Мощность энергосберегающих лампочек

КФУ, Институт Физики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Физика. Электричество и магнетизм»

на тему: «Мощность энергосберегающих лампочек»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Хафизов Линар  Ильдарович

студент 2-го курса, гр.624 Научный руководитель:

Тагиров Мурат Салихович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Казань, 2013 г.

 

Несмотря, а скорее даже благодаря  обилию различных моделей энергосберегающих  ламп на прилавках наших магазинов, многие так и не разобрались до конца с параметрами таких КЛЛ. Раньше, с лампами накаливания, было гораздо проще и понятней. Есть мощность лампы и этим всё сказано. Теперь к этому добавилась и яркость, и цвет, и температура, и некоторые другие праметры. как же всё это определить при покупке энергосберегающих ламп? Сейчас мы проясним ситуацию.

   Обычные компактные  люминисцентные лампы рассчитаны под стандартный патрон типа Е14, E27, Е40. КЛЛ бывают разной мощности. Примерно до 100Вт под патрон Е27 и до 200Вт под Е40. Цветность энергосберегающих ламп обычно находится в пределах 2700—4700—6400К.

  Любая энергосберегающая лампа, характеризуется рядом параметров, таких как:

— цветность - показывает температуру свечения;

— мощность - сколько  расходуется электрической энергии  при использовании данной лампы;

— световой поток - уровень  освещённости обеспечиваемый лампой;

— цоколь - указывает в какой патрон лампа закручивается.

   Бытовые  энергосберегающие  лампы имеют три основные варианта  цветности:

2700К — тёплый —  цвет свечения желтоватого оттенка;

4200К — холодный  — цвет свечения голубоватого  оттенка;

6400К — дневной —  цвет свечения белый.

   Приблизительное  соотношение мощности и светового  потока в энергосберегающих лампах:

11 вт — 600 лм;

20 вт — 1100 лм;

23 вт — 1260 лм;

25 вт — 1370 лм;

26 вт — 1400 лм.

 Энергосберегающие  лампы маркируются так, что  можно сразу определить их основные параметры. По старому обозначению первая цифра обозначает цветность света:

— тепло-белые

31 = 3000 K

41 = 2700 K

32 = 3000 K

— нейтрально-белые

21 = 4000 K

22 = 4000 K

— белые дневного света

860 = 6000 K

950 = 5000 K

965 = 6500 K

 

   По новому обозначению две последние цифры являются двумя первыми цифрами цветовой температуры, а первая цифра - это коэффициент цветопередачи:

— тепло-белые

827 = 2700 K

830 = 3000 K

930 = 3000 K

— нейтрально-белые

840 = 4000 K

940 = 4000 K

— белые дневного света

860 = 6000 K

950 = 5000 K

965 = 6500 K

 

   Отечественная маркировка  люминесцентных ламп содержит  букву - показатель параметра:

Л - люминесцентная;

Б - белой цветности;

ТБ - тепло-белая;

Д - дневной цветности;

Ц - с улучшенной цветопередачей;

Э - с улучшенной экологичностью;

   И цифру  которая обозначает номинальную  мощность в ваттах. Наиболее частые  значения - 6, 8, 13, 18, 20, 30, 36, 40, 65, 80. Например  лампа ЛБЦ 20-Д расшифровывается  так: люминесцентная белая дневной  цветности, мощность 20-ватт.   Тем  не менее, даже несмотря на запрет продажи 100-ваттных ламп во многих регионах с 2011 года, люди запасают впрок привычные и более дешевые лампочки накаливания. Пока ещё магазинам разрешено распродать остатки товара, однако новых поставок уже не будет. Так что резкого перехода населения на энергосберегающие лампы ожидать не стоит. Сознательные граждане еще протянут на стоваттках, ведь от новинки потребителей отпугивают высокие цены и главное, плохое качество освещения. Многие сравнив цвета энергосберегающих и обычных ламп отдают предпочтение всё-таки старым.

 

Сколько можно сэкономить, используя энергосберегающие (далее экономичные) лампы и стоит ли игра свеч? В таблице ниже приведен сравнительный расчет затрат при использовании обычных и экономичных ламп. 
Обычная электрическая лампа при использовании 10% энергии тратит на производство света и 90% на вырабатывание тепла. Это очень расточительно. И с 1 января 2011 г. может быть введен запрет на производство и использование таких ламп мощностью более 100 ватт. Взамен предлагается перейти на экономичные энергосберегающие лампы люминесцентные, которые тратят в 5 раз меньше энергии. При этом служат они до 8 лет по заявлениям производителей. 
Обычная лампа стоит 10-15 рублей (российская). Энергосберегающая лампа — 120-300 рублей. Но заменять то придется не одну лампу, а все. И значит на замену ламп в однокомнатной квартире придется потратить от 1200 рублей. Принесет ли это выигрыш в перспективе или это деньги выброшенные на ветер? Это и покажет наш расчет. Как быстро себя окупит данная лампа и сколько можно сэкономить при использовании энергосберегающих ламп? 
Энергосберегающие лампы — это лампы трех видов: 
1. Компактные люминесцентные лампы (обычно именно их мы и используем дома) 
2. Галогенные лампы (самый затратный вариант) 
3. Светодиоды (очень дороги)  
Поэтому в данной статье мы рассмотрим люминесцентные лампы и будем их называть энергосберегающими. Это трубчатые лампы дневного света, которые и сейчас используют в школах и офисах. Компактные люминесцентные лампы - то же самое что и обычные, только их площадь меньше. Такие лампы экономят энергопотребление до 80% в сравнении с обычными лампочками. Срок службы обычной лампы до года или около 1000 часов. На практике это в лучшем случае полгода. Срок службы энергосберегающей лампы до 10000 часов, или 4-8-10 лет (показатели зависят от производителя, состояния проводки и перепадов напряжения). При этом считается что лампа включается на 6 часов в день. 
Как выбрать энергосберегающую лампу? Большинство ламп производится в Китае (и российские и европейские бренды). Самые дешевые лампы — китайские. Какие же марки лучше? Тут не стоит скупится. Потребители говорят, что недорогие лампы перегорают значительно раньше заявленных 8000 часов. Но перегорит или нет такая лампа зависит не только от производителя, но и от перепадов напряжения в сети. У меня например в коридоре перегорело 2 энергосберегающие лампочки Космос в течение первого месяца. Одна лампочка продержалась значительно дольше. У кого-то же из моих знакомых лампочки по 120 рублей работают уже больше года. Бракованные лампы — не редкость, это тоже учтите, делая выбор в пользу обычной или экономичной лампочки. 
Самые известные лампы — Филипс, Навигатор, Космос, General Electrics, Osram. 
Мощность энергосберегающих ламп не соответствует мощности обычных лампочек. Для ламп китайских указанную мощность стоит умножить на 4. То есть лампа 25 ватт будет светить как 100 ваттная. Лампы именитых производителей, светят ярче и их мощность можно умножить на 5. Лампы бывают спиралевидные, дугообразные, и с колбой в виде шара. Важно ориентироваться не на форму, а на производителя и мощность. Также обязательно правильно выберите цоколь.Цоколь E14 — маленький, такие лампы используются например в потолочных светильниках. Обычные же лампы — имеют цоколь E 27 — они подходят практически ко всем светильникам, которые мы используем дома. Еще стоит обратить внимание на цветовую температуру. Они бывают: теплый белый свет (соответствует обычной лампе — желтый свет), холодный белый (мрачноватый для использования дома), дневной белый. 
Недостатки люминесцентных ламп: 
1. Содержат пары ртути, нельзя выбрасывать в мусоропровод! Нужно специально утилизовать! В Петербурге их нужно бесплатно сдать в ГУП Экострой или в экологическое предприятие Меркурий. Но эти лампы не опасны — при использовании ртуть не выделяется. В каждой лампе менее 5 мг ртути. В градуснике 500-3000 мг. То есть, чтобы это стало опасно так, как если разбить градусник надо разбить 100 люминесцентных ламп. 
2. Энергосберегающие лампы требовательны к качеству энергии. При скачках напряжения они могут перегореть. Поэтому срок службы таких ламп можно прогнозировать довольно слабо. 
3. Энергосберегающая лампа загорается не сразу. Она набирает мощность. Поэтому на сроке службы такой лампы плохо сказываются частые включения-выключения. Выключать ее следует не ранее чем через 5-10 минут после включения. 
Итак сравнительная таблица экономии использования энергосберегающей лампы. Сравниваем обычную лампу мощностью 100 ватт, цена 12 рублей, гарантийный срок службы 1000 часов (1 год). И лампу энергосберегающую мощностью 25 ватт, цена 150 рублей. Срок службы 8 тыс часов. Значит 1 энергосберегающая лампа равна 8 обычным в нашем случае. Будем считать что лампу мы используем по 6 часов в день. В среднем получается 180 часов в месяц.

 
Для обычной лампы сок службы получится 1000/ 180 = 5.5 месяцев. Для энергосберегающей 8000/ 180 = 44 месяца, это около 3.5 лет. Тарифы на электроенергию принимаем 2.31 рубля (для квартир с газовыми плитами). 

 

Показатели	Обычная лампа	Энергосберегающая лампа
Мощность, ватт	100 (0.1 кВт)	20 (0.02 кВт)
Срок службы, часы	1000	8000
Цена лампы	12 руб	150 руб
Затраты на электроэнергию на 1 лампу за месяц (по тарифу 2.31 рубль)	0.1кВт*180ч*2.31 руб=41.58 руб за кВт в час + цена  лампы 12 руб = 53.58 руб	0.02кВт*180ч*2.31 руб=6.31 руб за кВт в час + цена  лампы 150 руб = 156.31 руб
Затраты на электроэнергию на 1 лампу в год	0.1*1000ч*2.31 = 231 руб + 12 руб цена лампы = 243 рубля	0.02*1000ч*2.31 = 46.2 руб  + 150 руб цена лампы = 196.2 рубля
Затраты на электроэнергию на 1 лампу за 3.5 года	0.1*8000ч*2.31 = 1848 рублей + 96 рублей цена 8 ламп = 1944 руб	0.02*8000ч*2.31 = 369.6 руб  + 150 руб цена той же лампы = 546.6 руб

4. Выводы из наших расчетов: 
 
1. Выгодно использовать обычную лампу в краткосрочной перспективе 
2. Энергосберегающая лампа окупает себя чуть меньше чем через год. А плата за электричество снижается сразу.  
3. Выгода использования энергосберегающих ламп очевидна, если лампа прослужит заявленный на ней срок. Экономия в данном примере около 1500 рублей.

5. Заключение.

Плюсы.

Экономия электроэнергии, снижение нагрузки бытовой сети.

Энергосберегающие лампы служат гораздо дольше ламп накаливания в среднем 5-15 раз. Это примерно от 5 до 12 тысяч часов работы лампы (обычно ресурс работы лампы определяется производителем и указывается на упаковке).

Энергосберегающие лампы выделяют очень мало тепла. В некоторых люстрах и светильниках опасно использовать обычные лампочки накаливания, из-за того что они выделяют большое количества тепла и могут расплавить находящиеся рядом предметы, прилегающие провода или сам корпус, что в свою очередь может привести к пожару.

Энергосберегающая лампа светится по всей своей площади поверхности. Благодаря чему свет от энергосберегающей лампы получается более равномерный и приятный для глаз.

Энергосберегающие лампы могут иметь различные цвета светового потока.

Минусы.

Лампы накаливания достигают полной яркости за доли секунды после включения, а энергосберегающим лампам требуется время для достижения полной яркости. Цвет лампы может слегка отличаться сразу после включения.

При холодной температуре лампам требуется 2-3 минуты для достижения максимальной яркости, а некоторые лампы вообще не будут работать при отрицательных температурах.

Высокая стоимость лампы по сравнению с обычной лампой накаливания, однако компенсируется затратами на электроэнергию.

Вред для здоровья человека из-за паров ртути при разрушении лампы.

Необходимость утилизации отработанных ламп. Кстати во многих странах действуют специальные программы утилизации и переработки энергосберегающих ламп.

Энергосберегающие лампы периодически вспыхивают, если в сети существует утечка, например, когда используются выключатели с неоновой подсветкой. Постоянно моргают энергосберегающие лампы, не имеющие механизма плавного запуска, такие лампы обычно быстро перегорают. 

В европейских странах уже введены запреты на использование ламп мощностью более 100Вт. Сейчас готовят законопроект по запрету 80 ватных ламп. А как утверждают отечественные чиновники, мы должны к 2020 году полностью перейти на энергосберегающие лампы. Судя по всему, в скором времени будет запрещено производство и продажа обычных ламп накаливания.

 

 

 

Список литературы:

1. Сивухин, Электричество и магнетизм.
2. Савельев, Матвеев, Физика, Электричество.
3. Wikipedia.org.ru