Срок службы электрических ламп. Лампа накаливания

Несмотря на действие закона об энергосбережении, ограничивающем производство и реализацию ламп накаливания (далее - ЛН ) определенной мощности (с июля 2011 г - 100 Вт и более, с 2013 - 75 Вт и более, с 2014 - 25 Вт и более), эти традиционные лампы, ставшие менее используемыми, тем не менее, не вышли полностью из обращения.

Это обусловлено, прежде всего достаточно высокой на сегодняшний день стоимостью альтернативных источников света, использующих энергосберегающие технологии - светодиодных , энергосберегающих ламп.

Исходя из заявлений изготовителей, принято считать, что продолжительность срока службы ЛН составляет в среднем 1000 часов. На самом деле, это условное значение, которое во многом зависит от многих условий эксплуатации ЛН , наиболее значимые из которых рассмотрены ниже:

Стабильность номинального напряжения . Так, эксплуатация ЛН при его незначительном превышении всего на 4% сокращает их срок службы на 40%, а превышение на 6% сокращает срок службы вдвое.

И напротив: эксплуатация ЛН при пониженном напряжении существенно увеличивает их ресурс. Уменьшение напряжения на 10% увеличивает рабочий ресурс ламп в несколько раз. Поэтому, при покупке, для увеличения срока службы, целесообразно выбирать лампы, рассчитанные на напряжение 230-240 В.

Механические воздействия на ЛН (вибрации, удары в ходе эксплуатации). Их наличие, крайне неблагоприятно сказывается на ресурсе ламп, особенно во время работы последних.

Поэтому, увеличение длительности срока их службы предполагает исключение подобных механических воздействий. В случае, если при определенных условиях эксплуатации выполнение этого условия не представляется возможным, вместо ЛН имеет смысл использовать лампы другого типа.

Температура окружающей среды . Выход ламп этого типа из строя в момент их включения, особенно при низких температурах - далеко не редкость. Причина тому - сильный перепад температур в нити накаливания при включении, сопровождающийся протеканием в ней больших токов из-за пониженного сопротивления спирали, обусловленного низкой температурой окружающей среды.

Для ограничения напряжения в момент включения ЛН во избежание их преждевременного выхода из строя, в качестве коммутационного аппарата управления освещением рекомендуется использовать устройства плавного пуска ламп или диммирующие устройства.

В случае, если к качеству освещения не предъявляются высокие требования (например, для освещения лестничных клеток подъездов, хозяйственных помещений и пр.) для ограничения питающего напряжения можно использовать последовательно включенный в питающую цепь лампы диод.

Для этого подойдут диоды серии Д226, КД209, КД105. расположить диод можно в распаячной коробке или установочной коробке выключателя.

На сегодняшний день лампы накаливания практически вытеснены с рынка альтернативными источниками. Это происходит не только потому, что они морально устарели, но и из-за их низкой эффективности и высокого энергопотребления. Несмотря на это, мы по привычке или из-за недостатка времени выбираем лампы накаливания, опираясь при выборе на низкую стоимость.

Нужно ли нам на минутку остановиться и выбрать более эффективную лампу? Не потеряем ли мы больше, когда покупаем дешевую лампочку Ильича? Многие из нас наслышаны о выгоде использования современных светодиодных ламп. Мы решили провести смелое сравнение, минуя промежуточный этап – люминесцентную лампу (сравнение с ней в ).

Основные отличия

Энергопотребление ламп

Энергопотребление светодиодной лампы составляет около 10% от потребления лампы накаливания.

Спектр света

Лампы накаливания излучают более жёлтый спектр света, в отличие от светодиодных, которые имеют заливающий свет близкий к естественному.

Нагрев корпуса лампы

Лампа накаливания мощностью 25 Вт нагревается до 100 градусов Цельсия, о неё можно легко обжечься! За 30 минут работы температура может достигать 250 градусов. Лампа накаливания считается пожароопасной, при соприкосновении с текстилем её колба нагревается ещё сильнее. Например, солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 60-70 минут. Поэтому нагрев лампы требует термостойкой арматуры светильников.

Светодиодная лампа, напротив, является пожаробезопасной. Максимальный нагрев её корпуса составляет 40-50 градусов Цельсия и за время работы остается постоянным. Поэтому светодиодную лампу можно использовать рядом с легковоспламеняющимися материалами.

Экологичность

Лампа накаливания создаёт инфракрасное и ультрафиолетовое излучение. Долгий взгляд на включенный прибор и длительное пребывание может оказывать негативное влияние на зрение — высушивать слизистую оболочку глаз. Ультрафиолетовые лучи могут вызвать преждевременное старение кожи и ожог сетчатки. В LED лампе отсутствует инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, в ней нет нити накала, которая раздражает органы зрения, а также отсутствуют любые токсические элементы, поэтому светодиодная лампа считается экологически чистой как в процессе эксплуатации, так и после.

Коэффициент полезного действия – это эффективность преобразования энергии в свет. У светодиодной лампы он достигает 90%.

Срок службы

Срок службы светодиодной лампы в 50 раз больше по сравнению с номинальным сроком службы лампы накаливания.

Другие недостатки лампы накаливания

хрупкость, чувствительность к удару и вибрации.

Стоимость ламп

Лампа накаливания является самой дешевой, а светодиодная наиболее дорогой, хотя стоимость последней с каждым годом становится всё ниже.

Стоимость ламп за 30 000 часов работы:

Исходя из срока службы, стоимость лампы накаливания составит 600 руб. Светодиодной лампы — 325 руб. (из расчета 20 и 540 руб. за штуку соответственно). Преимущество светодиодной лампы в том, что всё это время о ней можно не вспоминать, а каждую лампу накаливания менять как минимум 30 раз.

Плата за электричество в течение 30 000 часов работы: из расчета 1 кВт = 3,5 руб.

Стоимость работы ламп накаливания составит 7 875 руб. Стоимость светодиодной лампы составит 1 050 руб.

Итого, общие расходы за 30 000 часов работы (плата за электричество + стоимость ламп за 30 000 часов):

Лампы накаливания: 8 475 руб. Светодиодная лампа: 1 375 руб.

Светодиодная лампа экономичнее лампы накаливания более чем в 6 раз! С LED лампами экономия составит более 83%.

Ктому же преимущества светодиодной лампы видны по каждому рассматриваемому пункту, кроме первоначальной стоимости светодиодной лампы, которая при использовании достаточно быстро окупается.

Пожалуй, нам действительно стоит пересмотреть некоторые устоявшиеся модели поведения, купить светодиодные лампы и начать экономить деньги и здоровье. Мы рекомендуем вам обратить внимание на компанию «Нью Лайт Технолоджи», которая предлагает большой ассортимент светодиодных ламп, а также порадует вас гибкими условиями доставки и оплаты. Ознакомиться с ассортиментом вы можете на их сайте

Лампа накаливания - это электрический источник света, который излучает световой поток в результате накала проводника из тугоплавкого металла (вольфрама). Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди всех чистых металлов (3693 К). Нить накала находится в стеклянной колбе, заполненной инертным газом (аргоном, криптоном, азотом). Инертный газ предохраняет нити накаливания, от окисления. Для ламп накаливания небольшой мощности (25 Вт) изготавливают вакуумные колбы, которые не заполняются инертным газом. Стеклянная колба препятствует негативному воздействию атмосферного воздуха на вольфрамовую нить.

Для расчёта освещенности помещения вы можете воспользоваться калькулятором расчета освещенности помещения .

Разновидности ламп накаливания.

Лампы накаливания делятся на:

• Вакуумные;
• Аргоновые (азот-аргоновые);
• Криптоновые (+10 % яркости от аргоновых);
• Ксеноновые (в 2 раза ярче аргоновых);
• Галогенные (состав I или Br, в 2,5 раза ярче аргоновых, высокий срок службы);
• Галогенные с двумя колбами (улучшенный галогенный цикл за счёт лучшего нагрева внутренней колбы);
• Ксенон-галогенные (состав Xe + I или Br, до 3х раз ярче аргоновых);
• Ксенон-галогенные с отражателем ИК-излучения;
• Накаливания с покрытием, преобразующим ИК-излучение в видимый диапазон. (новинка)

Достоинства и недостатки ламп накаливания.

Достоинства:

• невысокая стоимость;
• мгновенное зажигание при включении;
• небольшие габаритные размеры;
• широкий диапазон мощностей.

Недостатки:

• большая яркость (негативно воздействует на зрение);
• небольшой срок службы - до 1000 часов;
• низкий КПД. (только десятая часть потребляемой лампой электрической энергии преобразуется в видимый световой поток) остальная энергия преобразуется в тепловую.

Характеристики ламп накаливания.

Световой поток - это физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения.

Световая отдача - это отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Является показателем эффективности и экономичности источников света.

Люмен - это единица измерения светового потока, световая величина.

Световой поток и световая отдача ламп накаливания.

Сравнительная таблица соотношения светового потока к потребляемой мощности различных типов ламп.

Характеристики раздичных видов ламп по светопередаче.

• ЛН - лампы накаливания;
• ГЛН - галогенный лампы;
• КЛЛ - компактно люминесцентные лампы;
• МГЛ - металлогалогенные лампы;
• ЛЛ - люминисцентные лампы;
• Светодиоды - светодиодные лампы.

Характеристики различных типов ламп накаливания.

Напряжение на лампе - U, Вольт;

Мощность лампы - W, Вт;

Световой поток - Лм, Люмен.

Лампы накаливания общего назначения (стандартные).

Лампы накаливания общего назначения (миньоны).

Лампы накаливания общего назначения (зеркальные) .

Лампы накаливания общего назначения (матовые).

Схемы включения ламп накаливания.

Монтажная схема включения однолампового светильника с розеткой.

Принципиальная схема включения одной лампы с выключателем и штепсельной розеткой.

Значение имеет большое количество разных факторов. В этой статье рассказывается о том, как сделать правильный выбор.

Устройство энергосберегающей лампы

Много лет наряду с лампами накаливания использовались люминесцентные источники света. Но у них был недостаток – большие размеры. Развитие технологий позволило сделать колбу тоньше, согнуть ее в форме «U» или спиралью, а электромагнитный дроссель, потреблявший кроме активной, реактивную мощность, сделать электронным и поместить в обычный цоколь.

Таким образом, размер люминесцентных устройств стал сравнимым с лампами накаливания, и они заняли их место в осветительной аппаратуре.

Основные характеристики

Главными параметрами энергосберегающих ламп, влияющими на выбор нужного источника света, являются:

• тип цоколя;
• световой поток;
• цветовая температура;
• световая отдача;
• индекс цветопередачи;
• срок работы.

Тип цоколя

Цоколя, используемые в энергосберегающих лампочках, бывают двух видов:

Резьбовые или цоколь Эдисона. Их маркировка состоит из буквы «Е» и числа, обозначающего диаметр. Самые распространенные – E14 (миньон е14), Е27 (наиболее часто использующийся) и Е40 (меняется в устройствах большой мощности, соответствующих старым лампам накаливания 0,5–1 кВт).

Штырьковые. Обозначаются буквой «G». Цифры указывают расстояние между штырьками.

Световой поток и отдача

Этот параметр обозначает количество света, излучаемое лампочкой в помещении. Световой поток измеряется в Люменах (лм или Lm) и указывается на упаковке.

Световой поток показывает, сколько люменов излучает источник света на ватт мощности. У ламп накаливания он минимальный – 10–15 лм/Вт, у энергосберегающих – 50–80 лм/Вт. Самые экономичные источники – светодиодные. Они имеют максимальный световой поток – 40–100 лм/Вт.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

При длительной эксплуатации световая отдача уменьшается. Это связано с ухудшением свойств люминофора, нити накала или диодов в лампах со светодиодами.

Световая температура

На субъективное восприятие освещенности влияет не только световой поток, излучаемый лампой. Не меньшее значение имеет оттенок света.

Для освещения применяют белый свет, но в зависимости от предпочтений пользователя, оттенок может быть разным. Он отличается световой температурой. Самыми распространенными являются:

• 2700 К – теплый белый, такой свет имеют лампы накаливания. Используются в жилых комнатах.
• 4100 К – нейтральный. Эта разновидность источников света применяется в ванных, коридорах и кухнях жилых домов и в производственных помещениях.
• 6500 К – холодный белый. Подходит для улицы.

Индекс цветопередачи

Глаза человека лучше всего воспринимают цвет при естественном освещении. Искусственные источники света искажают цветовосприятие.

Индекс цветопередачи (Ra или CRI) – это показатель, определяющий естественность цвета при искусственном освещении.

Идеальное его значение – 100. Использование светильников с индексом ниже 80 в жилых помещениях не рекомендуется, так как при этом искажаются реальные цвета.

Индекс цветопередачи люминесцентных и энергосберегающих светильников – 60–98.

Срок работы

Фирмы, производящие энергосберегающие лампочки, в том числе ЭСЛ, декларируют срок службы 8000 часов или 8 лет, считая среднее время работы 2,5–3 часа в день, включая туалет, в котором свет включается эпизодически, и гостиную, где он горит весь вечер.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

На срок службы плохо влияет большое количество включений и низкое качество электроэнергии. Все эти факторы приводят к тому, что срок службы оказывается меньше заявленного.

Сравнения ламп их преимущества и недостатки

Как и у любого электрического прибора, у энергосберегающих светильников есть достоинства и недостатки. Лучше всего они видны в сравнении с лампочками накаливания и светодиодными.

Как видно из таблицы, ЭСЛ более экономичны, обладают большим сроком службы и разнообразием оттенков света по сравнению с лампами накаливания.

Однако они требуют более аккуратного обращения (внутри находятся пары ртути), потребляют больше электроэнергии и обладают меньшим сроком службы, чем диодные лампочки, являющиеся самыми энергоэффективными источниками света.

Таблица мощности ЭСЛ

Потребителей часто интересует вопрос, КЛЛ какой мощности соответствуют лампочкам накаливания. Таблица ниже дает ответ о соответствии мощностей светильников разных типов.

Согласно этой таблице эквивалентности, ЭСЛ номинальной мощностью 11 W соответствует лампе накаливания 55 W, 15 W – 75 W, 20 W – 100 W.

Итак, как же сберечь свои вложения в теплый ламповый ретро свет?

Вообще ретро лампочки работают дольше, чем обычные лампочки накаливания, и мы сейчас поясним почему. С другой стороны, они как правило дороже, так что для них важно увеличить время жизни максимально.

Бум! (c) неизвестен

Сначала общие соображения, которые относятся в основном к физическому состоянию самой лампочки.

1) Чем лучше, качественнее и дороже лампочки, тем дольше они работают. Датские работают дольше китайских, швейцарские дольше датских. У дорогих лампочек аккуратнее намотана нить, меньше натянута, сама нить более качественная, в ней меньше неоднородностей (смотри дальше). В общем, такие лампочки лучше. Соответственно и работают, даже по номинальному сроку, в 2-2,5 раза дольше.

2) Рисунок нити накаливания. Если для Вас рисунок, создаваемый нитью накаливания, принципиального значения не имеет, выбирайте не squirrel cage, а спираль или комок. Потому что в таких рисунках больше поддерживающих нить ножек, меньше провисаний и нить дольше живет.

3) Транспортировка. ретро лампочки Эдисона надо возить в вертикальном положении и как можно меньше трясти. Лучше проедут - дольше проработают.

4) Поменьше циклов включения-выключения. Пиковые напряжения бывают именно при включении, так что лучше не щелкать выключателем постоянно.

Теперь о технической стороне дела.

Сразу ответ: используйте диммер!

А теперь объяснения.

Время службы лампочки зависит, в основном, от двух факторов. Во-первых, от испарения материала нити накаливания во время работы - нить накаляется, металл испаряется. Во-вторых, и в большей степени, от возникающих в нити неоднородностей. Рассмотрим оба фактора.

По поводу температуры и испарения материала нити ламп накаливания.

В лампах накаливания почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счёт теплопроводности и конвекции малы. Человеческий глаз, однако, видит только узкий диапазон длин волн этого излучения — диапазон видимого излучения. Основная мощность потока излучения лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. В обычной лампочке накаливания, при температуре нити в 2700 K (обычная лампа на 60 Вт ) световой КПД составляет около 5 %, и имеет срок службы примерно 1000 часов.

Долговечность и яркость в зависимости от рабочего напряжения.

С возрастанием температуры КПД лампы накаливания возрастает, но при этом существенно снижается её долговечность. При температуре нити 3400 K срок службы всего лишь несколько часов. Как показано на рисунке сверху, при увеличении напряжения на 20 %, яркость возрастает в два раза. Одновременно с этим срок службы уменьшается на 95 %. Соответственно, уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД , но зато увеличивает долговечность.

Именно этот эффект мы и наблюдаем в ретро лампочках, в которых температура нити накаливания значительно ниже. Стандартно называемое время наработки на отказ для таких лампочек составляет от 2000 часов, что в 2 раза больше.

По поводу неоднородностей в нити накаливания.

Неравномерное испарение материала нити приводит к возникновению истончённых участков с повышенным электрическим сопротивлением, что, в свою очередь, ведёт к ещё большему нагреву участка нити и интенсивному испарению материала в таких местах, таким образом, получается дополнительное утоньшение участков нити. Когда одно из этих сужений истончается настолько, что материал нити в этом месте плавится или полностью испаряется, лампа выходит из строя.

Наибольший износ нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, поэтому значительно увеличить срок её службы можно используя разного рода устройства плавного запуска. При включении лампы пусковой ток превышает номинальный в 10—15 раз, именно поэтому лампы перегорают обычно в момент включения. Для защиты питающей сети от бросков тока, возникающих в момент перегорания нити лампы при включении, многие лампы, например, бытовые, снабжаются встроенным плавким предохранителем — один из проводников, соединяющих цоколь лампы с выводом из стеклянного баллона делают тоньше другого, что легко увидеть, рассмотрев лампу, и именно он является плавким предохранителем. Так бытовая лампа мощностью 60 Вт в момент включения потребляет свыше 700 Вт , а 100-ваттная — более киловатта. По мере прогрева нити лампы её сопротивление возрастает, а мощность падает до номинальной.

Для снижения пускового тока широко используются автоматические или ручные диммеры. Это оказывает самый благотворный эффект на долговечность работы лампочек.

Может это и не ретро лампочка, но все равно красиво.

Резюмируем:

Долговечность лампы зависит от температуры нити накаливания в рабочем режиме и от ее (нити) равномерности. Для ретро лампочек проблемы с температурой значительно менее выражены, чем для обычных, по сути, проблемы нет; а проблемы с неравномерностью нити накаливания проще всего уменьшить с помощью использования диммера.

Кроме того, долговечность лампы зависит от общей аккуратности. Покупайте качественное; перевозите аккуратно; включайте нечасто.

Интересный лайфхак: Перегоревшую лампу, колба которой сохранила целостность, а нить разрушилась лишь в одном месте, можно починить путём встряхиваний и поворотов, таких, чтобы концы нити вновь соединились. При прохождении тока концы нити могут сплавиться и лампа продолжит работу. При этом однако может выйти из строя (расплавиться/обломиться) предохранитель, входящий в состав лампы. Не знаем, сработает ли это с ретро лампочками, т.к. как мы уже говорили, температура накала нити у них ниже.