Лампа накаливания

Что такое светодиодная лампа: описание, главнейшие особенности

Светодиодная лампа – это аналог обычной лампочки (накаливания, люминесцентной, галогенной), применяемой в бытовых светильниках.


Она обладает характеристиками как и у аналогов – величиной цоколя, мощностью, так и собственными параметрами – температура цвета, угол рассеивания, тип радиатора и другими.

Среди главнейших ее особенностей выделяются:

  1. Мощность потребления, выраженная в ваттах.
  2. Световой поток.
  3. Температура цвета.
  4. Разновидность цоколя.
  5. Рабочий температурный диапазон.
  6. Уровень защиты от пыли и влаги.
  7. Коэффициент пульсации.
  8. Период эксплуатации.
  9. Напряжение для питания.
  10. Габариты, масса, форма и тип колбы.

Маркировка

Все виды ламп имеют свое буквенное обозначение, но не стоит его путать с типом цоколей, например, Е27.

Маркировка лампочек с нитью накала содержит:

  1. Первые буквы (от 1 до 4) обозначают важные физические свойства или особенности конструкции: В-вакуумная, Г – газополная моноспиральная с аргоновым наполнением, Б – газополная биспиральная, К – наполненная криптоном, МТ – колба с матовым покрытием и т. д. Специальные лампы накаливания не имеют этих букв в маркировке.
  2. Вторая часть обозначения состоит из 1 – 2 букв и указывает на предназначение прибора: А – автомобильная лампа, Ж – железнодорожная, КМ – коммутаторная, ПЖ – прожекторная и т. д.
  3. Первая циферная часть указывает на номинальное напряжение и мощность, а вторая – номер разработки, если она осуществлена повторно. Например, Б235 – 245 – 60 обозначает, что лампа биспиральная, питается от напряжения 245 В, рассчитана на 60 Вт.

Если человек умеет расшифровать маркировку, то он сможет подобрать подходящую лампочку накаливания.

Лампы накаливания

Лампочка накаливания – это колба из стекла с вольфрамовой нитью, наполненная газом. Ток через электроды проходит в нить накала, она моментально разогревается, лампа накаливания начинает светиться. Чаще всего используется резьбовой цоколь, диаметр 14, 27 или 40 мм, светоотдача 9-19 Лм/Вт, существую модели для напряжение 220-230 В и 127 В. Для бытового использования доступны изделия с мощностью 25-150 Вт.

Вакуумные лампочки

Из самых первых лампочек накаливания откачивался воздух, чтобы предотвратить сгорание вольфрамовой нити под воздействием кислорода. Поэтому они назывались вакуумными. На данный момент такие лампы почти не изготавливаются (только очень миниатюрные). Вакуум заменяется смесью аргона с азотом, предотвращающей окисление вольфрамовой нити, но название сохранилось.

Преимущества современных ламп накаливания:

  • широкий выбор по мощности;
  • подключение к сети без дополнительного оборудования;
  • безопасность во время эксплуатации;
  • способность работать при низком напряжении в сети;
  • устойчивость к повышенному уровню влажности и низким температурам.

К недостаткам можно отнести хрупкость, короткий срок эксплуатации и потребление большого объема электроэнергии.

Криптоновые

В криптоновых лампочках вместо смеси аргона с азотом закачивается криптон. Этот газ продлевает срок эксплуатации за счет уменьшения испарения спирали. У этих изделий КПД выше, чем у вакуумных, температура света ближе к естественной.

Галогенные

В галогеновых источниках к аргону и азоту добавлен йод, бром, фтор или хлор. Дополнительные элементы не только не позволяют вольфрамовой нити испариться, но и возвращают молекулы на прежнее место. Свечение яркое белое, срок эксплуатации увеличивается в 4-6 раз. Основной недостаток – очень высокая температура колбы.

Виды галогеновых лампочек:

  • с резьбовым цоколем (для подключения к сети с напряжением 220 В);
  • линейные (для прожекторов на улице);
  • зеркальные низкого напряжения (для открытых светильников);
  • капсульные низковольтные (для монтажа декоративного освещения).

Для подключения низковольтных изделий требуется трансформатор, понижающий 220 в до  6, 12 или 24 В.

Преимущество галогенных источников:

  • компактные размеры;
  • повышенная светоотдача (до 25 лм/Вт);
  • срок эксплуатации до 4-х тыс. часов;
  • способность сохранить температуру свечения при снижении напряжения.

Для этих источников выпускаются разнообразные светильники:

  • настенные;
  • точечные потолочные (для подвесных конструкций);
  • встраиваемые в мебель;
  • подвесные;
  • фиксированные и поворотные.

Светодиодные лампы в зависимости от вида колбы

Разнообразие форм современных ламп позволяет выбрать подходящие типы для любых целей. Самыми распространенными формами колб являются «кукуруза», «груша», «свеча».

Кукуруза

Как следует из названия, колба напоминает кукурузный початок. Она имеет вытянутую цилиндрическую форму, по диаметру не намного превышает размер цоколя. Множество желтых диодов располагаются на подложках в виде многогранника и напоминают кукурузные зерна в початке. Лампы обладают хорошей способностью к рассеиванию света, угол которого может превышать 300 градусов. Такие виды светильников используются при горизонтальном расположении ламп, а также при точечном освещении с затеняющим плафоном.

Различные варианты исполнения колбы в форме кукурузы

Редко встречающийся тип лампы с колбой в форме кукурузы – это филаментные лампы. Размещение нитей в цилиндре не обеспечивает изделию почти никаких преимуществ, а только уменьшает количество гелия. При этом значительно сокращается мощность и ухудшается теплопроводность. Поэтому лампа-кукуруза на филаментных диодах может быть использована как умеренный точечный источник освещения.

Варианты исполнения филаментных ламп в форме кукурузы

Груша

Светодиодные лампы в форме груши напоминают обычные лампы накаливания. Лампы с точечными светодиодами обладают углом свечения до 180 градусов, поскольку все диоды размещены на одной стороне пластины. Груши используются, в основном для люстр центрального освещения с рожками, направленными вниз. Если патроны будут иметь ориентацию на потолок, то нижняя часть комнаты будет затенена.

Варианты исполнения колбы в виде груши

Колбы типа «груша» часто используются в филаментных лампах. Благодаря рассеиванию потока на 360 градусов комната освещается равномерно, а затененных участков почти не остается. Однако при желании создать локальный источник света к таким лампам придется применять затеняющий плафон.


Варианты исполнения филаментных ламп в форме груши

Свеча

Светодиодная «свечка» имеет ограниченный угол рассеивания и небольшую мощность.  Для организации центрального освещения такие лампы должны быть представлены в большом количестве, с использованием люстры с рожками, направленными вниз. Если патроны обращены вверх, то под светильником образуется теневой участок. Оптимальное применение для свечи – ночники или настольные лампы.

Форма колб разнообразна, это могут быть как простые, так и витые свечи, а также имитация свечи на ветру, с загнутым верхом. К основным недостаткам подобной колбы относят небольшую мощность и слабый поток света. Поэтому их лучше использовать в люстрах с большим количеством патронов или для локального освещения (ночник, бра, прикроватная лампа).

Варианты исполнения колбы в виде свечи

Филаментное исполнение свечи позволяет добиться почти таких же преимуществ, как и у груши. Такие типы светодиодных ламп освещения обладают максимальным углом рассеивания и почти универсальны. При этом они компактны и безопасны.

Варианты исполнения филаментных ламп в форме свечи

Типы и характеристики автомобильных ламп

В любом транспортном средстве присутствует несколько видов освещения, как внутреннего, так и внешнего, и каждому соответствует свой тип автомобильных ламп.

Галогенные

Этот вид отличается от ламп накаливания формой колбы, высотой спирали, а главное, видом инертного газа. Это стало причиной того, что частицы вольфрама, отделяемые при освещении, не оседают в стеклянной колбе, а вновь возвращаются на нить накала.

В итоге повышается пропускная способность света. Область применения этого вида ламп – головной свет автомобиля и противотуманки.

Газоразрядные

Этот вид автомобильных лампочек был разработан в середине 90-ых годов. Более высокую эффективность по сравнению с галогенными аналогами обеспечивает иное конструктивное решение. Излучение света происходит за счет возникновения электрической дуги между 2-мя электродами. Отличить ксеноновый (газоразрядный) источник от галогенного можно по характерному синему оттенку света. Высокая температура накаливания нити не вредит деталям, скрытым в цоколе за керамической вставкой и фланцем из металла. Дополнительную защиту гарантируют высококачественные термоизоляционные материалы.

Фокусируется световой пучок за чет установки оптики с линзами. Монтаж ксеноновых фар происходит только на заводах и в предусматривающих это конструкциях автомобилей. Одно из главных преимуществ таких ламп – долгий срок эксплуатации.

Светодиодные

Широкое распространение получили и LED-лампы. Их основное достоинство – это мощная светоотдача. Благодаря этому ими могут комплектоваться приборы любых габаритов и конструкции.

Поток света возникает при воздействии тока из источника питания на полупроводники, в результате чего высвобождаются фотоны (электромагнитные частицы). Светодиоды отличаются низким потреблением электроэнергии, ударостойкостью и экологичность.

Накаливания

Строение этого источника света знакомо многим. Стеклянная ваккуумированная колба содержит нить из вольфрама, которая и генерирует свет при нагреве. Сегодня этот вид лампочек практически не используется в автомобилестроении из-за малого срока службы по сравнению с другими видами.

Тип цоколя и наличие радиатора

Стандартным и наиболее распространенным в бытовых условиях типом цоколя является E27 и E14, называемый «миньон». Однако для светодиодных ламп существуют и другие модификации. Каждая из них имеет свой размер цоколя, форму и характеристики:

  1. E40 – диаметр резьбы цоколя достигает 40 мм. Применяется под мощные лампы для освещения больших площадей.
  2. GU4, GU5.3, GU10 – поперечник крепления 4, 5,3 и 10 мм, соответственно. Стандарт распространен в галогеновых светильниках.
  3. G5, G13, G23, G24 – используются для люминесцентных ламп соответствующего диаметра.
  4. GX53 – формат встраиваемых и накладных приборов освещения. Часто с их помощью монтируют источники света в навесные потолки и мебельные конструкции.
  5. G13 – трубчато-поворотный цокольный механизм для ламп типа Т8.

Чем мощнее светодиодная лампа, тем сильнее она нагревается. Для отвода тепла применяется радиатор. Как правило, его конструкция имеет ребристую или спиралеобразную структуру в зависимости от геометрических характеристик основы, а материалом служит металлический сплав, чаще алюминий.

Светодиодные лампы в зависимости от цветовой температуры света

Рассматривая виды и характеристики светодиодных ламп нельзя не остановиться на таком параметре, как цветовая температура света. Несмотря на слово «температура» это понятие абсолютно не имеет отношения к вырабатываемому лампочкой теплу. Оно означает визуальное восприятие цветового спектра света, который излучает светильник.

Поэтому не нужно путать физическую и цветовую теплоту. Показатель цветовой температуры измеряется в Кельвинах, которая у светодиодов может достигать показаний до 7000 К.

Теплый свет

Для выбора светодиодных светильников существуют определенные правила. В зависимости от назначения помещения используются лампы с подходящей теплотой. Например, светильники с температурой в диапазоне от 2500 до 3500 К, обладающие «теплым светом», создают комфортную атмосферу. Желтый цвет, аналогичный свету, излучаемому лампой накаливания, подойдет для мест отдыха.

Дневной свет

Лампы дневного света с температурой в диапазоне от 4000 до 5000К обладают нейтральным цветовым излучением и используются преимущественно в помещениях для работы. Они хорошо подойдут для рабочего стола, кухни, ванной.

Холодный свет

Наиболее яркий холодный свет излучают лампы с температурой свыше 5500 К. Такие светильники устанавливают в местах, где нужно обеспечить поддержание энергичного состояния: в мастерских, гаражах и т. д. Однако при длительном пребывании под холодным освещением может появиться чувство усталости.

Структура светодиода

Существует два основных типа светодиодов: индикаторного и осветительного типа. Светодиоды индикаторного типа, например, 5-миллиметровые, обычно являются недорогими, маломощными светодиодами, пригодными для использования только в качестве световых индикаторов в индикаторных панелях, электронных приборах, компьютерах или для подсветки приборов, расположенных на приборной панели автомобиля. Светодиоды осветительного типа, известные также как монтируемые на поверхность (SMD), светодиоды высокой яркости (HB) или светодиоды высокой мощности (HP) — надежные мощные устройства, способные обеспечивать нужное освещение и имеющие световыход, равный или превосходящий световыход традиционных источников света.

Все светодиоды осветительного типа имеют одинаковую базовую конструкцию. Они включают в себя полупроводниковый чип (или кристалл), подложку, на которую устанавливается кристалл, контакты для подключения энергии, соединительные проводники для подсоединения контактов к кристаллу, теплоотвод, линзу и корпус. В некоторых светодиодах, например, в светодиодах TFFC, разработанных Philips Lumileds, соединительные проводники не требуются.

Так как светодиоды индикаторного типа являются маломощными, все генерируемое в них тепло рассеивается внутри самих светодиодов. Светодиоды осветительного типа снабжены корпусом, который припаивается к поверхности, что обеспечивает отвод тепла, генерируемого светодиодом. Хороший теплоотвод жизненно важен для обеспечения нормальной работы светодиода.


Плюсы:

  • срок службы — 25 тысяч часов;
  • энергосбережение — 80%;
  • мгновенно дает яркий свет;
  • отсутствие ИК и УФ излучений;
  • отсутствие теплового излучения;
  • качество и яркость светового потока не меняется с течением времени.

Минусы:

Относительно высокая стоимость лампы (299 рублей за светодиодную лампу Philips, аналог лампы накаливания 60 Вт) Цоколи Цоколи бывают разными по типу и конструкции. Понять, какой из них какой поможет маркировка.

Первая буква указывает на тип цоколя. В домашнем освещении используются в основном:

  • E – резьбовой цоколь (Эдисона)
  • G – штырьковый цоколь

Число в обозначении цоколя указывает диаметр соединительной части или расстояние между штырьками.

Строчные буквы в конце показывают количество контактных пластин, штырьков или гибких соединений (только для некоторых типов):

  • s — один контакт
  • d — два контакта

Иногда к первой букве добавляется еще одна уточняющая буква U, обозначающая энергосберегающую лампу.

Светодиодные лампы для домашнего освещения имеют стандартные цоколи, которые подходят к большинству применяемых в быту патронов.

Резьбовой цоколь Е (Эдисона)

Цоколь Е10 — это самый маленький из резьбовых цоколей. Могут применяться в елочных гирляндах или в карманных фонариках.

Цоколь Е14 — так называемые миньоны, чаще всего используются в небольших светильниках, бра и люстрах. Современные светодиодные лампы также изготавливаются в таком цоколе, ими можно заменить любую стандартную лампу накаливания, это позволит существенно экономить электроэнергию. Лампочки под такой патрон отличает большое разнообразие типов: грушевидная, свечеобразная, каплевидная, шарообразная, зеркальная и другие.

Цоколь Е27 — осветительные приборы с таким цоколем наиболее распространены, они подходят под стандартные патроны, которые установлены в каждом помещении. Светодиодные лампы с таким цоколем максимально напоминают стандартные и привычные нам лампы накаливания, они подойдут к любому светильнику с аналогичным патроном.

Штырьковые цоколи

Цоколь GU10 — имеет утолщения на концах контактов для поворотного соединения с патроном. Такой вид цоколя имеют стандартные потолочные светильники.

Цоколь GU5,3 — наиболее часто встречается в галогеновых лампах накаливания MR16. Такой цоколь для акцентного освещения, в мебельных светильниках, в подвесных и натяжных потолках. Светодиодные лампы с таким цоколем представлены достаточно широкой линейкой, поэтому они смогут полноценно заменить галогенные лампы.

Классификация ламп для домашнего освещения

Для освещения дома и квартиры применяются четыре вида ламп:

  • накаливания;
  • галогенные;
  • люминесцентные;
  • светодиодные.

По типу цоколя делятся на лампочки с резьбовым (Е) и со штырьковым (G).

Распространенные размеры для дома и квартиры: Е14 и Е27, GU10 и GU5.3.

Определяют, какой цоколь и размер лампы необходим, по типу светильника.

Лампы накаливания

Классический вариант для организации освещения дома – экономные лампы накаливания.

Положительные стороны:

  • низкая стоимость,
  • доступность (различные по мощности и по размеру цоколя, есть практически в каждом магазине и подбираются под светильник),
  • безопасность (не содержит паров ртути, практически не мерцает, излучает мягкий желтый свет, который не портит зрения),
  • простота монтажа,
  • мгновенное зажигание при включении.

Отрицательные стороны:

  • на освещение уходит 20 % мощности, остальные 80 % – на разогрев,
  • небольшой срок эксплуатации (до 1 000 часов),
  • излучают много тепла и потому не подойдут для установки в светильниках на натяжном и накладном потолках,
  • низкая устойчивость к перепадам напряжения,
  • ухудшение качества при производстве,
  • не дает возможности выбора цветовой температуры.

Галогенные

Галогенные – улучшенный вариант ламп накаливания. Для продления срока службы в колбе содержатся пары йода или брома. По эффективности они в три раза лучше ламп накаливания. Например, галогенка мощностью 30 Ватт светит аналогично лампе накаливания 95 Ватт.

Существующие виды:

линейные. Представляют собой тонкую трубку из кварца с двухсторонним цоколем

Очень важно размещать строго по горизонтали, чтобы избежать перегрева одного из концов лампочки; с внешней колбой. Представляет собой стандартную галогенную капсульную лампу, которая помещена в дополнительную стеклянную колбу

Внешне похожа на лампу накаливания; с отражателем. Это лампочки направленного света с рефлектором из алюминия; капсульные. По внешнему виду напоминает капсулу (длиной до 3 см), которая оснащена выводами для цоколя.


Положительные стороны:

  • безопасна для глаз, так как излучаемый свет приближен к естественному,
  • низкая стоимость (хотя и выше, чем лампы накаливания),
  • увеличенный срок эксплуатации (до 4 000 часов),
  • компактная,
  • небольшой расход электроэнергии,
  • большая точность управления световым пучком,
  • небольшие размеры подходят для установки в маленьких светильниках,
  • возможно использование с диммером.

Отрицательные стороны:

  • из-за конструктивных особенностей галогеновую лампочку нельзя трогать руками,
  • нагревается,
  • ухудшение качества производства,
  • низкочастотный шум при использовании с диммером,
  • чувствительность к перепадам напряжения (более, чем у ламп накаливания),
  • нельзя использовать в ванной комнате, так как под воздействием влаги могут взорваться,
  • требуют специальных условий утилизации.

Люминесцентные

Люминесцентные лампы относятся к энергосберегающим. У них повышенная светоотдача, долгий срок службы и возможность выбора цвета свечения.

Недостатки:

  • внутри лампочка содержит пары ртути, что требует аккуратного использования. Если повредить колбу, пары ртути высвобождаются и приносят вред здоровью. Эта особенность требует утилизации в специальных местах;
  • ультрафиолетовое излучение. Не рекомендуется применение дома в настольных торшерах и ночниках, а также на расстоянии ближе 30 см от человека;
  • чувствительность к частым включениям и выключениям, снижающим срок службы;
  • зависимость от влажности и перепада температур;
  • эффект мерцания;
  • долгое время запуска (до двух минут);
  • низкочастотный слышимый гул от электронного балласта;
  • часто невозможно использовать, если в доме есть выключатель с подсветкой;
  • изменение цветовой температуры со временем. Если в люстре перегорела одна из лампочек, лучше заменить их все, чтобы излучаемый свет был одинаковым.

Различие по типу используемого светодиода

При изготовлении светодиодных ламп могут использоваться различные типы светодиодов. В зависимости от используемого типа светодиода различаются технические параметры светодиодных ламп.

Лампы на основе светодиодов SMD

SMD — точечные светодиоды, представляют собой LED-излучатели, которые монтируются на поверхность подложки. Поверх подложки устанавливается линза. Такой тип светодиодов имеет широкое распространение благодаря возможности разместить на подложке от одного до трех кристаллов. В конструкции SMD-светодиодов предусмотрен хороший теплоотвод, что значительно продляет срок эксплуатации. В маркировке после букв SMD используются четыре цифры, которые указывают на размеры диода в миллиметрах.

SMD светодиод в увеличенном виде.

Лампы на основе светодиодов COB

COB – тип светодиодов с размещением кристаллов непосредственно на плате. Излучатели COB (Chip on Board) получили в последнее время широкое распространение в области бытового освещения. Они обладают повышенной долговечностью, надежностью и хорошим теплоотводом. Единая оптическая система обеспечивает равномерность светового потока. Новые технологии и уменьшение габаритов конструкции позволили значительно снизить себестоимость изделия.

Излучатель с COB светодиодами.

К отдельной разновидности COB относятся светодиодные нити (led filament). Из которых изготавливают так называемые филаментные лампы. В конструкции филаментных ламп предусмотрено размещение большого количества нитевидных светодиодов на полоске, покрытой люминофором. Полосы могут быть выполнены из металла, стекла или сапфира.

Основным отличием от обычных диодов, в которых кристаллы помещаются в отдельные корпуса, является последовательное соединение кристаллов. При этом они запаиваются в стеклянную или пластиковую трубку. Благодаря инновационной конструкции яркость свечения и угол рассеивания увеличиваются во много раз.

Филаментные светодиоды.

Технология изготовления филаментных ламп еще достаточно нова, но имеет широкие перспективы в применении. Равномерное рассеивание светового потока позволяет освещать помещение полностью, затененных участков не остается. Внешне филаментные светильники почти не имеют отличий от традиционных ламп накаливания, и многие пользователи считают это большим преимуществом.

Кроме того, популярности добавляет этим лампочкам высокая энергоэффективность. При одинаковой мощности с другими лампами COB, филаментные дают более высокую степень освещенности.

Филаментная лампа.

Еще одно новое решение в технологии изготовления светодиодов — светодиоды Crystal Ceramic MCOB. Большое количество кристаллов размещается на прозрачной керамической подложке. Люминофор наносится на обе стороны подложки, что обеспечивает равномерность освещения по всем сторонам.

Лампа с светодиодами MCOB.

Основные выводы

При починке фары обязательно необходимо знать тип цоколя автомобильной лампы, которой она оборудована.

  1. Маркировка элементов может осуществляться по отечественной (ГОСТу) или европейской системе в зависимости от производителя.
  2. Буквенное обозначение информирует о виде лампы и типе цоколя, а цифровое о его размере или диаметре.
  3. Классификация может производиться и по числу контактов.
  4. В автофарах чаще всего применяются галогенные, газоразрядные и светодиодные виды ламп.
  5. Тип цоколя может определить назначение источника света при оборудовании систем освещения автомобиля.

В современном автомобилестроении все больше внимания уделяется светодиодам и все меньше классическим лампам накаливания. Новые модели машин предъявляют более высокие требования к техническим характеристикам не только конструкции фар, но и используемых в них ламп.

Предыдущая Цоколи и патроныКак выбрать лампу с цоколем типа G13 Следующая Цоколи и патроныОсобенности цоколя е14 для ламп и его отличия от e27

Основные выводы

Срок службы 10 тыс. часов может быть только у дорогих изделий Philips, Osram, General Electric, поэтому покупать дешевые КЛЛ не стоит. Низкая цена говорит о том, что изготовитель сэкономил на комплектующих.

Для каждой энергосберегающей лампы определены оптимальные показатели температуры и влажности. Если условия эксплуатации не соответствуют, срок эксплуатации значительно снижается. Эти источники не стоит устанавливать в закрытые светильники, чтобы не перегревались электроды ЭПРА.

Дополнительные советы:

во время работы с КЛЛ необходимо соблюдать осторожность, чтобы не разбилась колба; во время эксплуатации нельзя допускать механических воздействий и вибраций, попадания в пусковое устройство пыли и влаги; хранить лампы нужно в месте, которое не доступно детям.

Для каждого помещения необходимо выбрать источник с оптимальными техническими и оптическими характеристиками

Если светильник не меняется, особое внимание уделяется размерами изделия. Не стоит менять сразу все лампочки

Лучше купит одну или две, чтобы убедится, что они не вызывают ощущения дискомфорта. КЛЛ – лучший вариант для светильников, которые горят 3-4 часа в сутки. Для санузла или кладовки они не подходят из-за необходимости в частых включениях/выключениях.

Предыдущая Лампы и светильникиКак выбрать настольную лампу для первоклассника: какой должен быть светильник на письменный стол школьника Следующая Лампы и светильникиДелаем светильник из дерева и эпоксидной смолы своими руками


С этим читают