Технические характеристики и преимущества светодиодных ламп

Уже более ста лет люди используют лампы накаливания для освещения своих домов, городов, рабочих мест и производственных помещений. И только за последние несколько десятков лет начали широко развиваться альтернативные осветительные приборы. На замену нитей накаливания предложили использовать всем известные люминесцентные лампы, а на смену им уже спешат светодиодные.

Удешевление полупроводниковых светодиодов в частности позволяет использовать их значительно шире, чем обычно. Не только в аппаратуре как замена сигнальных ламп или для декоративного оформления, но и в качестве полноценной замены осветительных приборов. Они обладают более широкой гаммой потребительских характеристик, начиная от мощности светового потока, потребления, размеров и заканчивая цветом самого излучения.

Основные технические характеристики

Определиться с выбором подходящей светодиодной лампы можно, только ознакомившись с ее техническими характеристиками. Они подробно расписаны на упаковке или же представлены в сокращенном виде на самом устройстве в виде маркировки. Все характеристики и характерные значения представлены ниже:

• Цоколь и тип исполнения корпуса (E27, E14, G5, G13, GU4, GU5.3);
• Потребляемая мощность 3-20Вт;
• Питающее напряжение от 12В постоянного до 220 переменного напряжения;
• Мощность излучения, эффективность излучения;
• Теплота (оттенок) излучаемого света 2700-6700К;
• Возможность регулировки яркости;
• Распределение света;
• Диапазон температур рабочей среды
• Конструктивное исполнение

Наиболее распространенным типом цоколя является Е27, как и у большинства ламп накаливания, которые используются в бытовых условиях. В абажурах и ночниках чаще встречается меньший размер Е14. Еще мельче Е14 можно встретить только в аппаратуре, например в холодильнике или микроволновой печи.

Для освещения улиц или больших производственных помещений используется самый крупный цоколь Е40.

Светодиодные лампы выпускаются во всех распространенных видах цоколей:

Типы цоколей ламп

Для замены люминесцентных ламп дневного освещения используются светодиоды в трубчатом корпусе с двухштырьковыми выводами G5, G13.

В системах освещения, вмонтированных в подвесные потолки, используются цоколи с двумя выводами контактов. Такое исполнение маркируется как GU4, GU5.3, GU10, GU13. Светодиодные светильники при этом чаще используются на напряжении 12-24 вольта, и соответственно выводы цоколя достаточно тонкие.

Потребляемая мощность

Потребляемая мощность играет существенную роль фактически только для расчета общего потребления освещения в помещении или здании целиком. У всех типов светодиодных светильников потребляемая мощность варьируется от 3 до 25 Вт. Однозначно определить степень яркости или мощность светового потока по потребляемой мощности нельзя.

Постоянный или переменный источник тока

Сами светодиоды работают от постоянного тока в сети напряжением 12 В. Для их работы используют специальные драйверы, схемы, которые приводят напряжение внешнего питания к подходящему для самого элемента. С помощью драйверов осуществляется возможность подключения к штатному переменному напряжению 220 вольт в бытовой электросети. Кроме этого имеются исполнения под переменное и постоянное напряжения 12-24 В.

Важно заранее уточнить, какое напряжение будет использоваться для питания, и подбирать соответствующую модель. При неверном выборе в лучшем случае лампа попросту не будет работать. В худшем перегорит при подаче слишком высокого напряжения.

Светодиодные лампы, снабженные драйвером, гораздо легче переносят скачки, возникающие в питающей сети. Если лампы накаливания при снижении напряжения тускнеют, а при повышении загораются ярче и могут перегореть, то светодиодные элементы в достаточно широком диапазоне напряжений светят одинаково эффективно.

Световой поток светодиодной лампы

Самый значимый для потребителя параметр – это мощность излучения света от лампы и ее эффективность. Измеряется она в люменах (Лм) или Лм/Вт. Второй параметр определяет отношение мощности излучения к потребляемой мощности, фактически показывая ее экономичность.

Если у лампы накаливания эффективность составляет всего 10-15 Лм/Вт, то для светодиодных уже 70-90 Лм/Вт. То есть на каждый ватт потребленный лампа со светодиодом выдает практически в 10 раз больше мощность светового потока.

Для того чтобы оценить светимость в сравнении с нитью накала, следует учитывать, что:

Для лампы 40Вт световой поток равен примерно 360 Лм.
Для 60Вт – 600 Лм.
Для 100Вт – 1000 Лм.

Таблица сравнения светового потока светодиодных ламп по сравнению с лампами накаливания и люминесщентными:

На упаковке могут указывать или мощность светового потока или эффективность (светоотдачу) или же сравнительную характеристику, приравнивая ее к аналогичной по светимости нити накала. Чаще встречается последний вариант, хотя он не настолько наглядный как первые два.

Цветовая температура светодиодов

Одно из самых главных отличий светодиодных элементов от ламп накаливания является цвет излучаемого света. Его можно подбирать в достаточно широком диапазоне, в отличие от стандартного для нити накала теплого желтоватого свечения.

Определяется оттенок света по шкале цветовой температуры, построенной на основе цвета свечения металла, когда он раскален. Температура желтого теплого свечения металла соответствует температуре 2700К (градусов Кельвина).

Для белого цвета, дневного освещения, соответствует температура 4500-6000К. При этом на нижней границе белый свет все равно отдает немного желтым оттенком. Все что выше 6500 – это голубоватый холодный цвет.

Подбирать цвет излучения лучше всего исходя из личных предпочтений или для того, чтобы представить внутреннее убранство помещения в наилучшем виде.

Диммируемые светодиодные лампы — регулировка яркости

Светодиодные лампы можно регулировать по яркости. Этим они выгодно отличаются от люминесцентных экономок. Для управления светодиодом используется специальный прибор диммер. Он формирует питание в виде импульсов. Чем меньше частота импульса, тем тусклее горит диод, и наоборот, чем частота выше, тем он ярче.

Частоту мигания диода пользователь не увидит и не почувствует дискомфорт от мерцания, ведь она составляет порядка 200-300 кГц. Глаз человека может воспринять частоту мигания лишь на частотах до 200 Гц при повышенной чувствительности.

Стоит, однако, учитывать, что не все светодиодные лампы можно регулировать по яркости. Ограничение накладывает встроенный драйвер для светодиода, заведомо настроенный на определенную частоту работы или только на линейное питание. Лампы с возможностью регулировки называются диммерными, о чем обязательно есть пометка на упаковке.

Светораспределение лампы — направление светового потока

Светодиод сам по себе может испускать свет только в одну сторону, и то зачастую в малом секторе впереди себя. Это не составляет никаких проблем, если дело касается узконаправленных источников света, например ночника, где и так предпочтительней узконаправленный пучок света.

Другое дело, если лампа должна освещать все вокруг и как можно равномернее. Для этого перед светодиодом располагают рассеиватель из матированного поликарбоната. Дополнительно к этому могут использоваться несколько диодов вместо одного, направленные под разными углами.

Диапазон температур рабочей среды

В отличие от люминесцентных ламп, которые в большинстве работают лишь при температуре окружающей среды от +5С до +45С, светодиодные лампы работают в диапазоне от -40 до +40. Это позволяет их использовать в тех условиях, где раньше могли использоваться лишь газоразрядные, ртутные, натриевые или лампы накаливания.

Прочие параметры светодиодных ламп

Кроме перечисленных параметров можно выделить еще несколько. Светодиод во время работы выделяет не только свет, но и тепло. Значительно меньше, чем лампа накаливания, но все же ощутимое.

Основная проблема заключается в том, что тепло распределяется не вместе со светом, а в обратном направлении в сторону подложки самого диода. При перегревах полупроводник может потерять часть характеристик или вовсе выйти из строя.

Радиатор для светодиодных ламп

Для того чтобы решить эту проблему используются радиатор, и он является обязательной и неотъемлемой частью современной светодиодной лампы. Чаще всего используется алюминиевый радиатор с ребрами для увеличения площади распределения тепла. Чем мощнее лампа, тем больше и массивнее радиатор используется. Конструктивно он выполняется как часть цоколя.

По наличию радиатора и его качеству можно определить качество самой лампы и насколько долго она сможет проработать. Если она вообще не имеет радиатора, или он выполнен из тонкой жести, то лучше такую не приобретать, разве что речь идет о самых маломощных вариантах на 2-3 Вт.

В завершении стоит перечислить основные преимущества и недостатки светодиодных осветительных элементов перед другими аналогами.

Плюсы:

• экономные в плане энергопотребления 3-20Вт;
• высокая эффективность в плане светоотдачи за каждый потребленный ватт мощности 70-90 Лм/Вт;
• чистый цвет свечения, узкий спектр;
• отсутствие ультрафиолетового излучения;
• низкий уровень электромагнитных пульсаций <1%;
• равномерный свет, без заметных мерцаний;
• направленное свечение;
• широкий диапазон цвета и оттенков освещения 2700-6700К;
• рабочий ресурс до 50 000 часов;
• прочный и долговечный корпус из поликарбоната или закаленного стекла;
• большой выбор исполнения цоколя и способов установки;
• адаптация под любое питающее напряжение 12-220В;
• гарантия от производителя.

Минусы:

• все еще достаточно дорогие
• недостаточно изучено влияние на здоровье