Энергосберегающая лампа из чего состоит
Перейти к содержимому

Энергосберегающая лампа из чего состоит

  • автор:

Энергосберегающие лампы — экономное потребление Энергосберегающие лампы

В связи с повышением цен на электроэнергию все большее значение приобретает экономное ее потребление. Если вы покупаете энергосберегающую лампу, то начинаете экономить уже с момента покупки. Такая лампа не только потребляет мало электроэнергии, но и служит значительно дольше, чем обычная лампа накаливания.

Всего 30 ламп, 10 видов по 3 экземпляра, приняли участие в своеобразном эксперименте. Они испытали все жизненные циклы, которые проходят лампы, повседневно используемые в бьпу, — начиная от прилавка и вплоть до выхода из строя. Две дешевые лампы приказали долго жить уже через 2000 часов.

Большинство «участниц» работали от 5000 до 7000 часов, что намного меньше, чем обещали производители (продукция лишь некоторых фирм соответствует обещаниям). Самыми выносливыми оказались лампы таких фирм как Osram, Philips и General Electric (GE). Победительницей стала лампа компании GE: она потухла через 32000 часов горения, пережив 12000 включений (хотя, производитель обещал 8000 часов).

Эксперимент был проведен в Штутгарте (Германия). Производители утверждают, что срок эксплуатации энергосберегающих ламп в восемь, а то и в пятнадцать раз больше, чем обычных ламп накаливания.

Компактные люминесцентные лампы известны под названием — энергосберегающие. Они не только потребляют мало электроэнергии, но по сравнению с обычной лампой накаливания служат значительно дольше. Энергосберегающая лампа работает почти в 15 раз дольше (более 15000 часов горения), чем лампа накаливания (1000 часов горения). По цринципу работы КТЩ не отличаются от обычных люминесцентных. По размерам же приближаются к стандартным лампам накаливания.

Лампа состоит из конденсатора предвключения и лампы дневного света (люминесцентной лампы). Светящийся корпус представляет собой стеклянную трубку, скрученную в виде пружины и заключенную в стеклянные колбы разных форм в зависимости от модели производителя. Благодаря вмонтированному конденсатору предвключения лампы можно напрямую подключать к обычной электросети. Их можно вкручивать в любой патрон, рассчитанный на обычную лампу.

Схема энергосберегающей лампы

Энергосберегающие лампы выпускаются с винтовой резьбой двух стандартных размеров Е 14 и Е 27. Их мощность от 3 до 25 Вт. Принцип работы всех энергосберегающих ламп одинаковый. Отличаются они только внешним видом, т.е. формой.

Длительный срок эксплуатации и низкое энергопотребление при той же интенсивности свечения превращают энергосберегающую лампу в «звезду домашнего хозяйства».

Лампы накаливания с той же интенсивностью свечения должны иметь мощность почти в 5 раз, а потреблять в 15 раз больше электроэнергии. По европейской классификации энергосберегающих бытовых источников света компактные лампы занимают лучшие позиции — А и В. Свет удовлетворит любого пользователя.

Цветность лампы указывается трехзначным числом, начинающимся на 8 или 9. Это соответствует группам 1А или 1В индекса цветопередачи Ra, лежащего в диапазоне 90-100 или 80-89. Следующие две цифры указывают на цветовую температуру в сотнях "К.

Цветность излучения — это субъективное восприятие источника света. Основные группы цветности: тепло-белая (меньше 3300 К), нейтрально-белая (3300-5000 К), холодно-белая (5000-6000 К) и дневной свет (больше 6000 К).

Лампы одинаковой цветности могут отличаться цветопередачей из-за различного спектрального состава излучаемого ими цвета

Ra меньше 50 — слабая цветопередача, 50- 80 — средняя, 80-90 — хорошая, 90-100 — очень хорошая. Цветовая температура источника света определяется путем сравнения с так называемым «черным телом». Например цветовая температура у солнца — 5000-6000 К, люминесцентных ламп — 2700-6500 К, ламп накаливания — 2500-3000 К.

Некоторые новейшие модели ламп настолько малы, что их можно использовать везде. Они могут быть плоскими, с миниатюрным диском светильника (всего 75 мм), с низкой температурой на поверхности и привлекательным внешним видом.

Это делает их альтернативой не только лампам накаливания, но и галогенным. Поскольку лампы выделяют небольшое количество тепла, их без всяких опасений можно устанавливать в непосредственной близости от различных предметов и деталей интерьера (например, монтировать в мебель).

Энергосберегающие лампы отличаются не только формой и характеристиками, но и некоторыми другими особенностями

Так, например, есть лампы, работающие в двух режимах яркости. Два нажатия выключателя в течение трех секунд переводят их в номинальный режим (Philips Ambiance Nightlight А65). При этом лампы не требуют никаких дополнительных переключателей.

Лампы типа el Vario (Osram) можно включать на половину мощности. Повторное включение лампы в течение 3 секунд позволяют делить мощность освещения пополам. И хотя стоимость энергосберегающих ламп пока высока, (в 10-15 раз превышает стоимость обычной лампы накаливания), их использование все равно экономичнее. Это особенно заметно при длительной эксплуатации.

Какой смысл использовать энергосберегающие лампы, если они такие дорогие? замена 100-ваттной лампочки общего назначения на энергосберегающую люминесцентную мощностью 20 Вт даст экономию 175,2 кВт в год, и лампа окупится за два года.
25 W -> 5 W, 40 W -> 7 W, 60 W -> 11 W, 75 W -> 15 W, 100 W -> 20 W, 120 W ->23 W

Видео: Как это устроено? Энергосберегающая лампа

Устройство энергосберегающей лампы

Сегодня люди все чаще стали использовать в быту энергосберегающие лампы. Популярность этих ламп вызвана, прежде всего, их экономичным потреблением энергии. Ведь энергосберегающая лампа позволяет сэкономить деньги. В отличие от лампы накаливания ЭСЛ дает больший световой поток при меньшей потребляемой мощности.

Устанавливается энергосберегающая лампа в такой же патрон, что и обычная лампа накаливания. Достоинства ЭСЛ очевидны, в то время как недостатков практически нет. Поэтому неудивительно, что многие люди уже давно перешли на использование так называемых экономок вместо обычных лампочек накаливания.

Компактная энергосберегающая лампа является разновидностью люминесцентных ламп, уже ставших нам привычными. Данные ЭСЛ легко устанавливаются в патрон вместо лампы накаливания. В нашу жизнь уже прочно вошли лампы такого типа. И вскоре их будут называть не «энергосберегающими лампами», а просто «лампами».

Многие видят в работе этой лампы какую-то загадку, несмотря на всю простоту устройства. Рассмотрим устройство энергосберегающей лампы и попробуем разобраться в принципе ее работы.

Как устроена энергосберегающая лампа

Устройство практически всех энергосберегающих ламп одинаковое. В состав лампы входит несколько деталей. Газоразрядная трубка – это видимая часть лампы, излучающая свет. Газоразрядная трубка соединяется с корпусом. В корпусе находится внутренняя часть лампы, представляющая собой электронную схему пуска и питания. По-другому эту схему называют электронным балластом. Электронная схема выполняет задачу зажигания лампы.

энергосберегающая лампа philips

Цоколь имеет контакты для питания лампы и резьбу для вкручивания в патрон. Обычная лампа накаливания имеет практически такой же цоколь, что и ЭСЛ. Устанавливать компактную энергосберегающую лампу можно в небольшие светильники. Существует несколько типов цоколей, которые распространены в России: G4, GU10, E40, E27, E14, G5.3.

типы цоколей

Энергосберегающие лампы с цоколем Е40, Е27 и Е14 можно устанавливать в патроны, предназначенные для обычной лампы накаливания. Е27 – патрон стандартный бытовой, имеет резьбу 27 мм, Е14 – уменьшенный патрон, резьба которого 14 мм, Е40 – патрон с резьбой 40 мм, относится к стандартным промышленным патронам.

Трубка, запаянная с двух сторон, называется колбой энергосберегающей лампы. Электроды находятся на противоположных концах этой колбы. ЭС лампа имеет изогнутую колбу, покрытую слоями люминофора. Эта колба содержит инертный газ и небольшое количество ртутных паров. Ионизация паров ртути является причиной свечения лампочки при подключении к ней питания.

Когда на электроды подается напряжение, через них течет ток прогрева. Он разогревает электроды, из-за чего протекает термоэлектронная эмиссия. Когда электроды достигают определенной температуры, они испускают поток электронов. Сталкиваясь с атомами ртути, электроны вызывают излучение ультрафиолета, после чего ультрафиолетовое излучение попадает на люминофор, который преобразовывает это излучение в видимый свет. Цветовая температура лампы зависит от типа люминофора, она может быть 2700-6500К.

Помните, что пары ртути опасны для организма человека, поэтому если энергосберегающая лампа разбилась очень важно правильно утилизировать осколки и обработать место.

Вы ни когда не задумывались почему в энергосберегающей лампе колба имеет причудливо изогнутую форму? Поверьте это сделано не с проста. Изогнутая форма колбы позволяет уменьшить длину всей лампы. За счет спиральной намотки длину самой газоразрядной трубки можно увеличить при этом длина лампы при такой форме будет уменьшена. Если бы этого не делали то не каждая такая лампа помещалась в обычный светильник или люстру.

Для изготовления корпуса лампы применяется негорючий пластик. Колба люминесцентной лампы крепится в верхней части. Пускорегулирующее устройство, соединительные провода и предохранитель находятся в корпусе. На поверхности лампы есть маркировка, в ней указана цветовая температура, мощность, напряжение питания.

Внутреннее устройство энергосберегающей лампы

Внутри корпуса ЭСЛ находится круглая печатная плата. На ней собран высокочастотный преобразователь. В результате использования довольно высокой частоты преобразования нет того «моргания», которое свойственно лампам с электромагнитным балластом (где используется дроссель), работающим на частоте 50 Гц. Современные лампы имеют пускорегулирующий аппарат, оснащенный помехозащитным фильтром. Фильтр защищает от появления помех в сети электропитания.

вскрываем лампу

Добраться до электронной схемы легко. Внимательно рассмотрите лампу, лучше использовать перегоревшую. Кажется, что корпус лампы разобрать невозможно. Но это ошибочное мнение. Ближе к колбе в верхней части лампы есть неглубокая канавка. Возьмите небольшую отвертку или узкое лезвие и попытайтесь разделить корпус. После небольшого усилия у вас в руках будет уже две части. В первый раз могут возникнуть сложности, зато потом эта операция будет занимать считанные секунды.

соединительные провода в лампе

После отделения цоколя от колбы, эти элементы соединяются между собой проводами которые необходимо аккуратно отделить от платы. Сделать это можно с помощью паяльника, нагрев место пайки, либо просто разрезав провода (но режьте так чтобы, потом можно было их восстановить).

В некоторых видах ламп провода, которые идут от электронной платы в газоразрядную трубку, просто намотаны на специальные штырьки. После того как провода будут откинуты только тогда вы сможете выполнить дальнейший осмотр и диагностику лампы. Далее отсоедините цоколь от электронного блока. Для удобства наращивания проводов, их нужно разрезать посередине.

крепление проводов колбы

Внутри вы увидите круглую плату. Это и есть внутреннее устройство энергосберегающей лампы благодаря которому она работает. От перегрева радиоэлементы платы, как правило, почерневшие (если у вас в руках нерабочая лампа).

энергосберегающая лампа изнутри

Проводки от колбы примотаны к четырем штырькам, имеющим квадратное сечение. Они расположены попарно по краям платы. Никакой пайки проводов нет, они именно примотаны, на что стоит обратить внимание.

колба отсоединена от корпуса

Предохранитель является основным элементом схемы. Он защищает от перегорания все компоненты электронной платы. Иногда вместо предохранителя используется входной ограничительный резистор. Когда в лампе возникает какая-либо неисправность, в цепи растет ток, что приводит к сгоранию резистора, тогда цепь питания разрывается.

устройство энергосберегающей лампы

Один вывод резистора соединен с платой, а второй – с резьбовым контактом цоколя. Усажен резистор в термоусадочной трубке. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживает конденсатор. Дроссель или тороидальный трансформатор имеет кольцевой магнитопровод, на нем расположены как правило 3 обмотки.

конструкция энергосберегающей лампы

Мигание лампы при частоте сети 50 Гц случается 100 раз в секунду. Поэтому энергосберегающая лампа может неблагоприятно сказываться на общем физическом состоянии человека, его работоспособности, особенно если он находится в условиях такой освещенности длительное время. Все эти вредные составляющие устранены в современных электронных балластах. Поэтому на здоровье окружающих не оказывается никакого негативного влияния.

как устроена энергосберегающая лампа

Современный электронный балласт представляет собой небольшую электронную схему, в ней реализованы функции зажигания лампы без миганий, а также плавный разогрев спиралей катодов лампы. В современной энергосберегающей лампе происходит свечение газа с частотой 30-100 кГц. Шума при работе абсолютно нет, а электромагнитное поле практически отсутствует. На высокой частоте (30-100кГц) за счет близкого к единице коэффициента потребления электроэнергии формируется повышенная светоотдача.

электронная плата лампы

Лампа может зажигаться с полным накалом практически сразу, либо яркость может нарастать постепенно. Это зависит от схемы балласта. В некоторых лампах процесс нарастания яркости может занимать пару минут. В таком случае сразу после включения наблюдается полумрак. К сожалению, на энергосберегающей лампе не указывают, какой используется алгоритм включения. Понять алгоритм можно только после того, как вы вкрутили лампочку в патрон.

Принцип работы энергосберегающей лампы

С вопросом как устроена энергосберегающая лампа, мы разобрались, теперь давайте в общих чертах разберемся, как работает лампа.

С обеих сторон внутри колбы находится два электрода анод и катод, в виде спиралей. Разряд между электродами возникает после того, как произошла подача питания. Ток протекает через смесь ртутных паров и инертного газа. Лампа зажигается, когда быстро движущиеся электроны сталкиваются с медлительными атомами ртути.

Однако, большая часть светового излучения (98%), производимого энергосберегающей лампой – это ультрафиолет. Для человеческого зрения он невиден. Видимый же человеку свет, который идет от лампы, возникает благодаря слоям люминофора.

Под воздействием ультрафиолетового излучения эти слои светятся. От химического состава люминофора зависит цветность освещения, которую вырабатывает люминесцентная лампа. Люминофор нанесен на внутреннюю поверхность стеклянной колбы.

Как устроена и работает энергосберегающая лампа?

Говоря на тему осветительных приборов для бытового использования, нельзя не отметить то, что на сегодняшний день самыми востребованными остаются компактные люминесцентные лампы, или, как их еще называют, энергосберегающие. В свое время подобные приборы произвели практически прорыв в своей области, что и понятно. Ведь по сравнению с их предшественниками – обычными люминесцентными лампами – они не требуют никакого дополнительного оборудования.

Для того чтобы заменить в квартире лампы накаливания (ЛН) на КЛЛ (компактная люминесцентная лампа), не потребуется никаких усилий, нужно всего лишь вывернуть ЛН и вкрутить на ее место энергосберегающую.

Конечно, стоимость компактных люминесцентных ламп несколько выше, но и экономия на электроэнергии получится значительной. Ведь мощность КЛЛ в 5 раз ниже, чем у ламп накаливания без какой-либо потери силы светового потока.

Но как устроена энергосберегающая лампа? В этом вопросе сейчас и попробуем разобраться.

Из чего состоит КЛЛ?

Устройство энергосберегающей лампы

Современные энергосберегающие лампы состоят из трех основных частей:

  • колба – стеклянная трубка;
  • корпус, в котором находится электронный пускорегулирующий аппарат;
  • цоколь.

Но основные детали энергосберегающей лампы – это лишь то, что видно снаружи.

Внутри колбы, запаянной с обеих сторон, находятся электроды, на которые непосредственно и подается электроэнергия. Сама колба изнутри покрыта специальным веществом, называемым люминофор. Полость внутри стеклянной трубки заполнена инертным газом, смешанным с парами ртути.

Что касается электронного пускорегулирующего аппарата, тут все гораздо мудренее. ЭПРА представляет собой сложное устройство, выполняющее, по сути, ту же роль, что в старых люминесцентных лампах выполняли дроссель и стартер, т. е. управляет розжигом и поддержанием свечения в колбе.

Цоколи энергосберегающей лампы могут быть различными. Самый распространенный, конечно же, Е27. Он идентичен цоколю обычной лампы накаливания. Вообще, маркировка «Е» обозначает, что он резьбовой, а следующая за ним цифра – это его диаметр в миллиметрах. Также у компактных энергосберегающих ламп могут быть цоколи Е14 (14 мм) и Е40 (40 мм).

Еще одна маркировка – G – обозначает, что цоколь двухштырьковый, а цифра, которая следует за буквенным обозначением, означает размер между штырями.

Принцип работы энергосберегающей лампы

Как наверняка уже стало понятно, устройство и принцип действия КЛЛ и обычной люминесцентной лампы практически идентичны. Исключение лишь в том, что у энергосберегающего осветительного прибора пускорегулирующий аппарат уже встроен и называется балластом или ЭПРА.

Схема энергосберегающей лампы

Если говорить о конкретике, то принцип действия КЛЛ таков: электрический ток, поступая на электроды, создает пробой, в результате чего воспламеняется смесь паров ртути и инертного газа (аргон или ксенон). В результате возникает ультрафиолетовое свечение, которое человек увидеть не может. При помощи люминофора это свечение трансформируется в видимый свет. Вредное ультрафиолетовое излучение блокируется тем же люминофором и не наносит ущерба человеку.

Действительно, суть работы ЛДС и КЛЛ одинаковы. Что же касается электронного балласта, то разница видна даже несведущему в электротехнике человеку.

Работающей компактной люминесцентной лампы совершенно не слышно, исчезло гудение, издаваемое дросселем старых люминесцентных светильников. Да и зажигается она намного быстрее, имея задержку на каких-то полсекунды.

Ну, если то, из чего состоит и как работает энергосберегающая лампа более или менее понятно, то ее достоинства и недостатки следует рассмотреть подробнее.

Виды энергосберегающих ламп

Преимущества и недостатки

Конечно, не имей компактная люминесцентная лампа преимуществ, никто не стал бы переходить на подобное освещение, но все же попробуем в них разобраться. Из плюсов, конечно же, первое, что замечают – это ее компактность и малое энергопотребление не только в сравнении с «лампочкой Ильича», но и даже с обычной люминесцентной трубкой. Также отмечается тихая работа и быстрый запуск, о которых уже говорилось. И самое главное – это, конечно же, долгий срок службы. Вот, пожалуй, и все.

Из минусов – оставшиеся от предшественника «болячки». Энергосберегающая лампа плохо запускается и теряет в световом потоке на холоде, а после минус 30 вообще перестает работать.

Наличие ртути в трубке тоже радовать не может, а утилизация – процесс недешевый.

И вот что важно. Подобные осветительные приборы очень плохо переносят кратковременный цикл «включение-выключение». Дело в том, что после подачи питания на энергосберегающую лампу необходимо, чтобы она горела как минимум 3–4 минуты. Так же дело обстоит и с выключением. В противном случае резко сокращается ее срок службы и в итоге никакой экономии не получится, т. к. КЛЛ может выйти из строя, не отработав и половины заявленного производителем времени.

Ну а в основном, конечно, такая лампа вполне имеет право на существование, ведь главную задачу она выполняет – экономия электроэнергии налицо. К тому же она удобна в эксплуатации, не требует никакого дополнительного оборудования при установке, а значит, подобные осветительные приборы еще долго будут светить в домах и квартирах.

Энергосберегающая лампа

В наше время, когда цены на электроэнергию становятся все выше, любой человек, а тем более руководители предприятий начинают задумываться, как снизить расходы. И одним из решений этой проблемы является установка энергосберегающих лампочек вместо стандартных «лампочек Ильича».

В этой статье мы рассмотрим следующие вопросы:

  • Как устроены энергосберегающие лампы?
  • Какие у них преимущества и недостатки?
  • На сколько сократятся расходы при переходе на энергосберегающее освещение?

История создания.

Чтобы у вас создалась общая картина, приведем краткую историю создания энергосберегающей лампы.

  1. В 1901 года инженер-изобретатель из США Питер Купер Хьюиттом создал первую люминесцентную лампу. Правда широкого применения эта лампа не получила, так как свет, который она излучала, был голубовато-зеленый, неприятный для глаза человека.
  2. В 1926 года группа изобретателей под руководством Эдмунда Гермера создала лампу с нанесенным флуоресцирующим покрытием. Эта лампа уже излучала белый свет и не создавала никаких неудобств человеку.
  3. В 1939 году на нью-йоркской выставке впервые была представлена лампа U-образной формы.
  4. В 1976 году была разработана лампа спиралевидной формы, но из-за своей дороговизны, в серийное производство она не была запущена.
  5. В 1995 году китайские производители запустили в массовое производство энергосберегающие лампы.

Конструкция и принцип работы.

В энергосберегающей лампочке нет ничего сложного. Она состоит из цоколя, электронного балласта и колбы. Цоколь по своей конструкции такой же, как и у обычной лампочки накаливания. Колба внутри покрыта люминофором и заполнена инертным газом, а также парами ртути. Внутри колбы установлены вольфрамовые электроды. Чтобы лампа заработала — требуется электронный балласт. С помощью встроенного инвертора, пускатель-балласт преобразует ток из сети в высокочастотный ток (50 кГц) который и вызывает разряд на электродах. После этого ток проникает через смесь паров ртути и инертного газа, заставляя быстрые электроны сталкиваться с медленными атомами ртути, и, в конечном итоге, лампа загорается. Но, 98% всего излучения — ультрафиолет, который абсолютно невидим для человека, и только благодаря люминофору, излучение преобразуется в видимый свет.

Преимущества и недостатки.

Преимущества энергосберегающей лампы перед обычной лампой накаливания:

  • Потребления энергии значительно меньше.
  • Срок службы в 8 раз выше.
  • Интенсивность света со временем не меняется.
  • Температура нагрева колбы ниже.
  • Отсутствует эффект мерцания.
  • Гарантия 3 года на каждую лампочку.

Недостатки энергосберегающей лампы перед обычной лампой накаливания:

  • Высокая цена.
  • Полный разогрев лампы происходит за время от 30 секунд до 2 минут.
  • Трудность утилизации лампы.

Экономия в цифрах.

Приведем небольшой расчет по экономии электроэнергии.

Возьмем две лампочки:

1. Лампа накаливания Philips, 100 Вт. Срок службы 1000 часов. Цена 27 рублей.

2. Энергосберегающая лампа «СТАРТ», 20 Вт. Срок службы 12000 часов. Цена 158 рублей.

Срок службы составляет 12000 часов. Цена 158 рублей. Средняя цена на электроэнергию 2,6 руб./кВт*ч. В итоге, за срок, эквивалентный работе одной энергосберегающей лампы, 12 ламп накаливания нам обойдутся в 324 рубля. За все время на электроэнергию мы потратим 3120 рублей. В сумме выходит 3444 рублей.

На энергосберегающую лампу мы потратим 158 рублей. За все время на электроэнергию мы потратим 624 рубля. В сумме выходит 782 рубля.

В заключении хочу отметить, что на российском рынке представлено большое количество производителей энергосберегающих лампочек таких как, немецкие «Wolta» и «Osram», американская «General Electric»; нидерландская «Philips», польская «Ikea», датская «Comtech», российские — «Ecola», «Космос»; китайские — «Camelion», "Navigator. Так что выбор, экономить или не экономить остается только за вами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *