Лампа накаливания или светодиодная лампа? Выбираем между сохранением зрения и экономичностью

В сети регулярно попадаются жалобы покупателей на светодиодные лампы, которые продолжают слабо светить или мерцать при выключенном свете. Нетипичное поведение лампочек настолько распространено, что о нем полезно иметь представление всякому покупателю этого продукта. Разбираемся, почему светодиодная лампа тускло горит после выключения, что может вызвать подобный эффект и как избавиться от неопасного, но раздражающего дефекта.

У светодиодных ламп свои особенности Источник userapi.com

Характеристики

Лампы различаются друг от друга конструкцией и техническими характеристиками. Для потребителя важно знать свойства тех или иных источников света. Ознакомимся с ними подробнее.

Мощность. Измеряется в Вт. Мощность говорит о количестве электричества, которое потребляет источник света. Чем она больше, тем ярче светит лампочка. Одновременно большая мощность говорит о больших расходах на электроэнергию и размере счетов за нее.

Поскольку номинальная мощность напрямую зависит от конструкции, то для сравнения разных типов ламп удобнее использовать другую характеристику – световой поток.

Световой поток. Измеряется в лм. Световой поток показывает, насколько ярко светит лампочка. Новые модели источников света (люминесцентные и светодиодные) имеют большую яркость при меньшей мощности. Именно за счет этого достигается энергосбережение.

Сравнительная характеристика мощностей самых популярных бытовых лампочек со световым потоком 1200 лм приведена в таблице.

Таким образом, при равном световом потоке мощность светодиодных ламп более чем в пять раз меньше, чем у ламп накаливания.

Светоотдача. Измеряется в лм/Вт. Светоотдача показывает световой поток в расчете на 1 Вт мощности. Также удобный параметр для сравнения разных типов осветительных приборов. Чем больше светоотдача, тем меньшая мощность обеспечивает максимальную яркость.

Коэффициент цветопередачи (Ra, CPI). Показывает, насколько искажаются реальные цвета при искусственном освещении. Обозначается цифрами от 1 до 100. Чем ниже значение коэффициента, тем сильнее искажаются оттенки. Индекс 100 означает, что цвета передаются максимально точно. Для зрения в помещении безопаснее использовать источники света с Ra не менее 80.

Цветовая температура. Измеряется в К. Определяет теплоту света, ведь разные цвета в зависимости от освещения воспринимаются глазом по-разному.

Цветовая температура

Различают несколько типов цветовых температур:

• 2700-3200 – теплый белый;
• 3300-4000 – нейтральный белый;
• 4000-5000 – холодный белый;
• 5000-6000 – дневной свет;
• свыше 6000 – холодный дневной.

Цветовая температура заметно влияет на настроение и работоспособность человека. При выборе ламп, особенно для домашнего и рабочего использования, внимательно изучите маркировку. Помните, что теплый цвет способствуют расслаблению, а холодные – бодрости и работоспособности. Но в больших количествах холодный свет угнетает нервную и зрительную систему. Подробнее можно почитать в статье о цветовой температуре

Срок службы. Это количество часов, которое прослужит источник света. На упаковке обычно указывается срок службы при работе в идеальных условиях. В реальных он может отличаться от заявляемого производителем. Сроки службы популярных бытовых лампочек приведены в таблице.

К тому же у многих моделей источников света со временем падает яркость. Это происходит из-за физических процессов, которые делают возможным само свечение. К таким лампам относятся светодиодные, газоразрядные.

Угол рассеивания света. Это угол, на который расходится световой поток. Лампа накаливания светит во все стороны на 360⁰. Но не все виды источников света могут похвастаться тем же. Например, из-за конструктивных особенностей led (и других типов) угол рассеивания составляет от 30⁰ до 360⁰.

Угол рассеивания света

Исходя из задачи светильника, выбирается оптимальный угол. Для точечной подсветки достаточно 30⁰, а для общего освещения лучше выбирать максимальный угол.

Коэффициент пульсации (мерцания). Характеризует равномерность освещения. Измеряется в процентах. Чем меньше коэффициент, тем ровнее световой поток, тем меньше будут уставать глаза. В идеале для дома и офиса стоит выбирать источники света с коэффициентом пульсации около 5%. Лампы с коэффициентом свыше 35% опасны для зрения.

Почему до сих пор популярны традиционные лампы накаливания

Здесь найдете интересную информацию – на какой высоте от пола устанавливать выключатель.

Но на этом преимущества заканчиваются. В вакуумных лампах накаливания до 97 % полезной энергии уходит на нагрев излучающего элемента (а именно – вольфрамовой нити), при максимально высоком из всех разновидностей тепловыделении поверхности (в среднем до +150 °C, при высокой мощности – до 300 Вт) они имеют самый низкий КПД.

Остальная энергия просто рассеивается, что вкупе с укоренным выходом из строя при частой смене режима работы делает обычные лампы накаливания неэффективными и недолговечными.

Классификация

Лампы накаливания

Самый первый искусственный источник света, придуманный Т.Эдисоном в конце 19 века. Свечение основано на прохождении тока через вольфрамовую нить накаливания. Нить накаляется до 3000⁰С и начинает светиться. Вольфрамовая спираль помещается в стеклянную колбу, которая заполнена либо инертными газами, либо вакуумом.

Конструкция лампы накаливания

Несмотря на простую конструкцию лампы накаливания различаются по форме, размерам и назначению. Могут работать от разных напряжений: 220, 12, 24 и 36 В. Светят они теплым светом 2700 К, цветопередача высокая – свыше 90. Выпускаются разной мощности, стоят мало. К тому же они не зависят от перепадов напряжения в сети, работают при минусовых температурах, не требуют особой утилизации.

К недостаткам можно отнести минимальную светоотдачу, высокое энергопотребление, низкий срок службы, хрупкость, сильное нагревание при работе.

Современным подвидом стали модные винтажные лампы Эдисона. Конструктивно они изготавливаются так же, как лампы накаливания, но в самых причудливых формах, цветах и вариациях. Винтажные источники света используются для декорирования интерьеров под старину и в стиле «лофт».

Читайте также:  Лампа ДРЛ 125,250,400,700 расшифровка и технические характеристики

Пример винтажных ламп Эдисона

Галогенные

Модернизированная версия лампы накаливания. Главное усовершенствование состоит в добавке галогенов (смеси паров брома и йода) к инертному газу в колбу. Это приводит к тому, что ионы вольфрама в колбе ионизируются и вступают в реакцию с парами галогенов. Получившаяся молекула оседает на нагретую спирать и разлагается. В итоге вольфрам снова переходит в металлическую фазу. Весь процесс способствует увеличению срока службы и светоотдачи, снижению размеров колбы. Уменьшение габаритных размеров стало возможным благодаря особому кварцевому стеклу, которое используется для колбы. Кварцевое стекло выдерживает более высокие температуры, чем обычное.

Разные виды «галогенок»

«Галогенки» находят свое применение во многих сферах: уличное освещение, общее и точечная подсветка в квартирах, прожекторы, низковольтное освещение, автомобильные фары и др. Они обладают всеми достоинствами ламп накаливания и повышенной светоотдачей, сроком службы.

Из минусов отмечается, что при работе колба сильно нагревается. Нельзя трогать лампу голыми руками: на ней останется жир от пальцев, который в итоге приведет к скорой поломке. Также «галогенки» чувствительны к перепадам напряжения в сети.

Подробнее читайте в статье про галогенные лампы

Газоразрядные источники света (ГРЛ)

Принцип действия газоразрядных ламп основан на явлении электрического разряда в газах. Появление светового излучения у ГРЛ разных типов несколько различается физически. А в конструкции немало общего.

Общее устройство ГРЛ

Их общая конструкция состоит из разрядной трубки (или горелки), к которой припаяны электроды (основные и поджигающие). Горелка изготавливается из специального кварцевого или керамического тугоплавкого стекла. Трубка и электроды помещены во внешнюю колбу. Внутрь колбы закачиваются разные газы в зависимости от типа источника света.

В устройство дуговых ламп входит токоограничивающий резистор, который необходим для контроля над возникающим в колбе разрядом. Вместо резистора могут применяться внешние балласты (дроссели): электромагнитные или электронные. Также для стабильной работы в схему включается пускорегулирующая аппаратура, а для первоначального розжига – импульсное зажигающее устройство.

ГРЛ применяют в уличном, бытовом, промышленном, автомобильном, кино- и театральном освещении, сельском хозяйстве.

В соответствии с Минаматской конвекцией с 2022 года запрещается производство некоторых ртутьсодержащих изделий: в том числе ДРЛ, МГЛ.

Характеристики некоторых ГРЛ приведены в таблице.

ДРЛ

Дуговые ртутные лампы. Излучение возникает благодаря столбу дугового электрического разряда. Пары ртути светят видимым голубым или фиолетовым спектром и невидимым глазу ультрафиолетом. Последний возбуждает люминофор, нанесенный на внутреннюю часть колбы. В итоге получается яркий белый свет.

ДРЛ

ЛЛ и КЛЛ

Люминесцентные и компактные люминесцентные лампы. Свечение основано на дуговом разряде, который возникает между электродами в атмосфере инертных газов и паров ртути. В итоге возникает невидимое глазу ультрафиолетовое излучение. В видимый спектр свет переводит слой люминофора, нанесенный внутри колбы. Он поглощает ультрафиолет и излучает видимый свет. В зависимости от люминофора возможны разные цветовые температуры.

ЛЛ

ЛЛ чаще применяются для освещения промышленных предприятий, цехов и офисов. КЛЛ – для бытового и промышленного освещения. Компактные лампы отличаются свернутой в спираль формой стеклянной колбы. Это сделано для минимизирования размеров лампы. Необходимая пускорегулирующая аппаратуры КЛЛ «спрятана» в цоколь.

КЛЛ

Характерным преимуществом ЛЛ является низкое нагревание колбы, а недостатком – плохая работа при низких температурах (ниже +5⁰С).

ДНаТ

Натриевые (ДНаТ). Излучение происходит благодаря газовому разряду в парах натрия. Свет получается оранжево-желтый. Поэтому применяются ДНаТ в основном для уличного освещения и в теплицах. Также ДНаТ характеризуются высокой светоотдачей (150-200 лм/Вт) и долгим сроком службы.

ДНаТ

МГЛ

Металлогалогенные лампы. Свечение основано на плазме дугового разряда высокого давления в парах инертных газов, ртути и галогенидов натрия и скандия. В зависимости от количества галогенидов спектр МГЛ свет получается разного спектра (от 3500 до 6000 К).

МГЛ

МГЛ характеризуются высокой светоотдачей (70-95 лм/Вт) и цветопередачей (Ra более 90).

Ксеноновые

Свечение возникает за счет электрической дуги в атмосфере ксенона. Спектр приближен к естественному солнечному (примерно 4000 К). При добавлении к ксенону некоторый добавок получают другие цветовые температуры: 5000 и 6000 К. Ксеноновые лампы применяют для фар автомобилей, кино- и фотосъемке (благодаря высокой цветопередаче), в оптических приборах, научных испытательных камерах и установках.

Автомобильные ксеноновые лампы

Трубчатые ксеноновые лампы

Неоновые

Относятся к газосветным лампам. Световое излучение возникает благодаря свечению самого газа при протекании электричества. Конструкция газосветных ламп проще, чем у газоразрядных: только трубка с инертным газом и два электрода с торцов трубки.

В зависимости от вида инертного газа неоновые лампы получают разное свечение.

Газосветные лампы

Разные оттенки получают смешением газов (иногда добавляют зелено-голубые пары ртути) либо нанесением люминофора на колбу.

Применяются в основном в декоративных целях и в наружной рекламе.

Светодиодные (led)

Излучение в светодиодных лампах основано на явлении рекомбинации в двух разных полупроводниках. В составе первого преобладают электроны, в составе второго – положительно заряженные ионы. Когда между проводниками протекает ток, то на границе материалов электроны и дырки рекомбинируют друг с другом. В итоге появляется световое излучение. В зависимости от материалов полупроводников различается длина волны света и его цветовая температура.

Конструкция led

Светодиодная лампа состоит из светодиодов, радиатора, драйвера, рассеивателя и цоколя. Радиатор отводит излишнее тепло от светодиодов. Драйвер выравнивает питающее напряжение, преобразует переменный ток в постоянный. В недорогих лампочках драйвер заменяют блоком питания, который не стабилизирует ток. Рассеиватель есть не во всех моделях. Он распределяет световой поток в пространстве, предотвращает попадание внутрь влаги и пыли. Иногда внутри рассеиватель покрывают люминофором.

К положительным сторонам светодиодных источников света относят:

• энергосбережение;
• длительный срок службы;
• отсутствие сильного нагрева во время работы;
• большой диапазон цветовых температур: от 2700 до 6500 К;
• механическая прочность; возможность работы с поврежденным рассеивателем;
• декоративность;
• экологичность.

К отрицательным сторонам относят:

• высокая цена;
• мерцание (особенно у дешевых моделей без драйвера);
• снижение яркости в течение эксплуатации из-за деградации светодиодов;
• высокий процент брака;
• световой поток узконаправленный.

Светодиодные источники света применяются практически везде: бытовое (общее и точечное) освещение, уличное, декоративное.

Работают от переменного (220) и постоянного напряжения (4, 12 В). Выпускаются с разными цоколями: штырьковыми и винтовыми.

Филаментные

Разновидность led, по внешнему виду схожая с лампами накаливания.

Филаментная лампа

Предназначены для декоративного использования в открытых светильниках и люстрах. Нить накала заменяется светодиодной нитью. Нить изготовлена из стекла (сапфира), на которое нанесены 28 светодиодов (синих или в смеси с красными). Поверх нить покрывается слоем люминофора для создания белого света (до 4500 К). Драйвер в данном случае размещается в цоколе.

Филаментные источники света выпускаются небольшой мощности: от 4 до 8 Вт. Как правило, одна нить соответствует 1 Вт.

Типа «кукуруза»

«Кукурузой» называют светодиодную лампу, на которой светодиоды расположены по кругу. Светит она во все стороны на 360⁰. Часто «кукуруза» не имеет рассеивателя.

«Кукуруза»

Светят такие лампы ярко, во все стороны. Применяются там, где необходимо яркое, экономное освещение. Лучше использовать в закрытых помещениях, так как рассеиватель отсутствует. Но выпускаются «кукурузы» и для уличного применения для замены газоразрядных ламп.

Энергосберегающие лампы. К ним относят источники света, которые при равном с лампой накаливания световом потоке имеют меньшую мощность. Для бытового применения энергосберегающими можно назвать компактные люминесцентные и светодиодные лампы.

Для сравнения можно взять разные типы ламп освещения с равным световым потоком 1200 лм.

Из таблицы видно, что мощность КЛЛ и led значительно меньше, чем у ламп накаливания. Правда, стоят энергосберегающие лампы значительно дороже. Тем не менее, уже через 1-1,5 года эксплуатации достигается экономия на счетах за электричество. Особенно, если заменять мощные лампы накаливания (свыше 60 Вт), и заменять в тех помещениях, где свет горит постоянно. В подвале энергосберегающая лампа себя не окупит.

Инфракрасные лампы

Это скорее источник тепла, чем света. Их конструкция основана на лампе накаливания. Только спираль не накаливается до температуры видимого света. Излучение идет в невидимом глазу инфракрасном диапазоне. Поэтому лампа больше излучает тепло.

Инфракрасная лампа

Лампы бывают со стеклянной и керамической колбой. Применяются для обогрева помещений, теплиц, террариумов, аквариумов, в медицине. Особенностью обогрева является то, что греется не воздух, а сам объект (человек или цыпленок). Поэтому такие лампы подходят для обогрева открытых площадок.

Керосиновые лампы

Керосиновая лампа

Источник света, на основе сгорания керосина. В емкость заливается керосин. Через фитиль он поднимается в зону горения, где сгорает, давая свет. В другой конструкции, близкой к примусу, вместо фитиля используется трубочка под давлением, которое создает ручная помпа.

Применялись до широкого распространения электричества в 19-нач.20 веков. На сегодняшний день используются там, где нет электричества, туристами, в декоративных целях.

Кварцевые лампы

Кварцевая лампа

Представляют собой газоразрядную лампу низкого стекла с колбой из кварцевого стекла. Внутри находится смесь инертного газа и ртути. Пары ртути при прохождении электрического разряда дают ультрафиолетовое излучение. Кварцевое стекло их пропускает наружу.

Благодаря ультрафиолету определенной длины волны происходит обезвреживание вирусов и бактерий. Поэтому кварцевые лампы активно используются для обеззараживания помещений, инструментов, воды. Также их используют для облучения молодняка на птицефермах и детей для предотвращения рахита.

К разновидностям кварцевых ламп относятся ультрафиолетовые и бактерицидные. Они немного отличаются конструкцией, назначением и условиями эксплуатации.

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.

Выбор подходящего источника света

При выборе ламп для освещения ориентируйтесь на условия эксплуатации, площадь и назначение помещения (или открытой площадки).

Газоразрядные лампы не используются для домашнего освещения. Они постепенно отмирают из-за наличия ртути в составе. Натриевые лампы для уличного освещения часто заменяют светодиодными.

Для бытового освещения больше всего подходят лампы накаливания, галогенные, люминесцентные и светодиодные. Для освещения помещений, где свет горит редко и помалу вполне можно использовать лампы накаливания. Также они незаменимы при освещении парилок (Led и КЛЛ в них не выдержат высоких температур). Для парилки подойдет и «галогенка».

Светодиодные источники света подойдут для постоянно освещаемых помещений. При этом обращайте внимание на цветовую температуру: для комнат отдыха – теплые тона, для рабочих помещений – нейтральные или холодные.

КЛЛ не стоит использовать на жаре и при температурах ниже 5⁰С.

Для декоративного освещения и рекламы подойдут светодиодные ленты, гибкий неон.

Точечную подсветку легко организовать при помощи спотов с «галогенками» или led.

При освещении сырых помещений (погреб, подвал) лучше использовать низковольтное освещение.

Галогенные лампы: плюсы и минусы

Минусы проявляются в чувствительности галогенных ламп к перепадам напряжения и загрязнениям. Такие лампы по возможности подключаются через трансформатор (в домах с частыми перепадами и падениям напряжения это условие обязательно) и монтируются исключительно в перчатках, быстро перегорая при случайном попадании жира на кварцевую колбу.

Ничем не защищенная поверхность галогенной лампы с высокой мощностью в рабочем режиме нагревается до 250 °C, эксплуатировать их без плафонов в детских или аналогичных помещениях не рекомендуется. Но лампы со средней мощностью и защищенным корпусом без проблем закрепляются в гипсокартонных конструкциях.

Где использовать люминесцентные лампы

К общим преимуществам люминесцентных ламп относят низкое тепловыделение корпуса, хороший КПД, мягкость и равномерность выдаваемого светового потока (обеспечивается люминофорным покрытием по всей внутренней площади колбы) и длительный срок службы.

Минусы проявляются в сравнительно высокой цене, зависимости качества света от температуры окружения (при ее уходе в минус свет начинает тускнеть), большой доли УФ в выдаваемом спектре, что в свою очередь чревато раздражениям у людей с чувствительной кожей, инерционности при включении, гуле в рабочем режиме и существенном сокращении срока службы при частом вкл/выкл светильника. Из-за паров ртути в колбе люминесцентные лампы нуждаются в дорогостоящей утилизации, возможность переработки отсутствует.

Усовершенствованным подвидом являются энергосберегающие люминесцентные лампы с электронным блоком в цоколе, регулирующим рабочие процессы. Сохранив все преимущества обычных люминесцентных ламп (широкий диапазон цветности, высокий КПД) энергосберегающие разновидности выигрывают в долговечности в 3-5 раз.

Но для освещения больших площадей они не предназначены и по понятным причинам эта разновидность стоит дороже. Требования к утилизации при их эксплуатации также неизменны: после выхода из строя энергосберегающие лампы нельзя просто выбрасывать, при случайном повреждении колбы поверхности под светильником принудительно очищаются от ртути.