Кошик
519 відгуків
+380 (97) 524-84-55
+380 (66) 524-84-55
+380 (93) 524-84-55
ул. Академіка Сахарова, 42, Львів, Україна
інтернет магазин Файно
Наявність документів
Знак Наявність документів означає, що компанія завантажила свідоцтво про державну реєстрацію для підтвердження свого юридичного статусу компанії або фізичної особи-підприємця.
Кошик

Наскільки шкідливі світлодіодні лампи та інші джерела світла для зору - дослідження

Спостерігаючи як за роботою НЕСПРАВНОЇ енергозберігаючої лампи (сильно мерехтіла) задумався, ― наскільки шкідливі для зору людини джерела світла, широко застосовувані в побуті. І вирішив провести невеличку лабораторну роботу, результатами якої хочу поділитися.

Зміст роботи полягає у визначенні такої характеристики джерела світла, про яку виробники ламп зазвичай замовчують і вже точно не наводять жодних даних виражених в числовому еквіваленті. Мається на увазі відношення амплітудного розмаху пульсацій до повної амплітуди світлового сигналу, виражається у відсотках (в радіофізиці так називають глибину модуляції). Дані пульсації світла є і у звичайної лампочки розжарювання, обумовлені частотою 50 Гц побутової мережі 220 В. Вони незначні через інерційність нитки розжарювання, розігрітій до 2000º С. У більш складних лампах пульсації обумовлені недосконалістю випрямлячів, фільтрів та перетворювачів електричної енергії. Для людського зору це відчутно у вигляді мерехтіння, від якого можуть втомлюватися очі. Дані пульсації не залежать від потужності, ціни лампи або авторитету виробника.

З приводу впливу пульсацій на людський зір рекомендується ознайомитися в інтернеті, ну, наприклад, тут:

http://eco-e.ru/goodies/stati/svetovaya-sreda/puslation/displays/44-kak-pulsatsiya-osveshcheniya-i-mertsanie-monitora-dejstvuyut-na-zrenie-i-mozg-cheloveka.

В якості випробовуваних були взяті наступні джерела світла:

  • лампа розжарювання з матовим покриттям і без;
  • люмінесцентна лампа зі стартером і дроселем;
  • люмінесцентна лампа з електронним управлінням (ЕПРА – Електронний пускорегулювальний апарат);
  • енергозберігаюча лампа;
  • світлодіодний світильник;
  • світлодіодна лампа, що має аналогічний цоколь з лампою розжарювання;
  • кишеньковий світлодіодний ліхтарик.

Для проведення вимірювань були використані кремнієвий фотодіод і цифровий осцилограф з можливістю запам'ятовування форми електричного сигналу.

шкода світлодіодного освітлення для очей

Малюнок 1 – цифровий осцилограф, навантаження 600 Ом, кабель з припаяним кремнієвим фотодіодом ФД-7к.

Всі вимірювання проводилися при однаковій чутливості осцилографа і при одній розгортці екрану, за винятком розгляду детальної форми сигналу. Оскільки вимір носить відносний характер і, не ставлячи перед собою завдання отримати абсолютні значення, я свідомо не заганяв фотодіод в лінійний режим. Безумовно, зовнішня освітленість теж впливала на вимірювання, але похибка в пару відсотків допустима.

Результати роботи наводжу в порядку зменшення пульсацій від джерела світла.

1. Світлодіодна лампа, що має аналогічний цоколь з лампою розжарювання.

шкода світлодіодного освітлення Світлодіодна лампа, що має аналогічний цоколь з лампою розжарювання.

Малюнок 2 – Світлодіодна лампа потужністю 60 Вт фірми MAXUS.

Осцилограма світлодіодної лампи, шкоду світлодіодного освітлення

Малюнок 3 – Осцилограма світлодіодної лампи.

Як бачимо пульсації мають подвоєну частоту мережі. Осцилограф сам вимірює амплітуду розмаху пульсацій і повну амплітуду сигналу, нам залишається поділити перше на друге і помножити на 100% ((52,8 мВ/100мВ)*100% = 52,8 %).

Таким чином пульсації складають більше половини корисної світловий потужності, а це сумно. Або несправна лампа, або тут сильно заощадили на фільтруючому конденсаторі.

2. Люмінесцентна лампа зі стартером і дроселем.

Люмінесцентна лампа зі стартером і дроселем Люмінесцентна лампа зі стартером і дроселем
Люмінесцентна лампа зі стартером і дроселем Люмінесцентна лампа зі стартером і дроселем

Малюнок 4 – Люмінесцентна лампа потужністю 36 Вт фірми NARVA.

Осцилограма світлодіодної лампи з дроселем,шкоду світлодіодного освітлення

Малюнок 5 – Осцилограма світлодіодної лампи з дроселем.

Тут пульсації помітно менше і складають 38 %. Вимірювання природно мають похибку в межах декількох відсотків (як видно на фотографії виходило і 39%).

3. Світлодіодний світильник.

Світлодіодний світильник. Світлодіодний світильник.
Світлодіодний світильник, шкоду світлодіодного освітлення

 

Малюнок 6 – Світлодіодний світильник потужністю 20 Вт фірми Bellson.

Осцилограма світлодіодного світильника, шкоду світлодіодного освітлення

Малюнок 7 – Осцилограма світлодіодного світильника.

Використовуючи все ту ж формулу (27,2/110 = 0,2472) отримуємо приблизно 25 % пульсацій від повної потужності. Відзначаємо, що форма пульсацій має більш пологі фронти і майже нагадує форму синусоїди з мережі 220 В, від якої позбутися не так то й просто (подвоєна частота обумовлена наявністю випрямляча). Враховуючи, що даний вид світильників з'явився відносно недавно, ― маємо досить непоганий результат, але чекаємо поліпшень і зниження їх ціни.

4. Люмінесцентна лампа з електронним управлінням (ЕПРА).

Люмінесцентна лампа c ЕПРА потужністю 18 Вт фірми PHILIPS Люмінесцентна лампа c ЕПРА потужністю 18 Вт фірми PHILIPS

Малюнок 8 – Люмінесцентна лампа c ЕПРА потужністю 18 Вт фірми PHILIPS.

Осцилограма люмінесцентної лампи з ЕПРА, загальний вигляд

Малюнок 9.1 – Осцилограма люмінесцентної лампи з ЕПРА, загальний вигляд.

Осцилограма люмінесцентної лампи з ЕПРА, детальний вид пульсацій.

Рисунок 9.2 – Осцилограма люмінесцентної лампи з ЕПРА, детальний вид пульсацій.

Осцилограма люмінесцентної лампи з ЕПРА, вимірювання огинаючої

Рисунок 9.3 – Осцилограма люмінесцентної лампи з ЕПРА, вимірювання огинаючої.

З малюнка 9.1 видно, що пульсації мають більш складну форму і помітно меншу амплітуду у порівнянні з попереднім джерелами світла. Спробуємо розібратися. При детальному розгляді (рисунок 9.2) ми бачимо частоту роботи електронного перетворювача, яка може бути для даного типу ламп від 25 до 130 кГц. Дану частоту око не сприймає, а отже, і нас вона не цікавить. Нас же цікавить розмах амплітуди огинаючої даного сигналу, який становить приблизно 12 мВ (рисунок 9.3). Отже 12/94,4 = 0,127 отримуємо 12,7 %. До речі частота огинаючої так само дорівнює 100 Гц.

5. Енергозберігаюча лампа.

Енергозберігаюча лампа. Енергозберігаюча лампа.

Енергозберігаюча лампа потужністю 18 Вт фірми SVOYA

Малюнок 10 – Енергозберігаюча лампа потужністю 18 Вт фірми SVOYA.

Осцилограма енергозберігаючої лампи

Малюнок 11 – Осцилограма енергозберігаючої лампи.

Тут все просто (10,4/90,4 = 0,115). Однак ми отримали хороший результат, пульсації становлять лише 11,5 %. От тільки одна біда, вони як продовжувачі роду люмінесцентних ламп так само містять пари ртуті, і їх необхідно утилізувати після закінчення експлуатації.

6. Світлодіодний ліхтарик.

Світлодіодний ліхтарик потужністю приблизно 0,5 Вт, шкоду світлодіодного освітлення Світлодіодний ліхтарик потужністю приблизно 0,5 Вт,шкоду світлодіодного освітлення

Малюнок 12 – Світлодіодний ліхтарик потужністю приблизно 0,5 Вт, фірму виробника не знаю, але те що він з дешевих китайських – не сумнівайтеся.

Осцилограма світлодіодного ліхтарика,шкоду світлодіодного освітлення

Малюнок 13 – Осцилограма світлодіодного ліхтарика.

Ну, ось ми і отримали практично рівну лінію і в числовому еквіваленті це (6,4/74,4 = 0,086) становить 8,6%. Якщо вірити інтернету, то така процентна складова пульсацій вже не сприймається людиною, правда і висвітлити звичайну кімнату в 15 мкв. їм не вдасться. Дане вимір було проведено швидше з метою показати можливості світлодіода, як напівпровідникового пристрою.

7. Лампа розжарювання з матовим покриттям.

 Лампа розжарювання з матовим покриттям потужністю 60 Вт фірми PHILIPS.  Лампа розжарювання з матовим покриттям потужністю 60 Вт фірми PHILIPS.
 Лампа розжарювання з матовим покриттям потужністю 60 Вт фірми PHILIPS.

Малюнок 14 – Лампа розжарювання з матовим покриттям потужністю 60 Вт фірми PHILIPS.

Осцилограма лампи розжарювання з покриттям.

Малюнок 15 – Осцилограма лампи розжарювання з покриттям.

Тут коментувати нічого (10,4/121 = 0,0859). Отримуємо 8,6 % пульсацій.

7. Лампа розжарювання «класична».

Малюнок 16 – Лампа розжарювання потужністю 75 Вт вітчизняна фірми ІСКРА.

Малюнок 17 – Осцилограма класичної лампи розжарювання.

І нарешті, переможець нашого рейтингу за кількістю паразитних пульсацій (9,6/126 = 0,0761). Вийшло 7,6 %. Думаю, що різниця між цією лампою і попередньої вийшла за рахунок похибки вимірювань. Хоча по своєму досвіду скажу, що з покриттям виходить більш рівномірне освітлення, так як не видно нитки розжарювання.

Підведемо підсумки.

Лампа розжарювання підтвердила своє реноме самого безпечного джерела світла. Але, все ж маючи коефіцієнт корисної дії близько 4 % (4% ― світло, решта – тепло) є пережитком минулого. Утримується на ринку тільки за рахунок відносної простоти виготовлення і відповідно низької ціни.

Про люмінесцентних лампах з дроселем потрібно забувати, і ми вже є свідками цього процесу. У побуті їх застосовувати не рекомендується, а на виробничих, службових та господарських приміщеннях у нас завжди будуть економити. Люмінесцентні лампи з електронним управлінням мають непогані показники і по ККД і по терміну служби, так і показники за пульсаціям цілком прийнятні. Проте головну, на мій погляд, проблему так схоже і не вдалося вирішити – замінити міститься в них, ртуть іншим безпечним для людини речовиною.

Схоже ― майбутнє за світлодіодними джерелами світла і це наочно демонструє ліхтарик, де є джерело постійної напруги – батарейка. У нас же в побуті змінну напругу 220 Вольт, тому необхідно продовжувати роботу над удосконаленням блоку живлення світлодіодної лампи. Не можна об'єднати зарядку від мобільного телефону і світлодіод і отримати світильник (наочно побачили на прикладі світлодіодної лампи в корпусі цоколь), зарядка заряджає акумулятор, який поглинає всі пульсації напруги, але наше око ці пульсації напруги сприймає у вигляді пульсацій світла. Отже, якщо не економити на блоці живлення світлодіодної лампи, то можна отримати дуже хороший результат. В користь цього говорить високий ККД, велика економічність, довгий термін служби та екологічна безпека (не містять ртуть). Ну а їхня ціна буде знижуватися в міру збільшення попиту, адже ви ще пам'ятаєте ― скільки коштували перші мобільні телефони.

Інші статті

Наскільки вам зручно на сайті?

Розповісти Feedback form banner