Частный мастер Нестеров Сергей Анатольевич

Современные электролампы – их достоинства и недостатки
 

Со времени изобретения первой лампы накаливания, предназначенной для освещения,  проводились разработки новых конструкций по нескольким направлениям. В нынешних условиях  экономии электрической энергии только на российском рынке было изобретено и выпущено в производство более 7 тысяч разновидностей ламп. Вплоть до 80 - х годов прошлого столетия все они в основном работали по принципу ламп накаливания. На сегодняшний день для бытового применения чаще всего используют такие виды электроламп, как лампы накаливания -  самые распространенные и самые неэкономичные (поскольку отдают большую часть энергии в виде тепла), и более современные энергосберегающие лампы, люминесцентные и  галогенные.

В настоящее время разрабатываются и проходят испытания новое поколение электрических ламп, которые будут работать на основе светодиодов. Этот вид ламп имеет значительные преимущества даже над энергосберегающими лампами, и способен кардинально поменять мнение человека об электроэнергетической составляющей искусственного света.

Увеличивающаяся потребность в электричестве, которое, постоянно растет в цене, заставляет людей искать способы ее экономии.  Во многих странах уже сегодня ощущается острый дефицит электроэнергии. Одним из способов энергосбережения является разработка ламп освещения, которые, помимо световых лучей,  больше не выделяют никакой энергии. Все современные источники искусственного света   в тех или иных количествах выделяют не нужную при их использовании тепловую энергию. Общемировая практика показывает, что на нужды освещения и связанные с ним эффекты (рекламное освещение) уходит до 21% потребляемой электроэнергии. 

Кроме того во многих развивающихся странах помимо электричества применяются другие не менее дешевые источники света. Около 1.6 млрд. человек по всему миру тратят около 38 млрд. долларов ежегодно на освещение с помощью керосиновых ламп. При этом расходуется огромное количество жидкого топлива, по объемам сопоставимого с дневной добычей нефти в Индонезии или Ливии (около 1.3  млн. баррелей). Помимо топлива, произведенного из нефти для нужд освещения, используют другое органическое топливо – животный и растительный жир.

Применение жидкого органического топлива для нужд освещения менее эффективно чем лампы накаливания. Углеводороды, сгорая, выделяют энергию в виде тепла, а необходимый свет излучается с очень маленьким КПД. В местах, где использовать тепловую энергию нет необходимости, применение керосиновых ламп и ламп выделяющих много тепла крайне невыгодно.  

В общемировом масштабе проблема замены неэффективных керосиновых ламп в странах третьего мира на более экономичное электрическое освещение остается на сегодняшний день очень актуальной. А по оценкам ведущих мировых экспертов в области светотехники замена всех видов источников света, в том числе и энергосберегающих ламп на излучатели света нового поколения позволит кардинально поменять ситуацию на рынке электроэнергии.  В настоящее время ведутся разработки и испытания этих новых видов источников световой энергии, называемых светодиодами (WLED). Суперэкономичность ламп нового поколения обуславливается преобразованием эклектической энергии в свет с очень высоким КПД, значительно превосходящим КПД других современных источников света.  Тепловой энергии светодиодные лампы практически не выделяют. Сегодня уже есть в продаже фонарики со светодиодами, которые питаются от аккумуляторов или батареек. Их использование в развивающихся странах на данный момент можно считать очень эффективным, поскольку они значительно дешевле жидких углеводородов.  Кроме того их применение частично может решить экологическую проблему, связанную с потеплением климата.

Характеристики современных ламп, применяемых для получения света

Лампа накаливания

Это самый первый вид электролампочек,  пришедших на смену лучинам, керосиновым и другим лампам. Впервые появились они немногим более ста лет назад и быстро вошли в быт человечества. Принцип работы этих ламп довольно прост: вольфрамовая спираль имеет значительное меньшее сопротивление проводки и при встрече разнополярного тока она нагревается до такой температуры, что вызывает яркое свечение. Эти лампы используются в России до сих пор. У них очень низкая себестоимость изготовления, не требующая особых технологий производства, кроме того они компактные, удобные и надежные в эксплуатации.  Большим недостатком ламп накаливания считается сравнительно низкая светоотдача  при значительном потреблении электричества, которое в основном уходит на тепловую энергию. По причине большого нагрева эти лампы не везде можно использовать, кроме того они в некоторой степени травмоопасны. Общий расчетный срок эксплуатации таких ламп до 1000 часов.

Галогенная лампа

Впервые галогенные лампы были произведены в 1936 году. В своей основе они не отличаются от обыкновенных ламп накаливания: также имеют стеклянную колбу и спираль накаливания из вольфрамовой нити.  Главным различием является то, что колба лампы заполняется галогенным газом. При высокой температуре нагрева, вольфрамовая спираль начинает отдавать свои атомы в пространство колбы, которые оседают на ее внутреннюю поверхность. Галогенный газ имеет «назначение» препятствовать испарению вольфрама, а также осаждению атомов нити накаливания на поверхность колбы. Этим обеспечивается долговременное сохранение прозрачности стекла лампы.

Принцип работы галогенных ламп основывается на преобразовании ультрафиолетового излучения в излучение световое в среде галогенного газа. У этих ламп спектр излучения очень близок к солнечному свету, поэтому они широко применяются в промышленности и автомобилестроении.

Достоинствами галогенных ламп можно назвать такие параметры как:
-высокий срок эксплуатации (как минимум в два раза дольше, чем простые лампы накаливания);
-экономичность в потреблении электроэнергии (до 80% электроэнергии по сравнению с простыми лампами накаливания, при выработке одинакового количества света);
-прочность и термостойкость (при изготовлении применяются более качественные материалы);
-повышенная светоотдача и более широкий спектр цветности;
-отличная цветопередача (за счет применения в  этих лампах люминофоров).

Превосходное качество светового потока этих ламп без мерцания и шума достигается благодаря применению пускорегулирующей аппаратурой (ЭПРА), встроенной в лампу, а главный недостаток, так же как и у простых ламп накаливания – большая температура нагрева поверхности колбы. Этот недостаток  не позволяет использовать галогенные лампы вблизи легковоспламеняющихся предметов. Кроме того они могут нанести термические травмы при неосторожном обращении.

Люминесцентная лампа

Широко применяемые люминесцентные лампы для промышленного, общественного и бытового освещения относятся к  виду газоразрядных ламп. Выделение потока световой энергии в этих лампах происходит за счет электрического разряда в газовой среде - парах тяжелого металла или в смеси паров и газа.
Достоинствами люминесцентных ламп являются такие параметры как очень большой срок эксплуатации (до 25000 часов), несравненно большая светоотдача при более низком потреблении электричества, чем у ламп накаливания, невысокий нагрев поверхности стекла при использовании (не более 60 градусов). К недостаткам можно отнести сложность и громоздкость конструкций  люминесцентных ламп, требующих специального пускорегулирующего устройства (ПРА).  Их малая мощность не позволяет качественно освещать большую площадь. Находят применение обычно при установке в больших количествах. Издают шум при работе и мерцают.

Энергосберегающая лампа

Сегодня эти лампы за счет своей экономичности при использовании становятся все более популярными для применения в быту. Энергосберегающая лампа, по сути, является дуговой люминесцентной лампой со встроенным ПРА. В ее конструкцию внесен такой важный элемент как цоколь, позволяющий применять их вместо простых ламп накаливания. Впервые ее внедрила в производство в 1985 году всемирно известная светотехническая компания OSRAM, встроив в цоколь пусковое устройство ЭПРА. Эту лампу можно использовать в любых осветительных приборах, где есть патрон для простой лампы накаливания.

Достоинством энергосберегающей лампы является очень низкое потребление электричества. В сравнении с простой лампочкой она в 5 раз меньше расходует энергии при выделении одинакового количества света. Такая лампа не мерцает и равномерно распределяет поток света, не слепит глаза и мгновенно включается. Так же к достоинствам можно отнести следующие:
-работает в диапазоне напряжения сети от180 до 260 Вольт;
-не нагревается во время работы (не более 40 градусов);
-большой срок использования (не менее 15000 часов);
-гарантийный срок эксплуатации.

Такие лампы к концу срока использования «не перегорают» мгновенно, а постепенно начинают темнеть и только потом погаснут (обычно это происходит в течение 5 дней).

Сегодня предлагаемые в продаже энергосберегающие лампы имеют довольно высокие цены. Связано это не только с брендами, но и с их высокой себестоимостью в производстве. Они в 10 раз дороже простой лампы накаливания, что становится причиной отказа от приобретения этих ламп. Однако стоит заметить, что энергосберегающие лампы служат в 10 раз дольше, и позволяют экономить значительное количество электроэнергии.