Виды лампочек и типы цоколей: советы по выбору лампочки

Какие виды ламп используют для искусственного освещения?

По своему основному назначению всё искусственное освещение подразделяется на несколько видов:

рабочее освещение;
аварийное освещение;
специальное освещение.

В соответствии с параметрами реализации всё искусственное освещение может быть также классифицировано следующими группами:

общее освещение;
локальное освещение;
акцентное освещение;
комбинированное освещение.

По направлению светового потока искусственное освещение может быть прямым и непрямым, а также смешанным и рассеянным. В жилых помещениях целесообразно использовать стандартные осветительные приборы, оснащаемые лампами накаливания или энергосберегающими лампами с повышенным коэффициентом преобразования энергии в свет.

Любые галогенные лампы очень чувствительны к перепадам напряжения и в домашних условиях часто выходят из строя, а для подключения люминесцентных ламп требуется применять пусковое устройство.

Категорически не рекомендуется использовать в жилых помещениях неоновые, ксеноновые и дуговые лампы, которые отличаются высоким давлением в колбе, ограниченным сроком эксплуатации, высокими пусковыми и рабочими токами, а также сильным разогревом и пожароопасностью.

Правила выбора лучшей лампы освещения

Подбирая модели для организации освещения в жилых помещениях следует учесть не только тип, к которому относится лампочка, но и ряд других факторов, а именно:

устройство цоколя;
мощность;
индекс цветопередачи;
светоотдачу;
коэффициент стабильности светового потока;
условия эксплуатации.

У приборов, предназначенных для подсоединения с патроном, имеется общая деталь – цоколь, с помощью которого осуществляется крепеж с проводами

Для того чтобы лампа устанавливалась в гнездо, важно обращать внимание на маркировку этого элемента

Среди резьбовых соединений наиболее востребованными являются три вида: «миньон» Е14, средний по размеру Е27 и крупный Е40. Наибольшее распространение получил второй вариант, тогда как последний обычно применяется для уличного освещения.

В сводной таблице приведены основные рабочие характеристики четырех наиболее популярных видов ламп, используемых в бытовых целях

У миниатюрных люминесцентных и галогенных ламп часто встречаются цоколи G, которые крепятся в гнезда при помощи 2-4 штырьков. Существует множество вариантов подобных устройств разных размеров, из которых особенно востребованы модификации G4, G9, G23, 2G10, 2G11.

Важным критерием является мощность лампы; этот показатель указывается на баллоне либо цоколе. Если взять однотипные приборы, то интенсивность света зависит от этой величины.

Однако это правило не работает, если взять устройства разных видов: яркость светодиода мощностью в 5-6 Вт практически равна свечению 60-ваттной лампы накаливания.

Светоотдача показывает количество люменов света, которые производит лампа с мощностью в 1 Ватт.

Этот фактор тесно связан с энергоэффективностью устройства: люминесцентное устройство производит 600 лм при мощности 10-11 Вт, тогда как для аналогичного потока света прибору накаливания потребуется примерно 60 Вт.

Влияние оказывает также дизайн светильника и лампы. Часто модели современных люстр или бра специально выполнены под определенный вид приборов, например, галогенных. В этом случае в инструкции производитель обычно указывает, характеристики требуемых ламп.

Для подключения некоторых видов ламп требуется использовать дополнительное оборудование: блоки питания, драйвера, трансформаторы. На рисунке представлен электронный балласт, необходимый для люминесцентных ламп

Отдельные виды приборов также демонстрируют повышенную чувствительность к перепадам напряжения, что нужно учитывать при проживании в регионах, где имеются проблемы с электросетями.

Существует также разница, вызванная цветовой температурой.

Различается несколько стандартов чаще всего встречающейся маркировки:

2700 К обозначает теплый оттенок, аналогичный лампам накаливания;
4000 К – дневной свет нейтрального тона;
6500 К – холодный вариант.

Индекс цветопередачи Ra отображает правильность восприятия цвета окружающей среды при освещении этим видом лампы. Как правило, этот показатель указывается на упаковке, например, 80 Ra у светодиодов.

Коэффициент стабильности потока света. Этот фактор проявляется в течение всего периода эксплуатации прибора, за время которого яркость должна уменьшаться не более чем на 30% от номинальной.

Подобный показатель имеет особую актуальность для светодиодов, которые не перегорают, а постепенно теряют интенсивность освещения.

Так если в начале подобный прибор излучает свет 1000 люменов, то в конце срока службы этот показатель должен составлять как минимум 70% от первоначального, то есть 700 Лм.

Галогенные лампы

Галогенные лампы — это усовершенствованные лампы накаливания. Достоинством галогенных ламп является неизменно яркий свет, прекрасная передача цвета и возможность создания разнообразных световых оттенков.

Они известны умеренно высокой эффективностью, качеством света и высокой номинальной мощностью по сравнению с обычными лампами накаливания.

Как они работают?

Галогенная лампа функционирует точно так же, как лампа накаливания, за одним заметным исключением: цикл галогенов. В обычной лампе накаливания вольфрам медленно испаряется из горящей нити. Это вызывает почернение лампы, что снижает светоотдачу и снижает срок службы лампы.

Галогенные лампы в значительной степени способны устранить эту проблему, потому что галогенный газ химически реагирует с испаряемым вольфрамом, чтобы предотвратить его прилипание к стеклу. Остатки вольфрам возвращаются к нити накала, что также увеличивает срок службы лампы. Поскольку температура, требуемая для этой реакции, выше, чем в обычной лампе накаливания, галогенные лампы изготавливаются с использованием кварца.

Галогенные лампы используются в различных областях применения, как коммерческих, так и жилых. Их применяют в автомобильных фарах, освещении для диванных уголков, в шкафах, и настольных лампах.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы Должно быть вы сталкивались с этим видом ламп, только под названием «лампы дневного освещения». Между собой их можно разделить на лампочки, где поток света больше, и где поток света меньше, но имеет качество передачи цвета намного выше. Также люминесцентные лампочки могут излучать свет самого разного цвета, поэтому их так любят использовать при освещении витрин. Это тот вид лампочек, которые более распространены в общественных местах и учреждениях, например, в школах, предприятиях и т.д.

Плюсы люминесцентных ламп

При одинаковой мощности, у люминесцентных ламп светоотдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания.
Если соблюдать условия пользования, то срок службы этого вида лампочек будет в десятки раз дольше, чем у той же лампочки Ильича.

Минусы люминесцентных ламп

Могут напрягать глаза своим морганием при включении или при работе. Многих это вывод из себя.
Плохо переносят перенапряжение или скачки электросети. Да и включать или отключать слишком часто их нельзя, могут не выдержать.
Это достаточно токсичный материал, поэтому придется позаботиться о его переработке и отвести в специальное место, когда лампочки перестанут работать.

Люминесцентные лампы

Свет в виде люминесценции был открыт в конце девятнадцатого века. Тогда обнаружили, что слабый электрический ток в разреженном газе с давлением менее 100 Па вызывает его свечение. Это явление назвали тлеющим разрядом.

Причем состав света для каждого газа получается разный. У паров ртути наблюдалось совсем незначительное свечение. Такой эффект происходит потому, что наибольшую силу излучение имеет в ультрафиолетовом спектре. Энергия его велика и заметно воздействует на различные вещества. Некоторые из них от воздействия ультрафиолета излучают видимый свет. Эти вещества называются люминофорами.

Стало возможным создать новые виды осветительных ламп – люминесцентные лампочки. Их производство началось в 1938 году и существует до нашего времени. Обычные люминесцентные лампы имеют вид длинных стеклянных трубок белого цвета. Они стали частью дизайна потолков многих офисов и промышленных помещений.

Трубчатая колба изнутри покрыта белым порошком люминофора. Чтобы люминесцентная лампочка нормально функционировала, необходимо ограничить ток через нее. С этой целью используется так называемый балласт в виде дросселя или инверторный.

Люминесцентная лампа с тлеющим разрядом

Современные типы ламп чаще снабжаются инверторными балластами. Они существенно улучшают основные характеристики ламп. Вместе с мощными высоковольтными транзисторами появились новые типы ламп освещения – энергосберегающие лампочки. В них трубчатая колба изогнута в компактную конструкцию, уменьшающую максимальные размеры до минимума. Для ознакомления с тем, какие бывают энергосберегающие лампочки на рынке, предложено изображение ниже.

Модели энергосберегающих лампочек

Принцип работы и устройство ламп.

Конструкция LED лампы.

Светодиодный источник света состоит из нескольких элементов, соединенных в одном корпусе. Это цоколь, драйвер, радиатор, светодиод и светорассеивающая колба.

Цоколь – элемент, который вкручивается в патрон люстры или другого светильника. Чаще всего для бытового применения выпускают винтовой цоколь типа Е27 и Е14. Он изготовлен из латуни с никелевым антикоррозийным покрытием. Для других нужд выпускаются источники света со штырьковым цоколем.
Драйвер – элемент, который стабилизирует поступающее напряжение, преобразуя переменный ток в постоянный. Также он обеспечивает питание светодиода. Драйвер состоит из микросхем, импульсного трансформатора, конденсаторов. В недорогих LED изделиях драйвер может отсутствовать. Вместо него применятся простой блок питания, не обеспечивающий стабилизации тока и напряжения. Также драйвер не устанавливают в миниатюрных лампочках из-за нехватки места внутри корпуса.
Радиатор – элемент, который отводит тепло от светодиодов и обеспечивает для них оптимальный температурный режим работы. Обычно он составляет видимую часть корпуса осветительного прибора. Радиатор может изготавливаться из различных материалов: от дорогой керамики до дешевого пластика. Алюминиевые и композитные материалы занимают среднюю нишу: они достаточно бюджетны и качественно отводят тепло.
Рассеиватель – прозрачный «колпак», который помогает распределять свет в пространстве. Изготавливается в виде полусферы для рассеивания пучков света под широким углом. В качестве материала применяют поликарбонат или пластик. Кроме этого рассеиватель предотвращает попадание внутрь корпуса пыли и влаги. Для смягчения резкости света и уменьшения раздражающего влияния на глаза этот элемент изнутри покрывают люминофором. При этом достигается цветовая температура, аналогичная естественному освещению.
Светодиоды – главный рабочий элемент лампы. За счет работы диода и появляется свечение.

Принцип работы светодиодных ламп основан на физических процессах в полупроводниках. Свечение появляется после прохождения электрического тока через границу соприкосновения двух полупроводников (n и p), в одном из которых должны преобладать отрицательно заряженные электроны, а в другом – положительно заряженные ионы. Стоит отметить, что данные материалы пропускают ток только в одну сторону. При его прохождении в носители заряда осуществляют рекомбинацию – электроны переходят на другой энергетический уровень. В результате появляется видимое глазу световое излучение. Кроме свечения происходит еще и выделение тепла, которое отводится от светодиода при помощи радиатора.

Схема появления оптического излучения в LED-элементе.

На заре появления светодиоды могли испускать только определенную световую волну: зеленую, красную или желтую. Поэтому LED-элементы встраивались в электрические схемы в виде индикаторов. В процессе развития микроэлектроники были найдены материалы, позволяющие получить световую волну широкого спектра. Однако полностью эта проблема не решена: в свечении светодиодных ламп преобладает или синяя длина волны или красная с желтым. По этой причине они и делятся на холодные и теплые соответственно.

Радиатор

Радиатор – это важный элемент конструкции светодиодной лампы, который влияет на срок службы. Используются разные материалы:

Пластик. Применяется только для LED-кристаллов с малой мощностью. Изделия недорогие.
Алюминий. Отличается высокими показателями теплоотвода, но при контакте возможен удар током или ожог.
Композит. Обеспечивает безопасность и повышает теплопроводимость.
Керамика. Обеспечивает электроизоляцию, устройства отличаются высокой стоимостью.

Виды радиаторов.

В навесной потолок лучше купить устройства с керамическими или алюминиевыми радиаторами. Только они обеспечат достаточный отвод тепла в замкнутом пространстве и надёжность без негативного воздействия на технические показатели.

Современная научная разработка: катодолюминесцентные лампы российских ученых

За основу конструкции внешнего вида взята все та же лампочка Ильича, но со значительным изменением внутренних компонентов.

Она вышла своевременно и стала актуальной потому, что решением международной Минаматской конвенции между государствами (более 140 участников) создан договор, ограничивающий антропогенные выбросы в окружающую среду ртутных паров и их соединений, приводящих к отравлению живых организмов.

С начала 2020 года попадают под запрещение КЛЛ и люминесцентные лампы, отдельные виды ртутьсодержащей продукции, включая электрические батареи, реле и переключатели.

А от этого запрета под вопросом становится применение ультрафиолетовых источников света, так необходимых для медицинских учреждений, а также сельскохозяйственных предприятий, занимающихся выращиванием растений в теплицах.

Российскими учеными, работающими на кафедре вакуумной электроники Московского физико-технического института при совместной работе с коллегами из ФИАН, удалось создать, испытать и запустить в производство катодолюминесцентную лампу, не содержащую опасных компонентов ртути.

У нее довольно оригинальный принцип работы, повторяющий конструкцию старого кинескопного телевизора.

Анод выполнен тонким алюминиевым зеркалом, которое при работе подвергается бомбардировке потока электронов, вылетающих из катода с модулятором.

Вакуумная среда внутри герметичного стеклянного корпуса колбы обеспечивает надежную работу, как и у всех обычных радиоэлектронных ламп.

Над анодом расположен слой люминофора. Им можно придать практически любую цветовую гамму создаваемому освещению. Это особенно ценно для ультрафиолетового спектра, которому раньше требовались пары ртути.

Особая сложность при создании этой конструкции возникла с модулем катодного излучения. Дело в том, что подобные лампочки пытались изготавливать во многих странах, включая США. Там даже было налажено опытное производство и пробная продажа.

Но она не получила развития: их катодолюминесцентные источники света долго разогревались и зажигали освещение с задержкой по времени, да и размеры получались громоздкими.

Российские ученые удачно решили эти вопросы за счет использования технологии туннельного эффекта и применения углеволокна в качестве материала излучающего катода.

Еще несколько научных разработок ученых из Физтеха легло в основу автокадной конструкции катодолюминесцентной лампы. Она обладает уникальными электрическими характеристиками и способна конкурировать с большой массой существующих светодиодных ламп.

При ее эксплуатации отсутствует необходимость заботиться об охлаждении и отводе тепла, как у обычных полупроводниковых приборов. Она не боится перегрева и не потеряет свою яркость.

Такая лампочка отлично будет работать в закрытых потолочных светильниках без специального охлаждения.

Видеоролик владельца «Мир 24» объясняет, почему российская лампочка будет конкурировать со светодиодами masterok.

Заканчивая изложение материала по теме «Какие бывают лампочки», обращаю внимание, что сейчас у вас благоприятный момент задать вопрос или прокомментировать статью для ее совместного обсуждения

Какова экономия светодиодного освещения

Светодиодные источники света – действительно экономичные осветительные приборы. Следует лишь внимательно относиться к качеству покупаемых ламп и не гнаться за недорогими моделями, которые, вероятно, быстро выйдут из строя.

В целях максимальной экономии для освещения квартир и домов светодиодами экономически целесообразно заменять лампы накаливания мощностью свыше 60 Вт. Иначе стоимость самой светодиодной лампы не окупится.

Также стоит заменять только источники света, которые работают максимальное количество часов. Светильник в кладовке, который включается раз в неделю на полчаса, вполне может остаться оснащенным лампой накаливания.

При применении этих правил светодиодное освещение оправдает себя, но не в первый месяц работы. Срок окупаемости led-ламп составляет 1-2 года. Рассчитывается окупаемость по следующему алгоритму.

Допустим, надо заменить все лампы на led. Примем число ламп за n=10 штук. Сравнительная мощность при равном световом потоке указана в таблице.

Допустим, мы заменяем лампы накаливания мощностью 75 Вт. Заменим на аналогичные светодиодные или люминесцентные. Стоимость замены составит:

Характеристика	Накаливания	Светодиодная Osram	Люминесцентная Osram
Цена, руб	15	200	150
Общая стоимость замены, руб	150	2000	1500
Мощность,(P), Вт	75	14	20
Срок службы, час	1000	15000	8000

Примем, что за год электричество горит 5000 часов. Цена одного кВт электричества – 5 руб/кВт. Тогда:

	Накаливания	Светодиодная	Люминесцентная
Суммарная потребляемая мощность, (n×P/1000), кВт	0,75	0,14	0,2
Суммарное годовое потребление электроэнергии, кВт*ч	3750	700	1000
Годовые затраты на электроэнергию, тыс.руб.	18750	3500	5000
Затраты на покупку светильников, руб.	150	2000	1500
Затраты на обслуживание, тыс. руб.	750 рублей (5 раз в год заменять лампы: каждую 1000 часов)	2000 рублей каждые 15000 часов (замена ламп примерно каждые 3 года).	1500 руб. каждые 8000 часов (замена ламп примерно через 1,5 года.)
Суммарные затраты за 1 год, тыс.руб.	19,65	5,5	6,5
Суммарные затраты за 3 года, тыс.рублей	58,95	18,5	22,5

Таким образом, капитальные затраты на покупку новых ламп выше у светодиодных моделей. Но уже за первый год эксплуатации за счет экономии электроэнергии светодиодное освещение выигрывает и у ламп накаливания, и у люминесцентных. А за три года – срок службы led-ламп – суммарные затраты на светодиодное освещение самые минимальные.

В таблице не учитаны затраты на утилизацию (если таковые будут) люминесцентных ламп при их замене каждые 1,5 года. Также не учитывается падение яркости led с течением времени, из-за чего заменять панели придется чаще, чем каждые 9 года. Однако, и лампы для расчета брались не с максимальным заложенным сроком службы.

Тип лампочек

В настольных светильниках используются три вида ламп:

Лампа накаливания. Классическая лампочка с вольфрамовой спиралью. Они дешёвые, но ненадёжные и небезопасные: очень сильно нагреваются, а при скачке напряжения могут взорваться. Выбирать такую для лампы школьника не рекомендуется.

Люминесцентная (энергосберегающая) лампа. Они действительно потребляют меньше энергии, но сильно мерцают и содержат ртуть — лучше держать их подальше от детей.

‍Светодиодная лампа (LED). Такие лампы лучше всего подходят для школьника: они безопасные, очень долговечные, почти не мерцают и потребляют очень мало энергии. Кроме того, они самые стильные.

Классификация

Лампы накаливания

В недавнем прошлом наиболее распространённый тип. Осветительные приборы данного вида могут использоваться как на стационарных, так и на портативных устройствах (например, ручные фонарики).

Свет испускает нагретая вольфрамовая нить, помещённая в колбу (баллон), из которого откачан воздух (отсюда термин «вакуумные»).

Лампы накаливания по составу газа в баллоне разделяют на собственно вакуумные, криптоновые, галогенные.

Вакуумные

Поверхность колбы может быть как прозрачной, так и матовой, что позволяет получить более мягкий свет без использования защитного колпака. Также, верхняя часть баллона может быть покрыта зеркальной краской, чтобы направить световой поток вниз (при потолочном освещении).

Лампы для переносных источников работают от напряжения 12, 24, 36 В.

Для стационарных – 220 В, 50 Гц (городская электрическая сеть).

Основной минус подобных источников света – низкий КПД: только 2-3% идёт на освещение. Остальная энергия рассеивается в виде тепла (отсюда и низкий показатель светоотдачи).

Тип используемого крепления – цоколь Эдисона (Е-цоколь); различается по своему диаметру (в мм), указываемому в маркировке:

Е10 – используется для карманных фонариков;
Е14, также называемый «миньён» (маленький);
Е27 – стандартный;
Е40 используется для наружного освещения;

Плюсы:

широкое распространение оборудования;
низкая цена;
удобство монтажа;

Минусы:

низкий КПД;
малая длительность работы (500–1000 ч.);
пожароопасность (нельзя использовать в пластиковых и деревянных конструкциях);

Характеристики:

Цоколь	Е
Мощность	5 – 500 Вт
Светоотдача	7–17 лм/Вт
Цветопередача Ra	более 90
Световая температура	2700 К
Стоимость	от 10 р.
Срок службы	500–1000 ч.

Криптоновые лампы

Лампа накаливания, в баллон которой добавлен криптон (инертный газ). Обладают меньшими габаритами и большим временем работы по сравнению с вакуумными (1000–2000 ч.), не чувствительны к перепадам напряжения.

Характеристики:

Цоколь	Е
Мощность	5 – 500 Вт
Светоотдача	8–19 лм/Вт
Цветопередача Ra	более 90
Световая температура	2700 К
Стоимость	от 40 р.
Срок службы	1000–2000 ч.

Галогенные лампы

Как следует из названия, колба содержит пары галогенов (элементов 17 группы таблицы Менделеева – брома или йода). Добавление этих газов позволяет значительно увеличить время работы и повысить светоотдачу, по сравнению с вакуумными аналогами.

Используется Е- или G-цоколь (см. люминесцентные лампы).

Плюсы:

Срок службы до 2000-4000 ч..
Малые размеры, возможность применения в гипсокартонных конструкциях (например, подвесной потолок).

Минусы:

Чувствительность к загрязнению (установку необходимо производить в перчатках, при попадании жира на поверхность колбы, прибор очень быстро выходит из строя).
Чувствительность к перепадам напряжения.

В настоящее время, разработан новый тип галогенных источников с инфракрасным покрытием, которое пропускает видимый свет и отражает тепловое излучение, они имеют сниженное энергопотребление и увеличенное время эксплуатации по сравнению с аналогами без покрытия.

Характеристики:

Цоколь	Е, G
Мощность	20 – 1500 Вт
Светоотдача	14–30 лм/Вт
Цветопередача Ra	более 90
Световая температура	3700 К
Стоимость	от 20
Срок службы	2000–4000 ч.

Индекс цветопередачи

По этому параметру можно судить, насколько цвет предмета, освещённого источником искусственного света, соответствует реальному. Сокращённо индекс обозначают аббревиатурой «RA» или «CRI».

Каждый тип ламп имеет свою характеристику цветопередачи:

Лампы накаливании и галогенные лампы освещают предметы светом, спектрально близким к солнечному, поэтому их цветопередача составляет практически 100 Ra. Это значит, что такие источники света не искажают реальные цвета и оттенки предметов.
Цветопередача люминесцентных ламп сильно зависит от состава люминофора, которым покрываются их колбы. Она может варьироваться в диапазоне 60-90 Ra. Эти лампы излучают свет, соответствующий «холодной» части спектра, поэтому придают окружающим предметам синеватый оттенок.
Индекс CRI светодиодных ламп попадает в диапазон 80-90 Ra. Лампы этого типа могут создавать излучение из любой части спектра. оттенки света близкие к теплым и нейтральным практически не искажают цветовосприятие окружающих предметов.

Характеристики света

Для света от настольной лампы важны три параметра: отсутствие мерцания, яркость и температура.

Мерцание

Даже небольшая пульсация напрягает сетчатку глаза и просто раздражает. Но мерцание не всегда можно заметить сразу, особенно в ярко освещённом магазине. Для этого существует лайфхак: посмотрите на горящую лампу через объектив смартфона. Если она качественная — на экране не будет полосок и ряби, только ровное пятно света.

Яркость

Когда настольные светильники оборудовали только лампами накаливания, офтальмологи рекомендовали использовать лампочки не мощнее 60 Вт. Иначе свет слишком сильно отражается от белой бумаги и слепит глаза.

Но у светодиодных ламп яркость не зависит напрямую от мощности. Здесь важна другая характеристика — световой поток. Можно запомнить, что световой поток от настольной лампы должен быть в пределах от 400 до 700 люменов. А можно снова воспользоваться лайфхаком: взять в магазин лист бумаги с текстом и положить под лампу, установив её на высоте 35–50 сантиметров от стола. Если текст читается легко, без рези в глазах и желания прищуриться — всё в порядке.

Многие светодиодные лампы оборудованы диммером — устройством, позволяющим менять яркость. Рекомендуем выбрать такую лампу для школьника. С ней будет комфортно заниматься в любое время суток: как с книгой, так и за компьютером.

Световая температура

Помимо яркости света важен его оттенок. Для светодиодных ламп разработана специальная шкала температуры света:

‍Шкала цветовой температуры ‍

Часто говорят, что холодный свет повышает концентрацию и производительность труда, но фактических подтверждений этому нет. Зато клинически доказано, что самая комфортная световая температура для чтения — 4 000 К. Это нейтральный белый свет со слегка желтоватым оттенком.

Температура света всегда указывается на упаковке лампы или в характеристиках светильника со встроенными светодиодами.

Существуют настольные лампы с регулировкой световой температуры. Но полезность этой функции, в отличие от регулировки яркости, сомнительна.