Лампы накаливания
Лампы накаливания — самый распространенный и доступный источник света.
Классика! Несмотря на доступность люминесцентных линейных ламп, разнообразие и миниатюрность энергосберегающих компактных люминесцентных ламп и бурное развитие светодиодных ламп, стандартные лампы накаливания до сих пор остаются самыми распространенными источниками света. По крайней мере в жилом секторе. Очень много людей до сих пор считают свет «лампочек Ильича» самым приятным (цветовая температура 2200—2900 K), а низкая стоимость часто перевешивает недостатки: малый срок службы и большое потребление электроэнергии по сравнению с другими типами ламп.
Основные составные части лампы накаливания: тело накала — спираль, колба, наполненная инертным газом, цоколь, а также токовые вводы и держатели спирали, ножка лампы.
В совеременных лампах наиболее распространена дважды закрученная спираль (биспираль) из вольфрама. Рабочая температура нити накала составляет 2000 — 2800°C. Поэтому при включении ее сопротивление намного ниже, а ток, протекающий через спираль, в 10 — 15 раз выше рабочих значений. Именно в этот момент и перегорает большинство ламп. Чтобы сгладить пиковые нагрузки на спираль в момент включения, нужно использовать блоки защиты ламп, которые делают нарастание напряжение на спирали плавным (именно поэтому блоки защиты ламп иногда называют «плавным пуском»).
Колба лампы может быть разной формы, цвета, иметь матовое напыление или быть прозрачной. Основное назначение стеклянной колбы — защита спирали от воздействия атмосферных газов. Внутрь колбы стандартной лампы накаливания чаще всего закачана смесь азота с аргоном. В более узко специализированных лампах используют криптон и ксенон, а колбы галогеновых ламп накаливания заполнены соединениями галогенов.
У бытовых ламп накаливания в России и Европе наиболее распространенными являются цоколи Эдисона E14 (в народе «миньон»), E27 и E40. Буква «Е» означает «Эдисон», а цифра — наружный диаметр резьбы в мм. Цоколь Е40 сейчас практически не используется из-за ограничений на производство и продажу мощных ламп накаливания.
Лампы накаливания в основном различаются типом цоколя, мощностью (и, соответственно, яркостью), формой колбы и рабочим напряжением. Приведенные ниже значения светового потока являются примерными и могут отличаться в зависимости от производителя.
Отдельно в нашем каталоге представлены зеркальные лампы накаливания.
Лампы накаливания общего назначения (ЛОН) | |
Самый распространенный тип ламп накаливания. Имеют колбу в виде груши или шара диаметром 50 — 60 мм (международное обозначение — А55 и А60), длиной 94 — 105 мм. Средняя продолжительность работы составляет 1000 часов. Мощность ламп (световой поток) — 25 Вт (230 лм), 40 Вт (415 лм), 60 Вт (710 лм), 75 Вт (935 лм)и 93-98 Вт (1200—1300 лм). Цоколь — Е27. Рабочее напряжение — 220-240 В. | |
Декоративные лампы накаливания в виде свечи и шара с цоколем Е14 и Е27 | |
Декоративные лампы с колбами в форме шариков и свечей используются в декоративных бра, торшерах, компактных светильниках. Выпускаются с цоколями Е14 и Е27. Декоративные лампы накаливания в форме шара меют размеры ø45х77 мм (европейское обозначение — G45). Выпускаются с цоколем с прозрачной (ДШ) и матовой (ДШМТ) колбой. Декоративные лампы накаливания в форме свечи с цоколем Е14 имеют размеры ø35х103 мм, с цоколем Е27 — ø35х100 мм. Международное обозначение колбы — С35. Выпускаются с прозрачным (ДС) и матовым (ДСМТ) стеклом. Средний срок службы составляет 1000 часов. Мощность ламп (световой поток) — 25 Вт (200 лм), 40 Вт (400 лм) и 60 Вт (660 лм). Рабочее напряжение — 220-240 В. | |
Лампа накаливания РН-15 15 Вт Е14 («лампа для холодильника») | |
Специальная лампа накаливания малой мощности 15 Вт выпускается только с цоколем Е14. Наиболее распространненное обозначение — РН15. В народе получила название «лампочка для холодильника», хотя используется также, например, в швейных машинках, а также духовых шкафах и микроволновых печах (при удовлетворении температурным условиям эксплуатации). Световой поток лампы РН-15 составляет 90 лм. Диаметр колбы такой лампы составляет 25 мм, высота — 57 мм. Срок службы — 1000 часов. | |
Лампы накаливания местного освещения МО на напряжение 12, 24 и 36 В | |
Низковольтные лампы накаливания местного освещения МО предназначены для освещения рабочих мест станочного парка и другого технологического оборудования. Часто используются также для освещения подвалов в гаражах и других помещений с повышенной влажностью. Форма колбы полностью такая же, как и у ламп общего назначения. Разница только в рабочем напряжении: у ламп МО оно бывает 12, 24 и 36 вольт. Диаметр лампы составляет 50—55 мм, длина — 98—108 мм. Мощности ламп накаливания местного освещения — 25, 40 и 60 Вт. Лампы МО мощностью 100 Вт в настоящее время не выпускаются. В обозначении таких ламп зашифровано значение рабочего напряжени и мощности. Например, лампа МО 12-40 имеет рабочее напряжение 12 В и мощность 40 Вт. Световой поток ламп МО зависит не только от мощности, но и от напряжения: МО 24-40 — 580 лм, МО 24-60 — 980 лм, МО 36-25 — 300 лм, МО 36-40 — 580 лм, МО 36-60 — 950 лм. Средняя продолжительность горения составляет 1000 ч. |
Соответствие мощности светодиодных ламп и ламп накаливания
Если вы хотите получить световой поток (яркость) определенного значения и сравниваете светодиодные лампы и лампы накаливания, то первые имеют меньшую мощность. Соответственно, при использовании светодиодного освещения увеличивается количество потребляемой электроэнергии.
Светодиодная лампа, мощность в Вт |
2-3 |
|
8-10 |
10-12 |
12-15 |
18-20 |
25-30 |
Лампа накаливая, мощность в Вт |
20 |
40 |
60 |
75 |
100 |
|
200 |
Световой поток, Лм |
250 |
400 |
700 |
900 |
1200 |
1800 |
2500 |
Данная таблица поможет вам самому выбрать светодиодные лампы для эффективной замены старого освещения.
По световому потоку лампе накаливания на 60Вт соответствует светодиодная лампа 9Вт. Помимо меньшей потребляемой мощности при той же светоотдачи, светодиодная лампа имеет и другие преимущества. Энергоэкономичность светодиодных ламп в 7,5 раз большая. Это при освещении светодиодным источником света и лампами накаливания одной и той же мощности.
Эффективность замены ламп накаливания светодиодными очевидна. Вы получаете яркий белый свет, экономите на электричестве благодаря соответствию мощности и покупке новых ламп.
Сравнительная таблица Лампы накаливания 40W, люминесцентной 15W и светодиодной лампы 5W
Характеристики |
Светодиодная лампа |
Люминесцентная лампа |
Лампа накаливания |
Потребляемая мощность |
5 W |
15W |
40 W |
Эффективность светоотдачи |
90 Lm/W |
|
10,5 Lm/W |
Световой поток |
450 Lm |
450 |
420 Lm |
Рабочая температура |
70°C |
60°C |
180°C |
Срок службы |
До 50 000 часов |
До 25 000 часов |
До 1 000 часов |
Экологичность |
да |
Содержит ртуть |
да |
Необходимость утилизации |
Не требует особых мер утилизации |
Требует специальных мер утилизации |
Не требует особых мер утилизации |
Использование во влажных и пыльных помещениях |
возможно |
нежелательно, сокращается срок службы |
возможно |
Задержка включения |
нет |
да |
нет |
Частое включение и отключение питания |
не влияет на срок службы |
сокращает срок службы |
сокращает срок службы |
Мерцание |
нет |
возможно |
нет |
Нагрев поверхности лампы |
30 градусов |
60 градусов |
120 градусов |
Виброустойчивость |
да |
нет |
нет |
Техническое обслуживание |
редко |
умеренно |
Часто |
Сравнительная таблица Лампы накаливания 60W, люминесцентной 20W и светодиодной Лампы 9W
Характеристики |
Светодиодная лампа |
Люминесцентная лампа |
Лампа накаливания |
Потребляемая мощность |
9 W |
20W |
60 W |
Эффективность светоотдачи |
78 Lm/W |
|
12 Lm/W |
Световой поток |
700 Lm |
|
720 Lm |
Рабочая температура |
70°C |
60°C |
180°C |
Срок службы |
До 50 000 часов |
До 25 000 часов |
До 1 000 часов |
Экологичность |
да |
Содержит ртуть |
да |
Необходимость утилизации |
Не требует особых мер утилизации |
Требует специальных мер утилизации |
Не требует особых мер утилизации |
Использование во влажных и пыльных помещениях |
возможно |
нежелательно, сокращается срок службы |
возможно |
Задержка включения |
нет |
да |
нет |
Частое включение и отключение питания |
не влияет на срок службы |
сокращает срок службы |
сокращает срок службы |
Мерцание |
нет |
возможно |
нет |
Нагрев поверхности лампы |
30 градусов |
60 градусов |
120 градусов |
Виброустойчивость |
да |
нет |
нет |
Техническое обслуживание |
редко |
умеренно |
Часто |
Cравнительная таблица лампы накаливания 100W, люминесцентной 25W и светодиодной лампы 12W.
Характеристики |
Светодиодная лампа |
Люминесцентная лампа |
Лампа накаливания |
Потребляемая мощность |
12 W |
25W |
100 W |
Эффективность светоотдачи |
75 Lm/W |
|
13,6 Lm/W |
Световой поток |
900 Lm |
|
|
Рабочая температура |
70°C |
60°C |
180°C |
Срок службы |
До 50 000 часов |
До 25 000 часов |
До 1 000 часов |
Экологичность |
да |
Содержит ртуть |
да |
Необходимость утилизации |
Не требует особых мер утилизации |
Требует специальных мер утилизации |
Не требует особых мер утилизации |
Использование во влажных и пыльных помещениях |
возможно |
нежелательно, сокращается срок службы |
возможно |
Задержка включения |
нет |
да |
нет |
Частое включение и отключение питания |
не влияет на срок службы |
сокращает срок службы |
сокращает срок службы |
Мерцание |
нет |
возможно |
нет |
Нагрев поверхности лампы |
30 градусов |
60 градусов |
120 градусов |
Виброустойчивость |
да |
нет |
нет |
Техническое обслуживание |
редко |
умеренно |
Часто |
| Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Оборудование / / Электролампы / / Мощность лампы. Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к потребляемой мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп. 20-200Вт для ламп накаливания. «Яркость ламп.» Поделиться:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Коды баннеров проекта DPVA.ru Начинка: KJR Publisiers Консультации и техническая | Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator |
Информация
Основное преимущество светодиодных источников света — существенная экономия энергоресурсов. Получить ощутимые и желаемые результаты можно, используя продукцию интернет-магазина «Световой».
Ставшие уже привычными многим энергосберегающие люминесцентные лампы постепенно уходят в прошлое. На смену приходит осветительное оборудование принципиально нового типа, с иными световыми и качественными характеристиками. Современные светодиодные источники света обладают целым комплексом преимуществ над своими предшественниками. Это касается светоотдачи, энергопотребления, срока службы, экологичности, пожарной и механической безопасности. К «минусам», затрудняющим их внедрение, можно отнести более высокую стоимость и консерватизм некоторой части населения.
Чтобы преодолеть сомнения, достаточно обратиться к таблице соответствия мощностей светодиодных ламп характеристикам источников света предыдущего поколения.
Таблица сравнения характеристик ламп: накаливания, галогеновых, энергосберегающих люминисцентных и энергосберегающих светодиодных ламп
Наименование | Лампа накаливания | Галогенная лампа | Люминесцентная лампа | Светодиодная (LED) лампа |
Нагрев | Сильно | Сильно | Средне | Практически не греется |
Антивандальность | Очень хрупкая | Хрупкая | Хрупкая | Практически не разбивается |
Мощность (Вт) | 75 | 45 | 15 | 10 |
Световой поток (Lm) | около 700 | 700 | около 700 | 800 |
Срок службы (час) | 1000 | 2000-2500 | 8000 | 50000 |
Плата за электроэнергию в год (руб) при наличии 20 ламп в квартире (из расчета 4 руб/Квт, 5 часов в день) | 10950 руб | 6570 руб | 2190 руб | 1460 руб |
Таблица соответствия световой отдачи энергосберегающих (люминесцентных) ламп и ламп накаливания соответствует
6 Вт | 7 Вт | 8 Вт | 9 Вт | 10 Вт | 11 Вт | 12 Вт | 13 Вт | 15 Вт | 16 Вт | 18 Вт | 20 Вт | 23 Вт | 24 Вт | 26 Вт | 36 Вт | 55 Вт |
30 Вт | 35 Вт | 40 Вт | 45 Вт | 50 Вт | 55 Вт | 60 Вт | 65 Вт | 75 Вт | 80 Вт | 90 Вт | 100 Вт | 115 Вт | 120 Вт | 130 Вт | 180 Вт | 275 Вт |
Светодиодные и накаливания
6 Вт | 7 Вт | 8 Вт | 9 Вт | 10 Вт | 11 Вт | 12 Вт | 13 Вт | 15 Вт | 16 Вт | 18 Вт | 20 Вт | 23 Вт | 24 Вт | 26 Вт | 36 Вт | 55 Вт |
50вт | 60вт | 65вт | 75вт | 80вт | 90вт | 100вт | 105вт | 125вт | 145вт | 160вт |
|
Необходимо отметить, что табличные цифры являются усреднёнными и могут отличаться для конкретных изделий. Тем не менее, выводы однозначны. Традиционные, но морально устаревшие, неэкономичные лампочки значительно проигрывают. Приведённая таблица соответствия мощностей светодиодных ламп даже с учётом неизбежной погрешности убедительно доказывает преимущества систем нового поколения. К этому нужно добавить и длительный срок службы, обусловленный конструктивными их особенностями и обеспечивающий быструю и неоднократную окупаемость. Анализ табличных данных, несложные расчёты показывают: настоящее и будущее — за светодиодами!
Параметры ламп накаливания
Автор: Евгений Живоглядов.
Дата публикации: .
Категория: Статьи.
Электрические и световые параметры
Параметры ламп накаливания или характеристики ламп накаливания, принято делить на три группы – электрические, световые и эксплуатационные. Электрические параметры характеризуют лампу как потребителя электрической энергии и определяют возможность ее подключения к источникам питания (электрической сети). К электрическим параметрам относят номинальное напряжение и номинальную мощность лампы, ток является величиной производной и определяется расчетом.
Световые параметры более разнообразны. Нормирование тех или иных определяет назначение лампы. У ламп накаливания, предназначенных для общего освещения, основными техническими характеристиками являются световой поток и световая отдача. Для сигнальных ламп важным параметром является яркость, для ламп-светильников – кривые силы света и тому подобное.
Эксплуатационные параметры определяют возможность и технико-экономическую целесообразность применения ламп данного типа в той или иной осветительной установке. В этом смысле к эксплуатационным параметрам следует относить и электрические, и световые параметры. Поэтому, говоря об эксплуатационных параметрах ламп, обычно имеют ввиду срок службы ламп, стабильность светового потока, параметры внешней среды и ряд дополнительных требований.
Основным электрическим параметром лампы накаливания является номинальное напряжение лампы Uл.ном. Для большинства ламп накаливания это напряжение соответствует напряжению источника питания.
Основная масса ламп накаливания общего применения работает от электрических сетей энергосистем, которые для осветительных установок можно считать источниками неограниченной мощности. Поэтому в течение длительного времени для ламп накаливания общего назначения напряжение питающей сети являлось и номинальным напряжением ламп накаливания. Все остальные электрические параметры ламп накаливания относили именно к этому номинальному напряжению. Вместе с тем, напряжение в осветительных сетях часто отличается от номинального. Поэтому в целях улучшения эксплуатационных характеристик ламп согласно ГОСТ 2239-79 введено пять интервалов напряжения питания: 125 – 135, 215 – 225, 220 – 230, 230 – 240 и 235 – 245 В, причем за номинальное напряжение ламп в соответствии с международной классификацией приняты напряжения 130, 220, 225, 235 и 240 В.
Источники питания ограниченной мощности (аккумуляторные батареи, автомобильные генераторы, сухие элементы и так далее) отличаются тем, что средние значения их фактического напряжения не соответствуют номинальному. Поэтому для ламп накаливания, предназначенных для работы от таких источников питания, помимо номинального напряжения применяют так называемое расчетное напряжение Uл.р, то есть среднее напряжение, при котором будет работать лампа накаливания. Соответственно все ее остальные параметры относят к расчетному напряжению.
Вторым важным электрическим параметром ламп накаливания является мощность. Под номинальной мощностью лампы накаливания данного типа Pл.ном понимают расчетную электрическую мощность, которая выделяется в лампе накаливания данного типа при ее включении на номинальное (или расчетное) напряжение. Практически для партии ламп – это среднее значение мощности для достаточно большой группы ламп этого типа. Возможный разброс значений мощности отдельных ламп ограничивается верхним пределом допустимой мощности для ламп данного типа.
Для отдельных типов ламп, в частности предназначенных для работы от химических источников тока, вместо номинальной мощности иногда нормируется номинальный ток Iл.ном, для которого устанавливается ограничение его верхнего значения.
Основная светотехническая характеристика ламп накаливания определяется назначением лампы. Для осветительных ламп это световой поток Фл. Практически номинальным световым потоком лампы является среднее значение светового потока большой партии ламп данного типа. Применительно к каждой лампе накаливания можно говорить о нижнем допустимом пределе светового потока. Ограничение верхнего предела не имеет смысла, так как повышение светового потока может быть достигнуто увеличением мощности лампы, верхний предел которой, ограничивается, а так же повышением температуры тела накала, что неизбежно приведет к снижению срока службы лампы и разбраковке партии по этому параметру.
Изменяя конструкцию и конфигурацию тела накала или применяя колбы специальной формы, можно получить лампы накаливания с заданной кривой силой света. Для таких ламп помимо нормирования светового потока нормируют одно или несколько значений силы света Iv в заданных направлениях. Число точек нормирования силы света определяется возможностью контроля кривой с заданной точностью.
Лампы накаливания имеют различную яркость свечения L, что связано с многообразием областей их применения. Например, прожекторные лампы, лампы для сигнальных приборов, кинопроекционной аппаратуры имеют высокую яркость, значение которой в ряде случаев нормируют. И, наоборот, для освещения жилых помещений требуется пониженная яркость, поэтому такие лампы накаливания часто выпускают в матированных колбах.
Для ламп, применяемых в оптических приборах, эффективность действия которых определяется яркостью тела накала, желательно нормирование габаритной яркости тела накала. Сложность определения такой яркости путем измерения силы света и деления результата на площадь проекции тела накала на плоскость, перпендикулярную направлению силы света, привела к тому, что от этого нормирования отказались, сведя контроль ламп к измерениям силы света в заданных направлениях и основных геометрических размеров тела накала.
Световая отдача η, являющаяся важной свето технической характеристикой качества ламп и их основным эксплуатационным показателем, в настоящее время исключена из числа нормируемых величин, так как она определяется расчетным путем как отношение светового потока к мощности лампы, измеренных при номинальном напряжении лампы. Световая отдача вместе с тем является важнейшим параметром ламп накаливания, определяющим экономичность генерирования светового потока. Световая отдача ламп накаливания растет с увеличением их мощности, для ламп одинаковой мощности она больше у ламп, рассчитанных на меньшее номинальное напряжение. Для ламп накаливания данной мощности и конструкции световой поток, определяющий световую отдачу, зависит от температуры нити накала и ее излучательных свойств. Препятствием к повышению температуры вольфрама, является увеличение скорости его испарения, что было в значительной мере преодолено при использовании галогенных циклов.
Эксплуатационные параметры
К основным геометрическим параметрам ламп накаливания относят те размеры, которые влияют на возможность их применения в тех или иных светильниках или установках. Основными из этих параметров для всех без исключения ламп накаливания являются их габаритные размеры (рисунок 1): наибольший диаметр колбы dк, измеряемый в плоскости, перпендикулярной оси лампы, полная длина лампы l, измеряемая, как правило, в направлении оси лампы, и тип цоколя. Важным геометрическим размером лампы накаливания является высота светового центра h, относительно которого дается кривая силы света лампы. Эта точка совпадает с центром тяжести тела накала, полученным геометрическим построением. Высота светового центра измеряется параллельно оси лампы и отсчитывается от той детали цоколя, которая определяет его положение в патроне. Эту деталь называют фиксирующим элементом цоколя.
Рисунок 1. Основные размеры лампы накаливания
Для ламп с фокусирующим цоколем дополнительными геометрическим параметрами являются размеры и допуски, определяющие положение светового центра относительно цоколя и его фокусирующих элементов.
Для ламп, применяемых в оптических приборах, в которых большое значение имеет габаритная яркость тела накала, дополнительно задают размеры тела накала, в том числе длину светящейся нити, диаметр моноспирали (или биспирали), площадь, заполненную светящейся частью тела накала, и тому подобные.
Важными эксплуатационными параметрами ламп накаливания, так же как и других источников света, являются их средний срок службы τ, полный срок службы τполн, определяемый временем горения лампы до ее отказа, и полезный срок τп, определяемый временем горения до уменьшения светового потока в заданном пределе. Практическое равенство τполн = τп = τ означает оптимальное конструирование отдельных частей лампы, исключающее лишний запас по надежности отдельных частей и деталей, в основном тела накала, и стабильную технологию производства. Проверка совпадения значений τп и τполн достигается тем, что при испытании ламп на средний срок службы производят измерение конечного светового потока ламп, оставшихся целыми к моменту достижения срока, равного нормированной средней продолжительности горения.
К эксплуатационным параметрам ламп относится и минимальный допустимый световой поток, ниже которого эксплуатация ламп накаливания становится неэкономичной. Для современных ламп накаливания конечный световой поток составляет 85 – 90% начального.
В качестве примера нормирования параметров ламп накаливания в таблице 1 приведены регламентированные ГОСТ 2239-79 параметры ламп накаливания общего назначения с криптоновым наполнением.
Таблица 1
Параметры некоторых осветительных ламп накаливания общего назначения с криптоновым наполнением по ГОСТ 2239-79.
Типы ламп | Номинальное значение | ||
напряжения, В | мощности, Вт | светового потока, лм | |
БК125-135-40 БК125-135-60 БК125-135-100 БК125-225-40 БК125-225-60 БК125-225-100 | 130 130 130 220 220 220 | 40 60 100 40 60 100 | 520 875 1630 415 790 1450 |
Для ламп накаливания, применяемых для освещения транспортных средств, нормируемым эксплуатационным параметром является также динамический срок службы.
К эксплуатационным параметрам любых ламп накаливания относят характеристику климатических условий, в пределах которых обеспечиваются все перечисленные параметры. Климатические условия эксплуатации характеризуются: интервалом температур внешней среды, в пределах которого должна сохраняться работоспособность лампы; интервалом влажности, точнее, верхним пределом влажности среды; интервалом изменения давления окружающей среды.
Для изделий нормального исполнения, предназначенных для эксплуатации на всей территории страны, обычно принимают следующие значения перечисленных выше параметров: интервал температур от – 60 до + 50 °С; относительная влажность не выше 98% при 20 °С и давление не ниже 0,75 × 105 Па (верхний предел не оговаривается с учетом того, что давление выше максимально возможного атмосферного быть не может).
Источник: Афанасьева Е. И., Скобелев В. М., «Источники света и пускорегулирующая аппаратура: Учебник для техникумов», 2-е издание переработанное – Москва: Энергоатомиздат, 1986 – 272 с.
Интересное о LED » Мощность светодиодных ламп и ламп накаливания
Какие характеристики светодиодных ламп важны при их выборе для покупателя? Рассматривая использующиеся в быту источники света, сравним их между собой и их первую или главную характеристику мощность светодиодных ламп (СД), люминесцентных ламп (ЛЛ) и ламп накаливания (ЛН). Она измеряется в ваттах – Вт. Сравним какой из этих видов осветительных приборов наиболее эффективный в потреблении электроэнергии и переработке ее в свет, точнее в световой поток?
Второй характеристикой будет свет, который дает искомая лампа. Величина светового потока характеризуется его интенсивностью и измеряется в люменах – Лм.
Проанализируем мощность ламп накаливания и светодиодных.
Самыми распространенными лампами накаливания, применяемыми населением в квартирах, били и остаются лампы на 100 и 75 Вт. Первая дает поток света в 1360 Лм, вторая – в 940 Лм.
Соответствие мощности светодиодных ламп и ламп накаливания
Сравнивая соответствие мощности светодиодных ламп лампам накаливания, видим существенную разницу:
- лампе на 100 Вт соответствует светодиодная 16-20 Вт;
- на 75 Вт – 11-13 Вт.
Разница связана с качеством светодиодов и со степенью их нагрузки.
Лампы-ретрофиты заменяют традиционные лампы накаливания обычным вкручиванием в патрон светодиодного аналога, имеющего те же габариты, тот же патрон Е27 или Е14, и то же напряжение питания – 220 В.
Кстати, о цоколях светодиодных ламп читайте здесь: цоколи светодиодных ламп.
Малая нагрузка светодиодов значительно продлевает срок их службы и появляется возможность снизить потребление электроэнергии на освещение в 5 – 7 раз.
Срок службы ламп освещения
По нормативам лампа накаливания должна отработать не менее 1000 часов. Если вам сильно повезет, то так и будет. Такой срок позволяет лампе накаливания работать целый год в среднем по 2,74 часа каждый день. Но обычно это время меньше. И поэтому неудивительно 2-3 раза в год менять лампочку на кухне, в зале или в коридоре.
Галогенные лампы накаливания номинально служат 2-3 тыс. часов.
Эти цифры не идут ни в какое сравнение со светодиодами, которые работают от 30 до 100 тыс. часов, декларируемых их производителями.
Но даже если учесть последовательное соединение трех светодиодов для работы от напряжения 12 В, и поэтому снижение в три раза срока службы светодиодной лампы, то оставшихся 10 – 33,33 тысяч часов не сравнятся с номинальными 1000 часами ЛН.
Обычно лампа накаливания выходит из строя сразу и совсем.
Светодиодная же лампа к концу срока службы только уменьшает световой поток, в зависимости от производителя, на 30 или 50% и продолжает светить, но не так ярко.
Малогабаритные или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) имеют номинальный срок службы от 6 до 10 тыс. часов.
Выводы делайте сами.
характеристики и расчет необходимой мощности
Многие отдают предпочтение именно светодиодам, так как срок службы таких моделей и яркость света в несколько раз выше, чем у других аналогов.
В статье мы расскажем, как рассчитать мощность светодиодных ламп, необходимую для комфортного освещения помещения, об особенностях подбора освещенности помещений, а также, какими преимуществами обладают светодиодные лампы для дома в сравнении с лампами накаливания и какие погрешности могут быть при проведении расчетов.
Как правильно подобрать освещенность в комнате
Настоящее время существуют нормы освещенности помещений, которыми руководствуется крупные организации (производственные помещения, офисные кабинеты, гостиницы, рестораны). Для расчёта светодиодной освещенности в квартире, можно использовать именно эти параметры:
- Кабинет – 250 люксов;
- Комната для совещаний — 434 люксов;
- Гараж — 108 люксов;
- Читальный зал — 431 люксов;
- Кухня — 108 люксов.
Ну а ниже изображена таблица по мощности разных видов ламп для помещений разного назначения.
Стоит отметить, что освещенность помещения измеряется в люксах при помощи специального прибора. Однако в комнатах жилых помещений, в среднем показатель освещенности составляет 54 люксов.
Измерение светового потока
При покупке необходимо обращать внимание на показатели светового потока лампы, который измеряется в люменах. Его можно найти на упаковке как обозначение lm или лм. Стоит отметить, что на каждое помещение приходится разный показатель светового потока.
Стоит отметить, что светодиоды отличаются большим световым потоком. Чтобы примерно представлять, какую площадь может осветить 1 Led лампочка, то нужно определить количество люмен на один квадратный метр.
Если площадь комнаты составляет 3 квадратного метра, то на один квадратный метр должно приходиться 300 люмен. Следовательно, необходимо приобрести светодиод в 900 люмен кпд. А соотношение мощности и светового потока ламп приведены в таблице.
Люмены, как показатель, характеризуют только световой поток. Освещенность помещения необходимо измерять через другой показатель — люкс.
Значение освещенности помещений очень велико при проектировке расстановки источников света. Так, каждый квадратный метр помещения будет освещен максимальной яркостью.
Таким образом, если светодиод излучает свет на 900 люменов на площади в 3 квадратных метра, то общее освещенность комнаты будет составлять 300 люкс.
Сравнение: лампы накаливания, галогенные, люминесцентные и светодиодные:
Кроме того сравнение ламп разных видов хорошо описано в статье «Сравнение ламп…»
При выборе освещения многие сталкиваются с проблемой выбора: что лучше — не дорогостоящие лампы накаливания или светодиодные за более высокую цену? Чтобы определить, какая покупка будет выгоднее, необходимо ознакомиться со всеми характеристиками каждой из разновидностей.
Основные показатели
Мы провели соответствия светодиодных ламп и ламп накаливания, чтобы наглядно продемонстрировать основные характеристики в действии:
- В первую очередь необходимо помнить, что светодиодные Led лампы не мерцают. Поэтому их использование не вредит зрению человека;
- Также при их производстве не используются вредные вещества;
- Кроме этого, светодиоды представляют собой неразборную конструкцию, которая устойчива к сильным вибрациям и ударам, в отличие от ламп накаливания;
- Срок службы светодиодов составляет в среднем 50 000 часов, а у лампы накаливания — 1000.
- В конструкции светодиодов нет нитей накаливания, которые способствуют перегреву. Зачастую в них установлены эффективные системы охлаждения, которые позволяют устройству остывать быстрее.
Другие параметры – примерно как у ламп накаливания. Например, светодиоды не выделяют ртутные пары, что не наносит вред окружающей среде.
Мощность
Одной из основных причин, по которым люди отдают предпочтение светодиодам, является низкий уровень потребляемой энергии, в сравнении с лампами накаливания.
Так, в среднем номинальная мощность ламп накаливания составляет от 40 до 100 ватт. Однако если взглянуть на характеристики светодиодов, то этот показатель в 10 раз ниже. Таким образом, если вы хотите снизить ценник за оплату электроэнергии, потом стоит приобрести светодиодную лампу, которая прослужит вам многие годы.
Также существует таблица мощностей светодиодов, с которой стоит ознакомиться при проведении расчетов.
Расчет оптимальной мощности светодиодных ламп
Проводить расчет оптимальной мощности освещения рекомендовано при ремонте и установке светильников. Так, вы всегда будете знать, какой мощности вам необходимо приобретать лампы и на сколько их хватит. В том случае, если вам необходимо знать, какая мощность должна быть у светодиодов в одном помещении, необходимо знать определенные параметры:
- Уровень освещенности;
- Площадь одной комнаты;
- Количество ламп, которые необходимо установить;
- Световой поток;
- Уровень освещенности помещения.
Для расчета светового потока, который исходит от одной лампы, необходимо использовать следующую формулу:
· С.П = У.О.*П.К./К.Л.
Если же вам необходимо узнать уровень освещенности на один квадратный метр, то воспользуйтесь формулой:
· У.О.=К.Л.*С.П./П.О.
Стоит отметить, что при установке источников света необходимо знать, что эффективный угол света светодиодов составляет примерно 120 градусов. Поэтому рассчитываете расположение так, чтобы на каждый квадратный метр попадало достаточное количество света.
В том случае, если вы используете не люстру, а лампочки, установленные на потолке, то уровень интенсивности света должен быть в 1/2 раза выше.
Также для расчёта Вы можете воспользоваться онлайн-калькуляторами, где необходимо ввести определенные параметры. После этого система автоматически рассчитает оптимальный уровень освещенности помещений.
Погрешности при расчете
Во время ремонтных работ в планы владельцев помещения нередко входит замена обычных ламп накаливания на светодиодные, после чего уровень освещенности может в несколько раз снизиться.
Причиной этого может быть огромное количество факторов, в которым относятся:
- Использование обоев, ламината, линолеума тёмных оттенков;
- Неправильное определение цветовой температуры светодиодов;
- Установка натяжного потолка с матовым эффектом.
Поэтому при определении освещенности необходимо учитывать коэффициенты основных поверхностей помещения – потолка, стен и пола:
- 70% – белый цвет;
- 50% – светлый цвет;
- 30% – серый цвет;
- 10% – темный цвет;
- 0% – черный цвет.
Для этого рассчитайте общий коэффициент отражения:
· Общий К.О.= К.О. потолка+К.О.стен+К.О.пола)/3.
Как только был получен результат, его нужно умножить на ранее рассчитанный световой поток.
Заключение
Если вы планируете ремонт в своей квартире или доме, то расчет светового потока помещения Led лампами – необходимый этап. Посмотрите видео о расчете освещенности:
Зная основные правила расчета показателей Вы обеспечите себе качественное освещение во всех комнатах.
Как работает лампа накаливания — идеи и советы
Лампочка — одно из чудес современного мира. Лампочки можно найти практически повсюду на планете, они настолько распространены и широко распространены, что легко забыть, насколько мы зависим от них. Лампочка — это электрический источник света, который технически называется лампой. Этот термин, конечно, также чаще используется потребителями для обозначения портативного типа освещения, такого как настольная лампа или настольная лампа.
Самый распространенный тип «лампы» — это лампа накаливания. Эти типы лампочек представляют собой старейшую и простейшую технологию изготовления ламп, восходящую к экспериментам Томаса Эдисона с типами нити накала в 1879 году.
Как работают лампы накаливания
Лампа накаливания работает по принципу накаливания , общий термин , означающий свет, производимый теплом . В лампе накаливания электрический ток пропускается через тонкую металлическую нить накала, нагревая ее до тех пор, пока она не начнет светиться и не начнет светиться.
В лампах накаливания обычно используется вольфрамовая нить из-за высокой температуры плавления вольфрама. Вольфрамовая нить внутри лампочки может достигать 4500 градусов по Фаренгейту. Стеклянный корпус, стеклянная «колба», предотвращает попадание кислорода из воздуха на горячую нить. Без этого стеклянного покрытия и вакуума, который оно помогает создать, нить накала бы перегревалась и окислялась в мгновение ока.
После того, как электричество проходит через вольфрамовую нить, оно проходит по другому проводу и выходит из лампы через металлическую часть сбоку от патрона.Он входит в лампу или приспособление и выходит через нейтральный провод.
Это элегантно простая система, которая довольно хорошо работает при получении света. Он идеально подходит для широкого спектра применений, дешев и прост в изготовлении, а также совместим с переменным или постоянным током.
Можно ли регулировать яркость ламп накаливания?Да — по умолчанию все лампы накаливания регулируются по яркости.
Из этого правила есть исключения. Например, некоторые специальные конструкции — такие как определенные типы цветных лампочек — не имеют возможности регулировать яркость из-за производственного процесса.Однако они всегда будут отмечены как «не диммируемые». В общем, вы можете доверять лампам накаливания с регулируемой яркостью.
Каков средний срок службы лампы накаливания?
Каждая лампа отличается, но средняя лампа накаливания имеет срок службы не менее 1000 часов. Есть много конструкций ламп, которые служат дольше этой. Перед покупкой лампочки обязательно ознакомьтесь с информацией о продукте, чтобы узнать о ее сроке службы.
ЛампыCFL, которые технически относятся к типу ламп накаливания, обычно имеют более длительный срок службы, в десять раз дольше, чем стандартные лампы накаливания.
Какого цвета лампа накаливания?
Цветовая температура лампы накаливания обычно варьируется от белого до желтого. Однако все лампочки разные.
Если это важно для вас, проверьте указанную цветовую температуру лампы перед покупкой. Чем выше цветовая температура, тем «холоднее» лампа, а значит, она излучает более белый свет. Когда цветовая температура ниже, лампа излучает «теплый» или желтый свет.
Если вы ищете лампочки более необычного цвета, например красного или синего, обратите внимание на цветные лампочки.
Энергоэффективны ли лампы накаливания?
Нет, лампы накаливания не энергоэффективны.
Только около 10% электроэнергии, потребляемой лампой накаливания, производит свет. Остальные 90% выделяются в виде тепла. Из-за такой высокой теплоотдачи вы увидите лампы накаливания, используемые в качестве нагревательных ламп, лампочки для выращивания и лампы для инкубаторов, где теплоотдача фактически является преимуществом.
Поиск альтернативных вариантов энергосбережения для лампы накаливания
Поскольку лампы накаливания столь же энергоэффективны, как и они, несколько новых технологий сейчас соперничают, чтобы заменить их, в том числе лампы CFL (компактные люминесцентные лампы) и светодиоды (светодиоды).Некоторые законы даже приняты для постепенного отказа от ламп накаливания в пользу более энергоэффективных форм освещения.
Если вам нужен самый энергоэффективный тип лампочки, выбирайте светодиодные лампы. Вы можете легко заменить лампу накаливания на светодиодную. Просто замените старую лампочку в лампе или люстре на ее современную светодиодную аналог. Да, вы можете устанавливать светодиодные лампы в обычные светильники, если их основание и мощность совместимы с осветительным прибором.
Еще вопросы?Позвоните по номеру 800-782-1967, чтобы поговорить с одним из наших дружелюбных профессиональных консультантов по освещению и домашнему декору или посетить ближайший к вам магазин Lamps Plus. По телефону или лично мы будем рады помочь вам выбрать подходящую лампочку.
Другие идеи и советы по использованию лампочек
Люмен в Вт: ключ к покупке запасных ламп
Идентификатор лампочки и руководство по поиску
Как работает светодиодная лампа
Как работает лампа CFL
Как работает галогенная лампа
Руководство по часто задаваемым вопросам о лампах
Типы лампочек
Советы по освещению
История лампочки
Более 150 лет назад изобретатели начали работу над яркой идеей, которая оказала огромное влияние на то, как мы используем энергию в наших домах и офисах.Это изобретение изменило способ проектирования зданий, увеличило продолжительность среднего рабочего дня и дало толчок развитию новых предприятий. Это также привело к новым прорывам в области энергетики — от электростанций и линий электропередач до бытовой техники и электродвигателей.
Как и все великие изобретения, лампочку нельзя приписать одному изобретателю. Это была серия небольших улучшений идей предыдущих изобретателей, которые привели к созданию лампочек, которые мы используем сегодня в наших домах.
Лампы накаливания освещают путь
Задолго до того, как Томас Эдисон запатентовал — сначала в 1879 году, а затем годом позже, в 1880 году — и начал коммерциализировать свою лампу накаливания, британские изобретатели продемонстрировали, что электрический свет возможен с дуговыми лампами.В 1835 году был продемонстрирован первый постоянный электрический свет, и в течение следующих 40 лет ученые всего мира работали над лампой накаливания, возясь с нитью накала (та часть лампы, которая излучает свет при нагревании электрическим током) и лампой накаливания. атмосферу колбы (независимо от того, откачивается ли воздух из колбы или она заполнена инертным газом, чтобы предотвратить окисление и выгорание нити накала). Эти первые лампы имели чрезвычайно короткий срок службы, были слишком дороги в производстве или потребляли слишком много энергии.
Когда Эдисон и его исследователи из Menlo Park вышли на сцену освещения, они сосредоточились на улучшении нити накала — сначала тестировали углерод, затем платину, а затем, наконец, вернулись к углеродной нити. К октябрю 1879 года команда Эдисона изготовила лампочку с карбонизированной нитью из хлопковой нити без покрытия, которая могла работать 14,5 часов. Они продолжали экспериментировать с нитью накала, пока не остановились на ней, сделанной из бамбука, что дало лампам Эдисона срок службы до 1200 часов — эта нить накала стала стандартом для ламп Эдисона на следующие 10 лет.Эдисон также внес другие улучшения в лампочку, в том числе создал более совершенный вакуумный насос для полного удаления воздуха из лампы и разработал винт Эдисона (который сейчас является стандартным патроном для лампочек).
(Историческая сноска: нельзя говорить об истории лампочки, не упомянув Уильяма Сойера и Албона Мэна, получивших патент США на лампу накаливания, и Джозефа Свана, который запатентовал свою лампочку в Англии. дебаты о том, нарушали ли патенты Эдисона на лампочки патенты этих других изобретателей.В конце концов, американская осветительная компания Эдисона объединилась с Thomson-Houston Electric Company — компанией, производящей лампы накаливания по патенту Сойера-Мэна — и образовала General Electric, а английская осветительная компания Эдисона объединилась с компанией Джозефа Свана и образовала Ediswan в Англии.)
Что делает вклад Эдисона в электрическое освещение настолько выдающимся, так это то, что он не остановился на улучшении лампочки — он разработал целый ряд изобретений, которые сделали использование лампочек практичным.Эдисон смоделировал свою технологию освещения на основе существующей системы газового освещения. В 1882 году на виадуке Холборн в Лондоне он продемонстрировал, что электричество можно распределять от расположенного в центре генератора через серию проводов и трубок (также называемых трубопроводами). Одновременно он сосредоточился на улучшении выработки электроэнергии, создав первую коммерческую энергосистему под названием Pearl Street Station в нижнем Манхэттене. А чтобы отслеживать, сколько электроэнергии потребляет каждый покупатель, Эдисон разработал первый электросчетчик.
Пока Эдисон работал над всей системой освещения, другие изобретатели продолжали делать небольшие успехи, улучшая процесс производства нити накала и эффективность лампы. Следующее большое изменение в лампах накаливания произошло с изобретением вольфрамовой нити накаливания европейскими изобретателями в 1904 году. Эти новые лампы накаливания прослужили дольше и имели более яркий свет по сравнению с лампами с углеродной нитью. В 1913 году Ирвинг Ленгмюр выяснил, что размещение инертного газа, такого как азот, внутри колбы удваивает ее эффективность.В течение следующих 40 лет ученые продолжали вносить улучшения, которые снизили стоимость и повысили эффективность лампы накаливания. Но к 1950-м годам исследователи еще только выяснили, как преобразовать около 10 процентов энергии, используемой лампой накаливания, в свет, и начали фокусировать свою энергию на других осветительных решениях.
Дефицит энергии ведет к прорыву флуоресценции
В 19 веке два немца — стеклодув Генрих Гайсслер и врач Юлиус Плюкер — обнаружили, что они могут производить свет, удаляя почти весь воздух из длинной стеклянной трубки и пропуская электрический ток. ток через нее, изобретение, которое стало известно как трубка Гейслера.Эти газоразрядные лампы не пользовались популярностью до начала 20 века, когда исследователи начали искать способ повысить эффективность освещения. Газоразрядные лампы стали основой многих технологий освещения, в том числе неоновых ламп, натриевых ламп низкого давления (типа, используемого в наружном освещении, например, уличных фонарей) и люминесцентных ламп.
И Томас Эдисон, и Никола Тесла экспериментировали с люминесцентными лампами в 1890-х годах, но ни один из них никогда не производил их в коммерческих целях.Вместо этого именно прорыв Питера Купера Хьюитта в начале 1900-х годов стал одним из предшественников люминесцентной лампы. Хьюитт создал сине-зеленый свет, пропустив электрический ток через пары ртути и включив балласт (устройство, подключенное к лампочке, которое регулирует ток через трубку). Хотя лампы Cooper Hewitt были более эффективными, чем лампы накаливания, они практически не находили подходящего применения из-за цвета света.
К концу 1920-х — началу 1930-х годов европейские исследователи проводили эксперименты с неоновыми трубками, покрытыми люминофором (материалом, который поглощает ультрафиолетовый свет и преобразует невидимый свет в полезный белый свет).Эти открытия послужили толчком к осуществлению программ исследований люминесцентных ламп в США, и к середине и концу 1930-х годов американские осветительные компании демонстрировали люминесцентные лампы для ВМС США и на Всемирной выставке 1939 года в Нью-Йорке. Эти фонари прослужили дольше и были примерно в три раза эффективнее, чем лампы накаливания. Потребность в энергоэффективном освещении американских военных заводов привела к быстрому внедрению люминесцентных ламп, и к 1951 году в США больше света производили линейные люминесцентные лампы.
Еще одна нехватка энергии — нефтяной кризис 1973 года — заставила инженеров-осветителей разработать люминесцентные лампы, которые можно было бы использовать в жилых помещениях. В 1974 году исследователи из Сильвании начали исследовать, как можно миниатюризировать балласт и вставить его в лампу. Хотя они разработали патент на свою лампочку, они не могли найти способ ее производства. Два года спустя, в 1976 году, Эдвард Хаммер из General Electric придумал, как изгибать люминесцентную лампу в форме спирали, создав первую компактную люминесцентную лампу (КЛЛ).Как и Sylvania, General Electric отложила этот дизайн, потому что новое оборудование, необходимое для массового производства этих фонарей, было слишком дорогим.
Первые компактные люминесцентные лампы появились на рынке в середине 1980-х годов по розничным ценам от 25 до 35 долларов, но цены могли сильно различаться в зависимости от региона из-за различных рекламных акций, проводимых коммунальными предприятиями. Потребители указали на высокую цену как на препятствие номер один при покупке КЛЛ. Были и другие проблемы — многие КЛЛ 1990 года были большими и громоздкими, они плохо вписывались в светильники, имели низкую светоотдачу и непостоянные характеристики.С 1990-х годов улучшение характеристик КЛЛ, цены, эффективности (они потребляют примерно на 75 процентов меньше энергии, чем лампы накаливания) и срока службы (они служат примерно в 10 раз дольше) сделали их жизнеспособным вариантом как для арендаторов, так и для домовладельцев. Спустя почти 30 лет после того, как КЛЛ были впервые представлены на рынке, КЛЛ ENERGY STAR® стоит всего 1,74 доллара за лампу при покупке в упаковке по четыре штуки.
Светодиоды: будущее уже здесь
Одна из самых быстро развивающихся технологий освещения сегодня — это светодиоды (или светодиоды).Тип твердотельного освещения, светодиоды используют полупроводник для преобразования электричества в свет, часто имеют небольшую площадь (менее 1 квадратного миллиметра) и излучают свет в определенном направлении, что снижает потребность в отражателях и рассеивателях, которые могут улавливать свет.
Это также самые эффективные фонари на рынке. Эффективность лампочки также называется световой эффективностью. Это мера излучаемого света (люмены), деленная на потребляемую мощность (ватты). Лампа, которая на 100 процентов эффективна при преобразовании энергии в свет, будет иметь эффективность 683 лм / Вт.Чтобы поместить это в контекст, лампа накаливания мощностью от 60 до 100 Вт имеет эффективность 15 лм / Вт, эквивалентная CFL имеет эффективность 73 лм / Вт, а текущие сменные лампы на основе светодиодов на рынке варьируются от 70 до 120 лм / Вт со средней эффективностью 85 лм / Вт.
В 1962 году, работая в General Electric, Ник Холоняк-младший изобрел первый светодиод видимого спектра в виде красных диодов. Затем были изобретены бледно-желтые и зеленые диоды. По мере того, как компании продолжали совершенствовать красные диоды и их производство, они начали появляться в
Кто изобрел лампочку?
Хотя Томасу Эдисону обычно приписывают изобретение лампочки, знаменитый американский изобретатель был не единственным, кто внес свой вклад в развитие этой революционной технологии.Многие другие известные деятели также запомнились работой с электрическими батареями, лампами и созданием первых ламп накаливания.
Ранние исследования и разработки
История лампочки началась задолго до того, как Эдисон запатентовал первую коммерчески успешную лампочку в 1879 году. В 1800 году итальянский изобретатель Алессандро Вольта разработал первый практический метод производства электроэнергии — гальваническую батарею. Сделанная из чередующихся дисков из цинка и меди, перемежаемых слоями картона, пропитанного соленой водой, куча проводила электричество, когда медный провод был подключен с обоих концов.Светящийся медный провод Вольты, на самом деле предшественник современных батарей, также считается одним из самых ранних проявлений освещения лампами накаливания.
Вскоре после того, как Вольта представил свое открытие постоянного источника электричества Королевскому обществу в Лондоне, Хэмфри Дэви, английский химик и изобретатель, создал первую в мире электрическую лампу, соединив гальванические батареи с угольными электродами. Изобретение Дэви 1802 года было известно как электрическая дуговая лампа, названная в честь яркой дуги света, излучаемой между двумя угольными стержнями.
Хотя дуговая лампа Дэви, безусловно, была улучшением автономных свай Volta, она все же не была очень практичным источником освещения. Эта примитивная лампа быстро перегорела и была слишком яркой для использования дома или на работе. Но принципы, лежащие в основе дугового света Дэви, использовались на протяжении 1800-х годов при разработке многих других электрических ламп и лампочек.
В 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю разработал электрическую лампу с эффективным дизайном, в которой вместо меди использовалась спиральная платиновая нить накала, но высокая стоимость платины помешала лампочке получить коммерческий успех.А в 1848 году англичанин Уильям Стейт увеличил срок службы обычных дуговых ламп, разработав часовой механизм, который регулировал движение быстро разрушающихся угольных стержней ламп. Но стоимость батарей, используемых для питания ламп Стэйта, сдерживала коммерческие предприятия изобретателя.
Джозеф Свон против Томаса Эдисона
В 1850 году английский химик Джозеф Суон решил проблему экономической эффективности предыдущих изобретателей и к 1860 году разработал лампочку, в которой вместо платиновых нитей использовались углеродные бумажные волокна.Свон получил патент в Соединенном Королевстве в 1878 году, а в феврале 1879 года он продемонстрировал рабочую лампу на лекции в Ньюкасле, Англия, по данным Смитсоновского института. Как и в более ранних версиях лампочки, нити Свана были помещены в вакуумную трубку, чтобы свести к минимуму воздействие кислорода и продлить срок их службы. К сожалению для Свана, вакуумные насосы его времени не были эффективными, как сейчас, и, хотя его прототип хорошо работал для демонстрации, он был непрактичным на практике.
Эдисон понял, что проблема с конструкцией Свана была в нити накала. Тонкая нить накала с высоким электрическим сопротивлением сделает лампу практичной, потому что ей потребуется небольшой ток, чтобы она светилась. Он продемонстрировал свою лампочку в декабре 1879 года. Свон включил усовершенствование в свои лампочки и основал компанию по производству электрического освещения в Англии. Эдисон подал в суд за нарушение патентных прав, но патент Суона был сильной претензией, по крайней мере, в Соединенном Королевстве, и два изобретателя в конечном итоге объединили усилия и сформировали Edison-Swan United, которая стала одним из крупнейших в мире производителей лампочек, согласно данным Музей неестественной тайны.
Лебедь был не единственным конкурентом, с которым столкнулся Эдисон. В 1874 году канадские изобретатели Генри Вудворд и Мэтью Эванс подали патент на электрическую лампу с угольными стержнями разного размера, помещенными между электродами в стеклянном цилиндре, заполненном азотом. Пара безуспешно пыталась коммерциализировать свои лампы, но в конце концов продала свой патент Эдисону в 1879 году.
За успехом лампочки Эдисона последовало создание Edison Electric Illuminating Company в Нью-Йорке в 1880 году.Компания была основана на финансовые взносы Дж. П. Моргана и других богатых инвесторов того времени. Компания построила первые электростанции, которые питали бы электрическую систему и недавно запатентованные лампы. Первая генерирующая станция была открыта в сентябре 1882 года на Перл-стрит в нижнем Манхэттене.
По данным U.S. Министерство энергетики (DOE).
Первая практичная лампа накаливания
По данным Министерства энергетики, Эдисон преуспел и превзошел своих конкурентов в разработке практичной и недорогой лампочки. Эдисон и его группа исследователей в лаборатории Эдисона в Менло-Парке, штат Нью-Джерси, испытали более 3000 конструкций лампочек в период с 1878 по 1880 годы. В ноябре 1879 года Эдисон подал патент на электрическую лампу с углеродной нитью. В патенте перечислено несколько материалов, которые могут быть использованы для нити, включая хлопок, лен и дерево.Следующий год Эдисон потратил на поиск идеальной нити для своей новой лампы, тестируя более 6000 растений, чтобы определить, какой материал будет гореть дольше всего.
Через несколько месяцев после выдачи патента 1879 года Эдисон и его команда обнаружили, что обугленная бамбуковая нить может гореть более 1200 часов. Бамбук использовался для изготовления нитей в лампах Эдисона, пока его не начали заменять более долговечными материалами в 1880-х и начале 1900-х годов. [По теме: Какая лампа горит дольше всего?]
В 1882 году Льюис Ховард Латимер, один из исследователей Эдисона, запатентовал более эффективный способ производства углеродных волокон.А в 1903 году Уиллис Р. Уитни изобрел обработку этих нитей, которая позволила им ярко гореть, не затемняя внутреннюю часть их стеклянных колб.
Вольфрамовые нити
Уильям Дэвид Кулидж, американский физик из General Electric, в 1910 году усовершенствовал метод производства вольфрамовых нитей компании. Вольфрам, который имеет самую высокую температуру плавления среди всех химических элементов, был известен Эдисону как превосходный материал для ламп накаливания, но оборудование, необходимое для производства сверхтонкой вольфрамовой проволоки, не было доступно в конце 19 века.Вольфрам по-прежнему является основным материалом, используемым в нити накаливания ламп накаливания.
Светодиодные фонари
Светоизлучающие диоды (светодиоды) теперь считаются будущим освещения из-за меньшего расхода энергии, более низкой ежемесячной стоимости и более длительного срока службы по сравнению с традиционными лампами накаливания.
Ник Холоньяк, американский ученый из General Electric, случайно изобрел красный светодиод, пытаясь создать лазер в начале 1960-х годов. Как и в случае с другими изобретателями, принцип, согласно которому некоторые полупроводники светятся при подаче электрического тока, был известен с начала 1900-х годов, но Холоняк был первым, кто запатентовал его для использования в качестве осветительной арматуры.
По данным Министерства энергетики, в течение нескольких лет к смеси были добавлены желтые и зеленые светодиоды, которые использовались в нескольких приложениях, включая световые индикаторы, дисплеи калькуляторов и светофоры. Синий светодиод был создан в начале 1990-х годов Исаму Акасаки, Хироши Амано и Сюдзи Накамура, группой японских и американских ученых, за что они получили Нобелевскую премию по физике 2014 года. Синий светодиод позволил ученым создавать белые светодиодные лампы, покрывая диоды люминофором.
Сегодня выбор освещения расширился, и люди могут выбирать различные типы лампочек, в том числе компактные люминесцентные (КЛЛ) лампы, работающие за счет нагрева газа, который производит ультрафиолетовое излучение, и светодиодные лампы.
Некоторые осветительные компании раздвигают границы возможностей лампочек, в том числе Phillips и Stack. Phillips — одна из нескольких компаний, которые создали беспроводные лампочки, которыми можно управлять через приложение для смартфона. В Phillips Hue используется светодиодная технология, которую можно быстро включить, выключить или затемнить одним щелчком на экране смартфона, а также можно запрограммировать.Высококачественные лампочки Hue можно даже настроить на широкий диапазон цветов (всего около шестнадцати миллионов) и синхронизировать их с музыкой, фильмами и видеоиграми.
Stack, начатый инженерами Tesla и NASA, разработал интеллектуальную лампочку с использованием светодиодной технологии с широким набором функций. Он может автоматически определять окружающее освещение и регулировать его по мере необходимости, он выключается и включается с помощью датчика движения, когда кто-то входит в комнату, может использоваться в качестве оповещения о пробуждении и даже настраивает цвет в течение дня в соответствии с естественными циркадными циклами человека и узоры естественного света.Лампочки также имеют встроенную программу обучения, которая со временем адаптируется к потребностям жителей. И все эти функции можно программировать или контролировать с любого смартфона или планшета. Подсчитано, что интеллектуальные лампочки Stack могут потреблять примерно на шестьдесят процентов меньше энергии, чем обычные светодиодные лампы, и служат от двадцати до тридцати тысяч часов в зависимости от модели (по сравнению с двадцатью пятью и пятьдесят тысячами часов для обычных светодиодных лампочек. в соответствующих корпусах).
Эти лампочки совместимы (или скоро будут) со многими вариантами превращения всего дома в умный дом, включая использование с Amazon Alexa, Google Home и Apple HomeKit.
Следуйте за Элизабет Палермо в Twitter @techEpalermo, Facebook или Google+. Следите за LiveScience @livescience. Мы также в Facebook и Google+.
Рэйчел Росс внесла свой вклад в эту статью.
Дополнительные ресурсы
Почему люди до сих пор используют неэффективные лампы накаливания
В 2014 году вы можете попрощаться со стандартной лампой накаливания.
С 1 января Соединенные Штаты больше не будут производить или импортировать лампы накаливания, хотя магазины по-прежнему могут продавать то, что у них есть на складе. Поэтапный отказ является результатом федеральных правил перехода на более энергоэффективные лампы.
Энергоэффективные лампы стоят дороже, чем лампы накаливания, но служат намного дольше и позволяют экономить на расходах на электроэнергию в долгосрочной перспективе. Так почему люди все еще покупают лампы накаливания и что для вас будет означать отказ от них?
БОЛЬШЕ: Большинство американцев не знают о прекращении эксплуатации ламп
Стоимость
Лампы накаливания стоят намного меньше, чем их энергоэффективные альтернативы — в основном КЛЛ (компактные люминесцентные лампы) и светодиоды (светодиоды).
Лампа накаливания может стоить всего 70 центов. Между тем, лампа CFL продается по крайней мере за несколько долларов, а светодиодная — от 10 долларов, но обычно стоит около 20 долларов.
Проблема с лампами накаливания в том, что вы в конечном итоге платите больше за электроэнергию. Лампы накаливания неэффективны — 90% энергии уходит на тепло и только 10% на свет.
Лампы накаливания служат не так долго, как КЛЛ и светодиоды. Обычная лампа накаливания работает около 1000 часов, 15-ваттная лампа CFL — 10 000 часов, а светодиодная лампа мощностью 12 Вт — 25 000 часов.Другими словами, лампы накаливания служат около года, в то время как КЛЛ могут служить 10 лет, а светодиоды — до 25.
В общем, ваши затраты на электроэнергию могут быть на 25-80% меньше, если перейти на энергоэффективные лампы, согласно Energy.gov. .
Несмотря на экономию, многие по-прежнему придерживаются ламп накаливания, потому что обычно не тратят так много на освещение в своих домах.
«Не было большого стимула для повышения эффективности, потому что это не повлияет на их счета за электроэнергию», — сказал Джо Рей-Барро, профессор светового дизайна в Университете Кентукки и консультант Американская ассоциация освещения о том, почему некоторые люди не переходят на более энергоэффективные лампы.
По данным Управления энергетической информации США, в то время как офисное здание может использовать 21% электроэнергии для освещения, дом использует всего 13%.
Магазин товаров для дома Lowe’s провела исследование, в котором сравнила затраты на электроэнергию светодиода и лампы накаливания. Затраты на электроэнергию для светодиода увеличились до 30 долларов в течение 22-летнего срока службы лампы. Затраты на электроэнергию для использования лампы накаливания за тот же период составили 165 долларов — конечно, экономия, но, возможно, недостаточно значительная для многих домовладельцев за два десятилетия, чтобы изменить свои покупательские привычки.
Цвет
Лампы накаливания известны своим теплым светом, который особенно хорошо смотрится на телесных тонах, сказал Рей-Барро. С другой стороны, люминесцентные лампы получили репутацию излучающих резкий голубоватый свет.
Рей-Барро сказал, что вера — это «пережиток» того, как свет сначала выглядел.
«Сегодня у вас могут быть люминесцентные лампы, точно соответствующие лампам накаливания», — сказал он. Производители лампочек должны указывать на своей этикетке цветовую температуру своих ламп, чтобы потребители могли точно знать, что они покупают.
Срок службы
Некоторые потребители жалуются, что КЛЛ служат не так долго, как рекламируется. По словам Терри Макгоуэна, технического директора Американской ассоциации освещения, одной из характеристик ламп CFL является то, что они «довольно хрупкие» и подвержены перегреву.
«Эти жизненные рейтинги устанавливаются в испытательной лаборатории, а не в чьей-либо приспособлении в гостиной», — сказал Макгоуэн. «Когда вы помещаете их в приспособление и разливаете в стеклянную тенту, они становятся слишком горячими, и срок их службы сокращается.«Светодиодные лампы
также могут перегреваться. Макгоуэн рекомендует использовать эти лампы в осветительных приборах с хорошей вентиляцией. Лампы
CFL также имеют более короткий срок службы, когда их часто включают и выключают. Ванная комната может быть не лучшим местом. Например, для КЛЛ. Настольная лампа, торшер или свет в коридоре с большей вероятностью продлит срок службы лампы КЛЛ, сказал Макгоуэн.
Странный вид
Еще одна жалоба на лампы накаливания — их внешний вид. .КЛЛ, в частности, имеют фигурную форму.
«Форма штопора КЛЛ вызывала беспокойство у некоторых потребителей», — заявила представитель Lowe Карен Кобб.
«Мы слышали от клиентов, которые сказали, что это просто необычная форма, и она выглядит не так красиво, как лампы накаливания в их осветительных приборах», — сказал Кобб.
Рей-Барро сказал, что если вы не видите форму колбы, свет от КЛЛ ничем не отличается от света лампы накаливания.
Привычки
Отчасти то, что движет использованием дешевых, неэффективных ламп накаливания, заключается в том, что они просто знакомы.
«Это все, что люди знали на протяжении большей части своей жизни, и только последние пять, шесть лет эта проблема энергоэффективности стала более приоритетной», — сказал Рей-Барро.
Но светодиоды становятся все более популярными. По словам Кобба, за последний год в магазинах Lowe’s количество проданных светодиодных ламп увеличилось вдвое. По ее словам, в настоящее время каждая третья лампочка, приобретаемая в Lowe’s, представляет собой CFL или светодиодную лампу. По словам Кобба, популярность
LED отчасти объясняется тем, что потребители знакомы со светодиодами в других продуктах, таких как телевизоры и компьютеры.
Существенно подешевели и светодиодные лампы. Первые светодиодные лампы, появившиеся на рынке, стоили 30 долларов каждая. По словам Рей-Барро, сейчас некоторые производители предлагают светодиодные лампы всего за 10 долларов.
Поскольку стоимость продолжает падать, он прогнозирует, что светодиодные лампы станут «источником света по умолчанию».
Подпишитесь на @JolieLeeDC в Twitter.
Лампа накаливания | Типы лампочек
Какие они?
Лампа накаливания или лампа накаливания — это источник электрического света, работающий от накаливания, который представляет собой излучение света, вызванное нагреванием нити накала.Они выполнены в чрезвычайно широком диапазон размеров, мощности и напряжения.
Откуда они взялись?
Лампы накаливания являются оригинальной формой электрического освещения и используются уже более 100 лет. Хотя Томас Эдисон считается изобретателем лампы накаливания, существует ряд люди, которые изобрели компоненты и прототипы лампочки задолго до Эдисона.
Один из тех людей был британский физик Джозеф Уилсон Свон, который фактически получил первый патент на полную лампу накаливания. лампочка с углеродной нитью 1879 г.Дом Лебедя был первым в мире, который освещался лампочкой. Эдисон и Свон объединили свои компании и вместе они первыми разработали коммерчески жизнеспособную лампу.
Как они работают?
Лампа накаливания обычно состоит из стеклянного корпуса, содержащего вольфрамовую нить. Электрический ток проходит через нить накала, нагревая ее до температуры, при которой возникает свет.
Лампы накаливания обычно содержат стержень или стеклянную опору, прикрепленную к основанию лампы, что позволяет электрическим контактам проходить через колбу без утечек газа / воздуха.Небольшие провода, встроенные в стержень, поддерживают нить накала и / или ее выводные провода.
Стеклянный кожух содержит вакуум или инертный газ для сохранения и защиты нити от испарения.
Схема, показывающая основные части современной лампы накаливания.- Стеклянная колба
- Инертный газ
- Вольфрамовая нить
- Контактный провод (идет к ноге)
- Контактный провод (идет к базе)
- Опорные тросы
- Держатель для стекла / подставка
- Базовый контактный провод
- Резьба винтовая
- Изоляция
- Электрический ножной контакт
Где они используются?
Лампы накаливания не требуют внешнего регулирующего оборудования, имеют очень низкую стоимость производства и хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе.Они также совместимы с устройствами управления, такими как диммеры, таймеры и фотодатчики, и могут использоваться как в помещении, так и на открытом воздухе. В результате лампа накаливания широко используется как в домашнем, так и в коммерческом освещении, для портативного освещения, такого как настольные лампы, автомобильные фары и фонари, а также для декоративного и рекламного освещения.
Планируется, что к 2014 году производство многих ламп накаливания будет прекращено. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о Законе об энергетической независимости и безопасности 2007 года и о том, как он может повлиять на вас.
Другие полезные ресурсы
Типы освещения: лампы накаливания
Есть пять основных типов освещения:
- Лампа накаливания
- Флуоресцентный
- Разряд высокой интенсивности
- светодиод
Лампы накаливания
Томас Альва Эдисон изобрел лампу накаливания с разумным сроком службы. Льюис Латимер усовершенствовал его с помощью углеродной нити.
Лампа накаливания состоит из герметичной стеклянной колбы с нитью накала внутри.Когда электричество проходит через нить накала, она нагревается. В зависимости от температуры нити накала излучается излучение.
Температура нити накала очень высока, обычно более 2000 ° C или 3600 ° F. В «стандартной» лампе мощностью 60, 75 или 100 Вт температура нити составляет примерно 2550 ° C или примерно 4600 ° F. При таких высоких температурах тепловое излучение нити накала включает значительное количество видимого света.
Этот принцип получения света от тепла называется «накаливанием».«При такой высокой температуре 2 000 ° C около 5 процентов электрической энергии преобразуется в видимый свет, а остальная часть испускается в виде тепла или инфракрасного излучения.
Инструкции : Нажмите кнопку воспроизведения, чтобы увидеть, как работает лампа накаливания.
Как работает лампа накаливания
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание.
Как работает лампа накаливания
В лампочке накаливания электричество проходит вверх и через нить накаливания, заставляя ее нагреваться и ярко светиться.Чтобы нить накала не загорелась, весь кислород удаляется из колбы.
Давайте теперь рассмотрим несколько различных типов ламп накаливания.
Лампы накаливания стандартные
Стандартные лампы накаливания являются наиболее распространенными, но при этом наиболее неэффективными. Лампы большей мощности имеют более высокую эффективность (больше люмен на ватт), чем лампы меньшей мощности.
Инструкции : Нажмите кнопку «график» ниже, чтобы создать график, сравнивающий мощность и эффективность, а затем ответьте на вопрос ниже.
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание эффективности лампочки. Это будет расширено, чтобы предоставить больше информации.
Сравнение мощности и эффективности лампы накаливания
В таблице ниже сравнивается количество ватт лампы накаливания с ее эффективностью (люмен на ватт).
Вт (мощность) | 25 | 40 | 60 | 75 | 100 | 150 |
---|---|---|---|---|---|---|
КПД (люмен на ватт) | 8 | 12 | 14 | 15 | 17 | 19 |
На основании этих данных ясно, что с увеличением количества Вт увеличивается и КПД.
Вольфрамовые галогенные лампы
Галогенная лампа накаливания — это лампа накаливания, в которой газы из семейства галогенов запечатаны внутри колбы, а внутреннее покрытие отражает тепло обратно в нить накала. Светоотдача аналогична обычной лампе накаливания, но с меньшей мощностью. Галогены в газовой заправке уменьшают материальные потери нити накала, вызванные испарением, и увеличивают производительность лампы.
Лампа галогенная вольфрамовая
Трубчатые вольфрамово-галогенные лампы
Трубчатые вольфрамово-галогенные лампы обычно используются в торшерах типа «торшеры», которые отражают свет от потолка, обеспечивая более рассеянное и подходящее общее освещение.
Хотя они обеспечивают лучшую энергоэффективность, чем стандартная лампа A-типа, эти лампы потребляют значительное количество энергии (обычно потребляют от 300 до 600 Вт) и сильно нагреваются (трубчатая вольфрамово-галогенная лампа мощностью 300 Вт достигает температуры около 2600 Вт). ° C по сравнению с примерно 600 ° C для компактной люминесцентной лампы). Поскольку вольфрамово-галогенные лампы работают при очень высоких температурах (достаточно высоких, чтобы буквально поджарить яйца), их не следует использовать в светильниках с патронами, покрытыми бумагой или целлюлозой.
Трубчатая вольфрамово-галогенная лампа.
Галогенные лампы
Галогенная лампа часто на 10–20 процентов эффективнее обычной лампы накаливания с аналогичным напряжением, мощностью и ожидаемым сроком службы. Галогенные лампы могут иметь в два-три раза больший срок службы, чем обычные лампы. Насколько увеличится срок службы и эффективность, во многом зависит от того, используется ли высококачественный наполняющий газ (обычно криптон, иногда ксенон) или аргон. На изображении ниже показан снимок, сделанный инфракрасной камерой, на котором сравнивается тепло, выделяемое галогенной и компактной люминесцентной лампой.Зоны красного и белого цветов очень горячие, а синие зоны холоднее.
Сравнение тепла, выделяемого галогенными лампами и лампами накаливания.
Кредит: Лаборатория Лоуренса Беркли
Отражатель лампы
Рефлекторные лампы — Световые волны от лампочки распространяются во всех направлениях. Свет, идущий назад, бесполезен, когда свет больше всего нужен спереди. Рефлекторные лампы (тип R) предназначены для рассеивания света на определенных участках.
Рефлекторные лампы имеют серебряное покрытие по бокам, как и любое зеркало, поэтому все световые волны, проходящие через боковые стороны или заднюю часть, отражаются вперед.Поэтому они называются рефлекторными лампами, а также прожекторами, прожекторами и лампами точечного освещения.
Инструкции : Нажмите кнопки ниже, чтобы увидеть разницу между обычной и отражающей лампой накаливания:
Обычная лампа
Светоотражающая лампа
Лампы с параболическим алюминированным отражателем (PAR)
Лампы с параболическим алюминированным отражателем (PAR) (показаны на изображении ниже) также доступны с галогенной технологией для работы от 120 вольт.Стандартная лампа накаливания мощностью 150 Вт может быть заменена галогенной лампой меньшей мощности, что снижает потребление электроэнергии до 40 процентов.
Лампа с отражателем (тип R).
Электроэнергия лампы накаливания
Лампа накаливания, также известная как лампа накаливания, представляет собой электрический свет с проволочной нитью накаливания, которая дает свет, когда через нее проходит ток. Освещение лампами накаливания дешево в производстве, но очень неэффективно, поскольку они преобразуют только 5% энергии в свет.
Нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы узнать стоимость электроэнергии для одной лампы накаливания, работающей на 60 Вт в течение 5 часов в день по 0,10 доллара США за кВтч , имейте в виду, что вы можете редактировать числа в калькуляторе.
часов в день: Введите, сколько часов устройство используется в среднем в день, если потребление энергии меньше 1 часа в день, введите десятичное число. (Например: 30 минут в день — 0,5)
Power Use (Watts): Введите среднее энергопотребление устройства в ваттах.
Цена (кВтч): Введите стоимость, которую вы платите в среднем за киловатт-час, наши счетчики используют значение по умолчанию 0,10 или 10 центов. Чтобы узнать точную цену, проверьте свой счет за электроэнергию или взгляните на Глобальные цены на электроэнергию.
Сравнение светодиодных ламп, CFL и ламп накаливания:
LED | CFL | Лампа накаливания | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Срок службы в часах | 10,000 | 9,000 | 1,000 | |||||||||
Ватт (эквивалент 60 Вт) 10393 9039 | 9038 Стоимость лампочки | $ 2.50 | 2,40 долл. | 50 долларов | 70 долларов | 300 долларов | ||||||
Лампы, необходимые на 50 тыс. Часов | 5 | 5,5 | 50 | |||||||||
Общая стоимость 50 тыс. Часов при цене лампы | 62 доллара.50 | 83,20 долл. США | 362,50 долл. США |
* При условии 5 часов в день по цене 0,10 долл.