Різні типи лампочок, пояснення

Коли ви починаєте перегляд, щоб знайти найкращі розумні лампочки для вашого будинку, ви побачите, що більшість із них — світлодіодні лампи. Для новачка такі терміни, як «світлодіод», можуть трохи заплутати. Звичайно, світлодіодні лампи ефективні, але як вони працюють? Чим вони відрізняються від люмінесцентних ламп або ламп розжарювання? Який тип лампи є правильним вибором для конкретної області, яку ви мали на увазі?

Ми відповідаємо на всі ці запитання за допомогою повного посібника щодо кожного типу побутових лампочок, які ви можете придбати, включно з тим, що вам слід знати про вимоги до енергії та чи варто купувати.

Лампа розжарювання

Лампи розжарювання є традиційним варіантом, першим винайденим типом лампочок, які славляться своїм теплим кольором. У цих лампах використовується нитка розжарення, через яку пропускається електричний струм. Нитка розжарення має відповідний тип електричного опору, щоб перешкоджати цьому струму, що означає, що частина енергії вивільняється та проявляється у вигляді світла. Тут ми також отримуємо ідею, що більше

потужність (потужність струму) дорівнює більш яскравому світлу, хоча технічно це справедливо лише для ламп розжарювання.

Однак у такого підходу є і мінуси. Велика частина електричного струму також виділяється у вигляді тепла, що робить лампи розжарювання гарячими неефективні, витрачають багато енергії, яку можуть використати інші лампи, а це означає, що вони виробляють більше енергії рахунки. Це також означає, що лампочки служать недовго, як правило, щонайбільше рік або два, перш ніж їх потрібно буде замінити. Ось чому ви не знайдете жодної розумної лампи, яка б пропонувала варіанти розжарювання, і чому власники будинків спонукають відійти від ламп розжарювання до інших варіантів освітлення.

Люмінесцентні лампи

Люмінесцентні лампи мають дещо сумну репутацію за забезпечення холодного, неприємного освітлення в шкільних коридорах і на складах. Але ці трубки насправді дуже хороші в тому, що вони роблять — пропонують недороге освітлення з лампочками, про які вам не доведеться думати принаймні кілька років.

Люмінесцентна трубка, яку ви бачите, насправді наповнена інертним газом низького тиску, як правило, аргоном, і невеликою часткою випарованої ртуті (саме через цю ртуть люди попереджають про наближення до розбитих люмінесцентних ламп на деякий час). Комбінація дуже чутлива до електричного струму.

На обох кінцях люмінесцентної лампи є електрод. Пристрій, який називається баластом, дозволяє електричному струму протікати через колбу від електрода до електрода за дуже короткі, дуже швидкі цикли. Це заряджає газову суміш усередині та змушує її виробляти багато надлишкових електронів. Ці електрони знаходяться в ультрафіолетовому спектрі, тому люди не можуть їх побачити, але саме тому люмінесцентні лампи покриті люмінофором зсередини. Фосфор випромінює видиме світло під час напруги, тому, коли електрони передають свою енергію люмінофорному покриттю, воно світиться, створюючи холодне біле світло, яке ми бачимо.

Це відбувається багато разів на секунду, коли електричний струм вмикається та вимикається, тому для наших очей це виглядає як постійне світіння (привіт, це дуже схоже на те, як працює кадр у відео!), доки лампа не зношиться або не розіб’ється, що спричинить відмовне «мерехтіння» люмінесцентних ламп.

Так, усе це трохи складно, але результати очевидні: надійне джерело світла, яке чудово освітлює великі площі та приблизно в п’ять разів ефективніше, ніж лампи розжарювання. Це не найприємніше світло, тому люди вагалися, чи варто починати використовувати люмінесцентні лампи у своїх домівках. Але коли це почало відбуватися, знадобилася нова версія люмінесцентної лампи.

CFL (компактні люмінесцентні лампи)

Конструкція труб старих люмінесцентних ламп насправді не має місця в житлових будинках, тому ви зазвичай бачите їх лише в гаражах, коморах і непомітних місцях. Натомість у будинках є багато патронів, призначених для ламп розжарювання, що вкручуються, що створює проблему для перетворення люмінесцентних ламп.

Світлотехнічна промисловість вирішила цю проблему, застосувавши КЛЛ або люмінесцентні лампи, що мають форму ламп розжарювання, які можна вкручувати в патрони розжарювання. Як натякає конструкція КЛЛ, вони просто зробили більш компактну версію люмінесцентної лампи та обернули її навколо себе у формі колби, так що два електроди тепер лежать поруч один з одним, але все ще створюють достатній струм для живлення газ.

Ця компактна конструкція є міцнішою, ніж лампи, може працювати в розетках домашнього освітлення та продовжує економити тонну енергії, прослуживши навіть довше, ніж лампи — у багатьох випадках до дев’яти років. Однак вони все ще можуть боротися з випромінюванням «теплішого» світла.

LED (світлодіод)

Діод — це простий напівпровідник, через який проходить електрика, основний шлюз для електричного струму в електроніці. Напівпровідники зазвичай виготовляються з кремнію, який «легований» або наповнений дуже специфічною сумішшю інших елементів, щоб надати йому певних властивостей, таких як дуже точно налаштований електричний опір.

За десятиліття вчені знали, що спеціальні формули кремнію створюють діоди, які світяться, коли через них пропускається електрика, подібно до того, як люмінофор світиться від зустрічі з електронами у люмінесцентній лампі вогні. Це просто те, як певні комбінації елементів реагують на електрику. Однак роками це залишалося лише новинкою, поки люди не почали думати: а що, якби ми зробили діоди світяться якомога яскравіше, і що, якби ми розмістили ці діоди близько один до одного, щоб імітувати, як лампочка працює?

Це виявилося фантастичною ідеєю, спочатку для основних індикаторів електроніки, а потім як заміна традиційним люмінесцентним лампам і лампам розжарювання. Діоди можна згрупувати різними способами, що робить світлодіоди неймовірно універсальним варіантом освітлення, доступним майже в будь-якій формі. З часом дослідники виявили, що конкретні формули кремнію також можуть створювати різні кольори світла (деякі кольори складніші за інші), тому світлодіоди доступні в багатьох кольорах і популярних варіантах зміни кольору цибулини.

Але світлодіоди мають і інші ключові переваги. На відміну від ламп розжарювання, вони майже не витрачають енергії та є чудовим вибором для економії електроенергії. На відміну від люмінесцентних ламп, вони можуть бути різних тонів і колірних температур, щоб уникнути проблем із «холодним» білим світлом. Оскільки немає ниток розжарення, електродів або газів, про які варто хвилюватися, світлодіоди також неймовірно довговічні та можуть прослужити більше 20 років, якщо їх правильно спроектувати.

Всі ці особливості зробити світлодіоди ідеальними для розумних світильників і розумні лампочки. Хоча такі конструкції ламп зазвичай імітують лампи розжарювання, всередині є кластер світлодіодів, які світяться разом, створюючи ефект лампочки.

HID (розряд високої інтенсивності)

Лампи HID — це більш унікальні типи ламп, які працюють подібно до люмінесцентних ламп. Вони містять специфічні газові суміші, які активуються електричним струмом, який створює видиму дугу – для HID-ламп не потрібне люмінофорне покриття.

Більшість HID сьогодні використовують пари натрію або галогеніди металів, хоча перші версії дійсно використовували пари ртуті. Вони спеціалізуються на створенні дуже потужного, дуже чистого білого світла, яке чудово забезпечує видимість. Ось чому ви побачите, що ці лампочки використовуються в професійній фотографії, або як автомобільні фари чи прожектори. Іноді вони замінюють люмінесцентні лампи на аренах та інших великих просторах.

Однак, за межами цих конкретних застосувань, ви зазвичай не бачите HID-лампи, які використовуються часто. Вони можуть бути дорогими, важче зробити їх невеликі версії, і вони, як правило, страждають від проблем із продуктивністю, коли старіють, з часом втрачаючи багато своєї яскравості. Ось чому ви зазвичай не побачите їх вдома.

Галоген

На перший погляд галогенна лампа виглядає як лампа розжарювання, але вона дещо складніша, а технологія всередині має кілька ключових відмінностей.

Подібно до лампи розжарювання, галогенні лампи використовують нитку розжарювання — у цьому випадку виготовлену з вольфраму — для випромінювання світла. Однак ця нитка потрапила всередину меншої внутрішньої колби, наповненої газоподібним галогеном, поєднанням йоду та брому. Цей газ насправді не реагує на сам струм, але він відіграє свою роль: він створює цикл, який дозволяє вольфрамовій нитці відновлюватися під час роботи, а не згоряти.

На практиці галогенні лампи служать приблизно стільки ж часу, скільки лампи розжарювання, приблизно рік або два. Але вони дуже сильно горять і створюють якісне біле світло, що робить їх популярними для акцентного освітлення, прожекторів і різного роду професійного освітлення. Ви не побачите їх багато в багатьох житлових приміщеннях, але вони можуть служити альтернативою лампам розжарювання в потрібних місцях. Вони також дещо сумно відомі тим, що є крихкими через високу температуру та погано реагують на залишки чи масла (інколи вони можуть вибухати). Поводьтеся обережно!

Спеціальні доопрацювання

Хоча це не зовсім тип ламп, ми хочемо підкреслити, що CFL не єдині лампи, призначені для модернізації. Насправді існує цілий клас лампочок, створених спеціально для проектів модернізації вдома, коли вам потрібна нова лампочка для старого патрона. Зазвичай це світлодіодні лампи з діодами, розташованими в різних візерунках, плюс різні типи цоколів для різних патронів. Це допомагає гарантувати, що незалежно від того, яке освітлення у вас є у вашому домі, для нього, ймовірно, є модернізація світлодіодів, включаючи світлодіодні трубки, які можна вставляти в розетки для люмінесцентних ламп.

Рекомендації редакції

• Чи розумні лампочки того варті?
• Найкращі розумні лампочки
• На CES 2023 Nanoleaf представляє нові розумні світильники з підтримкою Matter
• Як використовувати розумне навколишнє освітлення
• Як утилізувати лампочки