Какую лампу выбрать?
Рынок современных источников света предлагает покупателям большой выбор различных моделей ламп. Источники света, наиболее распространенные среди бытовых потребителей, можно отнести к трем категориям: хорошо известные лампы накаливания, компактные люминесцентные и светодиодные лампы. Каждый из этих типов ламп имеет как свои преимущества, так и недостатки. Рассмотрим каждый тип ламп в отдельности, а после этого сравним их между собой.
Лампа накаливания представляет собой сосуд, заполненный инертным газом или вакуумированный, внутри которого находится тугоплавкий проводник тока. Чаще всего роль проводника выполняет вольфрамовая спираль (нить накала). При протекании электрического тока через проводник, он нагревается до высокой температуры и распространяет вокруг себя тепловое электромагнитное излучение. Части спектра этого излучения лежат в области видимого и инфракрасного света. Но не вся энергия, потребляемая лампой, идет на излучение. Небольшая ее часть расходуется на процессы конвекции и теплопроводимости. КПД лампы накаливания зависит от уровня излучения, расположенного в видимой части спектра. Для его повышения увеличивают температуру нити накала. В идеале, достигнув температуры в 5770 К, можно получить отличное КПД. Но при такой цифре разрушается любой проводящий материал. Например, при температуре, близкой к температуре плавления вольфрама (3410 К), КПД лампы накаливания составляет 15 %. На практике же, большинство ламп такого типа достигают температуры в 2700 К и имеют КПД, равное всего лишь 5 %.
Компактная люминесцентная лампа является модернизированной версией обычной люминесцентной лампы. Ее трубчатая колба изогнута настолько, что позволяет размещать лампу в светильниках, изначально предназначенных для ламп накаливания. Еще одним важным отличием от обычной люминесцентной лампы является встроенная плата электронного пускорегулирующего аппарата (ЭПРА). В целом, конструкция компактной люминесцентной лампы создана только с одной целью - легкой замены устаревшей лампы накаливания. Принцип действия компактной люминесцентной лампы основан на электрическом разряде, который происходит в парах ртути. Разряд возникает в результате импульса высокого напряжения, приложенного к двум электродам колбы. При этом процессе создается ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет люминофором. Этим веществом покрыты стенки внутри колбы. Работа ЭПРА состоит из трех этапов:
- разогрев электродов (этот процесс делает возможным зажигание лампы при низких температурах и продлевает ее срок службы);
- зажигание лампы (генерируется высокое напряжение >1кВ, необходимое для пробоя газа);
- горение (поддержание на электродах лампы небольшого напряжения).
КПД компактной люминесцентной лампы примерно в 5 раз превышает этот же параметр лампы накаливания. Но несмотря на явную экономичность, у этой лампы есть и множество недостатков: опасные для человека пары ртути внутри ее колбы, повышенная требовательность к условиям эксплуатации, ненасыщенный спектр в видимой области света и высокая стоимость. Несмотря на заявленный производителями большой срок службы компактной люминесцентной лампы, на практике он оказался сравнимым со значением этого же параметра для устаревшей лампы накаливания.
Светодиодная лампа является самой молодой по сравнению с ее функциональными аналогами. Источником света в этой лампе выступают полупроводниковые приборы - светодиоды. Они могут использоваться в виде дискретных элементов, либо в виде светодиодов "COB" (Chip On Board). Технология COB представляет собой современное решение в области производства светодиодов. В ее основе лежит размещение множества светодиодных чипов на единой плате, которые покрыты общим слоем люминофора. Плата выполнена из специальных сплавов, по своей теплопроводности близких к меди. Такой подход позволяет получить неплохой теплоотвод и качественное освещение, без эффекта теней. Помимо источника света, светодиодная лампа содержит внешний радиатор и электронную плату драйвера питания. Внешний радиатор состоит из алюминиевых пластин, он необходим для охлаждения светодиода из-за большой потребляемой мощности. Электронный драйвер служит преобразователем сетевого переменного напряжения в постоянное, которое необходимо для питания полупроводникового светодиода. Обычно драйвер представляет собой выпрямитель с источником тока.
Явным преимуществом светодиодной лампы перед лампами других типов является срок службы. Его значение в несколько раз превышает аналогичный показатель люминесцентных ламп. Другим важным плюсом является экологическая безопасность. Светодиодная лампа не содержит опасных для здоровья компонентов. Световая отдача лампы этого типа тоже максимальная по сравнению с ее предшественницами. Отрицательными факторами являются большая цена лампы и неотъемлемое присутствие радиатора в ее конструкции.
Таблица сравнительных характеристик ламп разного типа (при рекомендованных производителем условиях эксплуатации) |
|||
Характеристика | Лампа накаливания | Компактная люминесцентная лампа | Светодиодная лампа |
Номинальная мощность, W | 60 | 12 | 9 |
Энергоэффективность, Lm/W | 10 | 70 | 90 |
Световой поток, Lm | 600 | 840 | 810 |
Температура цвета, K | 2700 | 4000 | 5000 |
Опасные вещества | нет | ртуть | нет |
Быстрый старт | есть | нет | есть |
Срок службы, часы | 1000 | 10000 | 50000 |
Стоимость, отн. коэф. | x1 | x10 | x20 |