技術の発展と省エネランプの登場により、省エネランプにお金を払う価値があるかどうか、通常の白熱電球よりどれだけ優れているかを考える人が増えています。この質問に答えるには、光源にとって重要な特性と、ランプの種類によってそれらがどのように異なるかを理解する必要があります。
設計と動作原理の違い
タングステン フィラメント光源は、1890 年代にロシアの科学者 A.N.ロディン。このようなランプは、特殊なタングステン合金のフィラメントが非常に高温になると白熱する原理に基づいて動作し、必然的にグローにつながります。構造的に、このようなデバイスは、化学的に不活性なガスが内部にあるガラス球で構成されています (例えば窒素とアルゴンの混合物)、タングステンフィラメントフィラメント)、モリブデン フィラメント ホルダーとフィラメントを保持するための他の要素と、ランプの下部にあるベースを備えた電気導体。
このようなランプは、人間の活動のあらゆる分野で広く使用されていますが、現代的で効率的な LED 照明デバイスに徐々に置き換えられています。
LED ランプは 20 世紀初頭に発見されましたが、1962 年にイリノイ大学のアメリカ人科学者であるニック ホロニャックが赤い光を放つ結晶を取得して初めて実際に使用されました。 LEDの発光原理は、半導体素子の特徴であるエレクトロホール遷移にあります。 LEDに電流が順方向に流れると、光子が放出されて光ります。
技術プロセスの開発と改善により、LED の製造はもはや高価ではなくなり、LED ランプが普及し、市場から白熱灯が急速に置き換えられました。これはすべて、そのようなデバイスの効率が高く、低電力で大きな光束があるためです。
電力、光出力、効率、およびそれらすべてが LED ランプの選択と人気にどのように関係しているかを理解するために、各特性を詳細に分析してみましょう。
電力および光出力
照明装置の重要なパラメータの 1 つは、光出力です。この特性は、照明器具がどれほど効果的で、どれだけのエネルギーを消費するかを理解することができます。光出力は、光束と器具のワット数の 2 つのパラメータに依存します。
光束とは？
光束 - は、単位時間あたりに放出される光エネルギーの量を表す量です。ルーメンで測定されます (lm または lm で示されます。). デバイスの力 - デバイスによって消費および変換される電気エネルギーの量です。
照明器具の光出力は、ランプの電力に対する光束の比率を示します。白熱灯はこの特性の部外者であり、非常に低い光出力を持っています (これは、光放射だけでなく熱放射にも電力が費やされるためであり、当然、デバイスの効率が低下します。）。高度で高品質の LED 製品は、低電力で優れた光出力を備えているため、光出力が何倍にもなります。
表1 光束比比較表（ルーメン)からランプ消費電力(W) LED ランプおよび白熱ランプ用
| パワー、W | 光束、lm | |
|---|---|---|
| 白熱灯 | 導いた | |
| 25 | 3 | 255 |
| 40 | 5 | 430 |
| 60 | 9 | 720 |
| 75 | 11 | 955 |
| 100 | 14 | 1350 |
| 150 | 19 | 1850 |
| 200 | 27 | 2650 |
熱出力
照明器具の熱出力 - 電球のマイナスで有害な特性です。動作時のデバイスの温度が高くなればなるほど、不要な加熱により多くのエネルギーが浪費されます。また、ランプが高温になり、やけどの原因になります（誤ってランプに触れた場合）または火災や仕上げ材の損傷（たとえば、プラスチックまたはストレッチ天井が溶ける可能性があります）。このパラメーターでは、白熱灯は著しく劣った LED であり、非常に熱く、加熱に多くのエネルギーを費やします。これは確かに、この照明装置の動作原理によるものです。
もちろん、LED ランプが加熱しないとは言えません。ただし、従来の白熱電球と比較すると、熱出力が低く、効率が高いです。紙やプラスチック製の照明器具に使用でき、発火の心配がありません。
耐用年数
白熱電球が「燃え尽きる」状況は誰もがよく知っています。デバイスの動作中に電圧が急激に上昇したり、タングステン フィラメントが消耗したときに急激にスイッチがオンになったりすると、白熱電球が劣化します。通常の電球の寿命が短く、質の悪い白熱電球の寿命が数日であるのは、フィラメントの感度が高いためです。
省エネ LED ランプは、根本的に異なる設計と予測可能な耐用年数を備えています。このようなデバイスは、白熱電球よりも数十倍長持ちし、最大 50,000 時間持続します (比較のために、白熱電球の平均寿命は 1000 時間未満です。).
電球の効率
効率係数 (効率) は、電球の前述のすべてのパラメーターと密接に関連しています。各デバイスには「有用な効率」があります-これは、デバイスが作成される作業です。ランプの場合、主な有用なアクションは光の放出です。それ以外はすべて無駄で不必要な作業であり、効率を低下させます。白熱電球の効率は非常に低いです。その作業のほとんどは、有用なアクションに関連しているのではなく、熱の放出に関連しているからです。この値 (効率) そのようなランプの 5% に達することはほとんどありません。これは、消費された電気エネルギーのわずか 5% が発光に費やされることを意味します。そして、これは非常に低い数字です。これは、デバイスの非効率性と不経済性を示しています。
LED ランプは効率が高く、約 90% です。つまり、LED デバイスは無駄な作業にエネルギーを浪費せず、電気エネルギーを節約するため、ユーザーの予算を節約します。
環境への配慮。
残念なことに、21 世紀に入って初めて、人々は意識的に自然保護と使用する生態学的装置について考え始めました。未来の自然を守る鍵は、エネルギーを賢く消費し節約することです。電気エネルギーを生成する最新の方法は、地球の豊かな自然に多大な損害を与えています。
水資源、大気、土壌は、再生不可能なエネルギー源の使用によって徐々に汚染されています。これは、地球温暖化と海面上昇につながり、生態系の大惨事につながります。省エネルギーは、人類が環境に与える悪影響を減らす方法の 1 つです。自然に無関心ではないすべての人が1時間、家のすべての電化製品をオフにするキャンペーン「アースアワー」が世界中で人気を博したのは当然のことです。
この意味で、省エネ LED ランプと世界中でのそれらへの移行は、エネルギー消費を削減するための大きな一歩を踏み出しました。結局のところ、LED ライトは低電力ですが、効率的なデバイスです。 LED電球は、電気エネルギーを賢く使うことを可能にします。
以上のことから、LED ランプを使用しない理由はありません。もちろん、それらは白熱電球よりもいくらか高価ですが、あらゆる点でそれらよりも優れています。最新の LED 光源の使用は、世界の予算と環境を節約するのに役立ち、個人と人類全体の両方にとって長期的に確実に利益をもたらします。
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