Сравнительная таблица светодиодных ламп и ламп накаливания

Чтобы провести сравнение ламп накаливания и светодиодных, надо рассмотреть конструкцию и принцип работы каждого источника.

Первым рассматривается вольфрамовая лампочка накаливания.

Устроена она следующим образом:

• Цоколь. Нужен для вкручивания лампочки в патрон. Обычно изготавливается из алюминия.
• Колба. Материал изготовления – стекло. Защищает вольфрамовую нить от воздействия внешней среды. Внутри создается вакуум или заполняется инертным газом. Газ не дает металлическим элементам окисляться.
• Электроды, крючки для их удерживания. Данные элементы удерживают нить накаливания.
• Нить накаливания. Изготавливается из вольфрама, служит для излучения света.
• Штенгель. В нем закреплены электроды с крючками. Сам он находится в нижней части колбы.
• Изолирующий материал, контактная поверхность.

Принцип работы заключается в проведении тока через источник и разогрев вольфрамовой нити до высоких температур. В результате чего она начинает излучать свет. Нить прогревается до 3000 градусов, при этом не расплавляется.

Внешне диодная лампочка напоминает предыдущую конструкцию. Она также содержит цоколь с резьбой таких же размеров (маркировка тоже одинаковая), поэтому переделывать оборудование или светильники под низ не надо. Но отличие в более усложненной внутренней конструкции:

• Контактный цоколь.
• Корпус.
• Плата питания и управления. Нужна, чтобы не допустить перегорание светильников. Они снижают напряжение, выравнивают ток.
• Плата со светодиодами.
• Балластный трансформатор.
• Прозрачный колпак.

Световой поток образуется при соприкосновении двух веществ из разных материалов, через которые был пропущен ток. Главным условием является то, что один из материалов заряжен отрицательными электронами, другой – положительными ионами.

Светить всегда, светить везде: как выбрать светодиодные лампы

Вот раньше-то романтика была! Зажёг карбидный фонарь и поехал. Лучше, конечно, в ясную лунную ночь – светили такие фонари не очень хорошо. Зато они достаточно быстро уступили место электрическим фарам. Довольно долго лампочки в них были обычными, с нитью накаливания. Потом появились галогенные лампы, а ещё чуть позже – ксеноновые и светодиодные. И на каждом этапе этой световой эволюции фары автомобиля светили всё лучше и лучше. Правда, не всем, а только тем, кто мог себе позволить машину со светодиодами и ксеноном. Разве это справедливо? Столбы-то и ямы ночью одинаковые для всех. Как побороть такое неравенство?

Безумству храбрых…​

Нам придётся сделать небольшое, но немного грустное вступление. К счастью или сожалению, но на любые переделки световых приборов ГИБДД смотрит как военком на призывника. И если на вашей машине стоят галогеновые фары, ксенон в них ставить никак нельзя – можно нарваться на лишение и даже аннулирование регистрации транспортного средства. Со светодиодными лампами ситуация немного проще: сейчас просто нет никаких конкретных требований, которые могли бы регламентировать использование таких ламп в фарах головного света. С одной стороны, это неплохо – можно обойтись штрафом в 500 рублей, но с другой стороны – нет выработанных стандартов, позволяющих пройти сертификацию ECE. Поэтому любые незаводские светодиодные лампы автоматически становятся запрещенными к использованию на дорогах общего пользования. Так что выбор остаётся за вами: либо хорошо видеть ночью, но получать штрафы, либо видеть хуже, но не злить инспекторов ГИБДД. Если запаса храбрости хватает на первый вариант развития событий, то давайте немного поговорим о том, что такое светодиодные лампы, чем они лучше галогенных и как выбрать хорошую лампу. Последнее особенно важно, потому что безопасность должна быть превыше всего.

Почему светодиод?

Преимуществ у светодиодных ламп перед галогенными достаточно. Проще сказать, чем лучше галогенные – они дешевле. А вот по остальным пунктам они здорово отстают от светодиодных.

Во-первых, срок службы галогенной лампы намного ниже. Как ни крути, а галогенка – это всё-таки обычная лампа накаливания, пусть даже и накачанная смесью азота, аргона и какого-нибудь галогена. И со временем нить лампы выгорает. Да, технология предусматривает небольшое восстановление нити: оторвавшиеся атомы вольфрама соединяются с галогенами, образуются молекулы галоидов, которые вблизи нити распадаются. Атомы вольфрама частично возвращаются в нить. Это так называемый галогенный цикл. Однако его первая задача – не давать атомам вольфрама оседать на колбе, делая её со временем менее прозрачной. А вот восстановление нити – это процесс приятный, но не очень предсказуемый и эффективный. Броуновское движение, знаете ли – оно вмешивается и делает это восстановление хаотичным и не очень прогнозируемым. Вольфрамовой нити не остаётся ничего другого, как перегореть в неподходящий момент.

Второй недостаток галогеновой лампы – это потребляемая мощность. Самая распространённая галогенка в фаре – это 55 ватт. И фар две, так что потребляемая мощность составит уже 110 Вт. А потребление двух светодиодных ламп может уложиться в 10 Вт. Генератор, само собой, будет этому очень рад. Да и проводка тоже.

Кстати, о генераторе. Галогенные лампы очень чувствительны к скачкам напряжения. Особенно к его завышению. Все галогенки рассчитаны на одно идеальное напряжение в бортовой сети – 13,2 вольт. Для такого условного напряжения и озвучивают срок жизни лампы. К сожалению, ничего идеального в этом мире нет, и в бортсети могут быть заметные скачки. Либо напряжение может быть стабильным, но не 13,2 В. Если оно ниже, ничего страшного не будет – просто лампы будут светить хуже (намного хуже). А вот если оно завышено, то срок службы галогенки падает катастрофически быстро. Например, при напряжении 13,9 В лампа перегорит почти вдвое быстрее. Ладно, если её можно быстро заменить, но мы-то знаем, что иногда это не так просто. То бампер нужно снять, то руку в четырёх местах сломать. Ну и деньги, опять же. Светодиодные лампы могут служить до пяти раз дольше галогенных.

Ещё одно преимущество светодиодных ламп – это яркость и температура цвета. Яркость у них может быть в два раза выше, чем у галогенных, в температура достигать 6 000 К – это абсолютно дневной свет без желтизны.

Мы специально не погружается в дебри физики и не говорим о люменах, кельвинах, эффективности, освещённости, силе света и прочих КПД. Тут уже и без нас сказано много. И вряд ли кто-то будет менять галогенки на светодиоды, не разобравшись во всех преимуществах последних. Поэтому короткого напоминания выше будет достаточно. Наша задача сегодня – понять, не почему, а как выбрать светодиодные лампы. Вот этим и займёмся.

Напряжение, температура и точность

Самая распространённая ошибка с выбором галогенок – это попытка вставить в фару лампу помощнее. Мол, светить будет лучше. Сильно лучше она светить не будет, а вот проблем добавит. Можно и проводку спалить, и саму фару поплавить (не только разъём, но даже и пластик). Выбор светодиодных фар заметно сложнее. Но если подойти к этому вопросу ответственно, то результат будет очень радовать.

Начнём с простого – с урока геометрии. И немного оптики.

Наверное, многие помнят, сколько было жалоб на первые китайские светодиоды. И основная жалоба – очень странный пучок света, который освещал посадочные глиссады самолётов в аэропортах, норы сусликов на обочинах, медведя в кустах и всё прочее интересно, но никак не дорогу. Собственно, и пучка как такового часто не было – было размытое пятно света. Иногда даже яркого и белого, но не освещающего дорогу. Почему так получалось? Потому что любая фара сконструирована так, чтобы правильно фокусировать световой поток – создавать правильно светораспределение. Наверное, помните, как слепят «праворукие» автомобили, у которых светораспределение рассчитано на левостороннее движение? Дело в том, что фары светят несимметрично: больше на обочину, меньше – на встречную полосу. Правда, ещё есть американские автомобили, которые по своему стандарту долго имели именно симметричный свет, но и это уже в прошлом. Так вот: чтобы пучок формировался правильно, очень важна позиция источника света в фаре. У галогенной лампы – позиция нити, у светодиодной – самого светодиода.

Когда мы меняем перегоревшие галогенки, мы вместо отработавшей своё лампы ставим точно такую же – с такой же позицией нити. И лампа светит правильно. А вот дешёвые светодиодные лампы часто сделаны абы как – диод может стоять где угодно, но не там, где он должен быть у галогенки. И в итоге при установке такой лампы вместо старой галогенной светораспределение нарушается. Фары слепят встречных водителей, плохо освещают обочину и делают вождение просто опасным. Поэтому очень важно убедиться, что светодиоды стоят точно в той же позиции, что и нить в старой галогенной лампе. К сожалению, на глаз оценить это параметр не выйдет – там важны десятые доли миллиметра, а людей со встроенными в зрачки штангенциркулями я пока ещё не видел. Выход один – выбирать проверенных производителей. Желательно тех, кто делает не только светодиодные лампы, но и обычные галогенные. Чем больше съедено собак в этом деле, тем лучше. Вот, например, лампы Osram – тут есть не только точное соответствие галогенке, но и гарантия. И это приятно. Дают её не все, потому что на срок жизни лампы влияет ещё одна её система, о качестве которой задумываются немногие. Это охлаждение.

Почему-то многие уверены, что светодиоды не греются. Колбы-то нет, чему там греться? А они греются. Бесспорно, КПД светодиодной лампы высокое, но всё-таки около половины потребляемой мощности пропадает даром, нагревая лампу достаточно сильно. И чем мощнее лампа, тем больше тепла. Большинство ламп мощностью до 25 Вт обходятся пассивным охлаждением в виде радиатора около цоколя, на более мощных бывает и активное. И опять же: о решении этой проблемы думают производители. Но не все, а ответственные. И если покупать лампу у такого производителя, он всегда даст гарантию на свою продукцию. Само собой, температурный режим такой лампы всегда оптимальный.

И есть ещё один момент, о котором часто забывают, – блок управления лампой. Светодиоды к колебаниям напряжения не менее чувствительны, чем галогенные лампы. Но галогенкам деваться некуда: никаких блоков у них нет, и они светят на все дошедшие до них вольты. А вот у светодиодной лампы обязательно есть токоограничитель. И ещё сам блок управления, схема которого определяет работу лампы (она зависит не только от самого светодиода). На дешёвых ноунейм-лампах могут стоять не самые качественные блоки, что не только может испортить свет, но и значительно сократит срок службы лампы. А стоит она, как я уже говорил, заметно дороже галогенки.

Наконец, остались пустяки: выбрать температуру цвета. Кому-то очень нравится синий. Что поделать, это дело вкуса. Но я бы сильно гоняться за ним не стал: с синим очень плохо видно в снег, туман и дождь. Так что если приходится ездить тёмными ночами и под осадками, лучше не брать лампы с температурой выше 6 000 К. Тут, скорее, подойдёт более жёлтый цвет – как у галогенных фар. Это где-то 3 500-4 000 К. Ну и ещё один фактор: слишком белый (даже не синий) цвет очень похож на цвет ксенона (он около 4 200 К), а это – лишний повод для остановки инспектором ДПС. Особенно если вы едете на ржавом BMW E36. Вроде 500 рублей для водителя такого шикарного автомобиля – копейки, но и их лучше поберечь (пригодятся на ремонт).

Светодиоды, которые имеют низкие показатели мощности

Самым распространенным и часто используемым типом светодиода являются, так называемые индикаторы, которые имеют небольшую мощность и малые размеры. Размер этих видов светодиодов составляет от 3 до 20 миллиметров. Эти элементы имеется возможность встретить в разнообразных бытовых приборах. Почти все светодиоды, которые выполнены в белом цвете имеют показатели тока 20 мА, 3,2 Вольта, мощность составляет значение в 0,06 Вт.

К светодиодам, которые обладают низкой мощностью, имеется возможность отнести элементы, используемые для поверхностного монтажа и SMD типа. Они предназначены для того, чтобы в необходимой степени подсвечивать экран телевизора, кнопки и пр. Данный тип светодиодов, достаточно часто применяется для современных светодиодных лент, которые нашли широкое применение, потому как имеют высокие показатели практичности и эффективности в использовании. Светодиодные ленты двух основных типов — SMD 3528 и SMD 5050 выполняются, именно из элементов описанных выше. Показатели их мощности, находятся в пределах 1,2 — 2 Вт, чего вполне хватает для создания качественных и надежных светодиодных лент.

Как определить параметры светодиода мультиметром?

Теперь, когда мы знаем, что номинальный ток многих светодиодов 20 мА, то достаточно просто определить их напряжение опытным путем. Для этого нам понадобится блок питания с регулировкой напряжения и мультиметр. Соединяем последовательно блок питания со светодиодом и мультиметром, предварительно установленным в режим измерения тока.

Блок питания изначально должен быть установлен на минимальное значение. Далее, изменяя величину подводимого к светодиоду напряжения, устанавливаем по показанию мультиметра ток 20 мА. После этого фиксируем значение величины подводимого напряжения либо по штатному вольтметру блока питания либо с помощью мультиметра, установленного в режим измерения напряжения.

Для страховки светодиода лучше последовательно к нему подсоединить резистор ом на 300. Но в этому случае напряжение необходимо фиксировать непосредственно на нем.

Поскольку не у всех есть блок питания с регулировкой напряжения, то можно определять параметры и исправность маломощных светодиодов с помощью следующих элементов:

1. Крона (батарейка на 9 В).
2. Резистор ом на 200.
3. Переменный резистор, он же потенциометр на 1 кОм.
4. Мультиметр.

Испытуемый светодиод соединяем последовательно с постоянным резисторов, потом с переменным, далее с кроной и щупами мультиметра, установленного в режим измерения постоянного тока.

Очередность соединения всех элементов не имеет никакого значения, поскольку цепь последовательная, а это значит, что через все компоненты протекает один и тот же ток.

Изначально переменным резистором следует установить минимальное напряжение, а потом постепенно увеличивать до тех пор, пока ток не достигнет 20 мА. После этого выполняется измерение напряжения.

С помощью рассмотренного способа не получится определить параметры мощного светодиода вследствие протекания значительного тока через резисторы. В результате чего последние могут перегреться. Однако определить исправность его вполне возможно.

Очень аккуратно разбираем энергосберегающую лампу не повредив колбу, утилизируя ее соответствующим способом.

По мимо колбы удаляем и внутренний драйвер, он нам больше не понадобится. Из всей лампы нам понадобится только чать корпуса с цоколем.

Разбираем блок питания на 9 Вольт.

Примеряем его в корпус лампы. Если не входит — немного подкусываем плату по углам, не повредив дорожки на ней.

Берем вентилятор со встроенным кулером, он рассчитан на питание 12 В.

Примеряем под него светодиодную матрицу. Сверлим 4 отверстия под нее в радиаторе. Затем нарезаем резьбу.

Мажем поверхность прилегания теплопроводящей пастой, прикручиваем матрицу к радиатору винтами.

Коррелированная цветовая температура (CCT)

Цветовая температура источника белого света обозначает то, насколько «теплым» или «холодным» кажется свет. Данный параметр измеряется в кельвинах (К) — чем выше показатель, тем «холоднее» свет. В домашних условиях обычно предполагается использование освещения с цветовой температурой около 2700K, что похоже на цветовую температуру традиционных ламп накаливания; в помещениях в сфере коммерческой недвижимости обычно используют освещение в диапазоне 3000K — 4000K. Новые тенденции в освещении транслируют подход «освещение для здоровья», поддерживающий суточные биоритмы. Это привело к более широкому использованию цветовой температуры естественного дневного света, превышающей 5000K.

Исторически сложилось так, что одной из основных проблем многих источников освещения была тенденция продолжать использовать лампу долгое время после того, как ее цветовые характеристики ухудшились до такой степени, что лампу уже нельзя использовать. Светодиод здесь не является исключением, и в течение расчетного срока службы можно ожидать, что цветовые характеристики могут ухудшиться. Параметр расчетного срока службы светодиода должен учитывать эту деградацию, а также снижение показателя светового потока. Лишь некоторые компании учитывают этот аспект.

Есть два показателя, которые действительно полезно указывать: цветопередача и цветовая температура в конце расчетного срока службы (L70 и прочие)

Светодиоды в жилом и промышленном здании

LED -лампы уже успели доказать свою эффективность, экономичность и экологичность. Если вы планируете ремонт и переход на LED -освещение, можно пойти 2 путями для определения количества необходимых приборов:

1. Произвести расчет светодиодного освещения согласно представленным выше формулам.

2. Сопоставить световой поток, который получаете от установленных галогенных либо ламп накаливания с мощностью светодиодных источников. Для этого нужно вернуться к первой таблице. Например, 100-Ваттная лампочка накаливание воспроизводит порядка 1200 Люмен. Для такого же потока понадобится 15-Ваттная LED -лампа.

Светодиодные приборы – это не только практичность, но еще и возможности для креатива. С их помощью можно создать уникальных световой дизайн, выделить зоны работы и отдыха.

Их главные функции:

• Общее электроосвещение. Здесь лучше всего применять небольшое количество мощных приборов.
• Создание комфортных условий на рабочем месте. В кабинетах, производственных цехах, переговорных, а также на ресепшенах, прилавках необходимы направленные источники света.
• Дизайн интерьера. Здесь можно «играть» с цветами, размерами и формами. С помощью большого количества LED-приборов малой мощности можно создать интересные визуальные эффекты.

Для того чтобы при комбинировании различных осветительных приборов не появлялись «темные пятна», важно учитывать все объекты в пространстве. А для рабочего освещения огромное значение имеют естественные источники света. Дизайнеры, планируя корпоративные пространства, стараются размещать рабочие места так, чтобы использовать как можно больше природного света. Такое решение является наиболее комфортным для здоровья глаз и экономным для бюджета.

Наиболее близкий эффект (экономия + комфорт) позволяют достичь LED -лампы. Никакого мерцания, минимальное выделение тепла, внушительный срок службы (до 100 тысяч часов), безопасная утилизация – все это делает технологию LED самой рациональной для современного общества.

Есть и дополнительные возможности у таких приборов. Светильники с диммером позволят регулировать яркость в зависимости от ваших потребностей и пожеланий. Учитывая на производственных предприятиям и многих коммерческих учреждений, требуется круглосуточная работа осветительных приборов, LED -лампы с диммерами станут рациональным выбором.

Какой бы метод вы ни бывали – онлайн или использование формул, желаем вам эффективных дизайнерских решений для работы и отдыха.