Hej kære læsere og gæster på Elektrikerens Notes hjemmeside.
Jeg fortsætter eksperimentet med at sammenligne en glødelampe med en effekt på 75 (W), en kompakt fluorescerende lampe "Navigator" med en effekt på 15 (W) og en EKF LED-lampe fra FLL-A-serien med en effekt på 9 (W) ).
Og i dag vil jeg måle lampernes varmetemperatur i driftstilstand og beregne deres faktiske strømforbrug. Lad mig minde dig om, at med den første del af eksperimenterne om sammenligning lysstrøm på forskellige niveauer spænding på de anførte lamper kan du.
Watt er en enhed til at angive energi over tid, hvor gennemsnitlig effekt ofte udgivet over en periode. Denne erklæring siger dog intet om det faktiske output. Det kunne være meget mindre. En 60-watt glødepære forbruger 60 watt, men yder kun omkring 3 watt som ønsket synligt lys og omkring 57 watt som spildvarme.
Funktionsprincippet for en elektrisk glødelampe
Watt var mere eller mindre betydningsfuldt for glødelamper. I processen med at forbyde glødelamper og introducere forskellige energibesparende energisparepærer er det udover Watt også vigtigt at specificere mængden af lys, som måles i lumen. Når lysmængden divideres med den elektriske energi, opnås lyskildens effektivitet. Lyseffektivitet - forholdet mellem lumen og watt som et mål økonomisk effektivitet lamper - kan let bestemmes af den specificerede mængde lys i lumen og den elektriske effektspecifikation i watt.
Lampens varmetemperatur
Ved hjælp af et Fluke Ti9 Electrical termokamera vil jeg måle varmetemperaturen på lamperne i forskellige punkter(pære, lampefod og fatning) efter en times drift.
Jo højere lysmodstand, jo mere økonomisk er lampen. Så en 60-watt glødepære har en lille mængde på omkring 710 lumen. Hvis du dividerer denne værdi med elektrisk strøm 60 Watt, vil du få en værdi på omkring 12 lumen pr. watt. Du kan finde de mest effektive energisparelamper. Mest vigtigt: den korrekte el-tarif!
Halogenlamper er ligesom klassiske glødelamper temperaturradiatorer. Men i modsætning til en glødelampe har en halogenlampe ikke den typiske sortfarvning af en lampe. Årsagen til dette er halogenkredsløbet, der holder pæren på plads i hele pærens levetid. Derfor giver en halogenlampe altid en konstant lysstrøm og giver mere langsigtet service end en klassisk glødelampe. Dette kræver spor af halogener i halogenlampens fyldgas.
1. Glødelampe 75 (W)
Definition: temperaturradiatorer. Temperaturlamper, såsom standard glødelamper og halogen glødelamper, producerer lys ved at flyde strøm gennem en wolframtråd. Op til 10 % af energien omdannes til synligt lys. Stempelsværtning med standard glødelamper.
Wolframmolekyler fordampes fra wolframfilamentet i lampetilstand. De er aflejret på stemplets køligere indervæg. Dette resulterer i typisk lampelumen for standard glødelamper med lang levetid. Noget af det genererede lys undertrykkes af lampens sortfarvning. Som følge heraf falder lyset fra glødelampen i stigende grad over hele dens levetid. For at reducere lystabet så lavt som muligt, har klassiske glødelamper derfor en stor pære.
Opvarmningstemperaturen af en 75 (W) glødelampe i den øverste del af kolben (på stedet for glødetråden) var 268°C. På billedet nedenfor, på det angivne punkt (kvadratisk kursiv), er temperaturen 259,9°C.
Hvis du rører kolben, kan du blive forbrændt.
Således kan wolframpartikler spredes til stort område, og antallet af aflejrede wolframmolekyler pr. arealenhed forbliver lille. Halogenadditiv forhindrer fordærv. I tilfælde af en halogenlampe glas lampe forbliver altid gennemsigtig, i modsætning til en standard glødelampe. Små mængder halogen såsom jod eller brom giver dette i deres påfyldningsgas. Halogener kan ikke forhindre wolframatomer i at fordampe fra den varme glødetråd, men de sikrer, at wolframatomer ikke samler sig inde i lampen.
Opvarmningstemperaturen for patronen er 50,9°C.
Hvordan dette fungerer, er vist i følgende graf. Halogen og wolfram omdannes til wolframhalogenid. Før wolframpartikler kan nå inde kolber, wolfram- og halogenmolekyler kombineres for at danne wolframhalogenider. Disse gasformige wolframhalogenider er ikke belagt på stemplet, men bevæger sig frit i pæren på grund af termisk konvektion, indtil de når gløden igen.
I spolen spaltes wolframhalogenider igen i halogen og wolfram på grund af høj temperatur. Wolframpartiklerne hviler dog ikke på det varme spiralformede legeme, men derimod på de køligere punkter af helixen, såsom den "spiralformede knogle". Halogeniderne er så tilgængelige igen for halogencyklussen. Som et resultat er wolframatomer ikke i stand til at sætte sig inde i glaspæren og farve den sort. På denne måde forbliver selv den mindste halogenpære altid klar. Dette undgår det uundgåelige tab af lysstrøm, som med standard glødelamper, over hele levetiden.
Den maksimale opvarmningstemperatur for et lysstofrør, som jeg var i stand til at optage, var 139°C. Dette punkt er ved bunden af kolben, dvs. opvarmning er ret lokal (lokal).
Halogenreflektorlamper har mange fordele. De giver retningsbestemt lys, sætter belysningsaccenter og skaber et professionelt område såsom arkitektonisk eller butiksbelysning. Strålekølingsteknologi eller aluminiumsreflektorer giver pålidelige og kraftfulde halogenlamper til en række anvendelser.
Halogenreflektorlamper fås i en række forskellige strålevinkler, fra meget smalle til meget brede. Følgende tabel giver et overblik. Betegnelse Forkortelse Strålevinkel. Halogenglødelamper med en kølig lysreflektor er ideelle til at belyse varmefølsomme genstande. Koldlysreflektorer bruges også i medicin. Dette fører til en reduktion af den termiske belastning på op til 66 % i lysstrålen. Resultatet: varmefølsomme genstande bliver skånet for brugen af denne teknologi.
Temperaturen over hele overfladen af kolben var omtrent den samme og udgjorde 74,5°C.
Sådan tilsluttes en glødelampe via en diode
På grund af den ekstra lysudsendelse bagfra skabes specielle lysscener. Det skal dog tages i betragtning, at der tages tilstrækkeligt hensyn til termisk tilbagestråling i belysningsplanlægningen. Halogenlamper med aluminiumbelagt reflektor: ideel til loftmontering.
Det drejer sig især om indbygningsarmaturer, som for eksempel loftsindbyggede armaturer. Årsag: Cool-light reflektorlamper udstråler to tredjedele af deres varmestråling bagud, hvilket kan få det indbyggede lys til at overophedes. Således kan høje temperaturer true driftssikkerheden af belysningssystemer. For at undgå dette for loftmontering Det anbefales at bruge halogenlamper med en aluminiumsbelagt reflektor. Halogenlamper med en aluminiumsbelagt reflektor, i modsætning til koldlysreflektorlamper, udstråler knapt nok varme tilbage i for eksempel en loftsbeklædning.
Hvis du rører ved lampens pære, er opvarmningen ret mærkbar.
Det meste af varmen udstråles fremad sammen med reflekteret lys. Synlig glød el infrarød stråling kan også føre til uønskede ændringer. I tilfælde af lysfølsomme materialer bør tilstrækkelig lysstyrke derfor altid overholdes og farveægtheden kontrolleres.
Bedre lyskvalitet og længere levetid end standard halogenlamper er blot nogle af fordelene ved forbedrede infrarøde halogenlamper. Bag lamperne er teknisk højkvalitets halogenteknologi, som overbeviser med sine enestående fordele.
Basen af den kompakte fluorescerende lampe nåede et gennemsnit på 58,5°C. På dette sted af lampen er der et kredsløb (elektronisk ballast).
Drag fordel af avanceret halogenteknologi. ◾ Konstant lysintensitet og farveindtryk gennem hele levetiden. ◾ Naturlig farvegengivelse. ◾ 100% dæmpbar. ◾ Nem udskiftning af konventionelle halogenlamper. ◾ Holdbar og derfor miljømæssigt værdifuld.
Den teknisk avancerede halogenteknologi er baseret på to forskellige tekniske procedurer. Er i produktion af halogenlamper. Bag denne forkortelse er det engelske udtryk "Infrared Coating". Det her speciel belægning Gælder på ydersiden af pæren og fungerer som et spejl. Det reflekterer infrarød termisk stråling tilbage på glødetråden. På grund af stemplets specielle geometri opvarmes spiralen yderligere. Derfor er det nødvendigt at bringe spiralen til Driftstemperatur. Denne varmegenvinding forbedrer lampens effektivitet.
Den maksimale opvarmningstemperatur for 9 (W) EKF LED-lampen i FLL-A-serien var kun 65°C. Denne opvarmning er fastgjort i den nederste del af pæren, hvor driveren og LED'erne er placeret. Lav varme EKF LED-lampe skyldes, at dens krop er lavet af aluminium og varmeafledende plast, hvilket sikrer en god varmeafledning.
Halogenlamper til særlige applikationer. Infrarød belagte lamper har en længere levetid end almindelige halogenlamper. Xenonmetode: sjælden sjælden gas reducerer varmetabet. På grund af gaspåfyldningen i lampen transporteres det meste af varmen fra spolen. Som et resultat skal der tilføres yderligere energi til spolen for at holde den ved temperatur. Varmetab afhænger af typen af påfyldningsgas i lampen. Brug af xenon som fyldgas i stedet for fx ædelgassen argon kan reducere dette varmetab.
Jeg vil fortælle dig om designet af denne lampe mere detaljeret i mine næste artikler - abonner på nyhedsbrevet.
Jo større gasatomer, jo lavere er dens varmeledningsevne og derfor varmetab. Xenon er en gas med lav varmeledningsevne. På grund af dens anvendelse og det tilhørende lavere varmetab, kræves der mindre varme for at opvarme spolen elektrisk energi. Derudover bremser de tunge xenonatomer også fordampningen af wolframatomer fra filamentet. Dette reducerer tabet af materiale på glødetråden og forlænger følgelig lampens levetid. Xenon er dog en meget sjælden ædelgas og derfor tilsvarende dyr.
Nu hvor de klassiske glødepærer bliver forbudt på grund af deres høje forbrug, vil det ikke skade at kigge ind i den ikke alt for fjern fortid, før alle forbinder Edison med elektrisk belysning. Ja, før den "klassiske" pære også oplyste gader, huse og rum med lys fra elektricitet, var teknologien selvfølgelig en helt anden og resultatet var noget skræmmende og ikke særlig praktisk.
Temperaturen på toppen af kolben var kun 32,4°C. Du kan holde den i hænderne uden problemer.
Men der skulle endnu mere til, mørket skulle virkelig oplyses, og det blev brugt elektricitet til. Tag en kilde til elektricitet, skab et kredsløb afbrudt langs dens vej, og anbring to kulstofelektroder i begge ender af den sektionerede leder. Hvis vi fodrer kredsløbet med en kilde og to elektroder tæt nok på, vil der opstå en bue i midten af den glødende glød. Så nemt, du behøver ikke længere at bygge en buelampe.
For at samle den struktur, du skal bruge
Dette er ikke lys, der udsendes af et materiale, der pumpes, når en elektrisk strøm føres gennem det, som det sker med wolframtrådene i de klassiske pærer fra Edison og andre. Nej ind bue lamper dette er et "spring" elektrisk strøm mellem to elektroder, hvilket genererer en glød, der kan bruges i belysning.
Patronens temperatur var i gennemsnit 36,9°C.
Jeg indtastede resultaterne af de målte temperaturer i en tabel.
Hvilke konklusioner kan drages af dette eksperiment?
På grund af glødelampers høje varmetemperatur (i mit tilfælde 268°C) er betingelserne for deres brug noget begrænsede m.h.t. brandsikkerhed. Høje temperaturer kan forårsage forbrænding (brand). I den forbindelse skal en række specifikke krav overholdes.
For eksempel, i , bør effekten af glødelamper ikke overstige 60 (W). Glem heller ikke lampens varmebestandige armaturer (fatninger, skærme, sokkel): keramik, carbolit, glas, og hold afstanden fra lampen til brændbare materialer ( plastik dele, træ overflade, tekstil).
Et kompaktlysstofrør har en maksimal temperatur på 139°C, men denne opvarmning er lokal nok til, at det meste af dens pære kan anses for at have en varmetemperatur på 74,5°C.
Vinderen af denne test er helt klart EKF LED-lampen i FLL-A-serien. Hende Maksimal temperatur var kun 65°C. Dette er næsten 4 gange mindre end en glødelampe og 2 gange mindre end en CFL-lampe.
CFL- og LED-lamper har en lav brandfare og minimal risiko for brand, hvilket gør dem mere udbredte end glødelamper. Disse lamper er også helt sikre at installere i lamper med plastikfatninger, skærme og sokkel, stoflampeskærme, de er ideelle til nedhængte lofter etc.
Lampens energiforbrug
Ved hjælp af et digitalt multimeter forbundet i serie til kredsløbet for hver lampe, vil vi måle den forbrugte strøm og derefter indirekte beregne deres effekt og sammenligne den med den erklærede (ifølge passet).
1. Glødelampe 75 (W)
Det målte strømforbrug for en 75 (W) glødelampe er 0,29 (A).
Ved at kende netværksspændingen (220 V), beregner vi energiforbruget for en glødelampe. En glødelampe indeholder ikke induktive og kapacitive elementer - det er en rent aktiv belastning, derfor at beregne dens forbrug aktiv effekt Lad os anvende denne formel:
Beregnet: = Unnetwork·Imeas. = 220·0,29 = 63,8 (W)
2. Kompakt fluorescerende lampe (CFL) med en effekt på 15 (W) "Navigator"
Det målte strømforbrug for et 15 (W) kompaktlysstofrør er 47,8 (mA) eller 0,0478 (A).
Den målte strøm er ikke aktiv, i modsætning til den målte glødelampestrøm, pga CFL-lampen indeholder en elektronisk ballast (EKG), som er kilden reaktiv effekt. Og det betyder at beregne aktiv strøm, skal du gange den målte strømværdi med effektfaktoren eller med andre ord cosinus "phi" (cosφ). Jeg kender ikke effektfaktoren (den er ikke angivet i lampedatabladet), så jeg vil tage den gennemsnitlige værdi for elektroniske forkoblinger, som er 0,95.
Vi beregner energiforbruget for en fluorescerende lampe ved at gange værdien af netværksspændingen (220 V) med lampens aktive strøm:
Beregnet: = Ikke-netværk·Imeas.·cosφ = 220·0,0478·0,95 = 9,99 (W)
Jeg vil indtaste den resulterende værdi i oversigtstabellen.
3. LED lampe (LED) effekt 9 (W) EKF FLL-A serie
Det målte strømforbrug for en 9 (W) EKF LED-lampe er 31,0 (mA) eller 0,031 (A).
Den målte strøm er ikke aktiv på grund af, at LED-lampen har en driver installeret, som har en reaktiv komponent. Og dette skal tages i betragtning på samme måde som i det foregående tilfælde med CFL-lampen. Effektfaktoren for en LED-lampe er ikke angivet i databladet, så igen vil jeg tage gennemsnitsværdien på 0,95.
Vi beregner energiforbruget for en LED-lampe ved at gange netværksspændingen (220 V) med lampens aktive strøm:
Beregnet: = Ikke-netværk·Imeas.·cosφ = 220·0,031·0,95 = 6,47 (W)
Jeg vil indtaste den resulterende værdi i oversigtstabellen.
Følgende konklusioner kan drages ud fra dette eksperiment.
For alle de undersøgte lamper overstiger den deklarerede effekt den faktiske effekt, selvom afvigelsesværdierne for lamperne varierer betydeligt. Nærmest den deklarerede effekt er 75 (W) glødelampen. Dens afvigelse fra den erklærede magt var kun 14,93%. På andenpladsen er LED-lampen 9 (W) EKF - dens afvigelse var allerede 28,11%. Og på tredjepladsen er CFL 15 (W) "Navigator" - afvigelsen var 33,4%.
Men alt ville være i orden, hvis lampen havde et mindre strømforbrug end deklareret, men samtidig producerede den lysstrøm (belysningsstyrken), der er angivet i henhold til passet. Hvad kan man ikke sige om den kompakte fluorescerende lampe"Navigator" effekt 15 (W). Lad mig minde dig om, at dens belysning var ringere end en tilsvarende 75-Watt glødelampe med så meget som 30%. Hvorfor skulle producenten ikke gøre lampen mere kraftfuld og følgelig producere den lysstrøm, der er angivet i passet? Dette vil sandsynligvis forblive et mysterium.
Med EKF LED-lampen i FLL-A-serien med en effekt på 9 (W) er alt klart. Den deklarerede effekt er overvurderet, men belysningen er også 8 % større end for en tilsvarende 75-W glødelampe. Det viser sig, at energiforbruget for en EKF LED-lampe er næsten 10 gange mindre end for en glødelampe, men belysningen er 8 % større. Besparelser er indlysende, jeg tror, at dette er den bedste mulighed.
Sammenligner du en LED-lampe med en CFL, vinder den også her. For det første er belysningen af en LED-lampe 36 % større end for en CFL, og for det andet er energiforbruget næsten 35 % mindre.
Video til artiklen:
P.S. Snart vil jeg skrive en artikel om økonomisk effekt og tilbagebetalingsperioden for lamperne diskuteret i artiklen. Tak for din opmærksomhed.
Det er umuligt at sikre komfort og hygge i hjemmet uden organisering god belysning. Til dette formål bruges nu oftest glødelamper, som kan bruges i forskellige forhold netværk (36 volt, 220 og 380).
Typer og egenskaber
Glødelampe generelle formål(LON) er moderne enhed, en kilde til kunstig stråling af synligt lys med lav effektivitet, men en skarp glød. Det fik sit navn på grund af tilstedeværelsen i huset af et specielt filamentlegeme, som er lavet af ildfaste metaller eller carbonfilament. Afhængigt af parametrene for denne krop bestemmes lampens levetid, pris og andre egenskaber.
Foto – model med wolfram filament
På trods af forskellige meninger, menes det, at den engelske videnskabsmand Delarue var den første, der opfandt en lampe, men hans princip om glødelampe var langt fra moderne standarder. Bagefter var forskellige fysikere engageret i forskning. Efterfølgende præsenterede Gebel den første lampe med en kulfilament (lavet af bambus), og efter at Lodygin patenterede den første model lavet af kultråd i en vakuumkolbe.
Afhængigt af strukturelle elementer og den type gas, der beskytter glødetråden, nu er der følgende typer lamper:
- Argon;
- Krypto;
- Vakuum;
- Xenon-halogen.
Vakuummodeller er de enkleste og mest velkendte. De fik deres popularitet på grund af deres lave omkostninger, men samtidig har de den korteste levetid. Det er værd at bemærke, at de er nemme at udskifte og ikke kan repareres. Designet ser således ud:
Foto – design af vakuumrør
Her er 1 følgelig en vakuumkolbe; 2 - vakuum eller fyldt med en speciel gasbeholder; 3 - tråd; 4, 5 - kontakter; 6 - fastgørelseselementer til filament; 7 - lampestander; 8 - sikring; 9 - base; 10 - glasbasebeskyttelse; 11 - basekontakt.
Argonlamper GOST 2239-79 er meget forskellige i lysstyrke fra vakuumlamper, men kopierer næsten fuldstændigt deres design. De har en længere holdbarhed end de sædvanlige. Dette skyldes, at wolframfilamentet er beskyttet af en kolbe med neutral argon, som modstår høje temperaturer forbrænding. Som et resultat er lyskilden lysere og længerevarende.
Foto – argon LON
Kryptmodellen kan kendes på dens meget høje lystemperatur. Det lyser hvidt og kan nogle gange forårsage øjensmerter. Den høje lysstyrke skyldes krypton, en meget inert gas med høj atommasse. Dens brug gjorde det muligt at reducere vakuumkolben betydeligt uden at miste lyskildens lysstyrke.
Halogenglødelamper har vundet stor popularitet på grund af deres økonomiske drift. En moderne energibesparende lampe hjælper ikke kun med at reducere omkostningerne ved at betale for elektrisk energi, men også reducere omkostningerne ved at købe nye belysningsmodeller. Produktionen af denne model udføres på specialiserede fabrikker, ligesom bortskaffelse. Til sammenligning foreslår vi at studere strømforbruget af analogerne nævnt ovenfor:
- Vakuum (almindelig, uden gas eller med argon): 50 eller 100 W;
- Halogen: 45-65 W;
- Xenon, halogen-xenon (kombineret): 30 W.
Tak til lille størrelse, oftest bruges elektriske xenon- og halogenlys som billygter. De har høj modstand og fremragende holdbarhed.
Foto – xenon
Lamper klassificeres ikke kun baseret på påfyldningsgassen, men også afhængigt af typerne af baser og formål. Der er disse typer:
- G4, GU4, GY4 og andre. Halogenglødelamper er kendetegnet ved stikkontakter;
- E5, E14, E17, E26, E40 er de mest almindelige typer baser. Afhængigt af antallet kan de være smalle eller brede, klassificeret i stigende rækkefølge. De første lysekroner blev lavet specielt til sådanne kontaktdele;
- G13, G24-producenter bruger disse betegnelser for lysstofrør.
Foto - lampeformer og typer af fatninger
Fordele og ulemper
Sammenligning enkelte arter glødelamper giver dig mulighed for at vælge det meste passende mulighed, baseret på den nødvendige effekt og lyseffektivitet. Men alle de nævnte typer lamper har fælles fordele og ulemper:
Fordele:
- Overkommelig pris. Prisen for mange lamper er inden for 2 USD. e.;
- Hurtigt af og på. Dette er den mest markante parameter i sammenligning med energibesparende lamper med lang skiftetid;
- Små størrelser;
- Nem udskiftning;
- Bredt udvalg af modeller. Nu er der dekorative lamper(stearinlys, retro krølle og andre), klassisk, mat, spejl og andre.
Minusser:
- Højt strømforbrug;
- Negative effekter på øjnene. I de fleste tilfælde mat eller spejl overflade glødepærer;
- Lav beskyttelse mod spændingsstigninger. For at sikre det nødvendige niveau bruges en beskyttelsesenhed til en glødelampe, den vælges afhængigt af typen;
- Kort driftsperiode;
- Meget lavt forhold nyttig handling. Det meste af den elektriske energi bruges ikke på belysning, men på opvarmning af pæren.
Muligheder
De tekniske egenskaber ved enhver model inkluderer nødvendigvis: lysstrømmen af en glødelampe, farven på gløden (eller Farverig temperatur), effekt og levetid. Lad os sammenligne de anførte typer:
Foto - farvetemperatur
Af alle de nævnte typer er det kun halogenlamper, der kan klassificeres som energibesparende modeller. Derfor stræber mange ejere efter at erstatte alle lyskilder i deres hjem med mere rationelle, for eksempel diode. Korrespondance LED lamper glødelampe, sammenligningstabel:
For bedre at forklare energiomkostningerne foreslår vi at se på forholdet mellem watt og lumen. For eksempel en lampe dagslys, med en wolframfilament på 100 W - henholdsvis 1200 lumen, 500 W - mere end 8000.
Samtidig bruges det ofte i produktion og levevilkår, en selvlysende model, har lignende egenskaber som xenon. Takket være disse egenskaber er det muligt at sikre jævn tænding af glødelamper. Til dette formål bruges en speciel enhed - en lysdæmper til glødelamper.
Du kan selv samle en sådan regulator, hvis du har et kredsløb, der passer til din lampe. Analoger er nu meget populære sædvanlige muligheder, men med spejlbelægning - Philips reflekterende model, importeret Osram m.fl. Du kan købe en mærkevare glødelampe i specialiserede mærkebutikker.