Классические лампы накаливания
Привычные всем и все еще наиболее распространенные осветительные приборы – лампы накаливания с вольфрамовой нитью. В них нить накала нагревается под воздействием электрического тока до такой степени, что начинает излучать свет. Основная проблема таких ламп – низкая эффективность: на освещение расходуется лишь 5 % энергии, остальная преобразуется в тепло. Производители стараются улучшить показатели (например, использование криптона в колбе увеличивает яркость лампы на 10 % и срок службы на 15-20 %), однако это не изменяет ситуацию кардинально.
Кроме того, лампы накаливания имеют невысокий срок службы. Дело в том, что температура вольфрама не может превышать установленный предел (что происходит во время включения из-за высокого пускового тока). Металл в этом случае начинает интенсивно испаряться, нить истончается и перегорает. Средний ресурс лампы накаливания – около 1000 ч, при этом после 750 ч горения световой поток снижается примерно на 15 %. Увеличить срок службы лампы накаливания может устройство плавного пуска (диммер, иначе говоря, светорегулятор).
Люминесцентные лампы
Существенно сэкономить электроэнергию могут так называемые энергосберегающие лампы, в первую очередь, люминесцентные. Это газоразрядные источники света, где электрический разряд в парах ртути создает ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью нанесенного на поверхность колбы люминофора. Эффективность (световая отдача) данных изделий в среднем в 4-5 раз выше, чем у ламп накаливания.
Раньше использование люминесцентных ламп ограничивалось технологическими соображениями: эти источники света были большими и требовали специальных светильников. С появлением компактных изделий со стандартным цоколем стало возможным их применение в быту. Широко используют люминесцентные лампы с различными цветностями («холодный белый», «нейтральный белый», «теплый белый»), которые предназначены для освещения разных помещений. Важно, что компактные люминесцентные лампы слабо нагреваются, и их часто используют для хрупких бра, светильников и люстр, в которых от мощных ламп накаливания может оплавляться пластмассовая часть патрона или плафон.
Срок службы компактных люминесцентных ламп составляет от 6000 до 12000 ч. При этом устройство подобных элементов таково, что их частое включение и выключение значительно снижает срок эксплуатации. По этой же причине такие лампы плохо переносят скачки напряжения в сети и их (если это не специальная диммерная люминесцентная лампа) нельзя использовать в комплекте со светорегулятором.
Галогенные лампы
Еще один вид энергосберегающих ламп – галогенные. По сути, это более совершенная модификация лампы накаливания, в колбу которой введен галоген (например йод или бром). Она также светит благодаря накаливанию вольфрамовой нити, однако здесь испаряющийся металл не оседает на стенках колбы (как в классической лампе накаливания), а образует соединение с галогеном и, достигая раскаленной вольфрамовой нити, разлагается на исходные компоненты. В итоге нить не истончается, что увеличивает срок службы по сравнению с обычной лампой накаливания в 2-4 раза (до 2000-4000 ч, а с применением устройства плавного пуска – до 8000-10000 ч).
При этом галогенные лампы очень нагреваются (их колбы даже изготавливают из кварцевого стекла) и сильно чувствительны к скачкам напряжения (чтобы они служили долго, желательно использовать стабилизатор напряжения). За счет более высокой температуры раскаленной вольфрамовой нити такие лампы излучают больше света, а их светоотдача на 15-20 % превышает возможности обычных ламп накаливания. К тому же галогенные модели отличаются сравнительно небольшими размерами, что позволяет использовать их там, где обычные лампочки могут не подойти, например в бытовых приборах, устройствах скрытого освещения, а также для встраивания в поверхность потолков, ниш и мебели.
Галогенные лампы могут быть высоковольтными, то есть работающими от сети с напряжением 220 В, и низковольтными (на 6, 12, 24 и 36 В), из которых наиболее распространены 12-вольтные изделия. Для их подключения нужны трансформаторы, уменьшающие напряжение с 220 В до 12 В, и отдельная слаботочная проводка. Преимущества низковольтных ламп налицо: сравнительно высокая безопасность, особенно в условиях повышенной влажности, и долговечность.
Светодиодные лампы
Наконец, третий вид энергосберегающих осветительных приборов – лампы с использованием светодиодов, которые напрямую преобразуют электричество в свет, не затрачивая энергию на нагревание. Такие изделия рассчитаны на очень длительный срок службы (от 20000 до 50000 ч и более, что в бытовых условиях составляет до 15-20 лет), потребляют порядка 10 % энергии по сравнению с лампой накаливания с аналогичным световым потоком, и устойчивы скачкам напряжения и многократному включению-выключению. Они практически не нагреваются, не содержат вредных паров ртути и не требуют специальной утилизации. Как и в случае с галогенными лампами, здесь возможно подключение к сети с напряжением 220 В и к низковольтному источнику тока (обычно 12 В).
Первые модели светодиодных ламп больше применялись для акцентного и декоративного освещения. Это объяснялось малыми углами расхождения светового потока светодиодов (точечные светильники), а также возможностью применения осветительных лент разного цвета (шинные светильники). Однако сегодня производители наладили выпуск светодиодных ламп, совместимых со стандартными цоколями и заключенных в знакомую всем классическую форму.
Экологическая целесообразность
Энергосберегающие лампы позволяют экономить электроэнергию, что в свою очередь дает возможность сократить выбросы углекислого газа (СО2) в атмосферу. Например, всего одна компактная люминесцентная лампа в течение срока службы уменьшает выбросы CO2 на 800 кг (при замене лампы накаливания мощностью 100 Вт энергосберегающей мощностью 20 Вт). Глобально запрет ламп накаливания может привести к более чем 30%-й экономии электроэнергии, используемой в мире для освещения, что означает сокращение выбросов СО2 на сотни миллионов тонн.
Однако при использовании люминесцентных ламп есть другая тонкость – вопрос их утилизации. Дело в том, что в составе таких изделий есть небольшое количество ртути. На городской свалке такие лампочки разобьются, и ядовитая ртуть попадет в почву, подземные воды и воздух. Поэтому, согласно законодательству, люминесцентные источники света должны утилизироваться в специальных контейнерах. При этом утилизация галогенных и светодиодных изделий может выполняться традиционными методами, аналогично лампам накаливания.
