Нещодавно ніяких проблем з покупкою ламп не існувало. У магазині були лише моделі з нитками розжарювання різної потужності, які брали із запасом.

Нині ж у спеціалізованих відділах на полицях лампи представлені величезним асортиментом з різними світловими та електричними характеристиками.

Професійний електрик пояснює читачам сайту: які бувають лампочки, чим вони відрізняються між собою та як зробити оптимальний вибір для конкретного їх використання у квартирі.

Світлові характеристики джерел світла, на які слід звертати увагу при покупці

Сучасний підхід до освітлювальних приладів дозволяє враховувати три групи вимог щодо оформлення приміщень:

1. загальну освітленість робочого місця;
2. вплив створеного світла на здоров’я;
3. економічні показники, що визначають фінансові витрати.

Від чого залежить освітленість робочого місця

Поодинока лампочка створює світловий потік, що вимірюється в люменах. Він вказується виробником у супровідній документації.

Цей світловий потік розподіляється поверхнею робочої зони і формує її освітленість, що виражається люксами.

Оскільки у приміщенні зазвичай використовують кілька джерел світла, то загальна освітленість від них розраховується за спеціальною формулою.

Вплив якості освітлення на здоров’я людини

Колірний спектр впливає на наш організм: збуджує або тонізує його або створює заспокійливу дію.

Цю особливість дозволяє враховувати колірну температуру, що маркується в градусах Кельвіна. Вона зазвичай наводиться на упаковці ламп.

Також при виборі лампочок необхідно враховувати чутливість людського ока до довжини світлової хвилі. Вона виражається умовними одиницями.

Економічні показники різних джерел

Електрична енергія, що споживається лампою, перетворюється не тільки на видимий спектр освітлення, але до нього ще додатково додається:

1. ультрафіолетове;
2. інфрачервоне;
3. теплове випромінювання.

У результаті на 1 ват витраченої електронної потужності у всіх видів ламп створюється різний рівень освітленості, званий світловою віддачею.

Вона найнижча у ниток розжарювання та найвища у світлодіодів.

Які бувають лампи розжарювання для побутового освітлення: 2 основних види

Найголовнішою частиною, що випромінює світло, є розпечена металева нитка. Її виготовляють у формі спіралі, використовуючи тонкий вольфрамовий дріт.

Електричний струм розігріває вольфрам до температури близько 3 тисяч градусів за Цельсієм (він плавиться за 3387). При цьому стан метал розжарюється до білого, яскравого світіння.

Що треба знати про електричні характеристики лампочки Ілліча

Яскравість свічення залежить від температури розігріву нитки, а її створює електричний струм.

Напруга в побуті підтримується лише на рівні 220 вольт. Тому сила струму згідно із законом Ома забезпечується величиною каліброваного опору вольфрамового дроту.

Лампи розжарювання різної потужності завжди створюються з опіром каліброваним нитки, який значно залежить від температури. У металів за її нагріванні, на відміну напівпровідників, опір зростає.

Цей процес виключає застосування спеціальної пускорегулюючої апаратури, як у інших джерел світла, наприклад, світлодіодних, люмінесцентних та інших газорозрядних.

Однак тут враховуються ще два важливі моменти:

1. Кидок струму при включенні лампи під напругу.
2. Електрична дуга на контактах вимикача, що супроводжує розрив струму за його відключення.

В обох випадках створюються перехідні процеси, здатні вплинути на цілісність нитки розжарювання або, іншими словами, обірвати її.

Якщо напруга на нитку розжарювання подається стабільною амплітудою без стрибків, а режим роботи лампочки створений тривалим без постійних відключень та включень, вона може зберігати свої експлуатаційні характеристики дуже довгий час.

Прикладом може бути вічна лампочка, що у Каліфорнії (пожежне депо Лівермоля). Вона горить з 1901 року до теперішнього часу.

Такий тривалий період підтвердив надійність цієї конструкції. Однак, враховуючи умови звичайної експлуатації, виробники встановлюють ресурс ламп розжарювання в 1000 годин, що цілком виправдано.

Знаючи ці закономірності, домашній майстер може продовжити термін служби своїх лампочок розжарювання. Для цього потрібно здійснити схему плавного пуску та відключення, а також можливість обмеження світлового потоку під час роботи.

Один з варіантів такого виконання показаний на малюнку нижче, а робота елементів схеми пояснена у статті про роботу димера для світлодіодних ламп .

Тут же наведено схему найпростішого димера, який нескладно зібрати своїми руками з доступних коштів.

Однак у продажу є велика різноманітність димерів різної конструкції.

Dimmer знижує напругу, що подається на нитку розжарення і, обмежуючи струм, продовжує ресурс роботи світильника.

Особливості галогенних джерел світла: чим вони виділяються під час освітлення

Ця конструкція практично повторює попередню схему. Однак у ній колба виконана із спеціального сорту кварцового скла, що дозволяє заповнити нутрощі буферним газом з добавками галогеновмісних домішок: летких сполук бору або йоду.

Корпус та цоколь створюються під різні світильники з різною величиною напруги від 6 до 220 вольт включно. Низьковольтні вироби (ліва позиція на зображенні) застосовуються в автомобільній техніці або підключаються до домашньої проводки через трансформатор, що знижує.

Кварцове скло колби під час експлуатації необхідно утримувати в чистоті. Його не можна брати до рук. Інакше піт, жир, інші органічні залишки при нагріванні можуть стати причиною її руйнування.

Показана на правій частині картинки конструкція використовується для роботи у звичайній побутовій мережі 220 зі стандартними патронами. Її зовнішня колба виконує прості захисні та декоративні функції. Вона може бути різних відтінків та ступенів прозорості.

Для декоративного підсвічування випускаються галогенні лампи з відбивачем, що направляє світловий і тепловий потік на об’єкт, що освітлюється.

Галогенні лампочки мають невеликі переваги:

• їхній ресурс збільшено до 2000 годин роботи;
• вони мають найкращу світловіддачу, створюючи необхідний рівень освітленості;
• колба відрізняється підвищеною міцністю до механічних впливів та кращою термостійкістю, має принципово менші габарити.

З недоліків можна виділити:

• підвищений нагрів корпусу аж до 300 градусів, що необхідно враховувати конструкцією світильника, стійкого до дії високих температур;
• чутливість до кидків та перепадів напруг – можуть передчасно вийти з ладу;
• можливість вибуху гарячої колби під час зіткнення з холодними предметами.

В цілому ж лампочки розжарювання і галогенні при роботі виділяють багато тепла, мають низький коефіцієнт корисної дії і споживають набагато більше електроенергії, ніж інші, енергозберігаючі вироби.

Їх позитивними рисами в порівнянні з іншими джерелами світла вважаються:

• дешевизна при покупці;
• задовільна стійкість до коливань напруги;
• невеликі габарити;
• відсутність шкідливого мерехтіння для очей при живленні змінного струму;
• швидке включення без попереднього розігріву;
• гарна сумісність з димерами будь-яких конструкцій;
• сприятливий для ока спектр та індекс кольору;
• відсутність додаткової пускорегулюючої апаратури;
• не створюють радіоперешкод і шумів під час роботи;
• байдужі до полярності підключення напруги;
• мають мінімальний рівень ультрафіолетових променів;
• відсутність вимог на утилізацію: не містять у своєму складі шкідливих, отруйних речовин.

Сучасні енергозберігаючі лампи: основні наукові розробки для домашнього освітлення

Оскільки на розігрів ниток розжарювання потрібні великі витрати електрики, то на противагу їм випускаються джерела світла, що вимагають роботи значно менше енергії. Їх почали називати енергозберігаючими.

До них відносяться світильники, які використовують:

1. енергію свічення газового розряду (газорозрядні);
2. виділення світла під час проходження струму через напівпровідниковий перехід — світлодіодні.

Газорозрядні лампи: 2 типи люмінесцентних конструкцій

У технічних приміщеннях можна зустріти довгі трубчасті або вигнуті люмінесцентні лампи.

Усередині герметичної скляної колби, покритої люмінофором, розташовані нитки розжарювання електродів. Вони працюють у середовищі газу з парами ртуті.

Для запуску газового розряду використовується пускорегулююча апаратура, до складу якої входять дросель і стартер, що узгоджено працюють.

Більш детально процес запуску розряду, що виконується на чотири етапи, розписаний на початку окремої статті про ремонт енергозберігаючої КЛЛ . Читайте там, кому цікаво.

Подібні люмінесцентні лампи за рахунок струму через дросель створюють невеликий шум, що не дуже добре для житлових приміщень. Але освітлення від них коштує дешевше, ніж від лампочок Ілліча. Тому вони найчастіше використовуються на виробництвах.

Компактна енергозберігаюча лампа: як влаштована

Її конструкція за принципом дії повторює попередню модель, за винятком кількох сучасних доробок:

1. скляна колба виготовлена у формі складної спіралі;
2. пускорегулююча апаратура виконана на електронній базі (називається ЕПРА) та розміщена в єдиному корпусі зі світильником.

Її складові виглядають таким чином.

До складу ЕПРА входять блоки мережного випрямляча з фільтром та високочастотного перетворювача.

У компактної люмінесцентної лампочки (КЛЛ), як у її попередниці, найчастіше з несправностей відбувається перегорання нитки напруження. Працездатність пошкодженого світильника можна відновити, якщо паралельно до її контактів впаяти двоватний опір на 4-5 Ом.

Звичайні та компактні люмінесцентні лампи вимагають дбайливого поводження та промислової утилізації через наявність пари ртуті та шару люмінофора.

Ще одним недоліком цієї конструкції є ефект мерехтіння, що шкідливо впливає на зір людини. Тому при виборі таких світильників слід звертати увагу на стабільність освітлення.

Перевірити такий режим можна на екрані цифрового фотоапарата, який зараз вбудовано у кожному мобільному телефоні.

Мерехтіння світла – основна причина, через яку ці джерела не рекомендується застосовувати в кімнатах постійного проживання, незважаючи на менше споживання ними електроенергії.

Основні види світлодіодних ламп для побутового застосування

Будь-яка світлодіодна лампа складається з ланцюжків світлодіодів, які спеціально підключені до драйвера живлення.

Напівпровідникові елементи зібрані за певною схемою та утворюють одиничний SMD світлодіод.

Залежно від їхнього типу формуються різні види світлодіодних ламп:

• груша – найбільш типова форма для встановлення в габаритні плафони із загальною висотою до 126 мм та шириною – 60;
• куля – для невеликих круглих плафонів;
• свічка, яка встановлюється у вузькі або плоскі світильники;
• свічка на вітрі – декоративна лампа, що створює красиві світлові ефекти з переливами відтінків кольорів;
• рефлектор, що забезпечує спрямований світловий потік;
• кукурудза, що розподіляє світло в сторони, що нагадує формою качан кукурудзи.

Вони використовують цоколі, сумісні з патронами освітлювальних установок і маркуванням, що дозволяє вказувати розмір діаметра під патрон в міліметрах.

У разі порушення експлуатаційних режимів або неправильного підключення світлодіодні лампочки можуть створювати шкідливе для очей миготіння. Його не складно виявити та усунути домашньому майстру власними силами.

Лампа Філамент: особливості та переваги

Filament – це слово англійської мови, що означає “нитку”.

Початкову конструкцію розробили фахівці Японської компанії Ushio. Вони постаралися наблизити зовнішній вигляд світлодіодного джерела до звичайної лампочки розжарювання, що рівномірно розподіляє світло на всі боки.

Для неї використані досить маленькі світлодіоди, розташовані тонкими стрічками – нитками із технічної сапфірової підкладки. Звичайне їх кількість становить 28 Led однією елементі.

Зверху всю нитку рівномірно покривають шаром люмінофора.

Створена філаментова нитка є звичайним стрижнем певної довжини, що споживає 1 ват електроенергії. Число їх легко порахувати і за цією зовнішньою ознакою визначити потужність лампочки.

Струм на нитки Filament надходить від блока живлення з електронним стабілізатором. Його монтують усередині цоколя Е27 або у спеціальній вставці із пластику біля нього. Електронна плата має певні габарити, які просто не вміщуються всередині цоколя Е14 і менше.

Враховуючи потужність, прикладену до однієї нитки в 1 ват і роботу стабілізатора живлення, струм, що протікає по послідовній ланцюжку, не може розігріти світлодіоди вище 60 градусів Цельсія. Це сприятливо позначається їх експлуатації.

Нитки Filament рознесені у просторі всередині скляної колби, заповненої газом: гелієм. Він додатково покращує передачу тепла від світлодіодів у зовнішнє середовище через скляну колбу.

Схема драйвера живлення також підібрана за характеристиками мінімального виділення тепла, що унеможливлює перегрів всієї конструкції лампочки.

Сучасна лампа Філамент має не тільки оригінальний дизайн, що привертає увагу людини, але й покращені світлові характеристики в комплексі з підвищеною надійністю при експлуатації.

Сучасна наукова розробка: катодолюмінесцентні лампи вчених

За основу конструкції зовнішнього вигляду взята та сама лампочка Ілліча, але зі значною зміною внутрішніх компонентів.

Вона вийшла своєчасно і стала актуальною тому, що рішенням міжнародної Мінаматської конвенції між державами (понад 140 учасників) створено договір, що обмежує антропогенні викиди в довкілля ртутних парів та їх сполук, що призводять до отруєння живих організмів.

З початку 2020 року потрапляють під заборону КЛЛ і люмінесцентні лампи, окремі види продукції, що містить ртуть, включаючи електричні батареї, реле і перемикачі.

А від цієї заборони під питанням стає застосування ультрафіолетових джерел світла, необхідних для медичних установ, а також сільськогосподарських підприємств, що займаються вирощуванням рослин у теплицях.

Вченими, які працюють на кафедрі вакуумної електроніки Московського фізико-технічного інституту при спільній роботі з колегами з ФІАН, вдалося створити, випробувати та запустити у виробництво катодолюмінесцентну лампу, яка не містить небезпечних компонентів ртуті.

Вона має оригінальний принцип роботи, що повторює конструкцію старого кінескопного телевізора.

Анод виконаний тонким алюмінієвим дзеркалом, яке під час роботи зазнає бомбардування потоку електронів, що вилітають з катода з модулятором.

Вакуумне середовище всередині герметичного скляного корпусу колби забезпечує надійну роботу, як і у звичайних радіоелектронних ламп.

Над анодом розташований шар люмінофора. Їм можна надати практично будь-яку колірну гамму освітленню, що створюється. Це особливо цінно для ультрафіолетового спектру, якому раніше були потрібні пари ртуті.

Особлива складність під час створення цієї конструкції виникла з модулем катодного випромінювання. Справа в тому, що подібні лампочки намагалися виготовляти у багатьох країнах, включаючи США. Там навіть було налагоджено дослідне виробництво та пробний продаж.

Але вона не набула розвитку: їх катодолюмінесцентні джерела світла довго розігрівалися і запалювали освітлення із затримкою за часом, та й розміри виходили громіздкими.

Вчені вдало вирішили ці питання за рахунок використання технології тунельного ефекту та застосування вуглеволокна як матеріал випромінюючого катода.

Ще кілька наукових розробок вчених із Фізтеху лягло в основу автокадної конструкції катодолюмінесцентної лампи. Вона має унікальні електричні характеристики і здатна конкурувати з великою масою існуючих світлодіодних ламп.

При її експлуатації відсутня необхідність дбати про охолодження та відведення тепла, як у звичайних напівпровідникових приладів. Вона не боїться перегріву і не втратить своєї яскравості.

Така лампочка відмінно працюватиме в закритих світильниках стель без спеціального охолодження.