Десятилетиями расходы на лампочки были ничтожными, и поэтому появление дорогих экономных люминесцентных взамен привычных ламп накаливания первое время воспринималось болезненно. Несколько лет эксплуатации доказали, что обещанная экономия электроэнергии имеет место. Правда, при этом оказалось, что выбрасывать их в мусорное ведро категорически нельзя – в них полно ртути. Сейчас на прилавках магазинов электротоваров появились еще более дорогие – при одинаковой мощности их цена в два раза выше люминесцентных «экономок» – светодиодные лампы. В утешение покупателям объясняют, что их энергопотребление еще ниже, моторесурс выше, а вредной ртути там совсем нет. Давайте же разберемся с тем, что такое светодиодная лампа и на что обратить внимание при ее выборе, чтобы все заверения производителя про их экономность и долговечность оказались правдой.
Источник света
В этих лампах светится ни нихромовая нить, ни пары ртути, а крохотный кусочек полупроводника – сплав кремния с редкоземельным металлом индием или германием, названный светодиодом. Эффект свечения при пропускании тока через такие вещества был замечен еще в тридцатых годах прошлого века. Но из-за сложностей их получения в больших количествах и небольшой силы светового потока не находил широкого применения до начала нового тысячелетия.
Чтобы полупроводник начал светиться, через него пропускают постоянный ток. Это предопределило конструкцию светодиодной лампы.
Светодиодные лампы: что внутри
Внешне светодиодные лампы похожи на те, внутри которых нить накаливания. Даже больше, чем люминесцентные экономки. Снаружи они состоят из следующих элементов:
- Резьбовой цоколь типа Е (17 – миньон, 27 – бытовой стандарт, 40 – лампы внешнего освещения).
- Металлический радиатор для отвода тепла (похож на рифленый стаканчик для мороженого).
- Пластиковый колпак с нанесенным изнутри люминофором, сдвигающим спектр светового излучения к более желтым (теплым) тонам.
Внутри них находятся платы питания (драйвер) и светодиодов, количество которых достигает сотни штук. Драйвер выпрямляет сетевое напряжение. Если его схема проста, то делается это грубо, на его выходе ток пульсирует. Из-за этого светодиоды работают недолго. Светящиеся кристаллы соединяются последовательно. Каждый из них рассчитан на напряжение в 5–10 вольт. Их цепочка позволяет обойтись без понижающего трансформатора, но выход из строя любого элемента обрывает ее и лампа гаснет.
Схема драйвера надежной светодиодной лампы
Схема простого и ненадежного драйвера
Выпрямление тока сопровождается выделением тепла. Чем массивнее выглядит радиатор и чем больше на нем рифления, тем дольше проработает лампа.
Критерии выбора светодиодных ламп
Светодиодная лампа выбирается по следующим критериям:
- Мощность или сила светового потока.
- Тип цоколя.
- Цветовая температура
Ватты или люмены?
Мы привыкли выбирать лампу по мощности в ваттах. Но у светодиодной лампы нет прямой зависимости силы свечения от количества потребленной электроэнергии. Поэтому на их упаковках пишут не вполне понятное значение в люменах. Зависимость силы светового потока от количества потребленной энергии для различных типов ламп приведена в таблице.
Тип лампы | Сила светового потока (люмен) | ||||
220 | 400 | 700 | 900 | 1300 | |
Потребляемая мощность (ватт) | |||||
Накаливания | 25 | 40 | 62 | 75 | 100 |
Галогенные | 18 | 28 | 42 | 53 | 70 |
| Люминесцентные | 6 | 9 | 12 | 15 | 20 |
| Светодиодные | 4 | 6 | 10 | 13 | 18 |
Из нее видно, лампы на полупроводниковых источниках света потребляют в среднем в шесть раз меньше электроэнергии при той же силе светового потока, чем лампы накаливания и в полтора – люминесцентных.
Цоколь
Если вы собираетесь заменить только лампу, а не сам осветительный прибор, то нужно выбирать модели с традиционным резьбовым цоколем. Он имеет буквенное обозначение «Е» – по имени изобретателя Томаса Эдисона. Цифра, идущая после буквы, – это диаметр в миллиметрах. Стандартный бытовой электропатрон имеет обозначение Е27. Для светильников малой мощности применяется E17, который называют еще «миньоном». Типоразмер Е40 – цоколь мощных ламп, использующихся для наружного освещения.
Цоколи с буквенным обозначением G имеют два штырька разных размеров. Такие лампы используются для декоративной подсветки.
Цветовая температура
Этот критерий многим знаком по люминесцентным лампам, но на его сущности стоит остановиться еще раз. Потому что белый светодиод имеет больший сдвиг к синей части спектра, а это не слишком хорошо для зрения.
Цветовая температура – термин, взятый из термодинамики. Она измеряется в градусах Кельвина. Черному цвету соответствует абсолютный ноль по этой шкале (по Цельсию – это минус 273 градуса). Чтобы тело начало светиться, его надо нагреть до 800 К.
Однако с терминами типа освещения существует путаница. Цветовую температуру в 15000 К называют «холодной», а 800 – теплой. По логике все должно быть наоборот. Объясняется этот казус субъективными ощущениями ученых, работавших в области термодинамики. Пронзительно-синий, почти белый цвет имеет небо в морозный полдень. Ему соответствует цветовая температура в 15000 К. Потому он «холодный».
Для человеческого глаза, тысячелетиями эволюции приученного к свету костра, свечи, комфортной является цветовая температура 1000–2000 К. Яркий, режущий цвет полуденного солнца определяется значением в 4500 К.
Поэтому для домашнего использования пригодны лампы с маркировкой до 4500 К. Но и здесь есть тонкости. Ученые сумели сдвинуть спектр излучения кристалла в сторону теплых тонов. Для этого используется слой люминофора, нанесенный на поверхность колбы. Обратите внимание, что в лампах для бытового использования она должна быть матовой, непрозрачной. Но доля синего излучения осталась очень большой. Поэтому светодиодные лампы лучше не использовать в качестве ночников. Организм инстинктивно возбуждается, если зрение фиксирует свет, похожий на полуденный.
На что еще обратить внимание при выборе светодиодной лампы
Выше уже упоминалось, что на качество светодиодной лампы напрямую влияет схемное решение драйвера, выпрямляющего переменный ток. Принцип «чем дороже – тем лучше» в отношении этих приборов не работает. Внешним осмотром лампы вы так же не сможете определить качество платы, использованной производителем. Выход из положения очень прост. Надо использовать камеру смартфона в режиме видеосъемки.
Если драйвер дешевый, то напряжение на его выходе пульсирует, а вместе с ним и свет лампы. Направив камеру на нее, вы используете стробирующий эффект – визуальное смазывание изображения при различии в частотах. Чем сильнее мерцает лампа, тем сильнее размазывается её изображение на экране. Это плохо не только для кошелька (прибор быстро выйдет из строя), но и для зрения.
Теперь можете отправляться в магазин и покупать современный экономный и безопасный источник света.