8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Таблица лампочек светодиодных и ламп накаливания

Сравнительная таблица светодиодных ламп и ламп накаливания

Лампы накаливания долгий промежуток времени использовались для освещения. Но сейчас на рынке распространена продажа светодиодных ламп. Чтобы определиться, какой источник света лучше, надо провести сравнительный анализ конструкций, принципа работы, мощностей.

Различия в конструкции и принципе работы

Чтобы провести сравнение ламп накаливания и светодиодных, надо рассмотреть конструкцию и принцип работы каждого источника.

Первым рассматривается вольфрамовая лампочка накаливания.

Устроена она следующим образом:

  • Цоколь. Нужен для вкручивания лампочки в патрон. Обычно изготавливается из алюминия.
  • Колба. Материал изготовления – стекло. Защищает вольфрамовую нить от воздействия внешней среды. Внутри создается вакуум или заполняется инертным газом. Газ не дает металлическим элементам окисляться.
  • Электроды, крючки для их удерживания. Данные элементы удерживают нить накаливания.
  • Нить накаливания. Изготавливается из вольфрама, служит для излучения света.
  • Штенгель. В нем закреплены электроды с крючками. Сам он находится в нижней части колбы.
  • Изолирующий материал, контактная поверхность.

Принцип работы заключается в проведении тока через источник и разогрев вольфрамовой нити до высоких температур. В результате чего она начинает излучать свет. Нить прогревается до 3000 градусов, при этом не расплавляется.

Внешне диодная лампочка напоминает предыдущую конструкцию. Она также содержит цоколь с резьбой таких же размеров (маркировка тоже одинаковая), поэтому переделывать оборудование или светильники под низ не надо. Но отличие в более усложненной внутренней конструкции:

  • Контактный цоколь.
  • Корпус.
  • Плата питания и управления. Нужна, чтобы не допустить перегорание светильников. Они снижают напряжение, выравнивают ток.
  • Плата со светодиодами.
  • Балластный трансформатор.
  • Прозрачный колпак.

Световой поток образуется при соприкосновении двух веществ из разных материалов, через которые был пропущен ток. Главным условием является то, что один из материалов заряжен отрицательными электронами, другой – положительными ионами.

Сравнение основных параметров

Чтобы определиться с основными параметрами, надо провести анализ технических характеристик. Первоначально рассматривается вольфрамовый ресурс:

  • Требуемое напряжение от источника 220–240В.
  • Мощность в пределах 15–200 ватт.
  • Температура прогревания накала 2700–3200К.

Чем больше показатель цветовой температуры, тем короче срок службы.

  • Тон светового потока тепло желтый.
  • Срок службы до 1000 часов.
  • Рассеиватель света открытый, поэтому угол рассеивания на 360 градусов.

Светодиодная конструкция имеет такие же параметры, то другие показатели:

  • Требуемое напряжение от источника 12 или 220В.
  • Мощность в пределах 60 ватт.
  • Цветовая температура 2700–6000 К.
  • Тон светового потока теплый, холодный, нейтральный.
  • Срок службы 30000–100000 часов.
  • Угол рассеивания на 120–360 градусов. Зависит от конструкции лампы.

Сравнивая описанные характеристики заметно, что вольфрамовый проводник уступает по многим параметрам светодиодному источнику.

Таблица соответствия мощности

В быту используются вольфрамовые с мощностью 40–100 ватт. Для анализа проводится соответствие данным показателям данных светодиодных ламп. Результаты занесены в таблицу светодиодных и ламп накаливания:

Мощность лампы накаливания, ваттМощность светодиодной, ваттСредний световой поток, лм
405400
607560
7511880
100131040
150201600
200302550
300403450
500605200

Результаты показывают, что заявленным данным ламп накаливания соответствуют данные светодиодного источника в 8 раз меньше. Преимуществом обладают СЛ, так как потребляемая мощность меньше, а срок службы больше.

Обзор плюсов и минусов

В соотношении светодиодных ламп и ламп накаливания, светодиодные лампочки очень экономичны и с длительным сроком эксплуатации.

Учитывая сроки службы, проводится анализ, что за период эксплуатации одной светодиодной лампочки потребуется 50 ламп накаливания (расчеты по среднему значению).

Но диодные конструкции тоже имеют свои отрицательные стороны: высокая цена, но быстрая окупаемость.

Диодный вариант освещения имеет более широкий ряд цветового освещения, в то время как ЛН всего один.

Диодный прибор не требует обслуживания, но к концу срока службы возможно снижение эффективности, что вызвано мутнением кристалла.

Вольфрамовый источник сильно нагреваются в процессе работы, на это уходит половина затраченной энергии, что приводит к низкому коэффициенту полезного действия. КПД диодных источников гораздо выше, так как нагрев у них минимальный.

Освещение используется в темное время. Глаза человека к этому времени устают и требуют спокойного на них воздействия. Поэтому освещение должно быть теплым. Этот пункт полностью выполняет ЛН, так как СЛ в основном излучает белые оттенки, причем в световом потоке наблюдается присутствие синего оттенка, который негативно влияет на зрение (особенно детское). Такого плана освещение лучше применять в офисах, производствах.

Среди СЛ встречаются подделки, характеризующиеся плохим качеством сборки. Также они негативно влияют на зрение мерцанием.

Перед покупкой надо убедиться, что пульсация светового потока не превышает 5 процентов.

Рекомендуем посмотреть видео:

В заключение

Все технические характеристики указывают на преобладание преимуществами светодиодными лампами. Но выбор остается за потребителем, потому что не у всех есть возможность сразу оплатить диодный источник.

Полезная информация? Оставьте комментарий, поделитесь статьей в соцсетях.

Сравнение мощности светодиодных ламп, КЛЛ и ламп накаливания

Выбирая люминесцентную (обычно называемую энергосберегающей) или светодиодную лампу, многие покупатели ориентируются по надписи на упаковке, указывающую, какою мощность лампочки накаливания она способна заменить. Но такой подход является ошибочным, так как фирмы производители зачастую завышают технические показатели своей продукции.

Так как правильно поступить и на что обратить внимание, выбирая светодиодную лампу взамен перегоревшей люминесцентной или лампы 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.

200 лм

400 лм

700 лм

900 лм

1200 лм

1800 лм

2500 лм

Лампа накаливанияКЛЛСветодиодная лампаСветовой поток
20 Вт5–7 Вт2–3 Вт
40 Вт10–13 Вт4–5 Вт
60 Вт15–16 Вт8–10 Вт
75 Вт18–20 Вт10–12 Вт
100 Вт20–25 Вт12–15 Вт
150 Вт40–50 Вт18–20 Вт
200 Вт60–80 Вт25–30 Вт

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.

Стоит отметить, что эффективность светодиодов с каждым годом растёт. Поэтому новые модели светодиодных ламп будут обладать большей световой мощностью.

Почему такая разница?

Чтобы ответить на этот вопрос, коротко рассмотрим принцип действия каждого вида лампочек и сравним их потребление энергии. В лампочке накаливания рабочим элементом служит вольфрамовая нить, которую нужно нагреть до 2000-3400°C, чтобы заставить ярко светиться. При этом примерно 95% потребляемой мощности лампы уходит на поддержание температуры спирали, а значит её КПД составит всего около 5%.

Принцип действия компактной люминесцентной лампы (КЛЛ) состоит в получении УФ-излучения за счёт прохождения тока через пары ртути с последующим преобразованием в видимый свет при помощи слоя люминофора. Энергоэффективность современных КЛЛ примерно в 5 раз выше, чем у их аналога с нитью накала.

В светодиодных лампочках свет возникает при прохождении тока через p-n-переход, после чего он пропускается через люминофор. Соотношение световой энергии и полной мощности светодиодных ламп последнего поколения может достигать 30%. Но точного значения КПД для всех LED-лампочек не существует, так как оно сильно зависит от типа применяемых светодиодов и драйвера.

Подводя итоги

Мощность светодиодной лампы, при выборе, не является первостепенно важной величиной. Гораздо важнее испускаемый ею световой поток. Этот же момент относится и к энергосберегающим КЛЛ. Если подходить к замене перегоревших источников искусственного света на светодиодные аналоги более педантично, то кроме сравнения световых потоков необходимо учитывать коэффициент пульсации, индекс цветопередачи и еще ряд других моментов, подробно описанных в статье о выборе светодиодных ламп. Также рекомендуется обратить внимание и на конструктивные особенности светильника, в котором лампочка будет использоваться.

Соотношение мощности ламп накаливания и светодиодных ламп

Большая часть пользователей переходит на использование люминесцентных лампочек. Новые устройства заменяют классические лампы накаливания. Светодиоды долговечнее, экономичнее, имеют несколько вариантов свечения: дневной, теплый и холодный свет. Разный дизайн и размеры помогают разнообразить интерьер. Мощность светодиодных ламп отличается от показателей лампочек Ильича. Чтобы выбрать замену, необходимо уточнить некоторые данные и сравнить с разработанной таблицей.

Преимущества использования светодиодных приборов

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).

Долговечность – около 30-40 тысяч часов при нормальном режиме использования. Данные значения получают в условиях лабораторных испытаний. В искусственно созданной среде лампы не нагреваются выше 25° по Цельсию. На практике температура может достигать 75° по Цельсию, поэтому отношение периодов службы меньше.

Таблица соответствия мощности и светового потока

При смене лампочек необходимо учитывать соответствие мощности ламп накаливания и светодиодных, а также силе светового потока. Характеристики измеряются в одинаковых величинах. Чтобы сориентироваться в показателях и корректно перевести значения, можно руководствоваться следующей таблицей соотношений.

лампочка Ильича (Вт)светодиоды (Вт)сила потока (Лм) – значение приблизительное
202-3250
404-5400
608-10700
7510-12900
10012-151200
15018-201800
20025-302500

Ориентируясь на данные показатели, можно подобрать лампочку для замены. Например, лампе накаливания на 60Вт соответствует светодиодная лампа на 7Вт – чтобы пересчет был правильный, ориентируются по данным на упаковке. С другой стороны требуется учитывать общие характеристики и условия эксплуатации.

Представленные значения свидетельствуют об одном из главных преимуществ светодиодов – экономической выгоде.

Расчет оптимальной мощности светодиодных ламп

Перед ремонтом, установкой электропроводки и светильников необходимо рассчитывать номинальные показатели мощности, чтобы избежать перегорания устройств, замыканий и других неполадок. Для определения конечных данных требуется знать:

  • уровень естественного освещения – А;
  • площадь помещения (комнаты, например) – В;
  • общее число осветительных приборов – С;
  • силу светового потока – D.

Чтобы посчитать световой поток, использую формулу: D = А * В / С. Уровень освещенности просчитывается следующим образом: А = С * D / В.

На каждый квадратный метр необходимо определить расположение ламп в комнате, чтобы захватить все пространство. При этом эффективность светодиодов максимальна в радиусе угла в 120°.

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.

КПД – коэффициент полезного действия – это показатель, который показывает, какое количество потребляемой электроэнергии преобразовывается в свет, а какое в тепло. У светодиодов показатель самый высокий и равен 90%, для ламп накаливания – только 7-9%.

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.

Лампочки Ильича имеют ограниченное число размеров и диаметров цоколей. Некоторые современные модели подходят не для всех типов лампочек. Поэтому при покупке следует внимательно изучать технические параметры приборов.

Уловки 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.

Потребляемая мощность

Основная причина замены лампочек Ильича на светодиодные – экономия потребляемой электроэнергии. Значение ламп накаливания колеблется в пределах 40-100 Вт. Для светодиодов этот показатель ниже в 10 раз. Это значит, что при одинаковом уровне светового потока светодиодные изделия расходуют меньшее количество электрического напряжения.

Светодиодные лампы с каждым днем становятся более востребованными. При покупке учитывают репутацию производителя, магазина. По характеристикам изделий учитывают необходимую мощность (в эквивалентах согласно таблицам), уровень светимости, размеры цоколей. Чтобы экономия оказалась действительной, рекомендуется приобретать лампы с расчетом значений электропроводки и количества электротехнических приборов.

Срок эксплуатации лампочек со светодиодами выше других. Необходимый показатель – качество работы в течение периода. По итогу лабораторных испытаний выяснилось, что с течением времени сила светового потока падает. Мощность потребления электрической энергии остается на прежнем уровне, но свечение меркнет. При постоянном использовании разницу заметить сложно. Но если заменить служившую лампу новой, отличие будет очевидным.

Соотношение мощностей светодиодных ламп и ламп накаливания

В целях экономии электроэнергии многие потребители уже давно отказались от ламп накаливания (ЛН) и перешли на энергосберегающие люминесцентные аналоги. С развитием технологий и внедрением в производство инновационных решений в продаже появились альтернативные источники света — светодиодные лампы (СЛ). Они в несколько раз экономнее обычных и люминесцентных ламп (ЛЛ). При выборе данной продукции не достаточно руководствоваться только мощностью, необходимо знать основные характеристики и определиться с условиями эксплуатации.

Светодиодная лампа: конструкция и основные технические характеристики

Светодиодная лампа — источник света, излучение которого осуществляется за счет использования в конструкции нескольких светодиодов, соединенных в одну цепь. В отличие от других разновидностей ламп в ней не используется вольфрамовая нить накаливания, различные газы, ртуть и другие компоненты, опасные для жизни человека. Она экологически чистое устройство, не выделяющее вредных веществ во время работы и выхода из строя. По своим энергосберегающим показателям она самая экономная среди аналогов. Может использоваться для освещения улиц, промышленных или жилых объектов и помещений.

Конструкция данной лампочки состоит из следующих элементов: рассеивателя, светодиодов, монтажной платы, радиатора, блока питания, корпуса и цоколя. Последний элемент может иметь два типоразмера патрона: Е14 (маленький) и Е27 (большой).

При выборе необходимо руководствоваться значениями основных характеристик:

  • Световой поток, измеряется в лм (люмены). Количество света, которое распространяется во всех направлениях от источника света.
  • Мощность, единица измерения Вт. Количество потребляемой энергии за единицу времени.
  • Цветовая температура свечения, единица измерения К. Определяет цвет светового потока, исходящего от источника излучения. У ламп накаливания в основном 3000К, это «теплый», желтоватый оттенок. Светодиодные источники света бывают разные, от 3000К до 6500К («холодный» цвет, с небольшой примесью синего).
  • Светоотдача, измеряется в лм/Вт. Характеристика, определяющая эффективность и экономность источника света. У изделий разных производителей, она, конечно же, разная.
  • Температура нагрева, единица измерения °C. Указывает на рабочую температуру нагрева стеклянной поверхности лампы.
  • Срок службы, измеряется в часах. Определяет максимальный срок эксплуатации в оптимальных и заявленных производителем условиях.
  • Индекс цветопередачи, CRI. Измеряется в пределах от 0 до 100 баллов. Для оптимального восприятия человеком цветопередачи от источника свет, чем больше баллов, тем выше. Нормальным считается значение 80 CRI.

Две светодиодные лампы, имеющие одинаковую мощность, могут отличаться величиной светового потока и температурой свечения.

Данная разновидность энергосберегающей лампочки может производиться двух типов: стандартное (грушевидная форма) и в виде «кукурузы». Этот фактор необходимо учитывать при замене источника света в светильнике. Последний вид не рекомендуется использовать, поскольку в такой конструкции светодиоды располагаются с наружной стороны.

Сравнение светодиодных ламп и накаливания

Для бытового использования человек использует ЛН с номинальной мощностью 40, 60, 100 Вт. Проанализируем соответствие светодиодных ламп лампам накаливания. Результаты представлены в таблице соответствия. Из проведенных данных следует, что заявленным ЛН соответствует мощность светодиодных ламп 5, 7 и 13 Вт, что более чем в 8 раз меньше.

Остальные их технические показатели практически эквивалентны. Очевидное преимущество СЛ заключается в их потребляемой мощности и продолжительности срока службы. Таким образом, замена в светильнике обычной лампочки на данный энергосберегающий источник света экономически оправдано, что в первую очередь подтверждается соотношением светодиодных ламп и ламп накаливания.

Сравнение эксплуатационных характеристик

В основном освещение используется в темное время суток, когда человек находится в состоянии покоя и отдыха. Для этих условий благоприятным светом считается мягкое (теплое) освещение. Это соответствует цветовой температуре равной 2100–3500 К. Поэтому излучаемый желтоватый свет от ЛН лучше подходит, чем белый от СЛ. В световом потоке, излучаемым светодиодом, присутствует синий цвет, который оказывает негативное воздействие на зрение человека, особенно на не сформировавшийся хрусталик детского глаза. Лампочки, имеющие синий спектр в своем излучении рекомендуется применять для освещения рабочих мест в офисе, так как стимулирует активность человека и его производительность. Также негативное влияние на зрительный нерв оказывает мерцание светодиодных ламп. Это объясняется низким качеством сборки и комплектующих деталей блока питания, а также скачками и перепадами напряжения.

Прежде чем приобретать СЛ, убедитесь, что пульсации светового потока не более 5%.

При выборе альтернативного источника света необходимо руководствоваться не только мощностью светодиодных ламп и ламп накаливания, но и остальными техническими характеристиками и факторами. Высокая цена на СЛ компенсируется за счет последующей экономии денежных средств на оплату потребляемой электроэнергии и продолжительного срока эксплуатации. А отсутствие высокой температуры нагрева наружной поверхности и выделение вредных веществ в окружающую среду во время работы повышает безопасность продукции.

Заключение

Для сохранения электроэнергии существуют альтернативные источники света лампам накаливания — светодиодные лампы. В данной статье приведены основные характеристики, влияющие на их использование.Выше представлена таблица сравнения мощностей ламп накаливания и светодиодных ламп. При выборе источника света также необходимо учитывать эксплуатационные характеристики. Надеемся, эта статья поможет принять правильное решение.

Видео

Сравнение основных параметров светодиодных ламп и ламп накаливания, таблица соответствия мощности и светового потока

С развитием технологий и с появлением в продаже энергосберегающих ламп все больше людей задумывается о том, стоит ли переплачивать за энергосберегающую лампу и насколько она лучше обычной лампочки накаливания. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо понять, какие характеристики важны для источников освещения и как они отличаются у разных типов ламп.

Различия в конструкции и принципе работы

Впервые на источник света с вольфрамовой нитью был получен патент российским ученым А.Н. Лодыгиным в 90-х годах XIX века. Такие лампы освещения работают по принципу накаливания нити из специального вольфрамового сплава до очень высоких температур, что неизбежно приводит к свечению. Конструктивно такой прибор состоит из стеклянной колбы с химически инертным газом внутри (например, смеси азота с аргоном), вольфрамовой спирали (нить накаливания), молибденовых держателей нити накала с другими элементами для удержания нити и электрических проводников с цоколем в нижней части лампы.

Такие лампы широко применяются во всех сферах жизнедеятельности человека, но постепенно их заменяют на современные и эффективные светодиодные осветительные приборы.

Светодиодные лампы были открыты еще в начале XX века, но впервые практическое применение получили лишь в 1962 году, когда американский ученый из университета Иллинойса Ник Холоньяк получил кристаллы с красным свечением. Принцип свечения светодиода заключается в электро-дырочном переходе, свойственном полупроводниковым элементам. При прохождении электрического тока в прямом направлении через светодиод происходит излучение фотонов и появляется свечение.

С развитием и усовершенствованием технологических процессов, производство светодиодов перестало быть дорогим и светодиодные лампы получили широкое распространение, стремительно вытесняя с рынка лампы накаливания. Все это происходит потому, что такие устройства имеют высокий коэффициент полезного действия и при малой мощности имеют большой световой поток.

Чтобы разобраться что такое мощность, светоотдача, КПД и как все это связано с выбором и популярностью светодиодных ламп, разберем каждое свойство подробнее.

Мощность и светоотдача

Одним из важных параметров осветительных приборов является их светоотдача. Именно по этой характеристике можно понять, насколько эффективен осветительный прибор и сколько при этом он потребляет энергии. Светоотдача напрямую зависит от двух величин: светового потока и мощности прибора.

Что такое световой поток?

Световой поток – это величина, которая показывает количество вырабатываемой световой энергии в единицу времени. Он измеряется в люменах (обозначается лм или lm). Мощность прибора – это количество электрической энергии, которую потребляет и преобразовывает устройство.

Светоотдача осветительных приборов показывает отношение светового потока к мощности лампы. Лампы накаливания по этой характеристике являются аутсайдерами и имеют очень низкую светоотдачу (это связано с тем, что мощность тратится не только на световое излучение, но и на тепловое, а это, естественно, снижает КПД устройства). Совершенные и качественные светодиодные изделия имеют большой световой поток, при малой мощности, что повышает показатель светоотдачи во много раз.

Таблица 1. Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к потребляемой мощности лампы (Вт) для светодиодных ламп и ламп накаливания

Мощность, ВтСветовой поток, лм
НакаливанияСветодиодные
253255
405430
609720
7511955
100141350
150191850
200272650

Теплоотдача

Теплоотдача осветительного прибора – это негативная и вредная характеристика для ламп освещения. Чем выше температура прибора при его работе, тем больше энергии он тратит впустую на никому ненужный нагрев. Более того, чрезмерная температура лампы может привести к ожогам (при случайном прикосновении к лампе) или к пожару и порче отделочных материалов (например, может расплавится пластиковый или натяжной потолок). По этому параметру лампы накаливания заметно уступают светодиодным, они очень сильно нагреваются и тратят большое количество энергии на нагрев. Это, безусловно, связано с принципом работы данного осветительного прибора.

Нельзя, конечно, сказать, что светодиодные лампы не нагреваются. Но в сравнении с классическими лампами накаливания, имеют малую теплоотдачу и высокий коэффициент полезного действия. Их можно использовать в бумажных и пластиковых светильниках, не опасаясь, что те загорятся.

Срок службы

Всем знакома ситуация, когда лампа накаливания «перегорела». Любой скачок напряжения при работающем приборе или резкое включение при износе вольфрамовой нити приводит к порче лампы накаливания. Именно из-за высокой чувствительности нити накала обычные лампы имеют маленький срок службы, а некачественные лампы накаливания и вовсе служат считанные дни.

Энергосберегающие светодиодные лампы имеют принципиально другую конструкцию и прогнозируемый срок службы. Такие устройства служат в десятки раз дольше ламп накаливания и могут проработать до 50000 часов (для сравнения, средний срок службы ламп накаливания не превышает 1000 часов).

КПД ламп

Коэффициент полезного действия (КПД) тесно связаны со всеми предыдущими параметрами ламп освещения. У каждого устройства есть «полезное действие» – это работа, для которой, собственно, и создан прибор. У ламп основное полезное действие – это излучение света. Все остальное является лишней и ненужной работой и снижает КПД. Лампы накаливания имеют очень низкий КПД, потому что основная часть её работы связана не с полезным действием, а с побочным – излучением тепла. Это значение (КПД) у таких ламп едва достигает 5%. Это означает, что только 5% потребляемой электрической энергии тратится на излучение света. И это очень низкий показатель. Он говорит о неэффективности и неэкономичности устройства.

Светодиодные лампы имеют высокий КПД, который составляет около 90 %. То есть светодиодные устройства не тратят энергию на бесполезную работу и экономят электрическую энергию, а, следовательно, сохраняют бюджет пользователя.

Экологичность

К сожалению, только в XXI веке люди осознанно стали задумываться над сохранением природы и экологичностью приборов, которыми пользуются. Ключевую роль в сохранении природы в будущем, является разумное потребление и экономия энергии сейчас. Современные способы получения электрической энергии наносят большой вред природным богатствам нашей планеты.

Постепенно загрязняются водные ресурсы, атмосфера и почва при использовании не возобновляемых источников энергии. Это приводит ко всемирному потеплению и повышению уровня океана, а, следовательно, к экологической катастрофе. Энергосбережение – это один из способов уменьшить негативное влияние человечества на экологию. Не просто так, в мире, стала популярной акция «Час Земли», когда на один час все неравнодушные к природе люди выключают все электрические приборы в своих домах.

В этом смысле, энергосберегающие светодиодные лампы и переход на них во всем мире сделали большой шаг к снижению потребления электрической энергии. Ведь светодиодные светильники являются маломощными, но эффективными устройствами. Светодиодные лампы позволяют расходовать электрическую энергию разумно.

Исходя из вышесказанного, нет причин не использовать светодиодные лампы. Конечно, они несколько дороже ламп накаливания, но по всем параметрам опережают их. Использование современных светодиодных источников освещения помогает сохранить бюджет и экологию в мире и, безусловно, окупается при долговременном использовании как для конкретного человека, так и для всего человечества в целом.

Сравнение ламп накаливания и светодиодных: какие лучше?

В связи с постоянным совершенствованием систем освещения, развиваются и технологии, лежащие в основе светогенерации. Сегодня на рынке представлено большое разнообразие осветительных приборов теми же лампами накаливания, газоразрядными лампами, светодиодными и т.д. Из-за постоянных споров, какие из них лучше, в рамках данной статьи мы проведем сравнение ламп накаливания и светодиодных ламп.

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.

Сравниваемые параметры

Чтобы разобраться в эффективности каждого из видов лампочек, необходимо сравнить их характеристики в наиболее актуальных категориях. Рассмотрим их более детально для традиционных лам и их светодиодных аналогов.

Мощность и светоотдача

Как любой электроприбор, и светодиодные, и лампы накаливания потребляют определенную величину мощности, в результате чего возникает светоотдача лампочки. Под светоотдачей следует понимать отношение объема выданного света к объему потребленной электроэнергии. Данный параметр, как нельзя лучше характеризует эффективность работы любого прибора освещения.

В устройствах с нитью накаливания показатели светоотдачи составляют порядка 8 – 10Лм/Вт. Это означает, что с каждого ватта потребленной электрической мощности лампа накаливания выдает 8 или 10 люменов. Светодиодные, в свою очередь, могут выдать от 90 до 120Лм/Вт. Как видите, чтобы получить, допустим, те же 500 люменов для обеспечения освещенности помещения вам понадобиться использовать не менее 50Вт для лампы накаливания, в то время как при средних показателях светодиодных устройств потребуется затратить всего 5Вт, благодаря чему последние получили официальный статус энергосберегающих ламп.

Однако следует отметить, что светодиоды со временем выгорают, из-за чего яркость свечения заметно снижается. В то время как нить накаливания выдает постоянный параметр вплоть до перегорания.

Теплоотдача

За счет наличия омического сопротивления в элементах лампы, происходит столкновение направленного потока заряженных частиц с молекулами металла. В результате соударения в окружающее пространство выделяется тепловая энергия. Поэтому помимо прямого назначения приборы освещения выполняют роль нагревательного элемента.

В плане тепловыделения традиционные лампочки могут нагреваться до температуры от 150 до 250ºС. При таких показателях существует достаточно большая вероятность возгорания в случае локального нагрева легковоспламеняющихся материалов при контакте со стеклянной колбой. Поэтому лампы накаливания изолируют при помощи плафонов из негорючих термоустойчивых материалов. Также не стоит забывать, что при контакте с горячей поверхностью человек может получить ожог.

Светодиодные лампы имеют слабую теплоотдачу, они нагреваются не более чем до 50ºС. Поэтому их температура нагрева не несет никакой угрозы ни окружающим предметам, ни человеку.

Не менее важным показателем является и коэффициент полезного действия. Применительно к приборам освещения КПД показывает, какой процент от потребленной из сети электроэнергии был переработан в свет, иными словами, использовался по прямому назначению. Так в устройствах с нитью накаливания электрический ток расходуется на разогрев металла, а после достижения нужной температуры для выделения инфракрасного излучения возникает свет. В этой технологии нить постоянно греется, а только затем светиться, поэтому КПД ламп накаливания составляет лишь 5 – 15%.

У светодиодных устройств за счет конструкции светодиода коэффициент полезного действия составляет около 90%. Что значительно превосходит не только модели с нитью накаливания, но также галогенные и люминесцентные лампы.

Срок службы

Продолжительность эксплуатации любой электрической лампочки измеряется в часах – это время наработки для прибора освещения, после которого он выходит со строя по причине изнашивания элементов. Для ламп накаливания этот показатель составляет около тысячи часов, в то время как светодиодные могут нормально функционировать по 50 тысяч часов. Что дает преимущество полупроводниковым моделям почти в 50 раз.

Однако следует отметить, что долговечность светодиодов существенно зависит от качества подаваемого напряжения из сети и коэффициента пульсации. Которые у отечественных компаний до сих пор оставляют желать лучшего.

Экологичность

За счет выделения вредных веществ в окружающую среду многие лампы способны существенно повлиять на среду обитания человека. Но ни светодиодная, ни лампа накаливания не имеют особо вредных составляющих, способных повлиять на природные ресурсы, в отличии от тех же люминесцентных или галогенных ламп.

Стоимость

Пожалуй, это единственный параметр, в рамках которого лампу накаливания можно вывести в однозначные лидеры. В среднем стоимость лампы накаливания варьируется в пределах 20 – 50 рублей, в то время как светодиодные модели обойдутся в 300 – 500 рублей. Как можно констатировать, классические варианты выйдут в 10 раз дешевле полупроводниковых аналогов. Но, увы, несмотря на победу в соревновании за лучшую цену лампочки накаливания нельзя назвать однозначным лидером в плане выгоды, так как срок их службы в 50 раз ниже.

Из чего можно сделать вывод, что высокая стоимость светодиодных устройств с лихвой окупается продолжительностью их работы и высокой производительностью.

Спектр свечения

Определяет цветопередачу предметов, попадающих в зону видимости человека. Так чем ниже уровень цветовых температур, тем больше восприятие окружающих нас предметов будет смещаться к красным и оранжевым тонам. При повышении температуры цветового спектра, видимые объекты будут восприниматься в синих и фиолетовых тонах.

У ламп накаливания температура свечения находится в пределах 2700 – 3000К. А вот светодиодные устройства способны выдавать спектр излучения в любом диапазоне, что реализуется в лампочках с холодным и теплым свечением. В последнее время эта функция может регулироваться на некоторых светодиодах, благодаря чему осветительный прибор способен выдавать спектр как у люминесцентных светильников, а после переключения, как лампа накаливания.

Итоговая таблица сравнения

Ниже приведены таблицы сравнения обоих типов ламп, из которых отчетливо видно преимущество светодиодных приборов освещения.

Читать еще:  Почему мерцают светодиодные лампы во включенном состоянии
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector