Чем отличаются светодиодные лампы от галогеновых. Что лучше для дома и авто — светодиодные или галогенные лампы?

Жаропонижающие средства для детей назначаются педиатром. Но бывают ситуации неотложной помощи при лихорадке, когда ребенку нужно дать лекарство немедленно. Тогда родители берут на себя ответственность и применяют жаропонижающие препараты. Что разрешено давать детям грудного возраста? Чем можно сбить температуру у детей постарше? Какие лекарства самые безопасные?

На сегодняшний день существует несколько альтернатив привычным и хорошо знакомым всем лампам накаливания – энергосберегающие , светодиодные, галогенные.

У каждой из них свой принцип работы, потребление энергии, светоотдача, свои достоинства и недостатки. Предлагаем вам сравнить светодиодные и галогенные лампы по основным критериям – возможно, это поможет вам определиться с выбором.

будут ли победители в этом споре?

СРАВНЕНИЕ СВЕТОДИОДНЫХ И ГАЛОГЕННЫХ ЛАМП

Критерий сравнения

Светодиодные лампы (LED)

Галогенные лампы

Принцип действия

В основу светодиодного освещения заложен принцип работы полупроводников, т.к. световые диоды LED (Light еmitting diode) внутри лампы являются полупроводниковыми и работает по принципу использования p-n перехода. Это значит, что энергия образуется в ходе движения положительных и отрицательных зарядов и максимальная ее часть выделяется в виде фотонов видимого света.

Принцип действия схож с выработкой света в лампах накаливание, где основная роль принадлежит вольфрамовой проволоке, она же является телом накаливания в галогенных лампах, и накаливается до свечения под воздействием электрического тока. Основное различие в том, что колба лампы наполнена галогенидами, которые возвращают вольфрамовые испарения к телу накаливания, значительно продлевая работоспособность лампы.

Наполнение колбы лампы

Наполнение колбы не имеет значение, т.к. свет исходит непосредственно от диодов и не имеет химической составляющей. Поэтому колбы служат рассеиваетелем света и в качестве защиты диодов от пыли и влаги, а могут и вовсе отсутствовать.

Внутри колбы вакуум или инертный газ (азот, аргон, криптон). Вольфрамовая нить дополнена активными веществами, которые отвечают за химический цикл.

Нагревание в процессе свечения

Светодиодные лампы имеют минимальный нагрев – до 50°С

У галогенных ламп сравнительно высокая теплоотдача -1 50°С

Распределение и потребление электроэнергии

Вся электроэнергия направлена на образование фотонов света. Невысокое энергопотребление – в 8-10 раз ниже, чем у обычных ламп накаливания.

Большая часть энергии потребляется на накаливание нити, и незначительная - на образование света. Энергопотребление на 20-50% ниже, чем у обычных ламп накаливания.

Срок службы

От 30 до 100 тыс. непрерывного горения.

2000-2500 часов непрерывного горения

Эквивалент мощности (Ватт)

Чтобы заменить лампу накаливания в 100 Ватт, необходима светодиодная лампа мощностью 10 Ватт

Чтобы заменить лампу накаливания в 100 Ватт, необходима галогенная лампа мощностью 60 Ватт

Яркость (Lm)

Варианты оттенка светового потока

Свет LED лампы может быть тёплого, нейтрального или холодного белого цвета, а также цветным, в зависимости от диодов.

Теплая, но близкая к белому цветовая тональность. Обладают очень высокой цветопередачей.

Время развития максимальной яркости

2-3 секунды

2-3 секунды

Ограничения

Не стоит использовать приборы со светодиодными лампами в условиях, где необходимо равномерное распределение света, т.к. светодиоды дают строго направленный световой поток, что может вызвать ослепление и «пятнистость» освещения. Также не стоит использовать такие лампы, если источники питания и системы охлаждения вызывают сомнения, ведь использование светодиодного освещение подразумевает еще и использования понижающих трансформаторов, выпрямителей, стабилизаторов тока.

Лампы сильно нагреваются, поэтому не допускается использование их в пожароопасных светильниках и люстрах. , а также не стоит использовать такие лампы в сетях с сильными скачками напряжения.

Температурный диапазон работы

Экологичность

Экологичны

Излучают небольшое количество ультрафиолета

Средняя розничная цена

Итак, в целом, по своим свойствам и качествам, пальму первенства заслуживают светодиодные лампы, но у галогенных есть один, но очень весомый козырь – это цена. Хотя в переложении стоимости на светочасы позиции противников примерно равны. Так что, выбор за вами.

В этой статье мы расскажем о выгоде использования светодиодных ламп по сравнению с люминесцентными (их часто называют "энергосберегающими"), галогенными и лампами накаливания. Во второй части мы приведем экономический расчет окупаемости при замене ламп на светодиодные. Экономическая эффективность светодиодных ламп настолько очевидна, что Вам не потребуется никаких специальных знаний для того, чтобы самостоятельно сделать выводы. Для начала, не вдаваясь в технические и конструктивные особенности, расскажем о перечисленных выше типах ламп.

Типы ламп



1. Традиционная лампа накаливания
— в настоящее время в России пока еще наиболее распространенный тип ламп, представленный в разных размерах и мощностях. Лампа накаливания - это электрический источник света, упрощенно состоящий из металлического цоколя с резьбой, прозрачной стеклянной колбы и вольфрамовой нити накаливания, чаще всего в виде спирали. За счет протекания электрического тока нить накаливается и излучает свет. Не многие знают такой интересный факт, что из потреблямой электрической мощности лампы данного типа расходуют непосредственно на освещение около 20% мощности, а остальные 80% уходят на нагрев - именно поэтому обычные лампочки так сильно нагреваются при включении.

На сегодняшний день эти лампочки уходят в прошлое, объемы их производства постоянно снижаются, несмотря на то, что их стоимость значительно ниже других типов ламп. Причина в том, что другие типы ламп, о которых мы расскажем ниже, при аналогичном уровне освещения тратят иногда в 10 раз меньше электроэнергии, а служат гораздо дольше, что при их изначально более высокой стоимости все равно приводит к окупаемости примерно за год эксплуатации. Но об этом позже.

2. Галогенная лампа - по своей конструкции и принципу действия похожа на обычную лампу накаливания, то есть непосредственно источником света является вольфрамовая нить, но в отличие от обычных лампочек эта нить помещена в специальную колбу, в которую добавлен буферный газ: пары галогенов (брома или иода). Это позволяет существенно повысить светоотдачу и увеличить срок жизни лампы до 2000—3000 часов, что как минимум вдвое больше, чем у обычной лампы накаливания. Конструктивная особенность галогенных ламп (маленький размер колбы, где расположена нить) позволяет делать лампы небольших физических размеров, при относительной высокой светоотдаче. Это позволяет использовать лампы такого типа в автомобилях и небольших, в основном встраиваемых, потолочных и настенных светильниках.


3. Люминесцентная лампа или как ее еще часто называют "энергосберегающая" , относится к более современному типу ламп с более низким уровнем потребления электроэнергии (отсюда и их название). Их активное внедрение в бытовой домашний свет в России началось примерно с 2010 года, при том, что люминесцентные лампы в производственных и офисных помещениях используются уже несколько десятков лет, чаще всего в виде широко известных "трубок". Люминесцентная лампа - это газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути создает ультрафиолетовое излучение, которое преобразовывается в видимый свет с помощью люминофора — смеси галофосфата кальция с другими элементами. Энергоэффективность этих ламп примерно в 5 раз выше, чем у ламп накаливания, но при этом на 30-40% ниже, чем у светодиодных ламп, речь о которых пойдет ниже.




4. Светодиодная лампа - с точки зрения эволюции источников света, наиболее современный и энергоэффективный тип ламп. Это становится наиболее очевидно из таблицы сравнения с другими лампами в следующем разделе. Название этого типа ламп говорит о том, что в качестве источника света используются светодиоды. Конструкция светодиодной лампы (это тема отдельной статьи) несколько сложнее и дороже лампы накаливания, откуда вытекает их большая покупная стоимость, однако, в данной статье мы наглядно продемонстрируем, что эта более высокая стоимость многократно окупается при дальнейшей эксплуатации. Кроме экономических плюсов, светодиодная лампа является еще одним из наиболее экологичных источников света, поскольку принцип светодиодного свечения позволяет изготавливать их с использованием безопасных для экологии составляющих.

Сравнение светодиодных ламп с люминесцентными, галогенными и лампами накаливания

Наиболее наглядное сравнение можно провести с помощью таблицы, содержащей наиболее важные эксплуатационные характеристики трех описанных выше ламп. Для чистоты сравнения мы определили величину светового потока (упрощенно - уровень освещенности помещения) в 700-800 люмен. Такую светоотдачу дает наиболее распространенная лампа накаливания мощностью 75 Ватт. То есть, в сравнении участвуют лампы четырех разных типов, обеспечивающих одинаковый уровень освещенности помещения.


Проведем короткий анализ данных таблицы по каждому параметру сравнения:

Потребляемая электрическая мощность разных типов ламп при одинаковом уровне освещенности (светоотдаче) различается в разы, а в случае между лампой накаливания и светодиодной - практически на порядок. На практике это означает, что за одинаковый промежуток времени свечения светодиодная лампа израсходует энергии в 7,5 раз меньше, что моментально отражается в счетах за электричество. Примечательно, что, так называемая, энергосберегающая лампа (люминесцентная) при всей своей бережливости, все равно в полтора раза менее экономичная.

Нагрев - очень интересный показатель, отражающий эффективность использования электроэнергии. Все очень просто - чем сильнее греется лампа, тем больше средств мы тратим на нагрев помещения где находится лампа и это при том, что прямое назначение лампы, это именно освещение. Лампа накаливания тратит на освещение только 20% потребляемой мощности, а 80% на нагрев! Показатели галогенной лампы лучше, но не кардинально - примерно 35% на освещение и 65% на нагрев. Люминесцентная (энергосберегающая) еще лучше: примерно 75% на освещение и 25% на нагрев. Лидером является опять же светодиодная лампа: 95-98% мощности тратится на свет и только 2-5% на нагрев и менее значимые транзитные потери.

Прочность конструкции - первые два типа ламп очень легко разбить, что каждый из нас знает. Ронять их нельзя даже с маленькой высоты. Причина в том, что колба, в которой "горит" нить накаливания сделана из очень тонкого и хрупкого стекла. Люминесцентные лампочки несколько более прочные, но с ними тоже нужно обращаться очень аккуратно, еще и потому, что разбивать их вредно для здоровья, но об этом позже. Светодиодные лампы гораздо прочнее и они не боятся падений с небольшой высоты - это обсуловлено относительно ударопрочным материалом колбы (пластик, поликарбонат и др.).


Срок службы - здесь сложно что-то добавить, все слишком очевидно. Светодиодная лампа служит в 30-50 раз дольше, чем обычная лампа накаливания, т.е. она практически "вечная". Судя по цифрам, которые заявляют производители светодиодных ламп, эта лампа прослужит не менее 30 лет, когда как средний срок службы лампы накаливания составляет 1 год. Впечатляющие цифры. Люминесцентные лампы по заявленным характеристикам служат 7-10 лет, что тоже не мало.



Простота установки/замены - здесь имеется в виду то, насколько просто в бытовом смысле можно поменять лампочку. Так вот немногие знают, что обычные лампочки накаливания и тем более галогенные нельзя трогать руками за стеклянную колбу, так как они очень чувствительны к жировым загрязнениям. Причем, даже если перед заменой лампы хорошо вымыть руки и вытереть - проблему это не решает. Ввиду сильнейшего нагрева стеклянной колбы любые загрязнения поверхноси (например, отпечатки пальцев) моментально сгорают в процессе работы, оставляя черные следы. Многие из нас многократно видели их на лампах, не подозревая о причинах их появления. Все это в итоге приводит к локальным повышениям температуры колбы, что зачастую становится причиной её разрушения (именно по причине высоких температур, колбы в таких лампах делают из кварцевого стекла).

Такая особенность галогенных и в меньшей степени обычных ламп накаливания диктует необходимость замены лампы без касания руками, т.е. в перчатках или с использованием салфетки, что в условиях трудной доступности лампы в светильнике (такое бывает часто) означает значительное усложнение процедуры замены. При этом люминесцентные лампы и особенно светодиодные почти не греются и трогать их руками при установке можно, не опасаясь их дальнейшего выхода из строя.



Экологичность - бесспорно важная составляющая, по понятным причинам, приобретающая все большее значение во всем мире. Обычные лампы накаливания и галогенные лампы с точки зрения своих компонентов экологически чисты, их световой спектр - не вреден для человека, но принимая во внимание объем их энергопотребления, который тратится впустую (на нагрев), им поставлена оценка "хорошо". Люминесцентным лампам поставлена оцена "удовлетворительно" по нескольким причинам:

  • "плохой" световой спектр, не полезен для человека;
  • свет таких ламп "мерцающий", что в свою очередь приводит к усталости глаз;
  • содержание паров ртути в конструкции, что в случае разрушения лампы может нанести вред человеку, а также означает повышенные требования к утилизации, что не всегда делается должным образом.

Светодиодная лампа не имеет ни одного из недостатков , ни с точки зрения вреда экологии, ни с точки зрения вреда человеку, который ими пользуется.

Что же получается в итоге? - нет ни одного параметра, по которому светодиодная лампа была бы хуже других, а в некоторых случаях такие лампы значительно лучше. Однако светодиодные лампы дороже и нам осталось выяснить, окупается ли их более высокая цена длинным сроком службы и энергоэффективностью? Об этом читайте в следующем разделе.



Расчет окупаемости при замене ламп на светодиодные


Попробуем рассчитать выгоду замены ламп накаливания на светодиодные на примере квартиры. Предположим, что в квартире используется 20 обычных лампочек накаливания. Далее, предположим, что каждая из них в среднем горит 3 часа в день и, соответственно, 90 часов в месяц. Таким образом 20 ламп накаливания в квартире потребят за месяц 75 Ватт х 90 часов х 20 ламп = 135 кВт. При стоимости одного киловатта 4 рубля, получаем месячный счет за электричество 540 рублей. Разумеется, это только за свет - если Вы пользуетесь еще кондиционерами, электроплитами, электрочайниками, стиральной машиной, утюгом и прочими потребителями электроэнергии, то суммарный счет за месяц будет, разумеется, выше. Однако на практике, сильно усредненная 2-3 комнатная квартира после перехода на светодиодное освещение начинает "получать" совокупные счета за электричество примерно в 2-3 раза меньше. Причем, в зимнее время, эффект гораздо выше из-за увеличения времени использования ламп (короткий световой день).

Теперь посчитаем затраты на электричество при использовании светодиодных ламп: 10 Ватт х 90 часов х 20 ламп = 18 кВт., что в пересчете на деньги получается 72 рубля. При разнице в цене между среднестатистической лампой накаливания в 50 рублей и недорогой российской светодиодной лампой аналогичной световой отдачи в 350 рублей, получаем, что ежемесячно окупается почти 2 светодиодных лампы. Все 20 ламп в квартире окупят затраты на приобретение менее, чем за год! А дальше Вы будете экономить на электроэнергии по 5-6 тысяч рублей в год!

Если приобретать светодиодные лампы от именитых марок (брендов), стоимость которых на сегодняшний день, примерно в 2-2,5 раза выше, то окупаемость произойдет за 2 года, но в данном случае Вы приобретаете гораздо более надежные лампы с многолетней гарантией.

Дополнительные плюсы:


Лампы накаливания часто перегорают, их надо покупать и менять, а светодиодные лампы практически "вечные". В более длинном периоде светодиодная лампа окупается даже без учета экономии электроэнергии;
- покупать светодиодные лампы тем выгоднее, чем больше они используются, т.е. в помещениях, где свет горит всегда или почти всегда, светодиодные лампы окупаются значительно быстрее;
- светодиодные лампы экологичны и неприхотливы в использовании.

Экономика перехода с люминесцентных ламп на светодиодные поражает воображение уже не так сильно, но тем не менее, учитывая все факторы, тоже имеет смысл. Основываясь на предложенной методике расчета Вы можете самостоятельно расчитать экономический эффект по своей квартире, дому или офису.

Выводы

Если Вы уже заменили лампы накаливания на люминесцентные (энергосберегающие), то при выходе из строя их выгодно заменять на светодиодные. Если Вы все еще используете для освещения обычные лампы накаливания, то имеет смысл сразу заменить все лампы на светодиодные. При этом, счета за электричество сразу упадут в несколько раз и примерно в течение года-двух (максимум) Вы окупите приобретение светодиодных ламп. При последующей эксплуатации, Вы просто будете тратить на свет ГОРАЗДО меньше средств и эффект замены ламп будет становится все более заметным.

Чем «ксенон» отличается от «галогенок»? И почему светодиоды не отправили на свалку истории лампы накаливания и газоразрядную оптику? И что общего между лампами Philips и зубной пастой ? Ответ на эти и другие вопросы вы найдете в нашем материале.

Как появились автомобильные фары? На первых машинах использовались примитивные фонари с восковыми свечами или керосиновыми горелками внутри, заимствованные от конных экипажей. Естественно, такие «коптилки» должным образом не освещали дорогу, а потому инженерам пришлось подыскивать примитивным фонарям более эффективную замену, коей оказалось ацетиленовое освещение: на долгое время неизменным спутником автомобилистов стала пара бочонков, один - с карбидом кальция, второй - с обычной водой. Перед ночной поездкой «шофэр» (как называли тогда водителей) устанавливал бочонки на автомобиль, открывал краником подачу воды, а последняя, попадая на карбид, способствовала выработке ацетилена - газа, который при горении дает достаточно мощный световой поток. Правда, через несколько часов бочонки приходилось перезаряжать, а фару, состоящую из зеркального отражателя и линзы, чистить от копоти...

Но почему нельзя было использовать лампы накаливания, которые появились даже раньше самого автомобиля? В 1899 году французская фирма Bassee & Michel попыталась объединить автомобильную фару и лампу накаливания, но конструкция получилась неудачной - лампы с угольной нитью на неровных дорогах быстро приходили в негодность, а большой расход энергии требовал громоздких аккумуляторных батарей, поскольку генераторы на машины тогда не ставили. И только повсеместное появление генераторов, а также начало выпуска нового типа лампочек с вольфрамовыми нитями «перевели» автомобильный транспорт на электрическое освещение. Вот только «электросвет» оказался... слишком ярким! Чтобы не слепить встречных водителей, пришлось придумывать дополнительные задвижки и шторки, уменьшать яркость лампочек, затем появилась двухнитевая лампа (с отдельными нитями для ближнего и дальнего света). В 1955 году, наконец, внедрили асимметричное освещение - когда фара со стороны пассажира светит дальше водительской.

Сейчас в фарах используются три источника света: лампы галогенные и газоразрядные, а также светодиоды. Про лазеры и прочую экзотику говорить рановато - до серийных автомобилей новомодные разработки дойдут нескоро. Тем более, что отказываться от «нелинзованной» фары, куда можно установить хоть «ксенон», хоть «галоген», хоть светодиоды, инженеры не собираются. Конструкция данного устройства доведена до совершенства: свет от лампы попадает на отражатель из металла, а затем проходит через рассеиватель - наружное стекло, состоящее из множества линз. Причем, когда появился новый пластик, не дающий усадки при формовке деталей, инженеры создали отражатель со «свободной поверхностью», который состоит из множества сегментов (каждый направляет поток света на определенную точку). Это позволило заменить тяжелое стекло легким пластиком и отказаться от рассеивателя.

Фара «линзованная» (которую правильно называть светотехникой проекторного типа) устроена другим образом: свет от лампы попадает на отражатель, а затем направляется на специальный экранчик и собирающую линзу, которые формируют пучок света. И хотя сейчас «линзы» можно увидеть на многих машинах, поскольку они известны компактностью и точной организацией светового потока, инженерам-светотехникам поначалу пришлось решать проблему перегрева и избавляться от... слишком резкой светотеневой границы - оказалось, что глаз человека слишком быстро устает от четкой границы между светом и тенью. На «галогенках» проблему решили дифракционными кольцами (проще говоря, рисками на линзе), а на «ксеноне» - установкой автоматического корректора, наличие которого в России и в Европе для газоразрядной светотехники обязательно.

Вот, собственно, мы и добрались до самого главного. Чем принципиально отличаются «ксенон», «галоген» и диоды? Галогенная лампа состоит из герметичной стеклянной колбы, внутри которой размещены электроды и нить накаливания из вольфрама, а также закачана газовая смесь, необходимая, чтобы «ловить» испаряющийся вольфрам и регенерировать нить (именно поэтому «галогенка» компактнее и долговечнее обычной лампочки). Газоразрядная оптика (чаще именуемая «ксеноном») нити накаливания не имеет: внутри такой лампы светится не раскаленная нить, а электрическая дуга, возникающая между электродами, оттого величина светового потока ксеноновой лампы гораздо больше, 3200 против 1500 лм «галогенки»! Вот поэтому европейские эксперты постановили, что таким фарам необходим автоматический корректор и омыватель. И ограничили цветовую температуру лампы.

Но если «ксенон» и «галоген» - это лампы, то светодиод - полупроводниковый прибор, который вырабатывает свет при прохождении тока. Полупроводник срабатывает быстрее традиционной лампочки, потребляет меньше энергии, отличается фактически неограниченным сроком службы и минимальными размерами. Но пока диодам поручают только второстепенные задачи (на основе светодиодных технологий делают стоп-сигналы, габаритные и дневные ходовые огни), хотя совсем недавно инженеры и дизайнеры прочили полупроводникам большое будущее. Все надеялись, что крохотный источник света обеспечит свободу компоновки и позволит избавиться от громоздких фар. Однако на примере Audi R8 и Nissan Leaf хорошо видно - существующая диодная оптика по размерам не отличается от газоразрядной.

Так почему светодиоды не вытеснили «ксенон» и примитивные «галогенки»? Оказалось, что полупроводниковая оптика имеет множество недостатков. Пока даже лучшие светодиоды не способны по светоотдаче догнать «ксенон» и остаются на уровне хороших «галогенок», что требует обязательного применения отражателя. Также диодные фары требуют отдельной системы охлаждения (инженеры даже пробовали охлаждать фары антифризом) и отличаются необычайной дороговизной: одна фара стоит примерно 1300 евро... Естественно, инженеры развивают данное направление, но до массового перехода автомобильного освещения на светодиоды далеко, поэтому ближайшее будущее остается за «ксеноновой» оптикой, которая становится компактнее и совершеннее, по энергопотреблению догоняя диодную.

Но и списывать «галогенки» на свалку истории рановато! Как считают инженеры компании Philips, современная галогенная лампа может светить на уровне газоразрядной. Чтобы этого добиться, необходимо заменить тугоплавкое стекло колбы кварцевым, во-вторых, стекло подвергнуть оптической полировке, в-третьих, нанести на колбу колпачок из палладия... И, наконец, применить новую смесь газов, куда входит ксенон, чтобы повысить температуру нити и приблизиться к спектру солнечного свечения. На выходе получается пусть дорогая, но уникальная лампочка: её световой поток на 100% мощнее обычной галогенной лампы, а срок службы - вдвое больше. Причем на лабораторной установке мы наглядно убедились, что «галогенка» Philips X-treme Vision по светосиле действительно догоняет «ксенон».

Кроме лекции об автомобильном освещении, на заводе Philips мы увидели и реальное производство, на котором выпускаются лампы. И это бесчеловечно! В том смысле, что присутствие человека при выпуске «галогенок» и «ксенона» минимизировано - кругом трудятся современные роботы, обеспечивающие фактически стопроцентное отсутствие брака. Но, кроме фактически полной автоматизации, удивило и другое: зачем нужен составной цоколь и дополнительная производственная операция, чтобы выровнять нить накаливания относительно цоколя? Оказывается, данный процесс является ключевым, иначе готовая лампочка будет светить «неправильно» - слепить встречных водителей или, напротив, подсвечивать небо. Поэтому взаимное расположение «ниточки» и «основания» проверяется компьютером, а часть продукции осматривают люди.

«Ксенон» производят похожим «бесчеловечным» образом: вот робот подхватывает стеклянную трубочку, вот вставил нижний электрод, а дальше начинается такая круговерть, что только успевай следить! Трубочку заполнили составом солей и вставили верхний электрод, закачали охлажденный до −190ºС ксенон и запаяли колбочку, одели металлическую юбочку и обрезали излишки стекла, проверили горелку - готово? Нет, чтобы газоразрядные лампы светили одинаково, их нужно отжечь - включить и несколько часов дожидаться, пока цветовая температура достигнет нужной величины. Вот теперь готово! Осталось только выяснить, какая связь между лампами Philips и зубной пастой. Всё просто: бракованные стеклянные трубочки для колб не выбрасываются на свалку, а перемалываются в абразивный порошок. Из которого затем делают отбеливающие пасты для стоматологических кабинетов.

Алексей Кованов
Фото автора и фирм-производителей
Рисунки Оксаны Эске

Магазины полны самых разнообразных типов ламп, значительно отличающихся друг от друга, не только по дизайну но и по цене.

Какие лампы лучше?

Какой тип ламп самый безопасный?

В данной статье, я решил провести сравнение различных типов ламп, чтобы ответить на эти вопросы.

Для начала давайте проведем сравнение различных ламп (накаливания, люминесцентных, галогенных, светодиодных) и сравним их достоинства и недостатки.

Лампы накаливания

Лампы накаливания являются наиболее распространенными в мире, и в нашей стране. С начала прошлого века и до конца 80-х годов, лампы накаливания с вольфрамовой нитью была практически единственным доступным источником электрического освещения.

Лампы накаливания самые безопасные для зрения, особенно у детей! Однако самые "прожорливые" - потребляют очень много электроэнергии .

Принцип работы лампы основан на нагревании проводника (нити вольфрама) при протекании через него электрического тока. Вольфрам нагревается до высокой температуры (2800K или 2527 ° C), который излучает в видимом спектре для человеческого глаза свет. Но следует знать, что основная часть питающей нить накала электроэнергии превращается не в свет, а в тепло. В свет преобразуется всего 5-15% световой энергии. Это является одним из основных недостатков этой технологии.

Световая отдача и срок службы определяются температурой спирали. При повышении температуры спирали возрастает яркость, но вместе с тем и сокращается срок службы из-за сублимации вольфрама.

Сублимация вольфрама

Нить вольфрама нагревается до высокой температуры. Это приводит к сублимации (переход вещества из твёрдого состояния в газообразное) вольфрама и уменьшения толщины нити жизни. Кроме того, образующийся газ, будет осаждаться на стенках колбы, тем самым делая ее менее прозрачной и уменьшая светоотдачу.

Преимущества обычных ламп накаливания:

  • Низкая цена
  • Нет риска для здоровья
  • Мгновенное зажигание
  • Хорошая цветопередача

Недостатки обычных ламп накаливания:

  • Ограниченный срок (1000 часов)
  • Низкая мощность светового потока (от 10 до 15 лм / Вт)
  • Светоотдача уменьшается с течением времени
  • Опасность ожогов при прикосновении к работающей лампе

Галогенные лампы

Современный вариант ламп накаливания. Как и у обычных ламп основа "галогенок", это вольфрамовая нить, которая нагревается до высокой температуры, чтобы излучать в видимом спектре свет. Тем не менее, содержание газов галогенов (как правило, йод или бромид), в колбе лампы, будет препятствовать сублимации нити, что позволяет значительно увеличить срок службы (примерно в 2 раза больше, чем у обычной лампы накаливания).

Преимущества галогенных ламп:

  • Нет риска для здоровья
  • Можно утилизировать вместе с бытовыми отходами
  • Мгновенное зажигание
  • Мощность светового потока на 30% выше, чем у обычной лампы накаливания (галогенная лампа - 70Вт освещает как обычная лампа накаливания - 100Вт)
  • Хорошая цветопередача

Недостатки галогенных ламп:

  • Ограниченный срок (2000ч)
  • Опасность ожога из-за высокой температуры колбы

Компактные люминесцентные лампы

Вырабатывают свет по такому же принципу, что и обычные люминесцентные лампы. В цилиндрическую трубку с электродами, закачаны пары ртути, которые излучают ультрафиолетовые лучи, под действием электрического разряда. Нанесенный на внутренние стенки люминофор преобразуют ультрафиолетовое излучение в видимый свет.

Риск отравления ртутью

Люминесцентные лампы содержат пары ртути, от 1 до 30 мг (3-5мг в стандартных компактных люминесцентных лампах). Ртуть не опасна, когда он находится внутри колбы. Тем не менее, в случае, когда она деформируется или бьется, необходимо принять некоторые меры предосторожности .

Электромагнитные волны

Люминесцентная лампа производит значительное количество электромагнитных волн, при запуске. Таким образом, рекомендуется быть более чем 1-2 метра от лампы при запуске и не ближе 30 см в процессе работы лампы. Рекомендуется не размещать такие типы ламп возле спальных мест.

УФ-излучение

Эти лампочки производят ультрафиолетовые лучи, которые являются вредными для здоровья (рака кожи) и зрения (ожог сетчатки глаза), особенно для детей. Тем не менее, следует понимать, что флуоресцентный порошок находящейся в лампе играет роль преобразования УФ-излучения, генерируемое при ионизации газа, в видимый свет. УФ-лучи поглощаются почти полностью и риск для здоровья УФ-излучения является весьма ограниченным.

Преимущества компактных люминесцентных ламп

  • Цена относительно разумна по сравнению с производительностью
  • Довольно продолжительный срок службы (8000ч в среднем)
  • Высокая светоотдача 70lm / Вт или 5 раз больше, чем у лампы накаливания

Недостатки люминесцентных ламп

  • Цветопередача хуже, чем у лампы накаливания
  • Время прогрева от нескольких секунд до нескольких минут (особенно в старых моделях)
  • Опасность отравления ртутью (в случае разбития лампы)
  • Подлежит обязательной утилизации. Выбрасывать вместе с бытовым мусором не допустимо.
  • Не совместимы с обычным регулятором освещения.
  • Производство электромагнитных волн не подходит для использования рядом с пользователем (настольная лампа, лампа возле кровати, и т.д.)
  • Опасность ожога (70 ° С)

LED (Light Emitting Diode) - полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Риск для зрения

Светодиодные лампы представляют определенные риски для здоровья, которые может вызвать прямое (открытое) LED освещение. Некоторые светодиоды производят немного голубоватый свет, это может ухудшить зрение, особенно у маленьких детей.

Преимущества светодиодных ламп

  • Очень долгий срок службы
  • Очень хорошая светоотдача (примерно в 6 раз больше, чем у обычной лампы накаливания)
  • Низкая температура лампы

Недостатки светодиодных ламп

  • Высокая цена
  • Риск для зрения, особенно у маленьких детей

Какие лампы сэкономит вам больше всего энергии - и деньги?

Для оценки эффективности использования энергии в электрических лампочках, необходимо учитывать несколько значений:

  • Люмен (Лм) Это единица измерения мощности светового потока. Иногда указывается на упаковке лампы.
  • Ватт (Вт) Единица измерения количества потребляемой электрической энергии (мощность лампы). Чем выше мощность, тем больше лампа потребляет электроэнергии.
  • Кандела (Кд) Определяет освещенность, или силу светового потока, испускаемого в одном направлении.
  • Индекс цветопередачи (IRC) Это способность лампы передавать естественный цвет окружающих предметов. Коэффициент передачи от 0 до 100. Самые лучшие показатели у ламп накаливания и галогенных ламп (более 90). Хуже у люминесцентных и светодиодных (60-90) Для жилых помещений рекомендуется показатель 80-100


Учитывая соотношения значений Лм и Вт, мы можем сравнить эффективность различных ламп. Чем больше значение Лм на 1 Вт, тем эффективность лампы выше. Чем выше эффективность лампы, тем ниже денежные затраты за потребление электроэнергии.

Теоретически, идеальный световой поток может достигать 1W = 683 лм (при 555nm).


Для электрического освещения имеем:

  1. Светодиодные лампы - до 220 Лм/Вт. У современных светодиодных ламп на данный момент варьируется от 80 до 150 Лм на 1 Вт.
  2. Компактные люминесцентные лампы - 40-100 Лм/Вт
  3. Галогенные лампы - 10-40 Лм/Вт
  4. Обычные лампы накаливания - 7-14 Лм/Вт
  5. Пламя свечи (для сравнения) - от 0,2 до 0,4 Лм/Вт

С помощью данного анализа, мы видим, что все виды ламп являются экономически эффективными по сравнению с традиционными лампами накаливания несмотря на более высокую цену.

Раньше не очень сильно задумывался, какую лампу лучше использовать для дома. Что-то слышал о вреде светодиодных (LED) ламп, но без подробностей. Также знал, что компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) содержат ртуть, поэтому с ними нужно обращаться очень осторожно, и уж точно не брать дешевые китайские поделки. На днях стал вникать подробно, чтобы выбрать лампу, которая светит лучше, поскольку глаза и от компьютера сильно устают. Хотя, честно говоря, хотел покупать энергосберегающие компактные люминесцентные лампы Philips в интернет-магазине Philips , пока они предлагаются с отличной скидкой:

В частности, заинтересовали Лампа Philips Soft ES 8W WW E14 B42 (120 рублей вместо 400) и Лампа Philips TORNADO ES Dimmable 13W/827 E14 (200 рублей вместо 800).

В первую очередь попались обсуждения на форуме, в том числе отзывы якобы реальных покупателей, некоторые из которых очевидно представляют производителей или продавцов энергосберегающих лампочек. Как обычно это происходит в последнее время, после прочтения огромного количества отзывов и обсуждений ничего покупать уже не хочется:D

Ответа на вопрос, лучше ли лампа накаливания, галогенная, энергосберегающая люминесцентная или светодиодная лампа я естественно не получил. Но тут на помощь пришла очень полезная серия статей Светлое будущее на сайте 3dnews. Очень рекомендую не пожалеть на нее время и ознакомиться с тем, какие виды ламп сейчас присутствуют на рынке, насколько хорошо они светят, долговечны, а также опасны ли для здоровья. Идеальных решений нет, но после прочтения можно сделать более осознанные выбор ламп. Каждая статья из серии "Светлое будущее" достаточно объемная, поэтому привожу основные выводы их них:

Что лучше: лампа накаливания, галогенная, энергосберегающая люминесцентная (КЛЛ) или светодиодная (LED) лампа?


  • Лучше покупать лампы надежных производителей, таких как Philips, Osram (при этом качество даже у этих производителей при снижении цены на массовый продукт также нередко падает). Если брать китайскую продукцию, то только от хороших производителей. В частности, можно посмотреть продукцию под российскими брендами вроде Navigator, а также лампы Ikea. Безродных китайцев не стоит брать в любом случае (иначе все может закончиться пожаром, взрывом,...).

  • Хорошие светодиоды пока дороги. Кроме того, нужно учитывать, что многие лампы имеют узкий световой поток (в отличии от обычных ламп накаливания, которые светят во все стороны). Различные рассеиватели снижают КПД. Через 3-5 тысяч часов лампа тускнеет на 10-20%. На ресурс очень сильно влияет охлаждение, зато такие лампы прекрасно работают при морозах. Большой ресурс такой лампы не всегда преимущество, если лампа не горит круглосуточно. Светодиодная лампа на 4-5 Ватт заменяет лампу накаливания 40 Вт (зависит от лампы). Лампы с очень хорошей цветопередачей вроде Philips EnduraLED пока очень редки и стоят безумно дорого. Чем ниже цветовая температура, тем выше цветопередача. Встречаются лампы с емкостным балластом вместо импульсной схемы, у них пульсации могут доходить до 100%. Лампы с регулированием яркости на основе широтно-импульсной модуляции при низкой яркости негативно влияют на умственную активность. Ультрафиолету и инфракрасному излучению неоткуда взяться, электромагнитное излучение незначительно. Высокий уровень синего в спектре по мере деградации люминофора (подавляет выработку мелатонина, поэтому воздействует на суточные ритмы человека и препятствует качественному сну).

  • Лампы накаливания пока не стоит списывать со счетов. В холодных регионах они помогают обогревать помещения, что является большим плюсом. При повышении напряжения лампы сгорают быстро. Цветопередача отличная. Уровень пульсаций довольно заметный. Излучают огромное количество инфракрасного излучения и небольшое количество ультрафиолета.

  • Свет от низковольтных галогенных ламп очень приятен глазу и безвреден для зрения. Неспроста их используют многие руководители в кабинетах. Значительно увеличить ресурс ламп поможет устройство плавного пуска или диммер с поворотной ручкой. Вполовину горящая лампа потребляет всего на 15% меньше электроэнергии. Периодически лампы нужно включать на полную мощность. Цветопередача отличная. Уровень ультрафиолета, особенно у низковольтных, высокий (важно, какие фильтры использует производитель)!

  • При выборе компактной люминесцентной лампы важна форма спирали (U-образная светит больше по сторонам, спиралевидная больше по оси лампы). Со временем такие лампы тускнеют на 20-25%, поэтому их лучше брать с запасом по мощности. Диммеры (регуляторы яркости) на такие лампы не ставят (хотя есть специальные диммируемые лампы, стоящие дороже). Лампочка со сроком службы 12 тыс. часов всего на 30% дороже, чем лампочка со сроком службы 6 тысяч часов. Для таких ламп страшно понижение напряжения, его скачки, перепады температуры и влажности, не любят жары и холода. Частые включения разрушительно действуют на лампы. Рекомендуемый интервал между повторным включением - 5-6 минут, включенная лампа должна поработать хотя бы 5-10 минут (так что стоит пользоваться выключателем реже). На долговечность влияет конструкция плафона (есть ли вентиляция для увода тепла). Миниатюризация также негативно сказывается, громоздкие лампы более надежны. Лампа начинает светить на полную только после разогрева (от десятков секунд до нескольких минут). Цветопередача у таких ламп не очень высокая (часть людей чувствует зрительный дискомфорт), хотя и встречаются лампы так называемого полного спектра. Конденсаторы со временем подсыхают от нагрева и уровень пульсаций возрастает в разы (до 15-20% и выше). Пульсации с лампами с балластом на основе дросселя (применяются в настольных лампах) чудовищно высоки (40-50%). Умеренное инфракрасное и заметное ультрафиолетовое излучение (растет по мере деградации люминофора). В обычных условиях ультрафиолет не представляет проблемы, но нельзя использовать в настольных светильниках и тех, что находятся очень близко от человека. По возможности использовать дополнительное стекло в светильнике. Содержат ртуть, поэтому важно аккуратно обращаться и изучить последовательность удаления ртути. Внешняя колба делает лампу более безопасной, а свет более мягким и рассеянным.

  • Теплые лампы с температурой 2700-3000 К более подходят для дома, чем лампы нейтрального и холодного свечения лампы 4000-6000 К. Маркировка Pro и Eco - это минус и говорит об экономии при производстве, так что чаще всего лучше избегать таких ламп.

  • Покупать лампы лучше в гипермаркетах, крупных электромонтажных и светотехнических фирмах. В магазинах, где ламы- побочный товар, цены могут быть намного выше.

  • При работе с компьютером пульсации должны быть не выше 5% (СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03). Мерцающий свет особо опасен для детского организма (формируются зрение и психика).

Серия статей Светлое будущее на сайте 3dnews (все части).

Поддержите проект — поделитесь ссылкой, спасибо!
Читайте также
Разведение и размножение лошадей в домашних условиях Как покрыть кобылу жеребцом Разведение и размножение лошадей в домашних условиях Как покрыть кобылу жеребцом Курица хромает на одну ногу: что делать, если куры и цыплята падают на ноги Курица хромает на одну ногу: что делать, если куры и цыплята падают на ноги Описания лучших мастей лошадей Описания лучших мастей лошадей