Энергосберегающие лампы

Устройство

Стеклянная трубка лампы заполнена инертным газом, аргоном или же смесью аргона и криптона, под давлением всего в 0,2 % от атмосферного давления. Также в трубке находится небольшое количество ртути, примерно от 3 до 15 мг, в зависимости от размера и типа лампы. Ртуть при комнатной температуре – это жидкий металл, но внутри горячей включенной лампы ртуть переходит в парообразную форму, при этом давление этого пара чрезвычайно мало, примерно 0,0007 % от атмосферного давления. Люминесцентные трубки и энергосберегающие лампы по своим техническим параметрам относятся к газоразрядным лампам низкого давления.

На концах трубок расположены электроды, которые, как правило, упоминаются как катоды – это нагреваемые электричеством вольфрамовые спиральки, покрытые оксидом бария, который при нагревании имеет свойство освобождать электроны.

Принцип работы

Когда включается лампа, сначала в течение короткого времени (от 1 до 2 секунд) нагреваются катоды, чтобы произошло освобождение электронов. Далее в двух катодах применяется высокое напряжение, создается разряд в тот момент, когда газ и пары ртути проводят электрический ток. Поток электронов (т. е. ток) заряжает энергией атомы паров ртути к выделению ими ультрафиолетового излучения. Внутренняя поверхность трубки покрыта светящимся порошком, который обычно называют люминофором. Люминофор под воздействием ультрафиолета преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый человеческим глазом свет (так называемый процесс люминесценции).

Газовый разряд аргона или смеси аргона/криптона заставляет газ светиться голубоватым светом, который можно увидеть, только если трубка не покрыта люминофором. Этот свет составляет всего около 3 % от общего выделяемого лампой света, остальные 97 % вырабатываются люминофором.

Устройство управления лампами

Энергосберегающие лампы не предназначены для управления напрямую от сетей электропитания.

Всем лампам необходимо устройство создания высокого напряжения (больше 230 В) для вызова разряда и дополнительное устройство для контроля за разрядным током. В отличие от ламп накаливания люминесцентные лампы не способны к самостоятельному контролю тока. В случае подключения напрямую к сети питания, высокий ток разрушал бы их.
Эти устройства в совокупности называют устройством управления люминесцентными лампами.

КАК РАБОТАЮТ СВЕТОДИОДЫ?

В самом сердце каждого СИДа находится очень маленький кусочек полупроводникового материала, называемый светодиодный кристалл‘. Данный кристалл является аналогом нити накаливания лампы, так как именно кристалл создает свет. Размер высокомощного светодиодного кристалла составляет примерно 1 куб. мм, а размер других типов светодиодных кристаллов еще меньше.

Основа кристалла приклеена или припаяна к основе из чистого металла (выводной рамке). Очень тонкий провод, так называемое проволочное соединение, прикреплено к вершине светодиодного кристалла и покрыто очень тонким слоем проводящего материала. Провод соединен с другой стороной выводной рамки.

 

СИД означает светоизлучающий диод. СИДы в настоящее время можно найти практически на любом электронном устройстве, включая MP3-плееры, DVD-плееры, телевизоры, часы, радио и компьютеры. СИДы завоевали свою популярность несколько десятилетий назад, но сегодня они стали дешевле, ярче и к тому же доступы в различных цветовых решениях. В то время как лампы накаливания были выбором номер один в течение последних 100 лет, существует мнение, что вскоре светодиодные лампы заменят их. Как же работают светодиодные лампы?

Что такое светодиодная лампа?

Светодиодные лампы очень похожи на обычные лампы, за исключением того, что их устанавливают непосредственно в электрическую цепь. У светодиодных ламп нет нити накаливания, поэтому они работают долго, очень долго и не перегорают. Так как в светодиодных лампах отсутствует нить накаливания, они не нагреваются и потребляют намного меньше электроэнергии, чем традиционные лампы. Фактически светодиодные лампы горят благодаря электронам, проходящим через полупроводниковый материал, к которому подключены СИДы.

Что такое диод?

СИД – светоизлучающий диод. Полупроводниковый диод – элемент с двумя выводами, иногда описываемый как pn. СИД изготавливают из полупроводникового материала. Одну сторону полупроводника прикрепляют к стороне P, которая является анодом, а вторую сторону полупроводника – к стороне N, катоду. Электричество может проходить из стороны p в сторону n. Однако оно не может проходить в обратную сторону. Фактически поэтому диод – однонаправленный проводник..

Компоненты светодиодной лампы

Основными компонентами светодиодной лампы являются контактный волосок, соединенный с анодом, стержень, соединенный с катодом, линза для отражения света, созданная в соответствии с расстоянием, и корпус из ударопрочного пластика для защиты СИДа.

Цвет света светодиодной лампы

Доступны СИДы различных цветов. В то время как популярными цветами являются красный, желтый и зеленый, самым сложным для создания цветом является белый. Фактически в настоящее время невозможно создать чистый белый цвет для массового производства. Большинство белых светодиодных карманных фонариков или ламп сегодня не являются число белыми, а бело-голубыми.

СИДы предлагают много преимуществ

Существует множество причин, почему светодиодные лампы остаются популярными. Вот некоторые предлагаемые ими преимущества:

• СИДы чрезвычайно эффективны и потребляют очень мало энергии. Так как в них нет нити накаливания, СИДы не нагреваются. Именно благодаря этому они идеально подходят для многих бытовых приборов, для которых неприемлем дополнительный нагрев. В традиционных лампах большая часть электроэнергии (иногда более 80 %), используемой для освещения, уходит не на создание света, а на создание тепла.
• СИДы производят в эпоксидной смоле, что означает, что они фактически неразрушимы. По сравнению с традиционной лампой СИДы намного долговечнее.
• Возможно массовое производство СИДов. Так же как и традиционные лампы, СИДы выгодно производить в большом количестве.
• СИДы – твердотельные устройства. Твердотельный предмет – предмет без подвижных частей. Если у предмета нет подвижных частей, он обычно является более надежным из-за меньшего трения и меньшей вероятности поломки какой-либо части.

Основные особенности:

• Малый расход электроэнергии
  Благодаря светодиодной технологии, большая часть энергии в фонариках преобразуется в свет, в традиционных же лампах накаливания – в тепло, а меньшая часть – в свет. Светодиодное освещение на 90 % эффективнее традиционных или галогеновых ламп. Сравним: традиционная лампа накаливания 60 Вт = галогенная лампа 60 Вт = люминесцентная лампа 14 Вт = светодиодная лампа 7 Вт при одинаковом уровне освещения. Светодиодные аналоги большинства широко используемых ламп накаливания потребляют от 0,83 до 7,3 ватт энергии.
• Срок службы
  Светодиодные лампы служат от 50 000 до 100 000 часов. Это означает, что светодиодные лампы могут работать в течение 20 лет при ежедневной работе в течение 8 часов. В то время как традиционные лампы накаливания горят в течение ~2 000 часов. Данное свойство светодиодных ламп является очень важным в случае, если замена лампы является дорогостоящей из-за ее расположения в труднодоступном месте.
• Маленький размер
  Размер светодиодных ламп варьируется от нескольких миллиметров для карманных фонариков до размера традиционного уличного фонаря.
• Надежность и устойчивость к внешним воздействиям
  Светодиодные лампы устойчивы к изменению температуры и механическому воздействию, как напр., в результате вибрации. Они работают при температуре окружающего воздуха от -40 до +185 °C. Светодиодные лампы являются идеальным решением при необходимости в частом включении и выключении света, напр. в гаражах, подвалах и т. п.
• Множество цветовых решений
  Светодиоды для фонариков производят всевозможных цветовых комбинаций – белый теплый цвет (от 2700 до 3500 K), чистый белый (от 5000 до 6500 K), холодный белый (до 8000 K), янтарный, оранжевый, красный, голубой, синий, зеленый, без использования цветовых фильтров. Это позволяет широко использовать светодиодные лампы в декоративном освещении.
• Простота контроля и снижения интенсивности света
  Светодиодные лампы сохраняют цвет света во время снижения интенсивности (в отличие от ламп накаливания, которые приобретают желтый цвет). Напряжение питания светодиодных ламп составляет от 12 В пост. тока до 86–265 В пер. тока. Нет необходимости в использовании пускорегулирующей аппаратуры или высокочастотных преобразователей, которые подавляют радио- и ТВ-сигналы. Низкое напряжение питания повышает безопасность использования ламп и позволяет использовать данные лампы в опасных местах: бассейнах, газозаправочных станциях и т. п.
• Наименее вредные для человека и окружающей среды
  Светодиодные лампы не являются источниками вредного для глаз УФ-излучения (в отличие от энергосберегающих люминесцентных ламп), а также не выделяют тепло. Светодиодные лампы не являются источниками ИР- и УФ-излучения, поэтому они идеально подходят для наружного освещения, так как УФ-излучение привлекает насекомых. Светодиодные лампы не содержат опасных газов или ртути. Светодиодные лампы не нагреваются и не перегорают в случае случайного соприкосновения.
• Широкие возможности применения и использования
  Светодиодные лампы широко используются для внутреннего освещения, декоративного наружного освещения зданий, освещения садов и дворов, подсветки растений в теплицах, уличного освещения и т. п.