Современный рынок перенасыщен всевозможными видами источников света, и отдать предпочтение одному из них достаточно тяжело. Опыты по сравнению люминесцентных ламп и светодиодных доказали большую эффективность последних. Но для справедливой оценки нужно разобраться в особенностях их работы, сферах применения и посчитать, какие из них наиболее выгодно использовать в быту.
История создания газоразрядного источника света
Официальной датой изобретения люминесцентной лампы значится 1859 год. Хотя прообраз первого дневного источника света за 100 лет до этого изобрел Михаил Ломоносов. Стеклянный шар, заполненный водородом, загорался под влиянием электричества. В стадиях развития производства газоразрядных ламп участвовали такие известные личности, как Томас Эдисон и Никола Тесла, Карл Фридрих Моор и Питер Купер Хьюитт.
Однако окончательной модификацией источников дневного света оказалось устройство Эдмунда Гермера в 1926 году. Им и его командой было предложено покрывать стеклянные колбы люминофором, который преобразовывает ультрафиолетовый свет в однородный белый. Позже патент был куплен компанией General Electric, лампы получили свое распространение среди потребителей в 1926 году.
Принцип работы и классификация
В отличие от светодиодных, лампы люминесцентных типов, наиболее распространенных в производстве, требуют специальных пускорегулирующих устройств. Между двух электродов, находящихся на разных концах, горит дуговой разряд. Проникая сквозь газы и пары ртути, ток образует незаметное для человеческих глаз UF-излучение. Люминофор на стенках колбы поглощает ультрафиолет и превращает его в видимый свет.
Газоразрядные лампы бывают высокого и низкого давления. Первый тип используется в промышленности и для освещения нежилых помещений. Ртутные лампы высокого давления имеют маркировку РЛВД. Существует множество их модификаций, но все подвиды отличаются плохим качеством излучаемого света.
Люминесцентные лампы низкого давления широко используют в быту. Основные их классификации:
- Форма колбы – трубчатые и спиралеобразные.
- Потребляемая мощность.
- Спектр излучаемого цвета: белого ЛБ, дневного ЛД, естественного света ЛЕ.
- Назначение – зеленые ЛЗ, желтые или красные, ультрафиолетовые ЛУФ, синие рефлекторные ЛСР.
Каждый вид имеет свою сферу применения, поэтому важно выбирать лампы под определенное помещение.
Достоинства ламп дневного света
Люминесцентные лампы создают спектр, похожий на солнечное излучение. Источники типа ЛДЦ, ЛДЦЦ, ЛЕЦ, ЛЕЦЦ не искажают цветов. Они обеспечивают экономичный расход электроэнергии. Но самое главное, на что нужно обратить внимание при сравнении люминесцентных ламп и светодиодных, – равномерность распределения светового потока. Опыты показывают, что газоразрядные источники света освещают пространство и сбоку, и сзади, и спереди от себя.
Применение энергосберегающих ламп
Источники дневного света используют везде, где требуется естественное освещение: в музеях, для витрин магазинов, в лабораториях, в типографии. Линейные люминесцентные лампы устанавливают в банках и офисах. Яркий дневной свет дает сигнал о пробуждении в мозг человека и повышает работоспособность.
По сравнению с люминесцентными, светодиодные лампы хуже передают цвета. Энергосберегающие источники света не искажают оттенки предметов благодаря естественному освещению. Лампы типа CLEO используют в соляриях, в производстве для затвердевания UF-клея, в салонах красоты для сушки гель-лака. А также их используют в бюджетных светильниках для рассады и комнатных растений.
История создания светодиодов
Опыты, доказывающие свечение карбидокремниевого кристалла от электротока, были проведены в 1907 году Генри Джозефом Раундом и 14 лет спустя советским физиком Олегом Лосевым. Однако открытие светодиодов приписывают команде ученых под руководством Ника Холоньяка из университета Иллинойса. Ими были созданы красные источники света, пригодные для использования в промышленности. Но, по сравнению с люминесцентными лампами, светодиодные в это время не получили широкого распространения.
Зеленое и желтое свечение кристаллов было открыто в 1972 году. А настоящим прорывом стало изобретение японским инженером Суджи Накамурой синего светодиода, который вследствие соединения его с зелеными и желтыми лампами получил белое свечение. Активное применение таких источников стартовало лишь 10 лет назад. А повсеместно использование светодиодов началось в 2012-2013 годах.
Как устроена лампа
Светодиод является полупроводниковым прибором, который преобразует электричество в видимое свечение. Он состоит из чипа на подложке, корпуса с контактами и системы оптики. Разница светодиодных ламп и люминесцентных состоит в том, что преобразование электричества в свет происходит без значительных потерь мощности на нагрев, а яркость лампы можно регулировать благодаря встроенному управляющему блоку.
Яркость светодиода прямо пропорциональна проходящей через него силе тока. Однако под воздействием электричества материалы лампы нагреваются и плавятся. Для охлаждения необходим радиатор в теле осветительного прибора, что делает их большими по размеру, чем аналогичные люминесцентные лампы.
Достоинства светодиодных ламп и их недостатки
В конструкции светодиодов отсутствуют ртуть и опасные материалы. Они не требуют утилизации, не наносят ущерб природе. Светодиоды – отличное решение для семей с детьми и активными домашними животными. Помимо этого, они имеют и другие достоинства. Преимущества светодиодных светильников перед люминесцентными лампами:
- мгновенное включение без прогревания;
- возможность управления яркостью и цветом с помощью пульта;
- экономия электричества;
- большой порог рабочего напряжения (от 80 до 230 В);
- отсутствие нагрева корпуса лампы;
- бесшумная работа;
- обеспечение хорошей светопередачи и четкости предметов.
Чтобы окончательно определить, какая лампа лучше - светодиодная или люминесцентная, рассмотрим минусы последнего варианта. Главный недостаток этого вида – высокая стоимость. А также светодиоды имеют больший размер по сравнению с аналогичными энергосберегающими лампами из-за необходимости охлаждающего радиатора в конструкции. Это не позволяет использовать их в малогабаритных приборах. Еще один минус – прямая направленность света. Такое распределение излучения может показаться непривычным, поэтому некоторые покупатели предпочитают приобретать люминесцентные лампы.
Применение светодиодов
Отсутствие влияния частых включений света на работоспособность светодиодов позволяет использовать их в туалетах, кладовых, складах. Повсеместно светодиоды встречаются в уличном освещении из-за нечувствительности к низким температурам.
Их основные сферы применения:
- подсветка памятников архитектуры;
- освещение лестничных клеток;
- основное и декоративное освещение в быту;
- автомобильные фары;
- светофоры;
- игрушки, промышленные и бытовые индикаторы;
- подсветка экранов, дисплеев OLED.
Расчет замены люминесцентных ламп на светодиодные
Уровень освещенности около 1000 Люмен обеспечивает светодиодная лампа мощностью 11 Вт. При тарифе за электричество 4,53 р./кВт ч 60 минут ее работы обойдется в 5 копеек.
Тот же уровень яркости дает люминесцентная лампа мощностью 15 Вт. А стоимость часа ее работы – 6,8 копеек. При непрерывном использовании лампа прослужит ровно 13 месяцев.
Однако в домах редко требуется круглосуточное освещение, ведь примерное время работы приборов – 6 часов в день. Благодаря несложным подсчетам получается, что светодиодная лампа должна прослужить около 16 лет, а люминесцентная – 4 года и 5 месяцев.
За год работы ее придется заплатить 109 с половиной рублей. Шестнадцать лет службы будет стоить 1752 рубля. За этот же срок работы люминесцентные лампы нужно сменить 4 раза. Поэтому к общей сумме добавится стоимость покупки осветительных приборов.
Цена годовой работы люминесцентной лампы – 148 рублей, 90 копеек. Шестнадцать лет службы обойдутся ее обладателю в 2382,4 руб., не включая стоимости четырех замен источников света. Учитывая то, что люминесцентные лампы часто выходят из строя раньше заявленного производителем срока, выгода от использования светодиодов очевидна. Используя соответствие светодиодных ламп люминесцентным по яркости, можно сэкономить в 2–3 раза больше денег.
Выбор источников света нужно делать в зависимости от нескольких параметров: типа помещения, перепадов напряжения в сети, температуры окружающей среды. Светодиодные лампы более выгодны. Но из-за искаженной цветопередачи и односторонней направленности света использование их в некоторых случаях нецелесообразно.
