакт с патроном и качественное крепление. Основание из полиэтилентерефталата надежно защищает корпус прибора.
Драйвер, состоящий из импульсного трансформатора, микросхем и конденсаторов, преобразует величину входящего напряжения. Это самая дорогая часть устройства. Качественный преобразователь максимально снижает коэффициент пульсации.
Основной функцией алюминиевого радиатора является отвод тепла от элементов устройства. Благодаря этому повышается эксплуатационный срок. Размер радиатора напрямую связан с количеством светодиодов. Он может быть гладким или ребристым. Его форма зачастую зависит от общей конструкции.
На плате из того же материала размещены чипы, последовательно соединенные в группы. Форма платформы также соответствует конструкции лампы и может быть круглой, квадратной или овальной.
Рассеиватель изготавливается из ударопрочного пластика, реже из стекла, матового цвета. Он крепится к радиатору посредством защелок или специального герметика.
Принцип работы светодиодной лампочки прост. Чипы, расположенные на плате – не что иное, как кристаллы-полупроводники, которые начинают испускать свет при прохождении через них электротока. Последний идет только в одном направлении: от анода к катоду. Основное отличие от лампы с вольфрамовой нитью накала заключается в температуре нагрева. Светодиод нагревается до 38°С, в то время как металлическая нить до 2000°С. При этом на разогрев первого тратится 4% потребляемой энергии, тогда как во втором случае значение доходит до 96%.
Освещённость и световой поток
Для рядового потребителя не столь важно, сколько люксов выдаёт источник света. Важнее что бы при этом уровне освещенности было комфортно зрению при чтении либо письме
Все санитарные правила нормируют освещение рабочей поверхности в люксах. Будь то страничка книги либо лист бумаги, для комфортной работы на их поверхности должно быть 300 люкс, что соответствует 30Лм/м.кв.
Сколько люмен в лампе накаливания 100Вт важно, например, для организации рабочего места ребёнка, где он будет делать уроки либо заниматься другими делами. Рассчитать освещенность поверхности, даже зная, сколько люмен в лампочке 100Вт, крайне сложно, поскольку большая часть этого потока доходит в виде отражённого света
Для диодов же достаточно элементарной формулы из школьного курса геометрии
Рассчитать освещенность поверхности, даже зная, сколько люмен в лампочке 100Вт, крайне сложно, поскольку большая часть этого потока доходит в виде отражённого света. Для диодов же достаточно элементарной формулы из школьного курса геометрии.
H – расстояние от светодиодов до поверхности;
D – диаметр светового пятна;
D = 2 * Tg60 0 * h = 1.16 * h;
Площадь круга = 3,14 * D 2 / 4 = 0,785 * D * D;
Освещённость = световой поток / площадь круга.
Итого: светодиодный источник света мощностью 15Вт и световым потоком 800Лм, размещённый на потолке над столом, обеспечит около 300 люкс.
ДЛЯ ВАС ПО ТЕМЕЕЩЕ ОТ АВТОРА
Правильный расчет резистора для светодиода, подбор резистора по цветовой маркировке + онлайн калькулятор
КПД светодиодного светильника (светодиод + питание + форм-фактор)
Регулировка яркости LED. Все о диммерах для светодиодных ламп
2 КОММЕНТАРИИ
Реальный КПД светодиодных ламп близок к КПД люминесцентных ламп или незначительно его превышает. Для светодиодных ламп производители массово завышают КПД и потребляемую мощность, об этом много писали. Для люминесцентных ламп характеристики обычно сообщаются более честно. Реальную эквивалентную мощность лампы накаливания надо умножать на 5 как для люминесцентных, так и для светодиодных, ламп. Для светодиодных максимум на 6. А пишут бред — светодиодная лампа 10 Вт, эквивалентна лампе накаливания 100 Вт. В реальности это обычно означает что-то типа 8 и 50 Вт. При близких характеристиках по экономичности и сроку службы светодиодные лампы стоят дороже, чем люминесцентные. Большинство продаваемых светодиодных ламп — тусклые лампы малой мощности. Особых преимуществ светодиодных ламп перед люминесцентными нет. И те, и другие обычно нет смысла брать менее, чем на 15-20 Вт.
Есть одно неоспоримое преимущество у светодиодных ламп — моментальный старт при любых температурах , чего не скажешь о люминесцентных, которым необходимо время для разогрева, особенно в холодных помещениях. А если эти помещения окажутся слишком холодны, то люмены будут светиться в пол накала, или и того хуже. Так что ртутным лампам скажем досвидос.
Мощность и светоотдача
При монтаже освещения в квартире первым делом производятся расчетные работы. Одним из важнейших показателей расчета является светоотдача устройств. У более устаревшей лампочки светоотдача колеблется в пределах 8-10 Лм/Вт. Что касается светодиодов, их эффективность светоотдачи обычно находиться в пределах 90-110 Лм/ Вт, хотя бывают и модели с показателем 120-140 Лм/Вт. Из выше предоставленных значений видно, что по люменам светодиоды лучше, чем альтернативный вариант в 7-12 раз.
Чтобы Вы поняли, как это повлияет на сравнение ламп накаливания и светодиодных источников света по мощности, предоставим соответствующую таблицу:
Видно, что мощность диодов меньше в 5 раз и при этом эффективность свечения и яркость будут примерно одинаковыми.
Если Вы решили проектировать освещение в доме, рекомендуем опираться на следующую таблицу сравнения ламп накаливания и светодиодных по мощности:
| Необходимая мощность (Вт) | ||
| Размер помещения (м.кв.) | Накаливания | Светодиодная |
| Чтобы самостоятельно рассчитать светоотдачу лампочки, нужно ее световой поток (указывается на упаковке в «Лм» разделить на мощность «Вт»), в результате Вы получите нужную величину. К примеру, если световой поток светодиода составляет 1000 люменов, а мощность 13 Вт, отдача будет 76,9 Лм/Вт. |
Уловки производителей
Рекомендуется покупать лампы проверенных производителей
За последние годы производство лампочек выросло, изменились и некоторые характеристики. Например, в 2014 году лампа на 10 Ватт выдавала световой поток в размере 1000 Лм. Изделия 2012-2013 годов имеют показатели не более 700-800. Производители предпочитают не упоминать подобные нюансы. Выбирать следует те, у которых значение потока выше (указывается на упаковке, измеряется в Лм).
Срок эксплуатации, отмечаемый на заводских коробках, завышают. Помимо периода службы указывают завышенные значения светового потока. Например, один производитель указывает показатели в 8 Вт и 650 Лм, а другой – 8 Вт 1000 Лм. Во втором случае цифры преувеличены.
Другая ситуация – занижение характеристик. Это значит, что указать могут мощность 5 Вт, а по факту лампочка на 7 или 8 Вт. Потребление электричества получается высоким, а КПД гораздо ниже. Избежать подобных ситуаций можно, если приобретать лампочки в точках продаж, которые уже проверены. Можно почитать отзывы в интернете, уточнить у знакомых.
Преимущества использования светодиодных приборов
Достоинства светодиодных ламп
Лампы на основе энергосберегающих светодиодов с каждым годом приобретают большую популярность. Данной тенденции способствует значительное число плюсов, которыми обладают люминесцентные устройства. К основным относятся:
- срок эксплуатации;
- увеличенная светоотдача;
- экологичность (отсутствуют некоторые опасные элементы);
- сниженный уровень энергопотребления.
Подобные преимущества выводят инновационные лампочки в «лидеры», а через некоторое время заменят привычные лампы полностью. Однако для каждого пункта есть некоторые оговорки.
Производители заявляют, что светодиоды расходуют электроэнергии меньше в 9 раз. В большинстве случаев данное утверждение является обычным рекламным трюком. Особенно это касается дешевых «китайских» аналогов (обычно идут без маркировки, лицензионных отметок, имеют заниженную стоимость).
№3. Люминесцентные энергосберегающие лампы
Люминесцентные лампы в 5-20 раз более долговечны, чем лампы накаливания и использует на 75% меньше электроэнергии для создания такого же светового потока. Технология получения видимого света тут принципиально иная. В люминесцентных лампах электрический разряд проходит сквозь пары ртути и инертных газов, вызывая ультрафиолетовое свечение. Оно при прохождении сквозь слой люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность колбы лампы, образует видимый свет.
Те лампы, что используются в быту, правильнее называть компактными люминесцентными лампами (КЛЛ), так как изготавливаются еще и некомпактные, которые имеют очень длинные колбы и используются в больших помещениях. КЛЛ имеют, как правило, колбу в форме закрученной спирали и традиционные винтовые цоколи, так что такими лампами легко можно заменить обычные лампы накаливания.
Преимущества люминесцентных ламп:
- высокая по сравнению с лампами накаливания светоотдача. От КЛЛ мощностью 20 Вт можно получить столько же света, сколько от «лампочки Ильича» мощностью 100 Вт;
- срок службы, который в среднем составляет 10 000 часов, но может быть и несколько дольше, правда, для этого необходимо соблюдать оптимальные условия эксплуатации, в частности свести к минимуму количество включений и выключений;
- небольшой нагрев поверхности;
- широкое разнообразие оттенков света, от теплого белого до холодного белого;
- возможность получить приятный рассеянный свет.
Недостатки люминесцентных ламп:
- необходимость бережной эксплуатации и правильной утилизации, так как такие лампы содержат ртуть, количество которой может колебаться от 2,3 мг до 1 г;
- чувствительность к перепадам напряжения и частым стартам, от которых срок службы снижается. Специалисты не рекомендуют использовать люминесцентные лампы в общественных местах и оснащать их датчиками движения. Эти лампы лучше не выключать, если вы покидаете помещение ненадолго. Оптимальный показатель для достижения наибольшей долговечности – это 5 включений в день;
- лампе необходимо некоторое время, чтобы начать светить на максимум своих возможностей. При комнатной температуре на это уходит около 30-45 секунд;
- со временем световой поток лампы будет снижаться, что связано с деградацией люминофора, поэтому лучше брать лампу с небольшим запасом мощности;
- неприятное мерцание;
- сложная схема подключения;
- чувствительность к высоким температурам, поэтому такие лампы лучше не использовать в светильниках, которые ограничивают отвод тепла.
При использовании люминесцентных ламп на открытом воздухе при низких температурах их светоотдача будет ниже заявленной. С диммерами такие лампы использовать нельзя. В продаже очень редко, но можно найти лампы с регулируемой яркостью, но они стоят в разы дороже обычных и не отличаются высоким сроком службы.
