Как определить мощность лампы накаливания переменного тока

Таблица мощности энергосберегающих ламп

Cветодиодные лампы: мощность, таблица, расчет

Оснащение городской квартиры, загородного дома или приусадебной территории предполагает выбор определённого типа освещения, которое помогло бы, не только обеспечить жилые помещения комфортным светом, но и содействовать дизайну интерьеров и ландшафта, а также обеспечить безопасное передвижение по территории участка.

Производимые промышленностью светодиодные приборы, способны с успехом заменить традиционные лампы накаливания и потому их выбирает всё большее число собственников загородных помести.

Расчет экономичности

Если принять в расчет то, что лампа накаливания стоит около 15 рублей, а светодиодная примерно 150 рублей и приблизительное среднее время горения — 5 часов в день, то можно вычислить, за какое время окупится один такой источник света. Киловатт/час электроэнергии стоит 3 рубля.

Таблица мощности светодиодных ламп показывает, что потребление энергосберегающей лампы на светодиодах 12 Вт, а обычной — 100 Вт, при одном и том же световом потоке в 1340 лм. Таким образом, за месяц время работы составит 150 часов.

Обычный светильник потратит 150 ч ⋅ 100 Вт = 15000 Вт ⋅ ч, или 15 кВт ⋅ ч. Затраты составят 15кВт ⋅ ч ⋅ 3 рубля = 45 рублей. При этом энергосберегающий светильник потратит 150 ч ⋅ 12 Вт ⋅ 3 рубля = 5,4 рубля. Ежемесячная выгода составит 39,6 рубля. Срок окупаемости: 150/39,6 = 3,8 месяца. Эффективность для личных финансов очевидна.

Преимущества использования светодиодных приборов

Мощная светодиодная лампа позволит осветить помещения с высокими потолками, может быть использована в светильниках наружного освещения, способствовать ландшафтному дизайну.

Изготовители выпускают led лампы с цоколями Е40 или Е27, корпус которых, обеспечен защитой IP64, что позволяет использовать подобные источники света при различных погодных условиях.

Очевидны преимущества данных осветительных приборов:

• способствуют многократной экономии электрической энергии;
• не требуют изменений проекта системы освещения и дополнительных расчётов;
• при включении практически сразу демонстрируют предельную мощность;
• не выделяют ультрафиолетового и теплового излучения;
• не меняют цветовое свечение и интенсивность, со временем;
• не производят мерцания, вредных выделений, шума.

При выборе того или иного источника света, принято руководствоваться основным параметром – мощностью лед ламп. Благодаря данной характеристике, не трудно высчитывать количество энергии, преобразуемой прибором в свет, тем более что мощные светодиодные лампы обладают высоким уровнем эффективности.

Так, одинаковое свечение у LED лампочки, требующее 6 Вт, для иных осветительных приборов потребует 60-ти, потому, для создания одинакового уровня освещённости разным источникам необходимо различное количество энергии.

Светодиодные лампы большой мощности обладают:

• достаточно крупными габаритами;
• большим количеством светодиодов встроенного типа.

Так, лампы «кукуруза» превосходно зарекомендовали себя при использовании для освещения:

• городских улиц;
• парков;
• территории дачных участков;
• складских и производственных помещений с высокими потолками,

к тому же изготовители оснащают светодиодные лампы большой мощности встроенными линзами, что позволяет увеличить угол освещения до 140˚.

Принципы работы

Для освещения используется несколько типов ламп. Наиболее распространены такие:

• С нитями накаливания;
• Люминесцентные;
• Светодиодные.

Свечи и керосиновые лампы уже давно ушли из обихода, но некоторые люди до сих пор мощность ламп накаливания в ваттах называют мощностью в свечах. Это определение не соответствует действительности.

Первыми электрическим приборами освещения стали лампы накаливания. В изделии используется нить из тугоплавкого металла. При пропускании через нее тока нить начинает светиться. Однако энергия, требуемая на нагрев этого тела гораздо больше энергии, затрачиваемой на светимость. Такая лампа состоит из нескольких основных элементов:

• Колба;
• Нить или спираль накаливания;
• Цоколь.

Из колбы откачивается воздух для продления срока службы нити накаливания. Цоколь обычно делается стандартной формы с маркировкой Е14 или Е27, для взаимозаменяемости изделий.
Похожую конструкцию имеют и галогеновые лампочки. В их колбу для увеличения качества цветопередачи добавляют пары благородных газов. Такие изделия используются в рекламном, дневном и уличном освещении.

Позднее появились люминесцентные средства освещения. Их принцип работы отличается тем, что свет создает газовый разряд, происходящий в колбе под воздействием электрического тока. Колба изнутри покрыта люминесцентным, то есть светящимся в определенных условиях веществом. Ее надежность и срок службы уже оказались в несколько раз выше обычных светильников накаливания.

В 60-е годы двадцатого века появился новый принцип генерации света. Им оказался излучающий электромагнитное излучение видимого диапазона полупроводниковый переход диода под воздействием электрического тока. Такие изделия назвали светодиодами. Они имеют наилучшие показали по сравнению затрачиваемой мощности к полезной освещенности. Лампы с использованием этих элементов надежнее, долговечнее и безопаснее как лампочек накаливания, так и галогеновых, и люминесцентных.

Мощность светодиодной лампы и другие характеристики

Использование светодиодных ламп позволит значительно сократить расходы на электроэнергию. Простой расчёт, исходя из норм освещения и выбора определённых параметров освещённости, например, кухонного помещения позволит доказать это.

Так основными параметрами ламп различного типа являются:

• мощность, измеряемая в Ваттах, то есть количество энергии потребляемое осветительным элементом;
• цветопередача – оттенок света у источника излучения, измеряемая в Кельвинах;
• световой поток – количество света отдаваемое светильником, который показывает эффективность источника,

так как, чем выше данная характеристика, тем результативнее прибор использует энергию.

Так, вольфрамовые лампы мощностью в 40 Вт имеют светоодачу 10, 4лм/Вт,

люминесцентные — 84 лм/Вт,

светодиодная лампа, мощность которой 40Вт — 86 лм/Вт.

Как рассчитать мощность светильника?

Собираясь купить светильники в Минске, вы столкнетесь с необходимостью определения должного уровня освещенности. Ознакомьтесь с приведенными ниже данными, где приблизительно указана необходимая мощность источника света для эффективного освещения 1м 2 помещения.

Для ламп накаливания:

• спальня — 10-12 Вт/м 2 ;
• кухня, детская комната, кабинет, ванная — 15-18 Вт/м 2 ;
• гостиная — 20 Вт/м 2 .

Сравнение с другими лампами: светодиодная 1 Вт = накаливания 7,5 Вт, компактная люминесцентная 1 Вт = 5,5 Вт накаливания. Преобразуя данные с учетом новых значений, типов лампочек и площади помещения получают необходимую мощность осветительного устройства.

Люмены

Свет, излучаемый источником, называется “световой поток”, и измеряется в люменах (Лм). Производители, для облегчения выбора, указывают на упаковках эквивалент яркости в привычной нам системе Ватт. Вот только дома обнаруживается, что светодиодный аналог в 60 Вт светит как-то тускло. Почему? Потому что нужно обращать внимание не на ватты, а на люмены. Именно от них зависит насколько светло будет в помещении. Эта информация также указываются на упаковке, но только мелким шрифтом.

Чем больше люменов, тем ярче свет . Но будьте внимательны. Значение в одних и тех же лампочках от разных производителей может не совпадать. Тип цоколя тут ни при чем, все зависит от качества комплектующих. В дешевых китайских образцах цифры намного меньше, чем в продукции от известных брендов.

Также, следует учитывать цвет светопотока, или как его еще называют — цветовая температура. Измеряется в кельвинах (К) и делится на 3 основных типа: теплый (2700К), нейтральный (4000К) и холодный (6000К). Последний воспринимается как более яркий , а нейтральный белый соответствует дневному свету.

Достоинства и недостатки энергосберегающих светильников

Улучшенное энергопотребление является несомненным достоинством люминесцентных и светодиодных источников освещения. Однако, можно выделить и несколько недостатков их применения.

Основным недостатком является, конечно, высокая стоимость этих изделий. Их цена в среднем в 10 раз превосходит цену стандартной лампы. Но этот недостаток компенсируется их долговечностью. Обычно люминесцентные светильники служат примерно в 8 раз дольше, а светодиодные — в 15 и более раз. Долговечность энергосберегающих источников света сильно зависит от перепадов напряжения в цепи питания. Если перепады случаются часто, долговечность изделий сокращается.

Как недостаток можно выделить линейчатый спектр излучения таких светильников. Это означает, что свет испускается им не в непрерывном диапазоне частот, а в коротких, самых интенсивных частях диапазона. То есть предметы, освещенными такими лампами, будут недостаточно точно передавать свой цвет. Это приводит к тому, что глаза быстрее устают при работе. Замена обычных на эконом — лампы при работе с повышенной напряженностью зрения не приветствуется.

Иногда люминесцентные светильники могут испускать ультрафиолетовое излучение, вероятность чего увеличивается со старением изделия. Ультрафиолет опасен для кожи и полимерных деталей, попадающих под излучение.

Кроме энергоэффективности, выделяются еще несколько достоинств таких светильников. Они хорошо компенсируют недостатки:

• Излучение света большой площадью поверхности;
• Долговечность при отсутствии частых включений;
• Отсутствие или небольшой нагрев корпуса при работе;
• Возможность подобрать комфортную цветовую температуру.

Конструкция

В общем случае компактная люминесцентное устройство состоит из колбы, электронной платы и цоколя.

Устройство люминесцентного осветительного прибора

Герметичная стеклянная трубка

Колба полого типа (или герметичная изогнутая стеклянная трубка), которая подключается своими выводами к электронной плате.

Виды колб

Инертный газ внутри нее и ртутные пары

Такая трубка на заводе заполнены специальными газами (пары ртути, аргона и прочими газами). Такие газы очень опасны для человека при повреждении устройства и важно соблюдать осторожность при использовании люминесцентных энергосберегающих устройств.

Слой люминофора

Корпус газоразрядного устройства покрыт специальным составом — люминофором (смесь галофосфата кальция и других элементов).

Электрический разряд создает в колбе с парами ртути ультрафиолетовое излучение, которое с помощью люминофора изменяется в видимый световой поток.

Электронная плата

Электронная плата в газоразрядных приборах является важным составляющим звеном и от качества её сборки зависит срок службы и качество её свечения. Конструктивно такая плата состоит из:

• Терморезистора — элемент, который обеспечивает плавный старт устройства и способствует прогреву спиралей лампы без мигания.
• Пускового конденсатора — элемент, который непосредственно запускает прибор.
• Фильтров — предохраняют электронную плату от помех;
• Ёмкостного фильтра — уменьшает пульсации и исключает мерцание прибора;
• Токоограничивющего дросселя — стабилизирует устройство и ограничивает ток;
• Плавкого предохранителя — защищает устройство и отключает лампу при перегрузке;

Вам это будет интересно Особенности уличного освещения

Принцип работы

На динистор подается напряжение, которое формирует импульс. Этот импульс поступает на транзистор и приводит к его открытию. Как только запуск произведен, то цепь закрывается диодным мостом, конденсатор заряжается и повторного открытия не происходит.

Транзистор действует на трансформатор с несколькими обмотками и с ферритовым сердцевиком. На нити трансформатора подается напряжение и появляется свечение в колбе. При этом напряжение достигает высокого значения (до 600 В).

Когда инертный газ в колбе будет полностью ионизован, то напряжение уменьшается до достаточного для поддержания свечения лампы, что обеспечивает энергосберегающие свойства осветительного прибора.

Выбор осветительного прибора

Применение в обычной жизни

В повседневной жизни источники света такого типа широко используются. Таблица светового потока люминесцентных ламп и светодиодных иллюстрирует это. Возможности применения варьируются от домашнего освещения до иллюминации ночных клубов и дискотек. Это освещение помещений, подсветка специализированных рабочих мест, дезинфекция ультрафиолетом, украшение, автомобильная подсветка. Энергосберегающие лампы- альтернативный источник света которым рекомендуется пользоваться, невзирая на высокую стоимость. В любом случае, это окупается и приносит человеку пользу.

Сравнение светодиодных ламп и ламп накаливания

Описание презентации по отдельным слайдам:

Сравнение светодиодных ламп и ламп накаливания Выполнил: Щербинин Павел, ученик 2 «В» класса МОБУ СОШ №5 Руководитель: Семёнова С.К.

Актуальность: при выборе ламп для своих светильников, мы сталкиваемся с вопросом – какую лампу предпочесть: традиционную или современную? Для того, чтобы выбор был осознанным, мы решили провести исследование и сравнить основные параметры лампы накаливания и светодиодной лампы.

Объект исследования – источники искусственного света. Предмет исследования – характеристики светодиодных ламп и ламп накаливания.

Цель – определить преимущества и недостатки светодиодных ламп и ламп накаливания.

Задачи: — изучение истории изобретения и физических принципов работы светодиодных ламп и ламп накаливания; — выбор характеристик для сравнения ламп; — сравнение светодиодных ламп и ламп накаливания; — выводы по результатам исследования. Гипотеза исследования – светодиодные лампы экономнее и эффективнее, чем лампы накаливания.

История изобретения ламп накаливания Томас Эдисон в 1878 году создал надежную, долговечную и недорогую лампочку, а, кроме того, наладил ее производство.

Устройство лампы накаливания

История изобретения светодиодных ламп Над созданием светодиодных ламп работали такие ученые, как Х.Д. Раунд, О.В. Лосев, К. Леговец, В. Шокли, Ж.И. Алфёров, С. Накамура и др.

Устройство светодиодной лампы и светодиода

Таблица 1. Соотношение между яркостью свечения и потребляемой мощностью светодиодных ламп и ламп накаливания. Мощность лампы накаливания, Вт Мощность светодиодной лампы, Вт Световой поток, Лм 20 2-3 250 40 4-5 400 60 8-10 700 75 10-12 900 100 12-15 1200 150 18-20 1800 200 25-30 2500

Схемы, с использованием деталей из электронного конструктора «Знаток» и отдельных элементов Схема со светодиодной лампой Схема с лампой накаливания

Процесс измерения тока

Процесс измерения напряжения

Формула мощности P=I*U P – потребляемая мощность; I – ток, протекающий через элемент (лампу или светодиод); U – напряжение, падающее на элементе (лампе или светодиоде). Результаты контроля мощности Источник света Ток (I), мA Напряжение (U), В Потребляемая мощность, (мВт) Лампа накаливания 180,6 1,82 327 Светодиод 3,6 2,8 10

Сравнение ламп по их рабочей температуре Процесс измерения температуры Результаты измерения температуры Источник света Температура в комнате, 0С Температура источника света, 0С Нагрев, 0С Лампа накаливания 22,12 28,37 6,25 Светодиод 22,31 22,34 0,03

Сравнение источников света Характеристика Лампа накаливания Светодиодная лампа Низкая цена 1 0 Отсутствие пускорегулирующей аппаратуры 1 0 Низкая потребляемая мощность 0 1 Мгновенное зажигание и перезажигание 1 1 Невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения 1 0 Отсутствие токсичных компонентов 1 1 Возможность использования регуляторов яркости 1 1 Не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к конденсату 1 0 Непрерывный спектр излучения 1 1 Приятный и привычный в быту спектр 1 0 Высокая световая отдача 0 1 Высокий срок службы 0 1 Прочность, нечувствительность к удару и вибрации 0 1 Невысокая температура рабочих элементов 0 1 Итого 9 9

Вывод: В результате проведенных исследований наша гипотеза подтвердилась: светодиодные лампы значительно эффективнее ламп накаливания. Таким образом, можно передоложить, что в будущем будет использоваться все больше осветительных приборов с использованием светодиодов.

Курс повышения квалификации

Специфика преподавания предмета «Родной (русский) язык» с учетом реализации ФГОС НОО

Курс профессиональной переподготовки

Методика организации образовательного процесса в начальном общем образовании

Курс повышения квалификации

Новые методы и технологии преподавания в начальной школе по ФГОС

Онлайн-конференция для учителей, репетиторов и родителей

Формирование математических способностей у детей с разными образовательными потребностями с помощью ментальной арифметики и других современных методик

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

• Все материалы
• Статьи
• Научные работы
• Видеоуроки
• Презентации
• Конспекты
• Тесты
• Рабочие программы
• Другие методич. материалы

• Семенова Светлана КонстантиновнаНаписать 918 20.03.2018

Номер материала: ДБ-1343500

• Начальные классы
• Презентации

20.03.2018 407

20.03.2018 254

20.03.2018 160

20.03.2018 85

20.03.2018 114

20.03.2018 125

20.03.2018 130

20.03.2018 124

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Стартовал финал конкурса «Учитель года России»

Время чтения: 1 минута

Выпускники из регионов выбирают технические специальности

Время чтения: 2 минуты

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

Путин поручил сократить количество контрольных работ в школах

Время чтения: 1 минута

Путин назвал уровень доходов преподавателей одним из социальных приоритетов

Время чтения: 1 минута

Конкурс «Учитель года России» с 2022 года будет проходить в формате телешоу

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Выбираем мощность светильника по площади комнаты

Самый первый и главный совет при подборе мощности освещения – это подумать о нем заранее, до начала ремонтных работ! Ведь от этого зависит, в каких местах помещения планировать установку осветительных приборов и в каком количестве. Принятие верного решение состоит из следующих шагов:

Как рассчитать мощность освещения при выборе и покупке светильника

Самый первый и главный совет при подборе мощности освещения – это подумать о нем заранее, до начала ремонтных работ! Ведь от этого зависит, в каких местах помещения планировать установку осветительных приборов и в каком количестве. Принятие верного решение состоит из следующих шагов:

1) Определение необходимой степени освещенности

2) Подбор мощности ламп в светильники

Степень освещенности помещения.

Для оценки степени освещенности вам необходимо отталкиваться от 3 основных параметров: площади помещения, высоты потолка и от характера использования комнаты.

Формула такая: надо площадь комнаты в кв. м. умножить на показатели в Ваттах. Если высота потолка в помещении больше 3м, то получившееся число следует умножить не менее, чем в 1,5 раза. Вот и все! А теперь давай углубимся в тонкости и детали.

В разных комнатах квартиры или дома степень освещения варьируется в зависимости от назначения помещения. Рекомендуемую мощность освещения для того или иного типа комнаты мы структурировали в таблицу №1. Для спальни больше подходит мягкий рассеянный свет, для холла или гостиной яркий и прямой. В ванную 4 – 6 кв. м. будет достаточно светильника мощностью от 80 Вт до 100 Вт. В кухне площадью около 7 – 10 кв. м. общая мощность светильников должна составлять на порядок больше — от 120 Вт до 150 Вт, а для 15-ти квадратных метров гостиной этот показатель будет уже от 200 Вт до 300 Вт, а в спальню 6 — 9 кв.м. хватит люстры мощностью на 100 Вт.

Необходимое кол-во Ватт на кв. м.

Помещения с приглушенным светом

10 – 12 Вт на кв. м.

Помещения с освещенностью среднего уровня

Ванная комната, детская комната, кухня

15 – 18 Вт на кв. м.

Помещения с наиболее ярким светом

Гостиная, рабочий кабинет

А теперь практика. Задачка почти как из школьного учебника: подобрать люстру в кухню площадью 15 кв.м. и высотой потолка 2,7 м. Показатели уровня освещенности берем из первой таблицы – 17Вт на 1 кв. м. Далее, 15 кв.м. нашей кухни умножаем на 17Вт , получаем 255 Вт. Это и есть тот максимум, который должны потреблять суммарно лампы накаливания в кухне, то есть примерно 4-5 лампы по 60 Вт. Альтернатива — люминесцентные лампы по 15Вт или 4-5 светодиодных лампы по мощностью 10 Вт. Если вы планируете установить только два светильника, например, общую люстру и подвес над обеденным столом, то стоит использовать две люминесцентные лампы по 30 Вт или светодиодные по 16-17 Вт.

Мы настоятельно рекомендуем использовать одновременно несколько светильников в комнате независимо от типа помещения. Например, в дополнение к потолочной люстре подобрать торшер, пару бра или подвесы. Таким образом, вы сможете равномерно распределить свет в комнате и это даст возможность варьировать уровень освещенности, выключая ненужный светильник.

Меры предосторожности.

• Всегда обращайте свое внимание на мощность лампочек, которые вы выбираете для освещения своего дома. Чем выше мощность, чем больше электроэнергии потребляет лампочка, а следовательно больше нагревается проводка и сам светильник.
• Никогда не используйте лампы накаливания мощностью больше, чем указано на осветительном приборе. Это может привести к воспламенению светильника или его поломке.
• Для светильников из текстиля или бумаги никогда не выбирайте лампочки накаливания с большой мощностью — материал может воспламениться! Внимательно читайте инструкцию по применению осветительного прибора и строго следуйте всем рекомендациям.
• Периодически вызывайте специалистов для проверки проводки в своем доме. Это крайне важная мера обезопасит вас, особенно если для освещения жилища вы решите использовать лампы с большой мощностью.

Выбираем мощность лампочек

Энергосберегающие лампочки решат проблему освещения помещения с большой площадью. Расскажем как их выбирать.

В технических характеристиках осветительного прибора обычно указывается максимально допустимая мощность 1 лампы накаливания. Это, как правило, 40 Вт — 60Вт. Ориентируемся на этот показатель при выборе лампы накаливания в магазине. Либо заменяем ее на энергосберегающую лампу, которая при той же мощности будет светить ярче и охватывать большую площадь помещения. Для вашего удобства мы структурировали соотношение мощности разных видов ламп в одной таблице:

Равны ли 6 ватт светодиода и лампы накаливания?

Переход на энергосберегающее ресурсопользование начинается с понимания того, равны ли 6 ватт лампы накаливания и светодиода. Для этого необходимо разобраться в принципе действия световых источников обоих типов, увидеть конструкционные отличия в исполнении. В целях удобства для потребителей разработаны таблицы сравнения мощности лампочек разного вида. Существуют методики расчёта освещения помещений по их площадям посредством использования LED-ламп.

• Конструкционные различия
• Сравнение по мощности
• Расчёт освещения от светодиодной лампы

Конструкционные различия

Достоинства и недостатки многообразных источников света предопределяются принципом действия и устройством. Традиционные лампочки служат людям уже немало лет, имеют несколько разновидностей, а светодиодные появились сравнительно недавно, но постепенно замещают обычные колбы. Наиболее распространёнными излучателями сегодня являются:

1. Лампочки с вольфрамовой нитью, которая под действием электрического тока раскаляется с выделением большого количества тепла и света. Рабочий элемент заключён в стеклянную колбу с присоединительным цоколем, заполненную инертным газом. Основной недостаток — низкий КПД по части сияния.
2. Галогеновые лампы — еще одна разновидность. Их усовершенствование заключается в улучшении цветопередачи, повышении светоотражения за счёт добавления в газовый состав колбы паров йода или брома — химических элементов, относящихся к группе галогенов.
3. Люминесцентные лампы работают под воздействием электрического тока: разряд внутри трубки-колбы, покрытой в полости люминофором, излучается в ультрафиолете и вызывает свечение нанесённого порошка. Срок службы такой конструкции в десятки раз превышает горение изделий обычного накаливания.
4. Светодиодные лампочки. В них источником свечения является полупроводник — протекающий через него электроток генерирует оптическое излучение. Часть выделяемой в области p-n перехода энергии преобразуется в видимый спектр.

Впервые светодиоды появились в 1962 году, и их технология изготовления была сложной. Сегодня лампа этого типа состоит из встроенного драйвера для стабилизации параметров питания, цоколя и нескольких излучающих диодов.

Изделия подключаются к сети 12 или 220 В. Последний вариант предполагает необходимость выпрямления тока, т. к. от переменного светодиоды не работают.

Сравнение по мощности

Основным критерием для оценки качества изделия (с потребительской точки зрения) служит мощность лампочки в ваттах. Чтобы понять соотношение показателя для сияющих колб различного типа, можно обратиться к таблице.

Из таблицы видно, что наименьшая мощность у светодиодных ламп. Второй по величине энергетикой обладает трубчатый элемент холодного свечения.

Традиционный нагревательный принцип — самый нерациональный в плане экономичности: 6 ватт

Сопротивление нити лампы накаливания

Формула зависимости напряжения и мощности лампочки

Это основная формула статьи, вывод которой будет приведён ниже. Формула выглядит так:

Для любой лампы накаливания существует параметр, стабильный в широком диапазоне электрических режимов. Этим параметром является отношение куба напряжения к квадрату мощности.

Методика использования формулы проста.

Берем лампочку, читаем на колбе или на цоколе параметры, на которые она расчитана – напряжение и мощность, рассчитываем константу, потом вставляем в формулу любое произвольное напряжение и вычисляем мощность, которая выделится на лампочке.

Зная мощность, несложно вычислить ток.

Зная ток, несложно вычислить сопротивление нити накаливания.

Вот и рассмотрим вопросы, связанные с правильной эксплуатацией формулы, а так же с теми ограничениями, котрые неизбежны ввиду того что «абсолютных» формул просто не бывает.

Однако, сначала немножко «теории»…

Подключаем светодиоды

Как правильно подключить лампочку на 12 вольт в авто своими руками? Неважно, мигающую или нет, в фару или панель приборов, об этом мы расскажем далее.

Рассмотрим пример подключения своими руками на модуле, учитывая несколько нюансов (схемы вы найдете ниже):

1. Панельки, то есть кластеры, рассчитываются на питание 12 вольт, такие устройства можно без проблем подключить к проводке авто и наслаждаться мигающими или просто яркими огоньками. Однако такие устройства обладают определенным недостатком — когда обороты мотора будут изменяться, яркость также будет то снижаться, то увеличиваться. Пусть это не критично, но глазу все же будет заметно. Но также нужно учесть, что такие кластеры хорошо светят тогда, когда напряжение в сети составляет 12.5 вольт, то есть если у вашем авто напряжение низкое, то светить лампочки будут слабо.
2. Сам по своей конструкции кластер состоит из самих диодов, а также резистора. Резисторы — это важный элемент любого кластера. На каждые три лампочки устанавливается один резистор, предназначенный для гашения лишнего напряжения. Если вы приобретаете ленту для фар, то, возможно, вам придется ее подрезать. При установке в фары нужно учитывать, что обрезать ленту необходимо в определенных местах.
3. Подключение светодиодов 12 вольт с резисторами в фары авто осуществляется последовательно. Вам необходимо сделать кластер, то есть подключить по очереди необходимое число лампочек друг к другу, а два вывода, которые будут находиться по краям — к сети авто. В этом случае речь идет о белых диодах, мощность которых составляет 3.5 W. То есть для сети с напряжением 12-14 вольт понадобится три лампочки, которые в общем будут потреблять не 12, а 10.5 вольт. Поскольку диоды обладают плюсом и минусом, последовательное соединение осуществляется таким образом, чтобы плюс одного элемента соединился с минусом другого (автор видео — Роман Щербань).

Базовые «теоретические» предпосылки

Формула была получена в предположении того, что в металле (из которого состоит нить накаливания) ток и сопротивление имеют единую физическую сущность.

В упрощенном виде это можно рассуждать примерно так.

Сообразно современным воззрениям, ток представляет собой упорядоченное движение носителей заряда. Для металла это будут электроны.

Было сделано предположение, что электрическое сопротивление металла определяется ХАОТИЧЕСКИМ движением тех же самых электронов.

С возрастанием температуры нити, хаотическое движение электронов возрастает, что, в конечном итоге, и приводит к возрастанию электрического сопротивления.

Еще раз. Ток и сопротивление в нити накаливания – суть одно и тоже. С той лишь разницей, что ток – это упорядоченное движение под действием электрического поля, а сопротивление – это хаотическое движение электронов.

Немножко «алгебраической схоластики»

Теперь, когда с “теорией” покончено (улыбнулся), приведу алгебраические выкладки для вывода «главной» формулы.

Каноническая запись закона Ома выглядит:

I * R = U

Для приведения в соответствие количественных значений, необходимо ввести соответствующие коэффициенты пропорциональности, для токовой компоненты – Кт и для резистивной компоненты – Кр:

Самые общие соображения подвигают к мысли, что эти коэффициенты должны быть взаимно обратными величинами, а значит:

В этом случае, попарно перемножая правые и левые части (в системе уравнений), мы возвращаемся к исходной записи закона Ома:

I * R = U

Окончательный вывод формулы

Рассмотрим подробнее систему уравнений:

Возведем в квадрат первое уравнение и попарно перемножим их.

В левой части мы видим выражение для мощности, а так же памятуя о том, что произведение коэффициентов равно единице, окончательно перепишем:

Отсюда получим выражение для токового коэффициента:

И для резистивного коэффициента (они взаимообратны):

где Рном и Uном – это номинальные мощность и напряжение, маркированные на цоколе или на колбе лампы.

Осталось подставить эти значения коэффициентов в “РАСЩЕПЛЕННУЮ” формулу Закона Ома, и мы получим окончательные выражения для тока и сопротивления.

Домножая последнее соотношение на Ux, получим:

Чтобы не забивать себе голову этими квадратами, кубами и корнями, достаточно запомнить простую зависимость, которая вытекает из последнего соотношения . Возводя последнее соотношение в квадрат, мы получаем ясную и понятную формулу:

Для любой лампочки с вольфрамовой нитью накала отношение куба напряжения к квадрату мощности является величиной ПОСТОЯННОЙ.

Полученные соотношения показали прекрасное соответствие практическим результатам (измерениям) в широком диапазоне изменения параметров напряжения и для весьма различных типов ламп накаливания, начиная от комнатных, автомобильных и заканчивая лампочками для карманных фонариков…

Какое сопротивление у лампочки?

Решил я как-то проверить закон Ома. Применительно к лампе накаливания. Измерил сопротивление лампочки Лисма 230 В 60 Вт, оно оказалось равным 59 Ом. Это в несколько раз больше заявленной мощности! Я было удивился, но потом вспомнил слово, которое всё объясняло – бареттер

Дело в том, что сопротивление вольфрамовой нити лампы накаливания сильно зависит от температуры (следствие протекания тока). В моем случае, если это бы был не вольфрам, а обычный резистор, его рассеиваемая мощность при напряжении 230 Вольт была бы P = U2/R = 896. Почти 900 Ватт!

Кстати, именно поэтому производители датчиков с транзисторным выходом рекомендуют соблюдать осторожность при подключении датчиков.

Как же измерить рабочее сопротивление нити лампы накаливания? А никак. Его можно только определить косвенным путем, из закона знаменитого Ома. (Строго говоря, все омметры используют тот же закон – прикладывают напряжение и меряют ток). И мультиметром тут не обойдешься.

Используя косвенный метод и лампочку Лисма 24 В с мощностью 40 Вт, я составил вот такую табличку:

Зависимость сопротивления нити лампы накаливания от напряжения

(Номинальные параметры выделены)

Как видно из таблицы, зависимость сопротивления лампочки от напряжения нелинейная. Это может проиллюстрировать график, приведенный ниже. Рабочая точка на графике выделена.

Сопротивление нити лампы накаливания в зависимости от напряжения

Кстати, сопротивление подопытной лампочки, измеренное с помощью цифрового мультиметра – около 1 Ома. Предел измерения – 200 Ом, при этом выходное напряжение вольтметра – 0,5 В. Эти данные также укладываются в полученные ранее.

Зависимость мощности от напряжения:

Зависимость мощности от напряжения

Для ламп на напряжение 230 В на основании экспериментальных данных была составлена вот такая табличка:

Мощность и сопротивление

Из этой таблицы видно, что сопротивление нити лампы накаливания в холодном и горячем состоянии отличается в 12-13 раз. А это значит, что во столько же раз увеличивается потребляемая мощность в первоначальный момент.

Можно говорить о пусковом токе для ламп накаливания.

Стоит отметить, что сопротивление в холодном состоянии измерялось мультиметром на пределе 200 Ом при выходном напряжении мультиметра 0,5 В. При измерении сопротивления на пределе 2000 Ом (выходное напряжение 2 В) показания сопротивления увеличиваются более чем в полтора раза, что опять же укладывается в идею статьи.

“Горячее” сопротивление измерялось косвенным методом.

Сопротивление нити накаливания люминесцентных ламп

Дополнение к статье, чтобы получился ещё более полный материал.

Лампы с цоколем Т8, сопротивление спирали в зависимости от мощности :

Сопротивление измерялось цифровым омметром на пределе 200 Ом.

Формула мощности и напряжения

Обновление статьи. У меня на блоге появилась статья автора Станислава Матросова, который развил тему сопротивления спирали лампочки с теоретической стороны. Он вывел формулу, согласно которой:

Для любой лампы накаливания существует параметр, стабильный в широком диапазоне электрических режимов. Этим параметром является отношение куба напряжения к квадрату мощности:

Я решил на основе данных, полученных в статье, посчитать эту величину в Экселе. Вот что у меня получилось:

Действительно, константа, которая с некоторой погрешностью во всём диапазоне равна 8,2±0,2. Её размерность – “Вольт в кубе на Ватт в квадрате”.

Константа для расчета лампы накаливания = 8,2

Низкое значение константы в начале диапазона объяснено автором в приведенной по ссылке статье.

Теперь, зная значение этой константы (8,2), можем записать формулу зависимости мощности от напряжения лампочки накаливания 40Вт 24В:

Зависимость мощности лампочки накаливания от напряжения

Формула для сопротивления

Но вернёмся к теме статьи. Проверим вывод Станислава Матросова о том, что сопротивление лампочки пропорционально корню из напряжения. Из предыдущих выводов можно вывести формулу для конкретной лампочки 40Вт 24В:

Зависимость сопротивления от напряжения, формула для лампы накаливания

Теперь проверим, как эта формула соотносится с полученными мною экспериментальным данным (см. таблицу в начале статьи). Составим такую таблицу:

Таблица требует пояснений. Чтобы была соблюдена размерность, я нормировал экспериментально заданное напряжение (столбец 2) и рассчитанное сопротивление (столбец 4).

Колонка 5 – это корень из нормированного напряжения, и видно, что значения этой колонки отлично совпадают с колонкой 4!

Но давайте вернемся в реальному сопротивлению, и рассчитаем его по приведенной выше формуле (Зависимость сопротивления от напряжения). Это – 6-я колонка. Хорошо видно, что расчет по формуле практически идеально совпадает с расчетом из экспериментальных данных!

Зависимость сопротивления от напряжения. Квадратичная зависимость.

Кто хочет проверить мои расчеты, прикладываю файл: •Файл с расчетами и графиками

/ Файл с расчетами и графиками к статье про лампу накаливания, xlsx, 19.51 kB, скачан: 430 раз./