Непостижимая история 113-летней лампочки накаливания

Среднестатистическая лампа накаливания работает в течении 1000 – 2000 часов, по истечении которых перегорает. Длительность работы светодиодных (LED ) ламп колеблется в пределах 25000 – 50000 часов.

Но есть в калифорнийской пожарной части одна лампа, время работы которой насчитали 989 000 часов – почти 113 лет. Установлена эта лампа была в 1901 году. С тех пор многое изменилось, поменялось много сотрудников противопожарной службы, но неизменной осталась одна “вечная лампа накаливания”. Долговечность ее работы до сих пор остается загадкой.

Краткая история лампочки накаливания

Считается, что Томас Эдисон изобрел первую лампочку в 1879 году. Хотя и ранее изобретатели экспериментировали в этом направлении.

В 1802 году британский химик Гэмфри Дэви придумал лампу накаливания, подавая ток на платиновые полоски. В последующие 75 лет изобретатели повторяли и усовершенствовали нить накала.

Известен шотландский изобретатель Джеймс Боуман Линдсей, который в 1835 году хвастался своей новой лампочкой, позволяющей ему «читать книгу на расстоянии полутора метров», но позже он переключился на беспроволочную телеграфию.

Пять лет спустя за эксперименты с платиновыми нитями накаливания взялась уже целая группа ученных. И хотя высокая цена платины не позволила создать устройство для массового производства, но разработанная ими конструкция легла в основу первого патента лампы накаливания, полученного в 1841 году.

Американский изобретатель Джон У. Старр заменил дорогие платиновые нити накаливания на более дешевые угольные, но вскоре умер от туберкулеза, не успев довести до ума свою разработку.

Несколько лет позже британский физик Джозеф Сван, используя идеи Старра, создал рабочий экземпляр лампы, и в 1878 году стал первым человеком в мире, который украсил свой дом лампочками накаливания.

Томас Эдисон в Америке работал над усовершенствованием угольных нитей накала. Увеличив степень вакуума в колбе лампы, совместно с усовершенствованной угольной нитью накала, в 1880 году удалось добиться 1200 часов работы лампы и запустить ее в массовое производство в количестве 130000 лампочек в год.

В это же время родился человек, которому суждено было создать самую долговечную лампочку в мире.

The Shelby Electric Company

Родившийся в 1867 году Шайе проживал в Париже и имел возможность наблюдать, как растет популярность электрических лампочек. В 11 лет он решил зарабатывать собственные деньги и стал сопровождать своего отца, шведского иммигранта и владельца небольшой компании, производящей лампы накаливания. Шайе увлекся физикой и закончил обучение сразу в двух академиях наук – немецкой и французской. После обучения Шайе занимался проектированием нитей накаливания в крупной немецкой энергетической компании, а в 1896 году переехал в США , где некоторое время работал в General Electric, но затем ему удалось получить 100000$ инвестиций (что в 2014 году эквивалентно сумме $2750000) и открыть фабрику по производству ламп Shelby Electric Company.

Чтобы показать превосходящее качество своей продукции Шайе решил провести публичное испытание. Лампочки разных производителей были размещены рядом и все были подключены к одному источнику питания, напряжение в котором постепенно повышалось. Western Electrician в 1897 году рассказывает, что произошло дальше:

«Лампы различных марок стали сгорать и взрываться, пока лаборатория не осталась освещаться только лампами Шелби, ни одна из которых не пострадала даже при достаточно высоком напряжения во время столь наглядного испытания».

Компания Шелби заявляла, что ее лампочки работают на 30% больше и горят на 20% ярче, чем любые другие лампы в мире. Это способствовало взрывному успеху компании. В 1897 г. журнал Western Electrician сообщил, что компания «получила столько заказов на первое марта , что пришлось работать ночами напролет и резко увеличить размеры завода». К концу года производительность компании выросла в два раза – с 2000 до 4000 ламп в день, а «преимущества использования ламп Шелби были настолько очевидными, что без сомнения не остались незамеченными даже среди наиболее скептически настроенных потребителей».

Выпуск продукции продолжался все следующее десятилетие. За это время появились новые технологии с вольфрамовыми нитями накала и новые производители. Компания Шелби не смогла вовремя модернизировать свое производство и оказалась не в состоянии конкурировать с новыми производителями. В 1914 году они были выкуплены General Electric, а выпуск лампочек Шелби был прекращен.

The Centennial Light

В 1972 году начальник пожарной инспекции в городе Ливермор в Калифорнии сообщил местной газете об одной странности. Лампочка Шелби, находящаяся на потолке его станции непрерывно горит вот уже в течение десятилетий. Эта лампочка уже давно стала легендой в пожарной части и никто не знает наверняка, как долго он горит и откуда взялась. Майк Данстан, молодой репортер с Tri-Valley Herald, занялся расследованием данного вопроса и то, что он нашел, было действительно впечатляющим.

Собрав десятки устных рассказов и письменных историй, Данстан определил, что эта лампочка была приобретена Деннисом Берналем в компании Livermore Power and Water Co. (первая энергетическая компания города) примерно в конце 1890-х годов, а затем передана в пожарную часть города в 1901 году, после того, как Берналь продал компанию.

В первые годы использования лампочка, известная как Centennial Light или «Столетний свет» была перемещена всего несколько раз: несколько месяцев она висела в помещении пожарного отдела, а затем, после краткого пребывания в гараже и мэрии, была перенесена в пожарное депо Ливермора. «Она оставалась включенной по 24 часа в день, чтобы осветиться темный путь для сотрудников компании, – рассказал Данстан тогдашний начальник пожарной станции Джек Бейрд».

Хотя Бэрд признал, что ее все-таки однажды выключали «примерно на неделю, когда сотрудники управления общественных работ, созданного Рузвельтом, провели реконструкцию пожарной части еще в 30-е годы», представители Книги Рекордов Гиннесса все-таки установили, что выдутая вручную лампа на 30-ватт достигла 71-летнего строка эксплуатации и была «старейшей лампой накаливания в мире».

Помимо реконструкции пожарной части в 1930-м году, лампочка выключалась еще пару раз – в 1976 году, когда ее привезли в новую пожарную часть Ливермора № 6. В сопровождении «эскорта, состоящего из множества полицейских и пожарных машин» лампочка прибыла на встречу к большой толпе жаждущих увидеть, как она вновь зажжется.

После установки лампы на новом месте за ней стали вести видеонаблюдение, чтобы убедиться, что последняя действительно горит без перерыва. В последующие годы, в интернете появилась онлайн камера под названием «BulbCam», демонстрирующая работу лампы в реальном времени. В прошлом году, поклонники лампочки (из которых на Facebook присутствует почти 9000 человек) страшно напугались, когда она перестала светиться.

Сначала показалось, что она, наконец, закончила свою работу, но после девяти с половиной часов, было обнаружено, что вышли из строя источники бесперебойного питания лампочки. Как только их работа была восстановлена лампочка вновь начала освещать собой помещение. Таким образом, 113-летняя лампа накаливания пережила свой блок питания (впрочем, она также пережила три камеры видеонаблюдения).

Сейчас лампа-долгожительница имеет свой собственный сайт www.centennialbulb.org, на котором, в числе прочего, можно следить за ее работой через веб-камеру (снимки делаются с интервалом 10 секунд).

Сегодня лампа все еще сияет, хотя один отставной пожарник-волонтер как-то сказал, что «она уже не дает много света» (всего около 4 Вт). Но владельцы хрупкого кусочка истории относятся к нему с большой ответственностью: пожарные Ливермора ухаживают за маленькой лампочкой, как за фарфоровой куклой. «Никто не хочет, чтобы эта лампочка вышла из строя на их глазах, – как-то сказал бывший начальник пожарной охраны Стюарт Гари. – Если бы она сломалась, в то время как я все еще был главным, это не очень хорошо отразилось бы на моей карьере».

Они ведут себя не так как обычно

Каждый, начиная от «Разрушителей мифов» и заканчивая Национальным Общественным Радио, выдвинул свои объяснения причин долголетия лампочки Шелби. Но, в общем, тут есть только один ответ – полнейшая загадка, ведь патент Шайе большую часть процесса оставил необъясненным.

Некоторые, как например, профессор по электротехнике из Калифорнийского университета в Беркли, Дэвид Це, откровенно сомневается в подлинности лампочки. Другие же, как студент инженерного факультета Генри Слонски, утверждают, что это, скорее всего, связано с тем, что когда-то все вещи делали с огромным запасом прочности, нежели сегодня. «В то время, – говорит он, – люди делали все куда более прочным, чем требовалось».

Джастин Фелгар, один из студентов доктора Кац, дополнительно изучил лампочку и опубликовал в 2010 году свой труд под названием «Нить накала лампы Centennial». В нем Фелгар пишет, что ему удалось выяснить одну любопытную закономерность: чем сильнее нагревается лампа Шелби, тем большее количество электроэнергии проходит через нить накаливания Centennial Light (а это полная противоположность того, что происходит с современными вольфрамовыми нитями). Фелгар утверждает, что для того, чтобы определить точную причину несгораемости нитей накаливания лампы Шелби, было бы необходимо «оторвать один кусочек» и пропустить его через ускоритель частиц в Военно-морской академии, однако это очень дорогостоящий процесс, а потому он до сих пор остается не проверенным.

В конечном счете, Кац и ее коллеги так и не имеют точного объяснения этой загадке. «Я думала, что наверняка все физические процессы должны, в конце концов, заканчиваться, – говорит она. – Но, возможно, с этой конкретной лампочкой произошло нечто случайное». Экс-заместитель начальника пожарной охраны Ливермора согласен с ней. «Реальность такова, что вероятно перед нами просто очередная ошибка природы, – сказал он журналистам NPR в 2003 году, – лишь одна из миллиона лампочек может вот так продолжать светится год за годом».

Ламповый картель

Сегодня средняя лампа накаливания работает около 1500 часов, тогда как первоклассные светодиодные лампочки (ценой по 25 $ каждая) излучают свет около 30 000 часов. Независимо от того, имела ли столетняя лампочка секретную формулу работы или нет, она горела в течение 113 лет – то есть около 1 миллиона часов. Так почему же мы не можем создать точно такую же долговечную лампочку?

Такие ламповые компании, как The Shelby Electric Company гордились длительным сроком работы своих изделий, причем настолько, что долговечность их продукции постоянно была в центре внимания их маркетинговых кампаний. Но к середине 1920-х годов способы ведения бизнеса несколько изменились и в них начало преобладать новое правило:

«Продукты, которые не изнашиваются – трагедия для бизнеса». Это направление мысли называется «запланированное устаревание», в рамках которого производители намеренно сокращают период эксплуатации своих товаров, что приводит к их более быстрой замене.

В 1921 году многонациональный производитель лампочек Osram сформировал «Internationale Glühlampen Preisvereinigung” (Международная ассоциацию по формированию цен на лампочки), чтобы регулировать цены и ограничить конкуренцию. General Electric вскоре отреагировал на это, основав в Париже «Международную компанию General Electric». Вместе эти организации торговали патентами и информациях о продажах, чтобы укреплять свои позиции на рынке освещения.

В 1924 году Osram, Philips, General Electric и другие крупные электроэнергетические компании встретились и образовали картель «Феб» под видом общего сотрудничества, якобы направленного на стандартизацию лампочек. Вместо этого они начали заниматься запланированным устареванием. Для достижения последнего компании согласились ограничить продолжительность жизни лампочек на 1000 часов – а это меньше, чем даже длительность работы ламп Эдисона (1200 часов). Любая компания, которая производит лампочку, работающую более 1000 часов, будет оштрафована.

До своего роспуска во время Второй мировой войны, картель якобы в течение двадцати лет останавливал все исследования, направленные на создания лампочек с более длительным сроком использования.

Независимо от того, стоит ли до сих пор запланированное устаревание на повестке дня у производителей лампочек, этот вопрос является весьма спорным и о том, что все это происходило (или происходит) на самом деле не существует никаких точных доказательств. В любом случае, производство ламп накаливания постепенно сокращается по всему миру: эта тенденция начала просматриваться в Бразилии и Венесуэле в 2005 году, а многие страны последовали их примеру (Европейский союз, Швейцария и Австралия резко сократили выпуск таких ламп в 2009 году, Аргентина и Россия – в 2012 году, а Соединенные Штаты, Канада, Мексика, Малайзия и Южная Корея – в 2014 году).

Как только появились более эффективные технологии (галогенные, светодиодные, компактные люминесцентные лампы, магнитные индукционные светильники), старые лампы с нитями накаливания постепенно превращаются в пережиток прошлого. Но свисающая с белого потолка пожарной станции Ливермора № 6 невероятно старая лампочка как никогда актуальна и по-прежнему отказывается выходить из строя.

Как сильно преувеличена польза энергосберегающих лампочек? Вредны ли они для человека, и насколько именно? Сейчас ученые и простые потребители все чаще задаются этими вопросами, ведь в рамках Федеральной программы все население постепенно будет переведено на энергоэффективные источники света, «лампочки Ильича» постепенно вытесняются, их производство сокращается с каждым годом. Чтобы понять, вредны ли энергосберегающие лампочки, нужно разобраться, как они работают.

Принцип действия

Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) является наиболее распространенным видом экономок. Сама по себе она не несет опасность, но вот ее составляющие могут весьма негативно сказаться на здоровье человека. Внутри осветительного прибора создан вакуум, в котором пребывает инертный газ и ртуть. После прохождения электрического заряда через электроды образуется ультрафиолетовое излучение. Трансформацию УФ-лучей в видимый для человеческого глаза свет обеспечивает люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность трубки.

Если целостность колбы не нарушена, вся электроника работает исправно, в частности конденсаторы, для обработки внутренней поверхности стеклянной колбы используется качественный люминофор и защитное покрытие, энергосберегающие лампы вредны не будут. Однако если хотя бы одним из этих пунктов пренебречь, экономный источник освещения превратиться в настоящего врага для человека и окружающей среды.

Факторы риска

Вся правда о энергосберегающих лампах до сих пор скрывается от потребителей, но ученые уже давно проводят эксперименты, в ходе которых доказывают негативное влияние данного типа приборов на человека при определенных условиях. Результаты исследований публикуются в европейских и американских изданиях, они находятся в свободном доступе, ознакомиться с ними может каждый желающий.

Среди факторов риска, которые могут повлиять на вред от КЛЛ, можно выделить:

• использование производителями некачественной электроники;
• отсутствие деталей в электрических схемах;
• некачественный монокомпонентный люминофор;
• отсутствие в лампах защитного слоя, блокирующего вредное влияние УФ-лучей;
• некачественная сборка.

Осветительные приборы опасны для человека и окружающей среды, только если производители не придерживаются технологии их изготовления, или потребители игнорируют правила использования.

Однако сейчас тяжело найти КЛЛ, отвечающую всем нормам безопасности, так как рынок перенасыщен подделками и низкопробными изделиями. Если приобрести некачественную лампу, можно столкнуться с рядом серьезных проблем. Рассмотрим их более подробно.

Негативное влияние КЛЛ

Даже самый безобидный светильник, оснащенный энергосберегающей лампой, может представлять угрозу для здоровья и даже жизни человека. Снижение иммунитета, постоянная утомляемость, дерматиты, обострение хронических заболеваний – это далеко не весь список нарушений, которые могут возникнуть от негативного влияния КЛЛ. Разберемся, почему осветительные приборы могут быть вредными.

1. Содержание ртути.

Если колба герметична, ртуть в ней надежно «запакована». Однако если нарушить целостность стеклянной трубки, происходит мощный выброс этого металла в воздух. Даже при комнатной температуре он способен плавиться, выделяя ядовитые пары. Люди получают сильнейшее отравление, если вдыхают их. Всего одна разбитая в закрытом помещении КЛЛ может привести к повышению позволенной концентрации ртути и ее соединений в атмосфере более чем в 150 раз. Согласно санитарно-гигиеническим нормам, предельно допустимая норма вещества составляет не более 0,0003 мг/мᶟ. Отравление проявляется такими симптомами:

• нарушение функционирования центральной нервной системы;
• проблемы с почками и печенью;
• повышенная утомляемость;
• металлический привкус во рту;
• кровоточивость десен;
• проблемы с речевым аппаратом;
• озноб, тремор рук.

Пары ртути опасны не только своей повышенной токсичностью, но и способностью аккумулироваться в организме. Яд не выводится самостоятельно, он накапливается, медленно отравляя органы и системы органов.

Так как серебристый металл и его соединения не имеют запаха, человек может даже не подозревать, почему он резко начал плохо себя чувствовать, что значительно затрудняет диагностику. Лечение отравления возможно только в условиях стационара.

1. Влияние на выработку мелатонина.

Энергосберегающие лампы негативно сказываются на выработке мелатонина – гормона, который образуется в эпифизе головного мозга. Этот гормон чрезвычайно важен для человека, так как он отвечает за биологические часы организма, сигнализирует о смене дня и ночи, потребности отдохнуть. Также он отвечает за иммунитет и предотвращает появление раковых опухолей.

Учеными доказано, что свет от КЛЛ резко снижает выработку мелатонина, особенно, в темное время суток. Это может привести к раку кожи, предстательной железы и груди.

1. Высокая пульсация света.

Люминесцентные лампы дают свет, который несколько отличается от привычного для человека солнечного света. Это происходит из-за того, что люминофор, обеспечивающий трансформацию ультрафиолетовых лучей в видимый для нас спектр, отличается длиной волн.

Кроме того, КЛЛ со временем начинает мерцать, потому что выходит из строя конденсатор (в дешевых моделях его вовсе нет). Это вызывает быструю утомляемость глаз, хоть и незаметно невооруженным взглядом.

1. Радиочастотное загрязнение.

При свечении энергосберегающих ламп происходит радиочастотное излучение. Оно действует в радиусе 150 мм, потому не может оказывать прямой угрозы человеку. Однако если длительное время находится недалеко от КЛЛ, к примеру, она будет вкручена в настольную лампу, значительно повышается риск приобретения заболеваний сердечно-сосудистой системы, центральной нервной системы и падения иммунитета.

1. Ультрафиолетовое излучение.

Есть категории людей, очень чувствительных к ультрафиолетовым лучам. В КЛЛ изначально выделяются имен УФ-лучи, только после прохождения через люминофор они превращаются в свет. Однако в самом внутреннем покрытии может отсутствовать защитный слой от вредного излучения, порошок имеет микротрещины, через которых проходят лучи. Кроме того, люминофор со временем выгорает. Изначально производители заявляют, что 30 см – это безопасное расстояние от лампы до человека, но со временем оно значительно увеличивается.

Особенно негативно влияние ультрафиолета может сказаться на людях, склонных к дерматитам. Оно приводит к постепенному отмиранию клеток и их преждевременному старению, иногда даже к развитию меланомы – рака кожи.

Особенно опасны лучи для маленьких детей, так как защитный слой их кожного покрова сформирован не до конца.

Меры предосторожности

Энергосберегающие лампы вредны для здоровья человека только в том случае, если вы купите некачественный товар и будете его неправильно эксплуатировать. Чтобы избежать негативного влияния осветительных приборов на организм, нужно соблюдать простые правила:

Подведем итоги

Энергосберегающие люминесцентные лампы могут быть опасными для человека и окружающей среды, но только в том случае, если в них есть некачественные детали или вы не умеет их правильно использовать. В продукции от ответственных производителей нет никакой угрозы для жизни и здоровья.

Однако будьте осторожны, все экономки данного типа содержат пары ртути или ее соединения, потому эксплуатировать их нужно очень осторожно, а утилизировать только в специальных эко-контейнерах.

Горит ли столетняя лампочка сейчас? November 14th, 2014

В одном из пожарных отделений Ливермора (Калифорния, США) с 1901 года работает самая старая лампочка в мире, выполняющая функцию технической подсветки. 4-ваттная лампа ручной работы называется «Столетней» и даже имеет свой сайт, на котором любой пользователь сети Интернет может, в частности, следить за ней через веб-камеру – свежий снимок устройство делает каждые 10 секунд.

Посмотрите сами горит ли лампочка и узнайте о ней подробнее …

Секрет долговечности лампы, которая занесена в Книгу рекордов Гиннеса как самая старая из работающих, - в том, что её практически никогда не выключали. По всей вероятности, лампочка была установлена в середине июня 1901 года, а выключалась всего на 22 минуты в 1976 году, когда её перевели на другой объект из соображений безопасности. К слову, почетный эскорт при перевозке лампочки возглавлял капитан пожарной части; в нем также участвовали другие сотрудники подразделения и полицейские.

Примечательно, что лампочка была изготовлена ShelbyElectricCo не по чертежам изобретателя Томаса Алвы Эдисона, а в соответствии с работой его главного конкурента, Адольфа Шайе. В качестве элемента накаливания в устройстве служит угольная нить, а стеклянный корпус выдут вручную. Дебора Катц, профессор физики из американской Naval Academy (Индианаполис) для объяснения секрета безотказности лампы приводит результаты исследования винтажных ламп производства ShelbyElectric. Принципиальными отличиями изделий, выпускаемых в те годы, была, во-первых, толщина нити накаливания (она в 8 раз толще, чем у современных ламп), и использование в качестве неё полупроводника, вероятнее всего, на основе углерода. Отметим, что когда в лампах накаливания, производимых сегодня, перегревается светонесущая спираль, она перестает проводить электричество, в то время как изделия от ShelbyElectric горели тем сильнее, чем больше нагревались нити накаливания.

Таким образом, отсутствие циклов включения-выключ ения и бесперебойная работа стали основными причинами долгожительства лампочки в пожарной части Ливермора. Однако, согласитесь, это ничуть не умаляет факта существования пусть маленького, но вполне реального чуда, возраст которого перевалил за сотню лет.

Технологически, в чуде вечной лампы из Ливермора нет ничего необычного. В мире известны и другие лампы-долгожители. Так, в изданной 1970 году книге рекордов Гиннеса упоминалась работающая из магазина в Нью-Йорке, изготовленная в 1912. В настоящий момент судьба ее, правда, неизвестна. А вот за Ливерморской лампочкой наблюдает целый общественный комитет, который так и называется — Livermore Lightbulb Centennial Committee (Ливерморский Комитет Вековой Лампочки). В планах комитета — и дальше поддерживать работу лампы как можно дольше. Так что, возможно, она всех нас еще пересветит.

Кстати говоря, обычная электрическая лампочка живет всего-то около 1000 часов.

Известно, что основной личиной перегорания лампочек является постепенный износ вольфрамовой нити. Эта нить нагрета почти до температуры плавления вольфрама (3300°С), иначе не получить интенсивный световой поток. При такой температуре атомы вольфрама в кристаллической решетке интенсивно колеблются и некоторые из них отрываются и уходят в пространство, оседая на стенках колбы. Постепенно нить истончается, и в самом тонком месте температура переходит рубеж плавления, нить перегорает. Очевидно, что для повышения срока службы лампочки необходимо устанавливать более толстую нить. Но при этом для сохранения сопротивления нити нужно увеличивать ее длину. Увеличение диаметра нити в два раза приводит к увеличению массы вольфрама в 8 раз. А вольфрам - дорогой металл, поэтому нынешние производители лампочек стараются его экономить. Но есть еще одна причина износа ламп, о которой почти никто не знает. Дело в том, что тонкое стекло колбы в нагретом состоянии пропускает газ. Имеются таблицы для различных стекол и различных газов при различных температурах. Например, 1 см2 поверхности стекла толщиной 1 мм за 1 с и при разности давлений в 1 мм рт.ст. пропускает при температуре 600°С 6,5*10 в (-12) степени см3 азота (основной части воздуха). Рассчитаем температуру колбы стандартней 40-ватной лампочки, у которой площадь поверхности колбы 200 см2, а площадь поверхности вольфрамовой нити (ориентировочно) 0,3 см2, т.е. разница в 660 раз. Используя методику расчетов по закону Стфана-Больцмана и учитывая, что все инфракрасное излучение нити греет колбу (видимый свет составляет не более 3%), получаем температуру колбы порядка 400°С (в том, что это так, каждый может убедиться, прикоснувшись к колбе светящейся лампочки). Далее, приняв толщину стекла колбы колбы 0,5 мм, разность давлений 760 мм рт.ст. и время 1 год, получим проникновение газа в лампу порядка 4-5 см. За несколько лет, если не перегорит нить накала, то лампа заполнится газом, возникнет газовый разряд, а вместе с ним ионная бомбардировка нити накала. Тогда эта нить будет истончаться быстрее. Таким образом, чтобы создать лампу накаливания с большим сроком службы необходимо: установить толстую вольфрамовую нить, увеличить площадь поверхности колбы лампы (при этом температура колбы станет ниже и просачивание газа уменьшается), увеличить толщину стекла колбы лампы. Очевидно, эти условия и были выполнены в лампе-долгожительнице. А нынешние производители эти условия выполнять не хотят, во-первых, из соображений экономии (вольфрама и стекла), во-вторых, производителям просто не интересно выпускать "вечные" лампочки (иначе они "прогорят").

Задумывались ли вы, как мало мы уделяем внимания простым повседневным вещам, окружающим нас? Вот, например, обычные лампочки - какие они бывают, чем отличаются, для чего нужны? Я решил обратиться с этим вопросом к признанному эксперту в области освещения - компании Philips, и они помогли мне с подготовкой этого материала. Хотите знать все про освещение? Добро пожаловать под кат!

Для начала - какие бывают лампы?

Лампы накаливания

При включении лампы накаливания нить из вольфрамовой проволоки раскаляется (2600 - 3000ºС) проходящим через нее током, и она начинает светиться. Однако только малая часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение в видимой области спектра, большая часть теряется в виде инфракрасного излучения.

Плюсы:

• Невысокая стоимость
• Привычный желтый свет
• Отсутствие мерцания

Минусы:

• Срок службы - 1000 часов (примерно 1 год, но фактически лампа служит меньше, часто перегорает)
• Тепловое излучение
• Высокое потребление энергии

Галогенные лампы

Галогенная лампа представляет собой лампу накаливания с колбой, заполненной газом. Такое устройство позволяет нити накаливания гореть ярче. Нанесение галогена, в частности брома, на внутреннюю часть колбы позволяет избежать уменьшения прозрачности стекла в течение срока службы.

Плюсы:

• экономия до 30% энергии стабильный свет высокой яркости улучшенная цветопередача отсутствие ультрафиолетового излучения Минусы:
• сильное тепловое излучение
• чувствительны к скачкам напряжения
• Срок службы 2000-3000 часов

«Энергосберегающие» (компактные люминесцентные) лампы

В этих лампах поток заряженных частиц проходит по колбе, заполненной парами ртути, в результате чего образуется ультрафиолетовое излучение. Покрытие из люминофора на внутренней поверхности лампы превращает данное излучение в видимый свет.

Плюсы:

• экономия до 80% энергии
• незначительное тепловыделение
• широкий диапазон цветности светового излучения
• срок службы - от 6 до 15 тысяч часов
• равномерность распределения света

Минусы:

• Необходима утилизация, т.к содержат ртуть и фосфор (меньше 5 мг), они классифицируются как отходы первой (высшей) категории опасности и требуют утилизации в заводских условиях. Для сравнения: в домашнем градуснике содержится 3 000 – 5 000 мг ртути.
• ИК и УФ излучения
• Фаза разогрева (до 1 минуты), но Philips производит лампы, которым достаточно нескольких секунд, чтобы загореться в полную силу, такие лампы имеют логотип Quick Start.
• Сравнительно высокая цена уменьшение срока службы из-за скачков электричества
• Нестабильная работа при температуре воздуха меньше 0°C

Светодиодные лампы

Светодиодные лампы являются высокотехнологичным решением на основе полупроводниковых кристаллов. Вместо использования нити накаливания или газа в светодиодных лампах свет создается в результате прохождения потока заряженных частиц через полупроводниковый кристалл.

Структура светодиода

Существует два основных типа светодиодов: индикаторного и осветительного типа. Светодиоды индикаторного типа, например, 5-миллиметровые, обычно являются недорогими, маломощными светодиодами, пригодными для использования только в качестве световых индикаторов в индикаторных панелях, электронных приборах, компьютерах или для подсветки приборов, расположенных на приборной панели автомобиля. Светодиоды осветительного типа, известные также как монтируемые на поверхность (SMD), светодиоды высокой яркости (HB) или светодиоды высокой мощности (HP) - надежные мощные устройства, способные обеспечивать нужное освещение и имеющие световыход, равный или превосходящий световыход традиционных источников света.

Все светодиоды осветительного типа имеют одинаковую базовую конструкцию. Они включают в себя полупроводниковый чип (или кристалл), подложку, на которую устанавливается кристалл, контакты для подключения энергии, соединительные проводники для подсоединения контактов к кристаллу, теплоотвод, линзу и корпус. В некоторых светодиодах, например, в светодиодах TFFC, разработанных Philips Lumileds, соединительные проводники не требуются.

Так как светодиоды индикаторного типа являются маломощными, все генерируемое в них тепло рассеивается внутри самих светодиодов. Светодиоды осветительного типа снабжены корпусом, который припаивается к поверхности, что обеспечивает отвод тепла, генерируемого светодиодом. Хороший теплоотвод жизненно важен для обеспечения нормальной работы светодиода.

Плюсы:

• срок службы - 25 тысяч часов;
• энергосбережение - 80%;
• мгновенно дает яркий свет;
• отсутствие ИК и УФ излучений;
• отсутствие теплового излучения;
• качество и яркость светового потока не меняется с течением времени.

Минусы:

Относительно высокая стоимость лампы (299 рублей за светодиодную лампу Philips, аналог лампы накаливания 60 Вт) Цоколи Цоколи бывают разными по типу и конструкции. Понять, какой из них какой поможет маркировка.

Первая буква указывает на тип цоколя. В домашнем освещении используются в основном:

• E – резьбовой цоколь (Эдисона)
• G – штырьковый цоколь

Число в обозначении цоколя указывает диаметр соединительной части или расстояние между штырьками.

Строчные буквы в конце показывают количество контактных пластин, штырьков или гибких соединений (только для некоторых типов):

• s - один контакт
• d - два контакта

Иногда к первой букве добавляется еще одна уточняющая буква U, обозначающая энергосберегающую лампу.

Светодиодные лампы для домашнего освещения имеют стандартные цоколи, которые подходят к большинству применяемых в быту патронов.

Резьбовой цоколь Е (Эдисона)

Цоколь Е10 - это самый маленький из резьбовых цоколей. Могут применяться в елочных гирляндах или в карманных фонариках.

Цоколь Е14 - так называемые миньоны, чаще всего используются в небольших светильниках, бра и люстрах. Современные светодиодные лампы также изготавливаются в таком цоколе, ими можно заменить любую стандартную лампу накаливания, это позволит существенно экономить электроэнергию. Лампочки под такой патрон отличает большое разнообразие типов: грушевидная, свечеобразная, каплевидная, шарообразная, зеркальная и другие.

Цоколь Е27 - осветительные приборы с таким цоколем наиболее распространены, они подходят под стандартные патроны, которые установлены в каждом помещении. Светодиодные лампы с таким цоколем максимально напоминают стандартные и привычные нам лампы накаливания, они подойдут к любому светильнику с аналогичным патроном.

Штырьковые цоколи

Цоколь GU10 - имеет утолщения на концах контактов для поворотного соединения с патроном. Такой вид цоколя имеют стандартные потолочные светильники.

Цоколь GU5,3 - наиболее часто встречается в галогеновых лампах накаливания MR16. Такой цоколь для акцентного освещения, в мебельных светильниках, в подвесных и натяжных потолках. Светодиодные лампы с таким цоколем представлены достаточно широкой линейкой, поэтому они смогут полноценно заменить галогенные лампы.

Параметры лампочек

В первую очередь лампа характеризуется величиной потребляемой мощности (ватт) . Лампы накаливания – привычные 40-60 Вт. Мощность светодиодных ламп для бытовых целей лежит в пределах от 1 до 15 Вт. Важно понимать, что потребляемая мощность характеризует только «скорость» расходования электроэнергии из сети, а не световой поток, который определяет, насколько ярко светит лампа.

Световой поток измеряется в люменах и наиболее полно характеризует источник света с точки зрения его способности осветить помещение.

Цветовая температура - параметр, определяющий оттенок цвета излучения лампы. Тепло-белый свет соответствует цветовой температуре 2700 - 3500°К (2700 - имеет заметный желтый оттенок и обеспечивает уютное освещение, 3500 - ближе к белому и более резкий). Цветовая температура 4000 - 5000° соответствует нейтрально-белому свету, обеспечивает сильное и комфортное освещение. 6500° и выше - холодно-белый свет, часто используемый для уличного освещения (так как при такой цветовой температуре реализуется более высокая светоотдача).

Ещё один важный параметр - коэффициент цветопередачи , который характеризует правильность восприятия цвета предметов при освещении лампой. Коэффициент цветопередачи должен быть указан на упаковке лампы и для светодиодных источников, предназначенных для внутреннего освещения, должен быть 80 Ra.

Не менее важный показатель - срок службы . Рекомендуется использовать лампы известных и проверенных производителей, иначе срок службы рискует не соответствовать заявленному.

Лампочки и здоровье

Современные компании ведут множество разработок, изучая то, как освещение влияет на здоровье и самочувствие людей. В ходе этих исследований создаются новые решения. Производители - члены Европейской светотехнической ассоциации (European Lighting Association), в том числе и Philips, производят светодиодные лампы, соблюдая самые строгие законодательные требования (а в Евросоюзе они очень жесткие).

Нахождение в помещении, освещаемом светодиодными световыми решениями, настолько же безопасно, как и пребывание на улице с естественным освещением или в помещении с любым другим искусственным источником света, будь то галогенная лампа или лампа накаливания.

Согласно стандарту международной электротехнической комиссии (МЭК) 62471, источники света подразделяются на четыре группы риска. Солнечный свет попадает во 2 или 3 группу (самые высокие показатели риска для зрения). В то же время светодиодные лампы для домашнего освещения, как и другие искусственные источники света (лампы накаливания, галогенные и компактные люминесцентные), имеют самый низкий показатель риска – 0 или 1. Поэтому, когда вы длительное время находитесь на улице - лучше всегда пользоваться солнцезащитными очками.

Наиболее вредна для нашего зрения синяя часть спектра. Людям, которые входят в группу риска (слишком чувствительные к этой части спектра), стоит использовать в повседневной жизни светодиодные или компактные люминесцентные лампы с низкой цветовой температурой. Также рекомендуется отдавать предпочтение светильникам с абажурами.

Будущее освещения

Светодиоды - одно из наиболее перспективных направлений развития технологий освещения: благодаря уникальным характеристикам возможности их применения светодиодов практически безграничны.

Учитывая стремительное развитие технического прогресса, сейчас сложно представить, каким будет домашнее освещение, например, через сто лет. Если предположить, что современные тенденции найдут отражение в квартирах будущего, то освещение будет энергоэффективным, динамичным, а также будет максимально использовать и дополнять естественный свет. Благодаря LED- и OLED-технологиям (органические светодиоды) источниками света смогут служить любые поверхности: мебель, стены, пол, одежда. Например, световые обои Philips уже доступны, они создают ощущение, что светится вся стена, причем ее световые режимы могут меняться. Так, утром они могут светить приятным белым светом, а вечером удивлять игрой оттенков. OLED-пластины смогут заменить оконные стекла, которые в светлое время суток будут пропускать дневной свет и служить прозрачным стеклом, а ночью тончайшие панели будут имитировать закат, рассвет или солнечное утро.

Раньше не очень сильно задумывался, какие лампочки выбрать для дома. Но тарифы на электроэнергию растут, поэтому вопрос об энергосбережении становится все актуальнее. При этом я что-то слышал о вреде светодиодных (LED) лампочек, но без подробностей. Также знал, что компактные люминесцентные лампочки (КЛЛ) содержат ртуть, поэтому с ними нужно обращаться очень осторожно, и уж точно не брать дешевые китайские поделки. Разобраться в вопросе, какая лампочка лучше, заставил маленький ребенок. О его здоровых глазах задумывался гораздо больше, чем об энергосбережении. Хотя для меня еще очень актуален был вопрос, какие лампочки выбрать, чтобы глаза меньше уставали от работы за компьютером.

Энергосберегающие лампы дорогие. Разобраться в вопросе, какую лампочку выбрать, подтолкнула распродажа компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) интернет-магазине Philips. В частности, заинтересовали Лампа Philips Soft ES 8W WW E14 B42 (120 рублей вместо 400) и Лампа Philips TORNADO ES Dimmable 13W/827 E14 (200 рублей вместо 800).

При поиске информации о том, какие энергосберегающие лампы служат долго, какие дают качественный свет, в первую очередь попадались обсуждения на форуме. В том числе это были отзывы якобы реальных покупателей, некоторые из которых очевидно представляли производителей или продавцов энергосберегающих лампочек. Как обычно это происходит в последнее время, после прочтения огромного количества отзывов и обсуждений ничего покупать уже ничего не хотелось:D А все дело в том, что везде находятся какие-то недостатки, и все время кажется, что будущее поколение будет лучше, дешевле,...

Ответа на вопрос, лучше выбрать энергосберегающую лампочку, лампу накаливания, галогенную, люминесцентную или светодиодную, я так и не получил. Но тут на помощь пришла очень полезная серия статей Светлое будущее на сайте 3dnews. Очень рекомендую не пожалеть на нее время и ознакомиться с тем, какие виды лампочек сейчас присутствуют на рынке, насколько хорошо они светят, насколько долговечны, опасны ли для здоровья. Идеальных решений нет, но после прочтения можно сделать более осознанный выбор лампочек. Каждая статья из серии "Светлое будущее" достаточно объемная, поэтому привожу основные выводы их них:

Что лучше: лампа накаливания, галогенная, энергосберегающая люминесцентная (КЛЛ) или светодиодная (LED) лампа?

• Лучше покупать лампы надежных производителей, таких как Philips, Osram (при этом качество даже у этих производителей при снижении цены на массовый продукт также нередко падает). Если брать китайскую продукцию, то только от хороших производителей. В частности, можно посмотреть продукцию под российскими брендами вроде Navigator, а также лампы Ikea. Безродных китайцев не стоит брать в любом случае (иначе все может закончиться пожаром, взрывом,...).
• Хорошие светодиоды пока дороги. Кроме того, нужно учитывать, что многие лампы имеют узкий световой поток (в отличии от обычных ламп накаливания, которые светят во все стороны). Различные рассеиватели снижают КПД. Через 3-5 тысяч часов лампа тускнеет на 10-20%. На ресурс очень сильно влияет охлаждение, зато такие лампы прекрасно работают при морозах. Большой ресурс такой лампы не всегда преимущество, если лампа не горит круглосуточно. Светодиодная лампа на 4-5 Ватт заменяет лампу накаливания 40 Вт (зависит от лампы). Лампы с очень хорошей цветопередачей вроде Philips EnduraLED пока очень редки и стоят безумно дорого. Чем ниже цветовая температура, тем выше цветопередача. Встречаются лампы с емкостным балластом вместо импульсной схемы, у них пульсации могут доходить до 100%. Лампы с регулированием яркости на основе широтно-импульсной модуляции при низкой яркости негативно влияют на умственную активность. Ультрафиолету и инфракрасному излучению неоткуда взяться, электромагнитное излучение незначительно. Высокий уровень синего в спектре по мере деградации люминофора (подавляет выработку мелатонина, поэтому воздействует на суточные ритмы человека и препятствует качественному сну).
• Лампы накаливания пока не стоит списывать со счетов. В холодных регионах они помогают обогревать помещения, что является большим плюсом. При повышении напряжения лампы сгорают быстро. Цветопередача отличная. Уровень пульсаций довольно заметный. Излучают огромное количество инфракрасного излучения и небольшое количество ультрафиолета.
• Свет от низковольтных галогенных ламп очень приятен глазу и безвреден для зрения. Неспроста их используют многие руководители в кабинетах. Значительно увеличить ресурс ламп поможет устройство плавного пуска или диммер с поворотной ручкой. Вполовину горящая лампа потребляет всего на 15% меньше электроэнергии. Периодически лампы нужно включать на полную мощность. Цветопередача отличная. Уровень ультрафиолета, особенно у низковольтных, высокий (важно, какие фильтры использует производитель)!
• При выборе компактной люминесцентной лампы важна форма спирали (U-образная светит больше по сторонам, спиралевидная больше по оси лампы). Со временем такие лампы тускнеют на 20-25%, поэтому их лучше брать с запасом по мощности. Диммеры (регуляторы яркости) на такие лампы не ставят (хотя есть специальные диммируемые лампы, стоящие дороже). Лампочка со сроком службы 12 тыс. часов всего на 30% дороже, чем лампочка со сроком службы 6 тысяч часов. Для таких ламп страшно понижение напряжения, его скачки, перепады температуры и влажности, не любят жары и холода. Частые включения разрушительно действуют на лампы. Рекомендуемый интервал между повторным включением - 5-6 минут, включенная лампа должна поработать хотя бы 5-10 минут (так что стоит пользоваться выключателем реже). На долговечность влияет конструкция плафона (есть ли вентиляция для увода тепла). Миниатюризация также негативно сказывается, громоздкие лампы более надежны. Лампа начинает светить на полную только после разогрева (от десятков секунд до нескольких минут). Цветопередача у таких ламп не очень высокая (часть людей чувствует зрительный дискомфорт), хотя и встречаются лампы так называемого полного спектра. Конденсаторы со временем подсыхают от нагрева и уровень пульсаций возрастает в разы (до 15-20% и выше). Пульсации с лампами с балластом на основе дросселя (применяются в настольных лампах) чудовищно высоки (40-50%). Умеренное инфракрасное и заметное ультрафиолетовое излучение (растет по мере деградации люминофора). В обычных условиях ультрафиолет не представляет проблемы, но нельзя использовать в настольных светильниках и тех, что находятся очень близко от человека. По возможности использовать дополнительное стекло в светильнике. Содержат ртуть, поэтому важно аккуратно обращаться и изучить последовательность удаления ртути. Внешняя колба делает лампу более безопасной, а свет более мягким и рассеянным.
• Теплые лампы с температурой 2700-3000 К более подходят для дома, чем лампы нейтрального и холодного свечения лампы 4000-6000 К. Маркировка Pro и Eco - это минус и говорит об экономии при производстве, так что чаще всего лучше избегать таких ламп.
• Покупать лампы лучше в гипермаркетах, крупных электромонтажных и светотехнических фирмах. В магазинах, где ламы- побочный товар, цены могут быть намного выше.
• При работе с компьютером пульсации должны быть не выше 5% (СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03). Мерцающий свет особо опасен для детского организма (формируются зрение и психика).

После прочтение серии статей "Светлое будущее" информация с форумов воспринималась уже совершенно по-другому. Иногда один эксперт лучше, чем сотни псевдо-экспертов.
Основные выводы , которые я сделал для себя по поводу того, какие энергосберегающие лампы лучше для дома :

А какие лампочки Вы используете в быту? Применяете ли энергосберегающие лампочки, в том числе компактные люминесцентные и светодиодные? Пересмотрели ли Вы свое отношение к выбору качественных лампочек после прочтения статьи?