Сравнение лампы накаливания, компактной люминесцентной и светодиодной ламп по температуре нагрева и потребляемой мощности

Друзья, сравнениваем лампу накаливания мощностью 75 (Вт), компактную люминесцентную лампу  мощностью 15 (Вт) и светодиодной лампы EKF серии FLL-A мощностью 9 (Вт).

Измеряем температуры нагрева ламп в рабочем режиме и рассчитаю их фактическую потребляемую мощность.  

Температура нагрева ламп

С помощью тепловизора Fluke Ti9 Electrical произведу замер температуры нагрева ламп в разных точках (колба, основание лампы и патрон) через один час их работы.

1. Лампа накаливания 75 (Вт)

Температура нагрева лампы накаливания мощностью 75 (Вт) в верхней части колбы (в месте расположения нити накаливания) составила 268°С. На снимке ниже в указанной точке (квадратный курсив) температура равна 259,9°С.

Если прикоснуться к колбе, то можно получить ожог.

Температура нагрева у основания лампы накаливания значительно ниже и составила 81,6°С. Это вполне объяснимо, ведь нить накаливания находится в верхней части лампы — читайте статью про устройство лампы накаливания.

Температура нагрева патрона — 50,9°С.

2. Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) мощностью 15 (Вт) «Navigator»

Самую максимальную температуру нагрева люминесцентной лампы, которую мне удалось зафиксировать — это 139°С. Эта точка приходится на основание колбы, т.е. нагрев достаточно локальный (местный).

Температура по всей поверхности колбы примерно одинаковая и составила 74,5°С.

Если прикоснуться к колбе лампы, то нагрев достаточно ощутим.

Основание компактной люминесцентной лампы нагрелось в среднем до 58,5°С. В этом месте лампы находится схема (ЭПРА).

3. Светодиодная лампа (LED) мощностью 9 (Вт) EKF серии FLL-A

Максимальная температура нагрева светодиодной лампы мощностью 9 (Вт) EKF серии FLL-A составила всего 65°С. Этот нагрев зафиксирован в нижней части колбы, там где расположены драйвер и светодиоды. Низкий нагрев светодиодной лампы EKF обусловлен тем, что ее корпус сделан из алюминия и теплорассеивающего пластика, который обеспечивает хорошую теплоотдачу.

Об устройстве этой лампы я еще расскажу Вам более подробно в своих следующих статьях — подписывайтесь на рассылку.

Температура верхней части колбы составила всего 32,4°С. Ее без проблем можно держать в руках.

Температура патрона составила в среднем 36,9°С.

Результаты измеренных температур я занес в таблицу.

Какие выводы можно сделать из этого эксперимента?

Из-за высокой температуры нагрева ламп накаливания (в моем случае 268°С) условия их применения несколько ограничены в плане пожарной безопасности. Высокая температура может стать причиной возгорания (пожара). В связи с этим нужно соблюдать ряд определенных требований.

Например, в светильниках, установленных на натяжном потолке, мощность ламп накаливания не должна превышать 60 (Вт). Также не стоит забывать про термостойкую арматуру (патроны, плафоны, основание) светильника: керамика, карболит, стекло, и соблюдать расстояние от лампы до горючих материалов (пластиковые детали, деревянная поверхность, ткань).

Компактная люминесцентная лампа имеет максимальную температуру 139°С, но этот нагрев достаточно локальный (местный), поэтому можно считать, что бОльшая часть ее колбы имеет температуру нагрева 74,5°С.

Победителем данного испытания безусловно является светодиодная лампа EKF серии  FLL-A. Ее максимальная температура составила всего 65°С. Это почти в 4 раза меньше, чем у лампы накаливания и в 2 раза меньше, чем у лампы КЛЛ.

КЛЛ и светодиодная лампа обладают низким уровнем пожарной опасности и минимальным риском возгорания, благодаря чему их применение более широкое по сравнению с лампами накаливания. Также эти лампы совершенно безопасно устанавливать в светильниках с пластиковыми патронами, плафонами и основанием, тканевыми абажурами, они идеально подходят для натяжных потолков и т.д.

 

Энергопотребление ламп

С помощью цифрового мультиметра, подключенного последовательно в цепь каждой лампы, произведем измерение потребляемого тока, а затем косвенным путем рассчитаем их мощность и сравним с заявленной (по паспорту).

Для информации! Читайте о том, как пользоваться мультиметром при измерении переменного тока.

1. Лампа накаливания 75 (Вт)

Измеренный ток потребления лампы накаливания мощностью 75 (Вт) равен 0,29 (А).

Зная напряжение в сети (220 В), рассчитаем энергопотребление лампы накаливания. Лампа накаливания не содержит в себе индуктивных и емкостных элементов — это чисто активная нагрузка, поэтому для расчета ее потребляемой активной мощности применим вот эту формулу:

Pрасч. = Uсети·Iизм. = 220·0,29 = 63,8 (Вт)

Полученное значение занесу в сводную таблицу.

2. Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) мощностью 15 (Вт) «Navigator»

 

Измеренный ток потребления компактной люминесцентной лампы мощностью 15 (Вт) равен 47,8 (мА) или 0,0478 (А).

Измеренный ток не является активным, в отличие от измеренного тока лампы накаливания, т.к. лампа КЛЛ содержит в себе электронный пуско-регулирующий аппарат (ЭПРА), который является источником реактивной мощности. А это значит, чтобы вычислить активный ток, нужно измеренное значение тока умножить на коэффициент мощности или, другими словами, косинус «фи» (cosφ). Коэффициент мощности мне не известен (в паспорте на лампу он не указан), поэтому я возьму усредненное значение для электронных ПРА, которое составляет 0,95.

Энергопотребление люминесцентной лампы рассчитаем путем умножения значения напряжения сети (220 В) на активный ток лампы:

Pрасч. = Uсети·Iизм.·cosφ = 220·0,0478·0,95 = 9,99 (Вт)

Полученное значение занесу в сводную таблицу.

3. Светодиодная лампа (LED) мощностью 9 (Вт) EKF серии FLL-A

Измеренный ток потребления светодиодной лампы мощностью 9 (Вт) EKF равен 31,0 (мА) или 0,031 (А).

Измеренный ток не является активным из-за того, что в светодиодной лампе установлен драйвер, который имеет реактивную составляющую. И это нужно учесть аналогичным образом, как в предыдущем случае с лампой КЛЛ. Коэффициент мощности для светодиодной лампы в паспорте не указан, поэтому я опять же возьму усредненное значение 0,95.

Энергопотребление светодиодной лампы рассчитаем путем умножения значения напряжения сети (220 В) на активный ток лампы:

Pрасч. = Uсети·Iизм.·cosφ = 220·0,031·0,95 = 6,47 (Вт)

Полученное значение занесу в сводную таблицу.

Таблица полученных результатов по энергопотреблению ламп.

Из данного эксперимента можно сделать следующие выводы.

У всех рассмотренных ламп заявленная мощность превышает фактическую, правда значения отклонения у ламп значительно отличаются. Ближе всех к заявленной мощности имеет лампа накаливания 75 (Вт). Ее отклонение от заявленной мощности составило всего 14,93%. На втором месте светодиодная лампа 9 (Вт) EKF — ее отклонение составило уже 28,11%. И на третьем месте КЛЛ 15 (Вт) «Navigator» — отклонение составило 33,4%.

Но все ничего, если бы лампа имела меньшее энергопотребление, чем заявленное, но при этом выдавала заявленный по паспорту световой поток (освещенность). Чего нельзя сказать про компактную люминесцентную лампу «Navigator» мощностью 15 (Вт). Напомню, что ее освещенность уступала эквивалентной 75-Ваттной лампе накаливания на целых 30%. Почему бы производителю не сделать лампу мощней и, соответственно, выдавать заявленный по паспорту световой поток? Это, пожалуй, останется загадкой.

Со светодиодной лампой EKF серии FLL-A мощностью 9 (Вт) все понятно. Заявленная мощность завышена, но и освещенность при этом на 8% больше, нежели у эквивалентной 75-Ваттной лампы накаливания. Получается, что энергопотребление светодиодной лампы EKF практически в 10 раз меньше, чем у лампы накаливания, но при этом освещенность на 8% больше. Экономия на лицо, считаю, что это самый оптимальный вариант.

Если сравнить светодиодную лампу с КЛЛ, то она и здесь выигрывает. Во-первых, освещенность светодиодной лампы на 36% больше, чем у КЛЛ, а во-вторых, энергопотребление почти на 35% меньше.