Как измерить коэффициент пульсации. Что такое пульсация светодиодных ламп? Проверка уровня пульсации светодиодных ламп
Сегодня мы рассмотрим тему пульсации освещения и нормированный параметр освещенности.
Как измерить коэффициент пульсации?
Эксперименты подтвердили, что свет неизбежно влияет на наше самочувствие. Слабая освещенность на рабочем месте — частая причина проблем со здоровьем, снижения концентрации, сбоев в психике, падению работоспособности.
Чрезмерно яркий свет, наоборот, является раздражающим фактором и может стать причиной стресса.
Лучшее решение — обеспечить правильное освещение, которое гарантирует оптимальную работоспособность.
Нормальные уровни освещенности четко регламентированы для каждого из видов помещений. Для этих параметров есть свои нормы и правила, о которых необходимо знать.
При этом функцию контроля берет на себя санитарно-эпидемиологическая служба.
Освещенность помещений: в чем измеряется?
Номинальная освещенность помещения в численном выражении – это световой поток, который опускается на плоскость под углом 90 градусов из расчета на одну единицу площади.
Если же падение света происходит под острым углом, то параметр освещенности изменится.
Полученный показатель будет уменьшаться прямо пропорционально упомянутому выше углу.
Единица измерения уровня освещенности — люксы. При этом один люкс равен одной единице светового потока (люмена) на квадратный метр.
Если рассматривать физическую единичную систему, то единица измерения освещенности — фоты. При этом 1 фот = 10 000 люксов.
Параметр освещенности будет меняться пропорционально силе света, исходящей от самого источника. Чем дальше находится освещаемый предмет, тем ниже его освещенность.
К примеру, в США и Англии единица освещенности другая. Там принято использовать «фут-канделу». Этот параметр отображает, что сила света, которая равна одной канделе, освещает предмет на расстоянии один фут от источника света.
В теории применяется еще несколько видов единиц измерений, но, как правило, они устарели, не признаются международной системой или представляют собой обычные производные от основного параметра (люкса).
Измерение освещенности помещения: основные методы и приборы
Чтобы определить уровень освещенности, можно использовать один из перечисленных ниже приборов — флэшметр, экспозиметр и экспонометр, люксметр или фотометр.
Главный прибор из данной группы, способный выдать параметр реальной освещенности (естественной или искусственной) — люксметр.
Они бывают аналоговые и электронные. Аналоговые приборы уже не выпускаются, остались только раритеты.
Его можно применять для решения следующих задач:
- измерения уровня освещения при аттестации (проверке) рабочих мест;
- снятия показателей освещенности и их сравнение с расчетными параметрами при выполнении работ по монтажу элементов освещения;
- контроль соответствия уровня освещенности в тех или иных помещениях действующим нормам;
- анализ параметров освещенности на соответствие расчетным параметрам в период проведения работ по монтажу осветительных элементов.
Сам люксметра работает на простом принципе. Внутри устройства встроен фотоэлемент. Когда на него направляется световой поток, внутри полупроводникового элемента освобождается мощный поток электронов.
Результатом является появление электрического тока. Величина последнего пропорциональна силе света, который освещает фотоэлемент устройства.
Как правило, именно этот параметр и отражен на приборной шкале.
В зависимости от типа фиксации контролирующего элемента (датчика) люксметр бывает двух видов:
- жесткая фиксация датчика (выполняется в форме цельного устройства, моноблока);
- с датчиком выносного типа, который подключается при помощи гибкого кабеля.
Для проведения простых измерений достаточно самого простого устройства — люксметра в форме моноблока, без дополнительных опций.
Если же требуется уточнение большего числа параметров при проведении профессиональных исследований, то лучше применять более сложные устройства — с опцией вычисления среднего параметра и встроенной памятью.
Большой плюс — применение в люксметре специальных светофильтров. С их помощью можно более точно вычислить параметр силы света, исходящий от осветительных приборов с различными оттенками цвета.
Кроме этого, устройства с выносным датчиком показывают большую точность измерений, ведь на них меньше действуют внешние факторы.
В свою очередь, наличие ЖК-дисплея на современных моделях существенно упрощает процесс снятия показаний с устройства.
Такие приборы, как эскпозиметры и экспонометры применяются в фототехнике.
Их задача — фиксация параметров освещенности экспозиции и яркости. Зная величину этих показателей, фотограф может добиться идеального качества фото.
В свою очередь, экспонометры выпускаются двух видов. Они бывают внешними и внутренними.
Задача флэшметра — измерение уровня освещенности в процессе фотографирования. В качестве вспомогательных элементов применяются осветительные устройства импульсного типа.
В новых фотоаппаратах флэшметр уже встроен. Его задача — регулирование мощности фотовспышки в зависимости от уровня освещения.
В профессиональных студиях, как правило, используются флэшметры выносного типа. Их особенность — наличие точной системы индикации, способной фиксировать не только падающие, но и отраженные лучи света.
Мультиметр (фотометр) — прогрессивный и более современный тип флэшметра. Его плюс — способность сочетания функций упомянутого нами прибора и экспонометра.
Коэффициент пульсации освещенности: сущность и нормы
Не секрет, что все осветительные приборы излучают неравномерный световой поток, имеющий различное число колебаний. Этот эффект скрыт от глаз, но его действие на здоровье человека весьма существенно.
При этом опасность света как раз и заключается в том, что его нельзя распознать, но результатом действия может стать расстройство сна, слабость, депрессия, сбои в работе сердца, дискомфорт и так далее.
Коэффициент пульсации освещения — параметр, который отражает силу изменения светового потока, направляемого на единицу поверхности в определенный временной промежуток.
Расчет коэффициента производится по простой формуле — максимальный параметр освещенности в определенный промежуток времени «минус» минимальный показатель за тот же промежуток времени.
Полученное число необходимо поделить на средний параметр освещенности и умножить на 100%.
Стоит учесть, что существующими санитарными правилами установлен верхний лимит на параметр коэффициента пульсации.
В месте организации рабочего места он не должен быть выше 20%. При этом чем ответственней вид деятельности у работника, тем ниже должен быть этот параметр.
Так, для офисных помещений и административных зданий, где подразумевается напряженный зрительный труд, коэффициент пульсации не должен быть больше 5%.
При этом в учет берется световой поток с пульсаций до 300 Гц, ведь более высокий параметр частоты просто не воспринимается организмом человека и не может оказывать на него какое-либо влияние.
Коэффициент пульсации: особенности измерения
Чтобы определить частоту пульсации освещения, можно воспользоваться простым и эффективным прибором — измерителем освещенности, пульсации и яркости.
Его функциональность позволяет определить:
- уровень яркости мониторов и приборов искусственного освещения;
- уровень освещенности комнаты;
- пульсации освещенности всех видов мониторов;
- пульсации волн света, появляющихся при мерцании разных светильников.
Принцип действия основной группы устройств (пульсметра, яркометра и люксметра) — контроль уровня света посредством фотодатчика, после чего происходит преобразование сигнала и результат можно увидеть на ЖК-дисплее.
Люксметр-Пульсметр-Яркомер Эколайт-02 .
Чтобы определить коэффициент пульсации, можно пойти двумя путями — провести самостоятельный анализ или воспользоваться компьютерной программой.
Самые популярные устройства для вычисления пульсаций — «Эколайт — 01 (02)» и «Люпин». Если необходимо анализировать данные на компьютере, то можно использовать специальный софт — «Эколайт-АП».
Главное отличие устройств для измерения пульсаций — качество фотоэлементов, вид источников питания (аккумуляторов) и уровень чувствительности.
Максимальный коэффициент пульсации имеют светодиодные лампы (иногда этот параметр может достигать 100%). Лампы накаливания и люминесцентные лампы имеют меньший коэффициент пульсации.
К примеру, у первых коэффициент пульсации не больше 25%. При этом качество и цена источника света не важны, ведь даже дорогостоящие лампы могут иметь высокий коэффициент пульсации.
Нормы освещенности
Сегодня для каждого типа помещения устанавливается своя норма освещенности, а также предельно допустимые коэффициенты пульсации.
К примеру, для торгового зала в продуктовом магазине, максимальный параметр коэффициента пульсации — 15%, а уровень освещенности — 300 лк, для отдела стройматериалов, спорттоваров и сантехники- 10% и 200 лк, для отдела посуды, магазина игрушек и одежды — 20% и 200 лк, для примерочных — 20% и 300 лк и так далее.
Соответственно, свои нормы освещенности есть для детских садиков, жилых помещений, медицинских учреждений, автомоек и так далее.
Как снизить пульсацию освещения?
В последние годы все большее значение отдается контролю пульсации, исходящей от источников освещений.
При завышении этих параметров принимаются все меры для их нормализации (снижения).
Реализуется это одним из следующих методов:
- Использованием осветительных устройств, работающих от переменного тока (частота должна быть больше 400 Гц).
- Монтажом в светильник компенсирующего устройства ПРА, а также подключением ламп со сдвигами. Для первой лампы характерен отстающий ток, а для второй — опережающий.
- Установка простых светильников на разные фазы (потребуется трехфазная сеть).
- Применение светильников с ЭПРА.
Выбор одного из вариантов, с помощью которого можно добиться оптимального параметра коэффициента пульсаций, зависит от условий реализации для каждого из конкретных случаев.
Есть помещения, где светильники подключены лишь к одной из фаз, что делает монтаж к различным фазам весьма сложной задачей.
Удобнее всего — купить специальные светильники с ЭПРА. Их преимущество — соответствие всем санитарным нормам. При этом можно отдельно смонтировать ЭПРА в уже готовые устройства.
Коэффициент пульсации и нормы освещенности: основные документы
Главный документ, в котором прописаны все требования в отношении коэффициентов пульсаций и норм освещенности — Свод правил СП (выпущен под номером 52.13330.2011 ).
Он был выпущен в 2011 году и представляет собой СНИП 23-05-95 , где прописаны ключевые требования законов страны в отношении международных нормативов, энергетической эффективности и техники безопасности.
В Своде правиле есть наиболее важные требования к коэффициенту пульсации и освещенности в различных типах помещений — жилых, промышленного типа и общественных.
Контроль освещенности и уровень пульсаций искусственного освещения необходим не только для формального прохождения аттестации рабочего места или же плановой проверки со стороны санэпидстанции.
Это важно для здоровья человека, ведь отклонение от действующих показателей может привести к нарушениям самочувствия всех сотрудников, которые находятся в помещении.
Как следствие, снизится работоспособность, уменьшится рентабельность компании и упадет прибыль.
Не меньшее действие оказывает и свет в жилых помещениях. Та же пульсация не видна глазу, но может постепенно воздействовать на здоровье людей.
Вот почему так важен ответственный подход к выбору компьютерной техники и осветительных устройств.
Соблюдение норм — шанс избежать негативных последствий, защитить своих сотрудников и себя лично. Также использование позволит регулировать уровень освещенности в отдельных зонах помещений.
Коэффициент пульсации освещенности в осветительных установках. Метод расчета.
Пульсации светового потока возникают при питании источников света переменным или импульсным током. Человек зрительно различает пульсации светового потока с частотой, меньшей критической частоты слияния мельканий, лежащей в диапазоне от 35 до 60 Гц в зависимости от области сетчатки глаза, воспринимающей излучение: для фовеальной области КЧСМ составляет 40…55 Гц, для парафовеальной она возрастает до 55…60 Гц, на крайней периферии снижается до 35…40 Гц. Таким образом, пульсации светового потока сильнее заметны периферическим зрением.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. СП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*.
2. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».
3. ГОСТ Р 54945-2012 Здания и сооружения. Методы измерения коэффициента пульсации освещенности.
4. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Знак. – 972 с: ил.
Если посмотреть на светодиодную лампочку через смартфон или видеокамеру, то можно обнаружить сильное мерцание. Если оно отсутствует, то можно попробовать приблизиться к лампочке на расстояние 20-30 см. У качественных светодиодных ламп качественный драйвер, в результате никакого мерцания не будет (у некоторых некачественных ламп мерцание может появиться через месяц-другой).
Также проверить наличие мерцания можно и при помощи карандашного теста. Для этого нужно просто помахать карандашом и посмотреть, остается ли след.
И конечно же мерцание (пульсации) можно измерить при помощи специальной аппаратуры).
Мерцающие лампы стоит ставить в коридор, туалет и любое другое помещение, где не проводишь много времени.
Самой первой светодиодной лампой у меня была Ikea LEDARE GU10 (802.559.07). После галогенных светодиодные лампочки порадовали меня отсутствием ультрафиолетового излучения, а также отсутствием мерцания.
200 лм для лампочки конечно оказалось маловато. Но для чтения хватало 5 лампочек, причем благодаря направленному свечению спотовых светильников. Что интересно, одна из галогенная лампочек прожила 2 года, тогда как первые четыре сгорели менее, чем за год. Интересно, 4 светодиодные лампы в том же светильнике как-то продлевают срок службы пятой галогенной или нет?
Следующими приобрел пару ламп свечек Ikea Ledare 402.540.90 E14 7W 400lm. Цветопередача у этих икеевских ламп заметно лучше, чем у многих других. Да и 400 люмен - в два раза больше 200. Перед покупкой я боялся, что в светильнике с лампами, расположенным горизонтально полу, светодиодные свечки не справятся из-за ограниченного угла. Но светили они неплохо. Правда, они заметно шире обычных ламп накаливания, так что поместятся не в любой светильник. И все бы ничего, тем более при такой цене, но эти светодиодные лампы мерцают
Следующими приобрел десяток светодиодных лампочек Philips E27 8W 9290002488. Взял сразу много, потому что был уверен, что Филипс производит качественную продукцию, а цена на распродаже в Ашане составляла всего 159 рублей. Позже обнаружил, что лампочки были произведены еще в 2010 году. Хотя на коробке написано 600 люмен, они заметно тусклее икеевской лампы E27 с маркировкой 600 люмен. При этом лампа Икеа Ледаре еще и больше по размеру, да мощность у нее выше. Всё бы ничего, но данные светодиодные лампочки Philips мерцают
В потолочном светильнике Евросвет (Eurosvet) 4807/12 помимо 12 галогенных ламп G4 используется и светодиодная подсветка. Мерцание светодиодов также можно заметить на камеру.
При этом галогенные лампы G4 в этой люстре не получится заменить на светодиодные. G4 - наверное, самый неподходящий конструктив для изготовления светодиодных ламп. Уж слишком маленький размер, чтобы туда можно было поместить хорошо светящие и качественные диоды, чтобы они еще и нормально охлаждались. 3 Вт - это пока практический предел для такого корпуса именно из-за проблем с теплоотводом, причем даже такие лампы могут сгореть очень быстро.
Но помимо низкой освещенности, в данной люстре еще приходится столкнуться с тем, что трансформатор рассчитан на активную нагрузку. Даже если светодиодные лампы с ним заработают (в том числе, если часть ламп оставить галогенными), мерцание будет просто кошмарным.
Чтобы поставить в люстру с цоколем G4, рассчитанную на галогенные лампы, светодиодные лампы, потребуется установка импульсного стабилизированного блока питания.
А также другие светильники Евросвет с цоколем G4 и пультом дистанционного управления!
Родители после моих опытов со светодиодными лампами и значительным сокращением счетов за электричество, также решили их попробовать. В магазине им предложили лампочки Gauss Elementary. Стал читать про этот "бренд", пишут, что их продукция присутствует только в России. Страницы на немецком могут попадаться, но реального присутствия в магазинах и тестирования за рубежом якобы нет. Также прочитал, что это китайские лампы по сильно завышенной цене, не соответствующей качеству. Цена в 310 рублей за лампу мне действительно казалась слишком завышенной для середины прошлого года. К счастью, данные лампы вообще не мерцают, если смотреть через видеокамеру:
(обновление) Снял светодиодные лампы Gauss Elementary повторно. Мерцание очень хорошо видно. Интересно, оно появилось со временем (прошло всего пару месяцев), или просто при съемке в первый раз камера была слишком далеко?
А вот помимо надписи Gauss Elementary я ничего другого на лампе не обнаружил. У ламп Филипс и Икеа маркировка конечно намного подробнее.
После таких опытов у меня остается сомнение, стоит ли верить всяким "Интернет-знатокам". Хотя ammo1 измерил индекс цветопередачи светодиодных свечек EB103101106, и он оказался равен 72,8, при том что на коробке написано >90. Может, с той же маркировкой сейчас идут уже другие лампы, но это тогда вообще странный шаг. Да и другие лампочки Гаусс уже могут мерцать.
Что касается проблемы с мерцанием, то ее иногда можно решить. Например, один из покупателей Ikea Ledare e14 802.489.93 на входе после моста поставил дополнительно конденсатор 2.2 мкФ на 400вольт, а на выходе поменял 220мкФ на 50В. К сожалению, не понимаю в электронике, так что подтвердить это не могу. Но если решение такое простое, то почему его не использует производитель? Потому что конденсаторы высыхают, а лампочки сильно нагреваются и способствуют этому?
Тестирование лампочек проводят многие, но одного российского ресурса вроде ledbenchmark.com с самыми популярными светодиодными лампами пока нет.
Кстати, очень полезно на лампе маркером писать дату установки. В будущем это поможет с легкостью определить, как долго она проработала. 20, 30 и тем более 55 тысяч часов - это очень приличный срок, так что все позабудется через годы. Да и с такой надписью легче следить, не сгорела ли лампа до окончания гарантийного срока.
Сразу перейдем к данным статистики по характеристикам коэффициента пульсации всем известным лампам:
- Светодиодная лампа: 0,5 - 30%
- Лампа накаливания или галогенная лампа: 7%
- Индукционная лампа: 1 - 5 %
- Газоразрядная лампа с ПРА: 30 - 45%
- Газоразрядная лампа с ЭПРА: 5 - 35%
Аннотация
При выборе источника света уделяйте серьезное внимание такой характеристике как коэффициент пульсации светового потока. Неграмотный выбор освещения может сильно повлиять на здоровье, повышенную утомляемость, и даже привести к серьезным травмам.
Основные причины формирования пульсации светового потока разнообразных источников света:
Светодиодная лампа.
Не всем известно, что для работы светодиодов требуется постоянное низкое напряжение, Для получения этих характеристик применяют блок питания или драйвер, который понижает напряжение сети и стабилизирует по току. Световое излучение в светодиоде образуется при прохождении электрического тока через p-n переход (границу полупроводникового и проводящего материала) и рекомбинации.
В процессе работы (от включения до стабильного состояния) происходит изменение собственного сопротивления, которое связано от собственного незначительного нагрева. В результате чего вольт амперные характеристики динамически меняются. Некачественный блок питания не обеспечивает стабилизацию и приводит к деградации светодиода. Пульсация плохо стабилизированного напряжения блока питания напрямую отражается на световом потоке светодиода. В результате этого и возникают пульсации светового потока, которые могут составлять до 30%. При использовании качественных электронных элементов и правильной электрической схемы драйвера, достигается низкий коэффициент пульсации светового излучения светодиода от 0.5 до 5%.
Лампа накаливания и галогенные лампы.
Питание от переменного напряжения 220 вольт с частотой 50Гц Переменный напряжение за один период частоты имеет положительную и отрицательную амплитуду, поэтому лампа накаливания должна бы пульсировать 100 раз в секунду. Так как в лампе накаливания спираль выполнена из металла вольфрама, нихрома и т.д. при прохождении электрического тока нагревается и испускает световой поток - энергетически идет перераспределение и преобразование световой и тепловой энергии. Данные связь световой и тепловой энергии взаимосвязаны между собой и обладают большой инерционностью перехода в единицу времени. В следствие с этим, пульсация света мала, и находятся в пределах 7%.
Индукционная лампа.
У индукционной лампы принцип работы основан на газовом разряде и электромагнитной индукции. Электронный пускатель - балласт формирует высокочастотный ток, который протекает по катушке на магнитном сердечнике. Индукционная катушка в высокочастотном электромагнитном поле создает газовый разряд, в результате чего ультрафиолетовый спектр излучения вызывает свечение люминофора. За счет этого достигается низкий коэффициент пульсации светового излучения (1 - 5%).
Газоразрядная лампа с ПРА
К ним относятся металлогалогенные, натриевые, люминесцентные, неоновые и ксеноновые лампы. Для работы этих лампы требуется использование пускорегулирующего аппарата (ПРА). При подаче напряжения на осветительный элемент, система ПРА формирует импульс высокого напряжения (Кв), в результате чего в лампе формируется дуга - система запуска. Последствием «зажигания лампы» выдача высокого напряжения импульса прекращается, возникает ультрафиолетовое излучение в результате электрического разряда. Под воздействием ультрафиолетового спектра излучения, видимый свет излучается люминофором, который покрыт на внутренней стороне колбы лампы. Питания в рабочем режиме лампы, также происходит от 220 вольт переменным напряжением и частотой 50 Гц частоты. Однако, при переходном этапе в паузах, при сетевом напряжении через ноль от положительной амплитуды к отрицательной и наоборот - происходит деонизация газа. Пульсации с коэффициентом светового потока данных ламп достигает 45%.
Газоразрядная лампа с ЭПРА.
Немного по-другому обстоят дела с использованием ЭПРА - электронным ПРА. В системе ЭПРА инвертор напряжения работает на высокой частоте до 40кГц, тем самым обеспечивает лампе низкую пульсацию светового потока до 5%. Из-за технологических особенностей в лампе высокого давления применение высокочастотных характеристик невозможно, что также приводит к снижению пульсации светового потока.
Мы вкратце вспомнили историю искусственного освещения, а также немного поговорили о том, какие основные параметры есть у энергосберегающих ламп вообще и светодиодных ламп в частности. Сегодня, как и было обещано, мы перейдем к замерам и сравнениям (однако пока что без раскручиваний).
А стоит ли оно того?
Прежде всего меня волновал очевидный вопрос – все же, так ли сказочно эффективны обычные светодиодные лампы, которые можно купить в магазине, в реальных условиях? Чтобы ответить на него, я решил замерить освещенность, создаваемую в моей комнате разными лампочками, вкрученными в одну и ту же (мою) люстру. Исходно в ней стояли три двадцативаттных КЛЛ «Эра»; для сравнения я взял три светодиодных лампы Gauss по 12 Вт (утверждается, что это аналог 100 Вт лампы накаливания) и, для чистоты эксперимента, три обычных лампы накаливания по 95 Вт. Измерения проводились в центре комнаты, то есть именно там, где яркость освещения мне наиболее интересна и необходима. Скажу сразу - с точки зрения фотометрии это, наверное, не совсем корректно; но вот с точки зрения обычной жизни такое сравнение, как мне кажется, представляет основной интерес, так как отражает поведение лампочки не в интегрирующей сфере, а в самой обычной люстре.Измерения проводились люксометром Mastech MS6610 . Стороннюю засветку я исключил плотными шторами (при выключенном освещении прибор показывал ноль люкс). Поскольку световой поток люминесцентных и светодиодных ламп зависит от их температуры, значения освещенности снимались два раза – сразу после включения и после десятиминутного прогрева (эмпирически было выяснено, что после десяти минут работы освещенность изменяется крайне незначительно). Лампы накаливания, разумеется, прогревать не надо, поэтому для них измерение проводилось только один раз, сразу после включения, чтобы не испортить люстру, расчитанную, если мне не изменяет память, максимум на 40 Ватт (для лампы накаливания) в каждом рожке. Результаты сего опыта можно наблюдать в таблице ниже.
Ну что же, видно, что этом тесте светодиодные лампы (как минимум те, что были у меня) и правда превосходят все, что ныне можно вкрутить в обычный патрон E27 (за исключением, может быть, какой-нибудь экзотики). С лампами накаливания все понятно – я и так догадывался, что результат будет не слишком впечатляющим. Интереснее сравнить светодиодные лампы и все еще популярные КЛЛ.
Сразу бросается в глаза, что за первые десять минут КЛЛ изменяют яркость почти в пять раз. На практике это означает, что для бытового сценария «зашел в комнату (кладовку) на две минуты найти что-то» они подходят хуже всего – к моменту выхода на рабочий режим их скорее всего уже выключат. Это помимо того, что газоразрядные лампы и так плохо переносят частые включения, хотя, положим, в кладовке они могут быть и не такими частыми, но, тем не менее, непродолжительными. Светодиодные лампы, напротив, несколько снижают яркость по мере прогрева – падение напряжения, а, следовательно, и мощность (при постоянном токе) на нагретом светодиоде меньше. Тем не менее, разница в яркости здесь не носит такого сногсшибательного характера, как в случае КЛЛ (что косвенно говорит о достаточно хорошем теплоотводе конкретно в этих лампах). К слову, видно, что и после прогрева разница все еще в пользу светодиодов, хотя ее размер таков, что можно считать освещенность, создаваемую и теми, и другими, примерно равной. Однако мы говорим о примерно равной освещенности, создаваемой двадцативаттной КЛЛ и двенадцативаттной LED-лампой – экономия по мощности почти в два раза. Про лампы накаливания можно даже не говорить – при во много раз большей мощности потребления по создаваемой освещенности они проигрывают и КЛЛ, и светодиодам. Кроме того, как я уже упоминал выше, девяностопятиваттные лампы в мою люстру вкручивать вообще нельзя, так что в реальности с лампами накаливания я бы не получил даже этих ста люкс. Разумеется, такое ограничение связано с нагревом.
Лампы накаливания, очевидно, уже сошли с дистанции, так что давайте сравним КЛЛ и светодиодную лампу по нагреву.
Эти изображения также были сняты после десятиминутного прогрева. Видно, что КЛЛ греется до ста градусов и более, в то время как максимальная температура светодиодной лампы составляет лишь около шестидесяти. То есть, возможность обжечься об КЛЛ, в принципе, существует (белок начинает сворачиваться при восьмидесяти градусах Цельсия), в то время как со светодиодной лампой это невозможно в принципе. Мелочь, но приятно.
Больше промеров
Итак, мы разобрались, что с точки зрения тех характеристик, которые приходят в голову первыми, светодиоды явно лучше. Время поговорить о более тонких материях, таких как коэффициент мощности и коэффициент пульсаций. Об этих хактеристиках почему-то вообще вспоминают редко, и, разумеется, их (пока что?) никогда не пишут на упаковках, а зря.Коэффициент пульсаций является очень важным показателем. Несмотря на то, что изменения яркости с частотой более 16 – 20 Гц наш мозг сознательно не обрабатывает, эффект от них вполне заметен. Существенные пульсации общей освещенности могут привести к повышенной утомляемости, мигреням, депрессиям и прочим малоприятным вещам по части психики. Нормируется этот показатель в СНиП 23-05-95 . Там очень много разных таблиц, но, в целом, из них можно вынести, что коэффициент пульсаций общего освещения не должен превышать 20%. Стоит оговориться, что разговор обо всем этом имеет смысл до частоты около 300 Гц, поскольку далее на изменения освещенности уже не успевает реагировать сама сетчатка, и потому в этом случае в мозг просто не приходит раздражающего сигнала.
Коэффициент мощности для конечного потребителя, в принципе, неважен. Этот параметр показывает отношение активной мощности, потребляемой прибором, к полной мощности, учитывающей реактивную часть, не производящую полезной работы, но, в частности, греющую провода. Также распространено название «косинус фи» - это все оттого, что интересующая нас величина может вводиться как косинус некоторого условного угла. Максимальное, идеальное значение коэффициента мощности – 1. Бытовые счетчики учитывают только активную мощность, ее же пишут на упаковках; для потребителя в этом смысле проблем нет. Однако, если мы говорим о глобальных масштабах (например, миллионный город, целиком освещаемый светодиодными светильниками), низкий коэффициент мощности может создать большие проблемы энергетикам. Поэтому его оценка – оценка лампы в смысле светлого светодиодного будущего.
Мощность и коэффициент мощности я мерял головкой muRata ACM20-2-AC1-R-C . Коэффициент пульсаций измерялся осциллографом Uni-Trend UTD2052CL , к которому подключалась следующая схема:
Кому интересно, это классический частотно-компенсированный преобразователь «ток-напряжение» на операционном усилителе, дополненный искусственной средней точкой. Питается, для исключения наводок, от батареи. Диод BPW21R – прибор фотометрического класса с характеристикой, компенсированной согласно чувствительности человеческого глаза. Документация гарантирует линейность тока в зависимости от освещенности в фотогальваническом режиме, так что схема выдает напряжение, прямо пропорциональное освещенности фотодиода и вполне годится для измерений коэффициента пульсаций. Определяется он, кстати, как отношение размаха пульсаций к удвоенному среднему значению. И размах, и среднее значение входят в стандартные автоматические измерения любого современного цифрового осциллографа, так что с этим проблем нет – остается только удвоить и поделить. Сравнения результатов измерений этой импровизированной конструкцией со значениями, выдаваемыми прибором «ТКА-ПУЛЬС» (Госреестр), показали расхождение измеренного коэффициента пульсаций не более процента.
Итак, результаты замеров для ламп, которые оказались у меня под рукой:
С цоколем E27:
С цоколем E14:
Про лампу Wolta стоит поговорить отдельно
На упаковке читаем гордую надпись:
«Оптимальная для глаз частота мерцания». Офигеть! Что там за частота-то такая? Может быть, они имеют в виду, что она далеко за пределами регламентированных санитарными нормами трехсот Герц?
На осциллографе видим:
100 Гц, коэффициент пульсаций 68%. По СанПиН не проходит. Что они понимают под оптимальностью - загадка…
Как мы видим, здесь у светодиодных ламп не все так радужно. Тут же выясняется очень интересный факт – похоже, что о качестве светодиодных ламп нельзя судить только по производителю; одни и те же бренды, вообще говоря, ставят как рекорды качества, так и антирекорды. Надо отметить, что общий вердикт, представленный в таблице, я выносил, придавая большее значение коэффициенту пульсаций, чем коэффициенту мощности, по причинам, изложенным выше. Но даже коэффициент пульсаций в 1% не может до конца оправдать коэффициент мощности, равный 0.5, в случае промышленного изделия, продаваемого миллионными тиражами. Впрочем, для дома лучше взять такую лампу, чем изделие с единичным коэффициентом мощности и уровнем пульсаций в 50%.
Разумеется, лампы с коэффициентом пульсаций более 20% категорически не подходят для общего освещения (в люстру по шесть штук такое вкручивать не стоит). К слову, для упомянутых мной КЛЛ «Эра» он составляет чуть менее 10%, а для классической лампы накаливания - около 13%.
Последние параметры, о которых можно вскользь поговорить, это цветовая температура и индекс цветопередачи. Несмотря на то, что они формализуются, на бытовом уровне все сводится к «нравится/не нравится». Должен сказать, что все протестированные лампы в этом плане меня порадовали - ни у одной не было явного уклона в синеву или избыточную желтизну, все имели приятный белый оттенок. Но это, разумеется, на мой вкус, и только.
В следующих статьях мы наконец-то посмотрим, что у ламп внутри, и попытаемся разобраться, какие внутренние причины делают хорошие лампы хорошими, а плохие – плохими.