السوق الحديث مشبع بكل أنواع مصادر الضوء ، ومن الصعب إعطاء الأفضلية لأحدها. أثبتت التجارب التي تقارن مصابيح الفلورسنت ومصابيح LED الكفاءة الكبيرة للأخيرة. ولكن للحصول على تقييم عادل ، تحتاج إلى فهم ميزات عملهم ، ومجالات التطبيق ، وحساب أي منها أكثر فائدة للاستخدام في الحياة اليومية.
تاريخ إنشاء مصدر ضوء تفريغ الغاز
التاريخ الرسمي لاختراع المصباح الفلوري هو 1859. على الرغم من أن النموذج الأولي لمصدر ضوء النهار الأول قبل 100 عام اخترعه ميخائيل لومونوسوف. اشتعلت كرة زجاجية مملوءة بالهيدروجين تحت تأثير الكهرباء. شخصيات مشهورة مثل Thomas Edison و Nikola Tesla و Carl Friedrich Moore و Peter Cooper Hewitt شاركوا في مراحل تطوير إنتاج مصابيح التفريغ.
ومع ذلك ، تبين أن جهاز Edmund Germer في عام 1926 كان التعديل الأخير لمصادر ضوء النهار. هو ولهاقترح الفريق طلاء القوارير الزجاجية بفوسفور يحول الأشعة فوق البنفسجية إلى لون أبيض موحد. اشترت شركة جنرال إلكتريك براءة الاختراع فيما بعد وتم توزيع المصابيح على المستهلكين في عام 1926.
مبدأ العمل والتصنيف
على عكس مصابيح LED ، تتطلب أنواع المصابيح الفلورية ، الأكثر شيوعًا في الإنتاج ، كوابح خاصة. يحترق تفريغ القوس بين قطبين موجودين على طرفي نقيض. من خلال اختراق الغازات وبخار الزئبق ، يُشكل التيار إشعاع UF غير المرئي للعين البشرية. يمتص الفوسفور الموجود على جدران الدورق الأشعة فوق البنفسجية ويحولها إلى ضوء مرئي.
تأتي مصابيح التفريغ بضغط مرتفع ومنخفض. النوع الأول يستخدم في الصناعة ولإضاءة المباني غير السكنية. مصابيح الزئبق عالية الضغط مميزة بعلامة RVD. يوجد العديد من التعديلات عليها ولكن كل الأنواع الفرعية تتميز بجودة رديئة للضوء المنبعث.
تستخدم مصابيح الفلورسنت ذات الضغط المنخفض على نطاق واسع في الحياة اليومية. تصنيفاتهم الرئيسية:
- شكل القارورة انبوبي و حلزوني
- استهلاك الطاقة.
- طيف الألوان المنبعث: أبيض LB ، ضوء النهار LD ، ضوء طبيعي LE.
- الوجهة - LZ أخضر ، أصفر أو أحمر ، فوق بنفسجي LUV ، انعكاس أزرق LSR.
لكل نوع نطاقه الخاص ، لذلك من المهم اختيار مصابيح لغرفة معينة.
كرامة مصابيح الفلورسنت
تخلق المصابيح الفلورية طيفًا مشابهًا للإشعاع الشمسي. مصادر مثل LDC و LDC و LEC و LEC لا تشوه الألوان. أنها توفر استهلاك الطاقة الاقتصادي. لكن الشيء الأكثر أهمية الذي يجب الانتباه إليه عند مقارنة مصابيح الفلورسنت ومصابيح LED هو توحيد توزيع تدفق الضوء. تظهر التجارب أن مصادر ضوء تفريغ الغاز تضيء الفراغ من الجانب والخلف والأمام.
استخدام المصابيح الموفرة للطاقة
تُستخدم مصادر ضوء النهار حيثما يكون الضوء الطبيعي مطلوبًا: في المتاحف ونوافذ المتاجر والمختبرات ودور الطباعة. يتم تركيب مصابيح الفلورسنت الخطية في البنوك والمكاتب. يعطي ضوء النهار الساطع إشارة إيقاظ دماغ الإنسان ويزيد من كفاءته.
مقارنة بمصابيح الفلورسنت ، تجعل مصابيح LED الألوان أسوأ. مصادر الضوء الموفرة للطاقة لا تشوه ظلال الأشياء بسبب الضوء الطبيعي. تُستخدم مصابيح من نوع CLEO في مقصورات التشمس الاصطناعي ، وفي إنتاج لمعالجة غراء UF ، وفي صالونات التجميل لتجفيف ملمع الهلام. وتستخدم أيضًا في مصابيح الميزانية للشتلات والنباتات الداخلية.
تاريخ المصابيح
تم إجراء تجارب تثبت توهج بلورة كربيد السيليكون من تيار كهربائي في عام 1907 من قبل هنري جوزيف راوند وبعد 14 عامًا على يد الفيزيائي السوفيتي أوليج لوسيف. ومع ذلك ، فإن اكتشاف LEDs يرجع إلى فريق من العلماء تحتبقلم نيك هولونياك من جامعة إلينوي. قاموا بإنشاء مصادر ضوء أحمر مناسبة للاستخدام الصناعي. ولكن ، بالمقارنة مع مصابيح الفلورسنت ، لم يتم استخدام مصابيح LED على نطاق واسع في ذلك الوقت.
تم اكتشاف التوهج الأخضر والأصفر للبلورات في عام 1972. كان الاختراق الحقيقي هو اختراع المهندس الياباني سوجي ناكامورا لمصباح LED أزرق ، والذي تلقى توهجًا أبيض بسبب مزيجه مع المصابيح الخضراء والأصفر. بدأ الاستخدام النشط لهذه المصادر منذ 10 سنوات فقط. وفي كل مكان ، بدأ استخدام مصابيح LED في 2012-2013.
كيف يعمل المصباح
LED هو جهاز أشباه الموصلات يحول الكهرباء إلى ضوء مرئي. يتكون من شريحة على ركيزة ، ومبيت به جهات اتصال ، ونظام بصريات. الفرق بين مصابيح LED ومصابيح الفلورسنت هو أن تحويل الكهرباء إلى ضوء يحدث بدون فقد كبير للطاقة للتدفئة ، ويمكن ضبط سطوع المصباح بفضل وحدة التحكم المدمجة.
يتناسب سطوع LED بشكل مباشر مع التيار المتدفق من خلاله. ومع ذلك ، تحت تأثير الكهرباء ، تسخن مواد المصباح وتذوب. يتطلب التبريد وجود مبدد حراري في جسم الوحدة ، مما يجعلها أكبر من مصابيح الفلورسنت المماثلة.
مزايا مصابيح LED وعيوبها
مصابيح LED خالية من الزئبق وخطيرةالمواد. لا تتطلب التخلص منها ولا تضر بالطبيعة. تعد مصابيح LED حلاً رائعًا للعائلات التي لديها أطفال وحيوانات أليفة نشطة. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم مزايا أخرى. مزايا مصابيح LED على مصابيح الفلورسنت:
- تشغيل فوري بدون تدفئة ؛
- القدرة على التحكم في السطوع واللون باستخدام جهاز التحكم عن بعد ؛
- توفير الكهرباء
- حد جهد التشغيل الكبير (من 80 إلى 230 فولت) ؛
- لا تسخين لجسم المصباح
- عملية صامتة
- ضمان نقل جيد للضوء ووضوح الأشياء.
لتحديد المصباح الأفضل أخيرًا - LED أو الفلورسنت ، ضع في اعتبارك سلبيات الخيار الأخير. العيب الرئيسي لهذا النوع هو التكلفة العالية. أيضًا ، تعد مصابيح LED أكبر حجمًا مقارنة بالمصابيح الموفرة للطاقة المماثلة نظرًا للحاجة إلى مبرد تبريد في التصميم. هذا لا يسمح باستخدامها في الأجهزة الصغيرة. عيب آخر هو الاتجاه المباشر للضوء. قد يبدو هذا التوزيع للإشعاع غير عادي ، لذلك يفضل بعض المشترين شراء مصابيح الفلورسنت.
باستخدام المصابيح
قلة تأثير التشغيل المتكرر للضوء على أداء مصابيح LED تسمح باستخدامها في المراحيض والمخازن والمستودعات. توجد مصابيح LED في كل مكان في إنارة الشوارع بسبب عدم حساسيتها لدرجات الحرارة المنخفضة.
استخداماتهم الرئيسية:
- إبراز المعالم المعمارية ؛
- إضاءة الدرج ؛
- الإضاءة الأساسية والزخرفية في الحياة اليومية ؛
- أضواء السيارة ؛
- إشارات المرور ؛
- لعب ، مؤشرات صناعية ومنزلية ؛
- شاشات الإضاءة الخلفية ، شاشات OLED.
حساب استبدال مصابيح الفلورسنت بمصابيح LED
يتم توفير مستوى إضاءة يبلغ حوالي 1000 لومن بواسطة مصباح 11W LED. مع تعريفة الكهرباء البالغة 4.53 روبل / كيلوواط ساعة ، ستكلف 60 دقيقة من تشغيلها 5 كوبيل.
يعطي المصباح الفلوري 15W نفس مستوى السطوع. وتكلفة ساعة عملها 6.8 كوبيل. مع الاستخدام المستمر ، سوف يستمر المصباح لمدة 13 شهرًا بالضبط.
ومع ذلك ، نادرًا ما تكون هناك حاجة إلى إضاءة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في المنازل ، حيث تعمل الأجهزة عادة لمدة 6 ساعات في اليوم. بفضل الحسابات البسيطة ، اتضح أن مصباح LED يجب أن يستمر حوالي 16 عامًا ، والمصباح الفلوري - 4 سنوات و 5 أشهر.
لمدة عام من العمل ، سيتعين عليها دفع 109 ونصف روبل. ستة عشر عامًا من الخدمة ستكلف 1752 روبل. خلال نفس فترة التشغيل ، يجب تغيير مصابيح الفلورسنت 4 مرات. لذلك تضاف تكلفة شراء تجهيزات الإنارة إلى المبلغ الإجمالي
سعر التشغيل السنوي للمصباح الفلوري هو 148 روبل ، 90 كوبيل. ستة عشر عامًا من الخدمة ستكلف مالكها 2382.4 روبل ، بدون تضمين تكلفة أربعة بدائلمصادر الاضاءة. بالنظر إلى أن مصابيح الفلورسنت غالبًا ما تفشل في وقت أبكر من الفترة المحددة للشركة المصنعة ، فإن فوائد استخدام مصابيح LED واضحة. باستخدام مطابقة مصابيح LED مع مصابيح الفلورسنت في السطوع ، يمكنك توفير أموال أكثر بمقدار 2-3 مرات.
يجب أن يتم اختيار مصادر الضوء اعتمادًا على عدة معايير: نوع الغرفة ، انخفاض الجهد في الشبكة ، درجة الحرارة المحيطة. مصابيح LED أكثر ربحية. ولكن نظرًا لاستنساخ الألوان المشوهة واتجاه الضوء أحادي الاتجاه ، فليس من العملي استخدامها في بعض الحالات.
