Сучасний ринок перенасичений всілякими видами джерел світла, і віддати перевагу одному з них досить важко. Досліди порівняно люмінесцентних та світлодіодних ламп довели більшу ефективність останніх. Але для справедливої оцінки потрібно розібратися в особливостях їхньої роботи, сфери застосування і порахувати, які з них найбільш вигідно використовувати в побуті.
Історія створення газорозрядного джерела світла
Офіційною датою винаходу люмінесцентної лампи значиться 1859 рік. Хоча прообраз першого денного джерела світла за 100 років до цього винайшов Михайло Ломоносов. Скляна куля, заповнений воднем, спалахував під впливом електрики. У стадіях розвитку виробництва газорозрядних ламп брали участь такі відомі особи, як Томас Едісон та Нікола Тесла, Карл Фрідріх Моор і Пітер Купер Хьюітт.
Однак остаточної модифікацією джерел денного світла виявилося пристрій Едмунда Гермера в 1926 році. Їм і його командою було запропоновано покривати скляні колби люмінофором, який перетворює ультрафіолетове світло в однорідний білий. Пізніше патент був куплений компанією General Electric, лампи отримали своє поширення серед споживачів в 1926 році.
Принцип роботи і класифікація
На відміну від світлодіодних, люмінесцентних лампи типів, найбільш поширених у виробництві, вимагають спеціальних пускорегулювальних пристроїв. Між двох електродів, що знаходяться на різних кінцях, горить дуговий розряд. Проникаючи крізь гази і пари ртуті, струм утворює непомітне для людських очей UF-випромінювання. Люмінофор на стінках колби поглинає ультрафіолет і перетворює його у видиме світло.
Газорозрядні лампи бувають високого і низького тиску. Перший тип використовується в промисловості і для освітлення нежитлових приміщень. Ртутні лампи високого тиску мають маркування РЛВД. Існує безліч їх модифікацій, але всі підвиди відрізняються поганою якістю випромінюваного світла.
Люмінесцентні лампи низького тиску широко використовують у побуті. Основні їх класифікації:
- Форма колби – трубчасті і спіралевидні.
- Споживана потужність.
- Спектр випромінюваного кольору: білого ЛБ, денного ЛД, природного світла ЛЕ.
- Призначення – зелені ЛЗ, жовті або червоні, ультрафіолетові ЛУФ, сині рефлекторні ЛСР.
Кожен вид має свою сферу застосування, тому важливо вибирати лампи під певне приміщення.
Переваги ламп денного світла
Люмінесцентні лампи створюють спектр, схожий на сонячне випромінювання. Джерела типу ЛДЦ, ЛДЦЦ, ЛЕЦ, ЛЕЦЦ не спотворюють кольорів. Вони забезпечують економічний витрата електроенергії. Але найголовніше, на що потрібно звернути увагу при порівнянні люмінесцентних та світлодіодних ламп, – рівномірність розподілу світлового потоку. Досліди показують, що газорозрядні джерела світла освітлюють простір і збоку, і ззаду, і спереду від себе.
Застосування енергозберігаючих ламп
Джерела денного світла використовують скрізь, де потрібне природне освітлення: у музеях, для вітрин магазинів, в лабораторіях, в друкарні. Лінійні люмінесцентні лампи встановлюють у банках і офісах. Яскраве денне світло дає сигнал про пробудження в мозок людини і підвищує працездатність.
У порівнянні з люмінесцентними, світлодіодні лампи гірше передають кольори. Енергозберігаючі джерела світла не спотворюють відтінки предметів завдяки природному освітленню. Лампи типу CLEO використовують в соляріях, на виробництві для затвердіння UF-клею, у салонах краси для сушіння гель-лаку. А також їх використовують в бюджетних світильниках для розсади та кімнатних рослин.
Історія створення світлодіодів
Досліди, які доводять світіння карбідокремнієвої кристала від електроструму, були проведені в 1907 році Джозефом Генрі Раундом і 14 років радянським фізиком Олегом Лосєвим. Однак відкриття світлодіодів приписують команді вчених під керівництвом Ніка Холоньяка з університету Іллінойсу. Ними були створені червоні джерела світла, придатні для використання в промисловості. Але, в порівнянні з люмінесцентними лампами, світлодіодні в цей час не отримали широкого розповсюдження.
Зелене і жовте світіння кристалів було відкрито у 1972 році. А справжнім проривом стало винахід японським інженером Суджі Накамурою синього світлодіода, який внаслідок з’єднання його з зеленими і жовтими лампами отримав біле світіння. Активне застосування таких джерел стартувало лише 10 років тому. А повсюдно використання світлодіодів почалося в 2012-2013 роках.
Як влаштована лампа
Світлодіод є напівпровідниковим приладом, який перетворює електрика у видиме світіння. Він складається з чіпа на підкладці, корпусу з контактами і системи оптики. Різниця світлодіодних ламп люмінесцентних полягає в тому, що перетворення електрики в світ відбувається без значних втрат потужності на нагрівання, а яскравість лампи можна регулювати завдяки вбудованому керуючого блоку.
Яскравість світлодіода прямо пропорційна проходить через нього силі струму. Однак під впливом електрики матеріали лампи нагріваються і плавляться. Для охолодження необхідний радіатор в тілі освітлювального приладу, що робить їх великими за розміром, ніж аналогічні люмінесцентні лампи.
Переваги світлодіодних ламп та їх недоліки
У конструкції світлодіодів відсутні ртуть і небезпечні матеріали. Вони не вимагають утилізації, не завдають шкоди природі. Світлодіоди – відмінне рішення для сімей з дітьми та активними домашніми тваринами. Крім цього, вони мають і інші переваги. Переваги світлодіодних світильників перед люмінесцентними лампами:
- миттєве включення без прогрівання;
- можливість управління яскравістю і кольором з допомогою пульта;
- економія електрики;
- великий поріг робочого напруги (від 80 до 230 В);
- відсутність нагріву корпусу лампи;
- безшумна робота;
- забезпечення доброї світлопередачі і чіткості предметів.
Щоб остаточно визначити, яка лампа краще — світлодіодна або люмінесцентна, розглянемо мінуси останнього варіанту. Головний недолік цього виду – висока вартість. А також світлодіоди мають більший розмір у порівнянні з аналогічними енергозберігаючими лампами з-за необхідності охолоджуючого радіатора в конструкції. Це не дозволяє використовувати їх у малогабаритних пристроях. Ще один мінус – пряма спрямованість світла. Такий розподіл випромінювання може здатися незвичним, тому деякі покупці воліють купувати люмінесцентні лампи.
Застосування світлодіодів
Відсутність впливу частих включень світла на працездатність світлодіодів дозволяє використовувати їх в туалетах, коморах, складах. Повсюдно світлодіоди зустрічаються у вуличному освітленні із-за нечутливості до низьких температур.
Їх основні сфери застосування:
- підсвічування пам’яток архітектури;
- освітлення сходових кліток;
- основне і декоративне освітлення в побуті;
- автомобільні фари;
- світлофори;
- іграшки, промислові і побутові індикатори;
- підсвічування екранів, OLED дисплеїв.
Розрахунок заміни люмінесцентних ламп на світлодіодні
Рівень освітленості близько 1000 Люмен забезпечує світлодіодна лампа потужністю 11 Вт. При тарифі за електрику 4,53 р./кВт год 60 хвилин її роботи обійдеться в 5 копійок.
Той же рівень яскравості дає люмінесцентна лампа потужністю 15 Вт. А вартість години її роботи – 6,8 копійок. При безперервному використанні лампа прослужить рівно 13 місяців.
Однак у будинках рідко цілодобове освітлення, адже приблизний час роботи приладів – 6 годин в день. Завдяки нескладним підрахунками виходить, що світлодіодна лампа повинна прослужити близько 16 років, а люмінесцентна – 4 роки і 5 місяців.
За рік її роботи доведеться заплатити 109 з половиною рублів. Шістнадцять років служби буде коштувати 1752 рубля. За цей же термін роботи люмінесцентні лампи потрібно змінити 4 рази. Тому до загальної суми додасться вартість покупки освітлювальних приладів.
Ціна річної роботи люмінесцентної лампи – 148 рублів 90 копійок. Шістнадцять років служби обійдуться її власникові в 2382,4 руб., не включаючи вартості чотирьох замін джерел світла. Враховуючи те, що люмінесцентні лампи часто виходять з ладу раніше заявленого виробником терміну, вигода від використання світлодіодів очевидна. Використовуючи відповідність світлодіодних ламп люмінесцентних по яскравості, можна заощадити в 2-3 рази більше грошей.
Вибір джерел світла потрібно робити в залежності від декількох параметрів: типу приміщення, перепадів напруги в мережі, температури навколишнього середовища. Світлодіодні лампи більш вигідні. Але спотвореної кольору і односторонньої спрямованості світла використання їх у деяких випадках недоцільно.
