Новый свет - все еще впереди!

Каким бы огромным и ярким не было солнце, человечество все равно изобретает все новые и новые источники освещения. Без них уже совершенно невозможно представить нашу жизнь, работу, отдых. Причем потребности в электроэнергии растут с каждым днем.

Всего лишь 10 лет назад в качестве основного источника освещения использовались лампы накаливания. За это время наука ушла далеко вперед, изобретено большое количество ламп и систем освещения.

Сегодня в основном используется 4 вида источников искусственного освещения:

• лампы накаливания;
• лампы галогенные;
• лампы люминесцентные;
• лампы газоразрядные.

Лампы накаливания

С 1879 года, когда Эдисон получил патент на изобретение лампы накаливания, конструкция ее постепенно совершенствовалась, изменялись методы получения света, применялись новые материалы. Несмотря на то, что на рынке появляются все новые виды этих ламп - зеркальные, декоративные, и т.п., «лампочка Ильича» для россиян (а во всем мире лампа Эдисона) продолжает оставаться символом света.

Принцип работы такой лампы мы все изучали на уроках физики. В лампочке накаливания использован эффект нагревания нити из вольфрама в момент прохождения через нее тока. Ее температура растет после включения тока, и часть энергии преобразуется в излучение.

Галогенные лампы

Галогенные источники света становятся популярнее год от года. Это обусловлено, в первую очередь, их сильным и ярким светом, во много раз превосходящим лампы накаливания. Поскольку галогенные лампы позволяют нашим глазам гораздо лучше воспринимать и различать цвета, предметы в их свете выглядят более отчетливыми, живыми, яркими. К тому же галогенный свет может меняться от узко направленного пучка до мягкого рассеянного, не дает тени. Это позволяет дизайнерам варьировать возможности освещения помещения.

Конструкция лампы – колба из кварцевого стекла и наполнитель из газа с галогеном – позволяет им работать намного дольше ламп накаливания. Привлекают в этих лампах также неизменная насыщенность в течение срока службы, возможность регулировки яркости, небольшие размеры, прозрачность колбы.

Люминесцентные лампы

В отличие от галогенных ламп, люминесцентные лампочки более экономичны и служат значительно дольше. Свечение люминофора на стенках колбы обусловлено выделяемым под воздействием электричества ультрафиолетом. Меняя сорт люминофора, можно подбирать цветовую окраску света.

На сегодняшний день можно назвать много различных типов люминесцентных ламп. В зависимости от свойств они используются в самых разных местах – от промышленных цехов и тоннелей, где их замена сопряжена с определенными трудностями, до миниатюрных дисплеев. Очень интересны лампы для аквариумов и растений. В их спектре преобладают красный и синий цвета, что идентично естественному излучению. Свет этих ламп способствует хорошему развитию микрофлоры аквариума и растений при отсутствии естественного освещения.

Энергосберегающие лампы

Несколько лет назад мода на эти лампочки буквально захватила всю страну. Энергосберегающие лампы - это небольшие люминесцентные лампы с электронным регулятором пуска. Поскольку они имеют размер цоколя как у обычной лампы, то могут с успехом заменить их, учитывая то, что срок их службы больше раз в 10.

Газоразрядные лампы

Такие лампы обычно применяются в тех местах, где требуются яркие и компактные осветительные приборы с увеличенным сроком службы. Их работа основана на действии электрических разрядов между электродами, которые и вызывают свечение газа в разрядной трубке.

Ртутные лампы применяются в основном для освещения улиц. Существуют также металлогалогенные лампы , в которых улучшена цветопередача за счет добавления к наполнителю йодидов металлов.

Самой большой светоотдачей и самым долгим сроком службы обладают натриевые лампы . Они экономичны, и дают возможность при освещении увидеть все естественные цвета. Эти лампы нашли применение в уличном освещении, на спортивных стадионах.

Перспективы

Передовые рубежи науки не перестают радовать новинками в области освещения. Перспективная технология OLED (органические светодиоды) уже применяется в дисплеях для карманной техники. Но дальнейшие исследования позволят OLED-панелям, достаточно гибким и широким, найти применение в оформлении целых комнат – ими можно украсить элементы интерьера, стены, потолки.

Специалисты Германии тоже удивляют оригинальными новинками в области освещения – теперь в дамских сумочках может появиться подсветка, представляющая собой зашитую в ткань гибкую люминесцентную панель. Все дамы знают, как порой тяжело в темноте найти нужную вещь в сумочке. В будущем это не составит труда. Но изобретатели не намерены останавливаться на сумочках – в будущем нас ждут светящиеся приборные панели в автомобилях, самолетах, другой технике, светящиеся детали интерьера.

Китайские и американские ученые впервые со времен изобретения лампочки внесли в нее радикальные изменения – заменили вольфрамовую нить на углеродные нанотрубки. Пока проводятся исследования и испытания, но есть надежда в ближайшие 5 лет увидеть такие лампы в продаже.

Недалеко то время, когда уличные фонари наших городов заменят на светящие дорожки, по улицам будут ездить светящиеся автомобили. Нас ждет светлое будущее.

Световые диоды - это низковольтные электролюминесцентные устройства, которые излучают свет при прохождении электронов через элементарный p-n-переход. Излучение света возникает при инжекции сквозь p-n-переход неосновных носителей. Диоды можно возбуждать постоянным, переменным и импульсным напряжением.

Диодная лампа содержит предназначен для притягивания электронов, которые выделяет катод, на анод всегда подается положительное напряжение. При подаче электрического тока на контакты лампы между анодом и катодом образуется электрическое поле, оно помогает вылетевшим из катода электронам (такие электроны называют свободными) продвигаться в сторону анода. В настоящее время светодиодные лампы - это наиболее перспективное направление развития светотехники и источников света. Диодные лампы заменяют лампы накаливания и галогенные, начинают создавать конкуренцию даже энергосберегающим.

Диодная лампа имеет свои Главным ее достоинством является низкое электропотребление. Оно примерно в десять раз ниже, чем у и примерно в три раза ниже, чем у люминесцентной. Небольшое потребление электрического тока обусловлено тем, что мощность диодных ламп довольно низкая.

Вторым достоинством считается большой срок эксплуатации - 100 000 часов, или 11 лет беспрерывной работы. Следующее достоинство: диодная лампа практически безвредна, она не содержит ртути и проста в утилизации. В связи с тем что в процессе работы диодные лампы практически не нагреваются, они считаются пожаробезопасными, поэтому их можно применять в местах с плохой вентиляцией, например в подвесных потолках. Достоинством приборов считается их высокая механическая прочность, им даже не страшны падения с высоты, и все это благодаря материалам, из которых они изготавливаются.

Недостатков у светодиодных ламп больше, чем достоинств. Главным недостатком является очень высокая цена. Например, бытовые диодные лампы мощностью 9-10 Вт будут стоить до 2000 рублей, а офисного типа (потолок «Армстронг») - от 5000 рублей. Второй недостаток: заявленные производителями 100 000 часов беспрерывной работы на практике показывают гораздо меньший срок эксплуатации. Это происходит оттого, что существует эффект деградации кристаллов светодиода. Производитель же дает гарантию на свою продукцию 3-5 лет. Учитывая, что окупается через 5 лет, то можно потерять свои деньги. Следующим недостатком является узконаправленный свет и неприятный спектр свечения.

Нашли свое применение и в автомобилестроении. С 1990-х годов автопроизводители начали использовать светодиоды в автомобильных фарах, в стоп-сигналах, указателях поворотов, в габаритах, в освещении салона и панели приборов и т. д. Диодные лампы для автомобиля имеют различный спектр свечения: от красного до голубого. Сейчас многие производители выпускают для автомобилей разных моделей светодиоды высокого качества, это открывает огромные возможности при тюнинге машины.

Немного истории. Искусственное освещение.

Назначение искусственного освещения

Создать благоприятные условия видимости, сохранить хорошее самочувствие человека и уменьшить утомляемость глаз. При искусственном освещении все предметы выглядят иначе, чем при дневном свете. Это происходит потому, что изменяется положение, спектральный состав и интенсивность источников излучения.

История искусственного освещения началась тогда, когда человек стал использовать огонь. Костер, факел и лучина стали первыми искусственными источниками света. Затем появились масляные лампы и свечи. В начале XIX века научились выделять газ и очищенные нефтепродукты, появилась керосиновая лампа, которая используется по сегодняшний день.

Сегодня редкий человек знает о заводах, производивших светильный газ. Газ получали при нагревании каменного угля в ретортах. Реторты - это большие металлические или глиняные полые сосуды, которые наполняли углем и нагревали в печи. Выделившийся газ очищали и собирали в сооружениях для хранения светильного газа - газгольдерах.

Более ста лет назад, в 1838 году, "Общество освещения газом Санкт-Петербурга" построило первый газовый завод. К концу XIX века почти во всех крупных городах России появились газгольдеры. Газом освещали улицы, железнодорожные станции, предприятия, театры и жилые дома. В Киеве инженером А.Е. Струве газовое освещение было устроено в 1872 году.

Создание электрогенераторов постоянного тока с приводом от паровой машины позволило широко использовать возможности электричества.

Кто придумал лампочку?

Изобретателем электрической лампочки накаливания считают русского электротехника А.Н.Лодыгина. В 1872 году он продемонстрировал образец лампы накаливания с угольной нитью и получил привилегию (патент) №1847.
В то же время, другой изобретатель электрической лампочки, по другую сторону Атлантики, впервые задумался об использовании электрического освещения, когда газовая компания отключила газ в его мастерской за неуплату. Его имя - Томас Алва Эдисон. На Всемирной выставке в 1881г. он представил разработанную им систему освещения. Позднее его современник Эмиль Ратенау* так описал свои впечатления: “По тогдашним понятиям гигантский генератор тока, названный “Джумбо”, по своей конструкции и мощности намного уступал современным колоссам. Однако впервые были созданы машины, которые могли претендовать на это название. В центре новой системы находился шедевр - лампа накаливания с угольной нитью. Система освещения Эдисона была настолько продумана до мельчайших деталей и мастерски выполнена, что высказывалось мнение, будто она десятилетиями опробовалась в многочисленных городах”. Следует отметить, что современные лампы с телом накала из спирализованной вольфрамовой проволоки имеют световую отдачу в 8...10 раз выше, чем первые лампы с угольной нитью.

Суд над электролампочкой

Внедрение научно-технических достижений в повседневную практику нередко сталкивалось с таким противодействием, что поборникам нового приходилось порой использовать форму судебного процесса с обвинителями, защитниками и судьями для доказательства преимуществ новой техники. Удивительно, но факт, что с помощью судебного процесса пришлось доказывать широкой публике, казалось бы, очевидные преимущества электрического освещения. Для этого в марте 1879 года английский парламент учредил комиссию, которая должна была положить конец кривотолкам и нелепым слухам, распускавшимся противниками электричества - газовыми компаниями.
Комиссия обладала значительными полномочиями: она имела право вызывать всех свидетелей, каких сочтет нужными, и на тех же правах, на которых их вызывает суд. Дознание производилось так же, как судебное следствие. Ответчиком было электричество.

В приговоре комиссия постановила, что электрический свет вышел из области опытов и проб и ему необходимо предоставить возможность конкуренции с газовым освещением. Комиссия запретила передавать электрическое освещение газовым компаниям, “как некомпетентным в вопросах электротехники”. Что же касается экономичности, то электротехнике предстояло пройти еще длительный путь - к созданию центральных электрических станций, линий электропередачи и распределительных устройств.

Лампа накаливания

Самый распространенный вид лампочек. По мнению специалистов, это обуславливается простотой конструкции и применения, универсальностью и невысокой стоимостью. Лампы накаливания - тепловой источник света, спектр которого отличается от дневного света преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета. Применяются такие лампы, как правило, в бытовом и декоративном освещении, а также там, где к освещению не предъявляют особых требований, а потребление и срок службы ламп не являются определяющими факторами.

По мнению большинства экспертов, лампы накаливания устарели и являются "вчерашним днем". Коэффициент полезного действия в них составляет только 6-8%, и они в большей степени нагревают, чем освещают (дают 95% тепла и лишь 5% - света). К тому же, такие лампы имеют короткий срок службы (не более 1000 часов) и малую светоотдачу (7-17 лм/Вт).

Галогенные лампы

Это усовершенствованные лампы накаливания. Достоинством галогенных ламп является неизменно яркий свет, прекрасная передача цвета и возможность создания разнообразных световых оттенков. Благодаря добавлению в колбу газов фтора, брома, хлора, йода, уменьшающих количество испарения вольфрама, срок службы лампы увеличился до 2000-5000 часов. Использование специальных фильтров, нанесенных на кварцевое стекло, "останавливает" ультрафиолет, что оберегает освещаемые вещи от выгорания. Дихроичные отражатели отводят тепловое излучение за пределы освещаемой площади. Яркость освещения регулируется с помощью большого ассортимента диаметров отражателей.

Люминесцентная лампа -

газоразрядный источник света низкого давления. Его световой поток определяется свечением люминофора под воздействием ультрафиолетового излучения, которое возникает вследствие электрического разряда.

Преимущества компактных ламп по сравнению с лампами накаливания:

До 80% меньшее потребление тока при том же количестве света;
- люминесцентных ламп: срок службы в 6-15 раз больше по сравнению с обычными лампами накаливания и составляет, соответственно, 6000-15 000 часов в зависимости от типа;
- люминесцентных ламп: меньшие потери на обслуживании за счет длительного времени службы;люминесцентных ламп: возможность выбора цвета свечения.

Компактные люминесцентные лампы имеют универсальное применение и используются во всех сегментах недвижимости. Более того, они экономят больше, чем стоят сами.

Лампы будущего

По мнению большинства специалистов, будущее освещения - за лампами и светильниками на светодиодах. "На данный момент они еще не так востребованы на рынке, как люминесцентные лампы или лампы накаливания, и в основном применяются в архитектурном, ландшафтном и декоративном освещении", - говорит Сергей Бобыкин.

"Особое внимание хотелось уделить светодиодам, продуцирующим большой световой поток, как правило, эти светодиоды с мощностью от 1 Вт до 15 Вт. Данные источники света имеют достаточно большую светоотдачу, приближающуюся уже к значению светоотдачи газоразрядных ламп, большой срок службы, компактные размеры и достаточно большую яркость. Все эти свойства открывают новые возможности применения светодиодов, как для общего, так и для прожекторного освещения", - говорит Вадим Бидненко, технический специалист компании Osram.

Благодаря отсутствию тела накала светодиоды отличаются высоким КПД и большим сроком службы (80 000 - 100 000 часов). Новый источник света излучает свет красного, желтого, белого, голубого или зеленого цвета.

Преимущества светодиодов:

Низкое энергопотребление - не более 10% от потребления при использовании ламп накаливания;
- долгий срок службы - до 100 000 часов;
- высокий ресурс прочности - ударная и вибрационная устойчивость;
- чистота и разнообразие цветов, направленность излучения;
- регулируемая интенсивность;
- низкое рабочее напряжение;
- экологическая и противопожарная безопасность. Они не содержат в своем составе ртути и почти не нагреваются.

"Светодиоды можно применять для ландшафтной подсветки, интерьера, можно вмонтировать его в брусчатку, асфальт или стену. Это идеальное средство для световой разметки и подсветки дорожек, автомобильных парковок и мест, где замена ламп достаточно трудоемка, например, в подводных светильниках", - говорит Сергей Товстопят.

Долгое время светодиоды использовались для оснащения декоративных светящихся элементов. Наиболее часто их применяли для создания новогодних или светящихся вывесок. Но благодаря преимуществам этих лампочек производители начали задумываться над тем, чтобы оснастить ими полноценное оборудование, и на сегодняшний день это стало вполне возможно. стремительно набирают популярность.

Технология работы LED-ламп

Все модели осветительных ламп, разработанных на сегодняшний день, за исключением диодных, преобразуют постоянный ток, для чего им необходимо больше энергии. Данный процесс также сопровождается выделением большего количества тепла.

На заметку! Сердцем LED-ламп – светодиоды. Благодаря особенностям строения им нужно значительно меньше энергии, и потребляемый ток преобразуется в свет без дополнительных продуктов в виде тепла.

Преимущества и недостатки

Популярность LED растет с каждым днем благодаря массе преимуществ. Сегодня такие лампы предпочитают использовать все больше людей. С чем же это связано?

1. Первое, на что обращает внимание потребитель, это, конечно же, потребление электроэнергии . Как уже было сказано выше, для выработки необходимого количества света ей требуется меньше электричества.
2. Производители также делают акцент на том, что у их продукции довольно широкий спектр температуры света . Это дает возможность подобрать подходящее оборудование как для дома, так и для общественных мест, офиса и даже склада.
3. Не менее важна прочность . Повредить наружную оболочку значительно сложнее. А если даже это и происходит, то не возникает опасных последствий, как в случае с газовыми образцами. Выносливость, в свою очередь, относится не только к физическим повреждениям, но и к перепадам напряжения.

Светодиодные лампы или светодиодные светильники в качестве источника света используют светодиоды, применяются для бытового, промышленного и уличного освещений. Светодиодная лампа является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет применять в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Светодиодные лампы не используют веществ, содержащих ртуть, поэтому они не представляют опасности в случае выхода из строя или разрушения

История светодиодного освещения Светодиоды не могут производить белый свет, они могут производить только определённый цвет спектра. Светодиод представляет собой полупроводниковый прибор, что сделанный из комбинации химически поляризованных полупроводников. Химический состав, выбранный для определения энергии электронов, которые проходят через границу между двумя типами полупроводников. Эта энергия преобразуется в свет как поток электронов, хотя устройство определяется длиной волны результирующей цветного света.

История светодиодного освещения Есть два возможных подходов производства света светодиодом. Первый был впервые использован в Японии в 1996 году: Синий светодиод покрыт белым фосфором. Когда голубой свет попадает на внутреннюю поверхность фосфора, оно излучает белый свет. Эта технология в настоящее время рассматривается в коммерческих целях, но всё ещё есть некоторые опасения по поводу жизненного цикла технологии. Было отмечено, что фосфор может снизить световой поток, в течение года. Текущая оценка жизни порядка 6 лет. Второй способ получения белого света заключается в использовании аддитивного смешивания трёх основных цветов: красного, зелёного и синего.

Преимущества светодиодных ламп – LED Низкое энергопотребление по сравнению с обычным освещением. Такой лампе нужно 10 Вт, чтобы осветить помещение равносильно лампе накаливания в 100 Вт. Нет ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовая составляющая обычного освещения может привести к повреждению тканей глаз. В свете производится очень мало тепла, снижая стоимость строительства кондиционирования воздуха. Срок службы лампы очень долгое время, большинство производителей светодиодов оценивает их работу в часов. Если каждый день пользоваться её по 5 часов, то срок службы иссякнет более чем через 10 лет. Они экологически безопасные по сравнению с энергосберегающими лампами, в которых содержится ртуть. Маленький вес, ударопрочные. Мгновенный разогрев, менее чем за 1 сек.

Недостатки светодиодных ламп – LED Главным и весомым минусом этих ламп является их цена, она намного дороже как ламп накаливания, так и энергосберегающих. Некоторые жалуются на то, что у светодиодных ламп неприятный спектр свечения. Тому их использовать в светильниках для чтения книг или другой кропотливой работы неприемлемо. Но ещё нужно учитывать то, что многие, наверное, покупали и использовали старые варианты таких ламп. Сейчас технологии прогрессируют с каждым годом и тому свет новых led ламп становится всё более качественным чем раньше. Купите одну такую, хорошую лампу в специализированном магазине и убедитесь сами, что это правильное решение. Из-за массового использования экономных ламп страдают энергокомпании и государство, всё-таки это их прибыль экономится. Поэтому они частенько поднимают плату за электричество. Но не думаю, что это повод отказаться от таких ламп. Сейчас простые, лампы накаливания приходится заменять раз в 2- 4 месяца, так как они часто «вылетают» из-за некачественного производства. А счётчик накручивают в 5-8 раз больше.

Виды светодиодных ламп Светодиодные лампы повторяют все возможные виды ламп накаливания, галогенных и люминесцентных ламп. Выпускаются обычные лампы-"груши", "свечки" и "шарики" с цоколями E27 и E14, "зеркальные" лампы R39, R50 с цоколями E14, и R63 с цоколем E27, споты с цоколями GU10 и GU5.3, капсульные микролампы с цоколями G4 и G9, лампы для потолков с цоколем GX53.

В светодиодных лампах используются различные типы светодиодов. В самых первых светодиодных лампах использовались обычные светодиоды в пластиковом корпусе. Такие лампы получили название "кукуруза" (Corn) за визуальное сходство с кукурузным початком.