Сучасні лампи освітлення
Сучасні лампи освітлення
У попередній статті ми вже розглянули історію винаходу першої електричної лампи, принцип дії, переваги та недоліки ламп розжарювання, галогенних, люмінесцентних ламп. У цій частині статті мова піде про більш сучасні, практично "з запалу з жару", лампи - компактні люмінесцентні та світлодіодні.
Компактні люмінесцентні лампи (КЛЛ)
Такий тип ламп останнім часом все частіше з'являється на ринкових прилавках та полицях магазинів. За своєю суттю це ті ж люмінесцентні лампи (ЛЛ), але колба у КЛЛ має не пряму, а вигнуту форму, що дозволяє зробити її менших розмірів. Зупинімося на пристрої цих ламп детальніше.
Пристрій компактної люмінесцентної лампи
Нагадаємо, що сама люмінесцентна лампа є скляною колбою, заповненою інертним газом і парами ртуті. На кінцях колби розташовані електроди, між якими (при подачі на них напруги) виникає низькотемпературна дуга. Під дією цієї дуги газова суміш починає випромінювати випромінювання в ультрафіолетовому діапазоні, невидимому для людського ока. Тому для отримання видимого світла внутрішні стінки скляної колби покривають спеціальним складом - люмінофором, який поглинає УФ-випромінювання та перетворює його на видиме світло (явище люмінесценції). Як було сказано вище, відмінність КЛЛ від звичайної лампи люмінесцентної полягає в тому, що її скляна колба має не лінійну, а вигнуту форму. Це дає змогу значно зменшити її габаритні розміри.
Наступний елемент, без якого запуск люмінесцентної лампи просто неможливий - електронний пускорегулюючий апарат (ЕПРА). Справа в тому, що, просто включивши ЛЛ в мережу 220 В, досягти появи дуги міжелектродами не вийде. Для цього потрібний імпульс високої напруги, який і генерує ЕПРА. Але не дарма цей елемент має складну назву "пускорегулюючий". Його роботу можна розбити на три етапи:
- розігрів електродів лампи - завдяки цьому продовжується термін служби КЛЛ;
- подача імпульсу високої напруги (порядку 1,6 кВ) для пробою газової суміші, внаслідок якого виникає дуга;
- обмеження наростаючого струму (особливість люмінесцентної лампи) та підтримання напруги, достатньої для свічення лампи.
Така послідовність роботи ЕПРА при "гарячому" старті, що дозволяє збільшити термін служби при частих включеннях та вимкненнях. Недоліком такого запуску лампи є те, що світло з'являється не відразу, а через 0,5-1 секунду після натискання вимикача освітлення.
Існують ЕПРА, що здійснюють "холодний" старт лампи, при якому не відбувається попереднього розігріву електродів. Природно, що лампа вмикається практично миттєво, але при частих включеннях та вимкненнях термін служби її значно скорочується (про це ми ще поговоримо нижче).
Ось так виглядає встановлений у корпусі КЛЛ електронний пускорегулюючий апарат (ЕПРА)
Застосування малогабаритної скляної колби та вбудованого ЕПРА дозволяє виготовляти люмінесцентні лампи компактних розмірів, а значить їх можна використовувати в житлових приміщеннях замість звичайних ламп розжарювання. Але для цього потрібно подбати про можливість встановлення КЛЛ у стандартні світильники – для цього і потрібен цоколь стандартного типорозміру (Е14, Е27 або Е40).
До речі, саме компактні люмінесцентні лампи більшості з нас відомі як "енергозберігаючі". Якщо подивитися на таблицю, яка розташована нижче, томожна дійти невтішного висновку, що з забезпеченні однакового світлового потоку КЛЛ споживає потужність, що у п'ять разів менше такої у лампи розжарювання.
Таблиця споживаних потужностей КЛЛ та ЛН (ламп розжарювання) при однаковому світловому потоці
Вторять таблиці та упаковки, в яких продаються "енергозберігаючі" лампи - практично на кожній можна зустріти великий напис "економія 80%". Але не поспішайте радіти, адже і таблиця, і написи справедливі лише для ідеальних умов, у яких проводилися експерименти. Багато залежить і від виробника ламп.
Топові фірми випускають КЛЛ з параметрами, близькими до заявлених, але і вартість таких ламп буде висока, що практично зводить нанівець думки про економію. Виробники дешевих енергозберігаючих ламп спочатку трохи завищують значення їх потужності та світлового потоку, що призводить до ситуації, коли реальний світловий потік на 20% нижчий від заявленого. Через це економія електроенергії складатиме хоч і менше, але все одно вражаюче значення 65-70%.
Окремо варто згадати про колір передачі компактних люмінесцентних ламп. Якщо звичайна лампа розжарювання має колірну температуру близько 2700 К, то КЛЛ здатна забезпечити більш високий рівень свічення: 3300 K, 4200 K, 5100 K, 6400 K. Добре це чи погано – кожен вирішує сам собі. Особисто мені яскраве світло, яке випромінює "економка", приємне оку, хоча я знаю чимало людей, які не використовують їх через "не подобається світло, ріже очі, холодне і незатишне".
Шкала колірної температури, за якою можна визначити, який буде відтінок у світла електричної лампи
Безперечною перевагою цього ламп є їх час експлуатації. Якщо при 3400 К лампа розжарювання здатна пропрацювати лише кількагодин, то компактна люмінесцентна лампа працюватиме до 15 000 годин. Середній термін експлуатації (заявлений виробниками) становить 6-12 тисячі годин.
Але, на жаль, ці цифри - лише розрахункові, які можуть стати реальними тільки при збігу безлічі факторів. Справа в тому, що електричні мережі країн пострадянського простору далекі від ідеалу. Наприклад, перепади напруги досить сильно скорочують термін роботи КЛЛ. Не менш шкідливі для цих ламп часті вмикання-вимикання. Всі ці фактори призводять до того, що при неправильній експлуатації компактні люмінесцентні лампи можуть виходити з ладу навіть частіше, ніж лампи розжарювання.
Ще гірша ситуація з вимикачами, обладнаними підсвічуванням. Особливістю їх роботи є те, що у вимкненому стані вони пропускають через себе малий струм (буквально міліампери), якого достатньо для того, що ЕПРА "вирішує": потрібно запускати лампу. КЛЛ починає короткочасно спалахувати (для повноцінного запуску малий струм недостатній), що не тільки дратує в нічний час доби, але і призводить до значно швидше виходу лампи з ладу.
Отже, давайте підіб'ємо підсумок всьому вищесказаному. Компактні люмінесцентні лампи можуть використовуватися замість ламп розжарювання (розміри та стандартні типорозміри цоколів це дозволяють), вони економічніші, дають яскравіше світло. Знедоліків слід зазначити високу вартість, неможливість використання разом із різними диммерами, таймерами, вимикачами з підсвічуванням. Для деяких людей недоліком буде і передача кольору випромінювання лампи. До речі, бажано купувати лампи одного виробника, тому що лампи різних фірм при однаково заявленій передачі кольорів можуть все ж відрізнятися відтінком світіння. Якщо встановити лампи різних виробників в одну люстру, навіть невелика відмінність у передачі кольорів буде помітно візуально - а це, погодьтеся, може виглядати не дуже красиво.
Хто переможе у протистоянні "КЛЛ - лампа розжарювання" - покаже час
У будь-якому випадку компактна люмінесцентна лампа є сучасним пристроєм, який здатний витіснити з ринку (і з наших будинків теж) звичні лампи розжарювання вже в найближчому майбутньому. Цьому сприяє і політика багатьох держав, які всіляко пропагують використання КЛЛ зниження витрат електроенергії на висвітлення.
Світлодіодні лампи
Здавалося б, лампа освітлення – досить простий пристрій. Проте навіть у лампах застосовуються найсучасніші технології. Одна з яких – світлодіоди. Винайдені вони були досить давно – у 1907 році, запатентовані у 1961 році. Але на ринку освітлювальних пристроїв вони стали з'являтися порівняно недавно - якихось кілька років тому.
Що ж являє собою світлодіод (англійська назва Light-emitting diode, скорочено LED)? Це напівпровідниковий прилад малого розміру, який під впливом електричного струму, що пропускається через нього, випромінює світло у видимому спектрі. Перший світлодіод, винайдений у 1962 році Ніком Холоньяком, випромінював червоне світло слабкої інтенсивності. Лише через десять років, у 1972 році, ДжорджКрафорд зміг збільшити яскравість червоного світлодіода вдесятеро, а також винайшов жовтий світлодіод. На той час вартість світлодіодів була надзвичайно високою (близько $200 за штуку), та й практичне застосування їх було дуже обмеженим.
Щоб досягти таких кольорів та яскравості свічення, знадобився не один десяток років удосконалення світлодіодів
Але час не стоїть на місці, прогрес у науці та техніці крокує семимильними кроками. Знизилася собівартість і світлодіодів, та й їхня кольорова гама стала значно різноманітнішою. Останнє більше стосується дизайнерського освітлення, а для повсякденного цілком достатньо світлодіодів, що випромінюють біле світло. Давайте докладніше розглянемо їх переваги та недоліки.
Переваг у світлодіодних ламп кілька. Перше – низьке енергоспоживання. Правда, знайома з компактних люмінесцентних ламп гідність? Так ось, світлодіоди економічніші за КЛЛ втричі! Друга перевага – просто фантастичний термін експлуатації, що становить, якщо вірити заявам виробників, 100 000 годин. Третє – світлодіоди практично нешкідливі. У них відсутня ртуть, що застосовується, нехай і в мізерних кількостях, у КЛЛ. Четверте – під час роботи світлодіоди практично не гріються. Це робить лампи, створені за їх застосуванням, максимально пожежобезпечними.
Влаштування LED-лампи. Світлодіоди встановлені на друкованій електронній платі, розташованій усередині корпусу лампи. Для встановлення у стандартні електричні патрони використовується цоколь типорозміру Е27
Але, як і в будь-якої речі, крім переваг є й зворотний бік монети - недоліки. Перший і, мабуть, найголовніший: хоча вартість світлодіодів значно зменшилася порівняно з 1972 роком, проте лампи, в яких використовується джерело світла, стоятьзначно дорожче ламп розжарювання. Якщо бути точним, то світлодіодна лампа потужністю 6 Вт коштує 700 рублів, тоді як аналогічна їй інтенсивністю світлового потоку лампа розжарювання потягне всього на 30 рублів.
Другий недолік - через свою специфіку світлодіоди дають вузькоспрямоване, а не розсіяне світло. Це може призвести до того, що світлодіодних ламп може знадобитися більше, ніж у випадку КЛЛ або ламп розжарювання. Але цей недолік цілком може перетворитися на гідність: застосування світлодіодів у ліхтарях дозволяє домогтися не тільки тривалішої роботи останніх, а й отримати вузьконаправлений надяскравий промінь світла.
Виходячи з усього перерахованого вище, можна зробити наступний висновок: застосування світлодіодних ламп для загального освітлення може бути хоч і економним (у довгостроковій перспективі), але одночасно і досить дорогим (на початковому етапі закупівлі) рішенням. А ось у дизайні світлодіодів практично немає рівних. Наприклад, підсвічування крон і стволів дерев, рослин - світлодіоди не нагріваються під час роботи, а отже, і не шкодять рослинам. У переносній світлотехніці LED-технологія теж поступово витісняє старі джерела світла, завдяки економічному споживанню акумуляторних батарей. До речі, аналогічно галогенним лампам, світлодіоди все частіше використовуються в автомобільній промисловості.
Висновки