Как найти мощность лампы по формуле

Как определить мощность лампы

Одной из главных характеристик любой лампы является ее мощность. От этого зависит и ее светимость, особенно это касается ламп накаливания. Зная потребляемую мощность лампы, можно рассчитать общее энергопотребление системы освещения квартиры или офиса.

Вам понадобится

• тестер, ваттметр, вольтметр, амперметр

Инструкция

На большинстве ламп указывается их потребляемая мощность и номинальное напряжение, при котором лампа работает. Например, если на лампе написано 220 В и 60 Вт, это значит, что при включении в сеть с напряжением 220 В ее мощность будет равна 60 Вт. Это максимальная мощность, которую может выдать данная лампа.

Если же мощность лампы не указанна на ней или она работает в сети с напряжением ниже номинального (если напряжение будет выше номинального, случиться короткое замыкание, и она просто сгорит), измерьте ее мощность самостоятельно. Присоедините тестер в режиме ваттметра параллельно лампе, подключите ее к источнику тока, он покажет ее мощность.

При отсутствии ваттметра мощность работающей лампы можно рассчитать самостоятельно. Для этого присоедините лампу к источнику тока. Последовательно к ней присоедините амперметр, а параллельно вольтметр. Замкнув лампу на источник тока, снимите показания силы тока с амперметра в амперах, и напряжения с вольтметра в вольтах. Для этого же можно использовать обычный тестер, только для измерения напряжения присоединяйте его параллельно лампе, а силы тока — последовательно. Найдите произведение силы тока на напряжение. Результатом будет мощность лампы в ваттах.

Если известно сопротивление лампы, то достаточно измерить только силу тока или напряжение с помощью тестера. Если измерено напряжение, то для определения мощности лампы возведите его значение в квадрат и поделите на значение сопротивления: P=U²/R. Если известна сила тока, то для расчета мощности найдите произведение квадрата силы тока и значения сопротивления: P=I²•R. При измерении напряжения и силы тока на источнике постоянного тока обязательно учитывайте полярность измерительных приборов, чтобы они не испортились. Присоединение приборов производите подключение приборов при отключенном источнике тока.

Источники:

• потребляемая мощность лампы
• Формула для вычисления мощности электрического ток

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

Сегодня,
когда
народ
готовится
встречать
Новый
год,
на
блоге
СамЭлектрик.ру
мы
уже
думаем
о
Лете.
Точнее,
о
летнем

Конкурсе
статей,
первая
статья
которого
публикуется
сегодня!

Статью
можно
считать
научно-теоретической,
а
скорее
инженерно-практической.

Не
вызывает
сомнения,
что
статья
может
оказаться
интересной
для
инженеров
и
техников,
деятельность
которых
связана
с
эксплуатацией
такого
простого
и
знакомого
всем
нам
прибора
как
лампочка
накаливания.
А
также
–
для
всех,
кто
интересуется
физикой.

Напоминаю,
что
по
у
меня
на
блоге
уже
была
попытка
исследовать
данный
вопрос
–
в
моей
статье
“Сопротивление
нити
лампочки
накаливания“

Не
смотря
на
обыденнность
лампочки,
не
смотря
на
ее
“повседневность”,
особенности
ее
эксплуатации
имеют
то,
что
принято
называть
“белыми
пятнами”.

В
настоящий
момент
электрические
параметры
лампы
накаливания
невозможно
рассчитать,
если
режим
эксплуатации
отличается
от
паспортного
(от
того
режима
на
который
лампочка
спроектирована). Автор
предлагает
физическую
модель,
в
рамках
которой
удается
получить
ряд
формул,
пригодных
для
решения
широкого
круга
практических
инженерных
задач.

Автор
–
Станислав
Альбертович
Матросов.
Проживает
в
Санкт-Петербурге.

По
образованию
инженер-электрик.
Закончил
ЛЭТИ
им.
В.И.УльяноваЛенина
в
1977
году
по
специальности
“Оптико-физические
приборы”.

Статью
не
без
оснований
можно
считать
пусть
маленьким,
но
вполне
НОВЫМ
словом
в
вопросах
инженерно-практического
применения
таких
“обычных
но
необычных”
приборов,
как
лампочка
накаливания.

Предоставим
слово
автору….

Выражаю
признательность
владельцу
ресурса
за
любезно
предоставленную
возможность
опубликования
этого
мемуара.

Матросов
С.

Лампа
накаливания

Настоящую
статью
предлагается
понимать
как
расширенное
толкование
(или
пояснение)
статьи
«Закон
Кеплера
для
лампочки
накаливания»
–
https://www.proza.ru/2016/09/19/1858

В
указанной
статье
приведена
формула,
позволяющая
обсчитывать
параметры
лампы
накаливания
в
произвольных
режимах,
в
том
числе
и
в
режимах,
отличающихся
от
паспортных.

Формула
зависимости
напряжения
и
мощности
лампочки

Это
основная
формула
статьи,
вывод
которой
будет
приведён
ниже.
Формула 
выглядит
так:

Для
любой
лампы
накаливания
существует
параметр,
стабильный
в
широком
диапазоне
электрических
режимов. Этим
параметром
является
отношение
куба
напряжения
к
квадрату
мощности.

Методика
использования
формулы
проста.

Берем
лампочку,
читаем
на
колбе
или
на
цоколе
параметры, 
на
которые
она
расчитана 
–
напряжение
и
мощность,
рассчитываем
константу,
потом
вставляем
в
формулу
любое
произвольное
напряжение
и
вычисляем
мощность,
которая
выделится
на
лампочке.

Зная
мощность,
несложно
вычислить
ток.

Зная
ток,
несложно
вычислить
сопротивление
нити
накаливания.

Вот
и
рассмотрим
вопросы,
связанные
с
правильной
эксплуатацией
формулы,
а
так
же
с
теми
ограничениями,
котрые
неизбежны
ввиду
того
что
«абсолютных»
формул
просто
не
бывает.

Однако,
сначала
немножко
«теории»…

Базовые
«теоретические»
предпосылки

Формула
была
получена
в
предположении
того,
что
в
металле
(из
которого
состоит
нить
накаливания)
ток
и
сопротивление
имеют
единую
физическую
сущность.

В
упрощенном
виде
это
можно
рассуждать
примерно
так.

Сообразно
современным
воззрениям,
ток
представляет
собой
упорядоченное
движение
носителей
заряда.
Для
металла
это
будут
электроны.

Было
сделано
предположение,
что
электрическое
сопротивление
металла
определяется 
ХАОТИЧЕСКИМ
движением
тех
же
самых
электронов.

С
возрастанием
температуры
нити,
хаотическое
движение
электронов
возрастает,
что,
в
конечном
итоге,
и
приводит
к
возрастанию
электрического
сопротивления.

Еще
раз.
Ток
и
сопротивление
в
нити
накаливания
–
суть
одно
и
тоже.
С
той
лишь
разницей,
что
ток
–
это
упорядоченное
движение
под
действием
электрического
поля,
а
сопротивление
–
это
хаотическое
движение
электронов.

Немножко
«алгебраической
схоластики»

Теперь,
 когда
с
“теорией”
покончено
(улыбнулся),
приведу
алгебраические
выкладки
для
вывода 
«главной»
формулы.

Каноническая
запись
закона
Ома
выглядит:

I
 * 
R 
= 
U

Для
приведения
в
соответствие
количественных
значений,
необходимо
ввести
соответствующие
коэффициенты
пропорциональности,
для
токовой
компоненты
–
Кт
и
для
резистивной
компоненты
–
Кр:

Самые
общие
соображения
подвигают
к
мысли,
что
эти
коэффициенты
должны
быть
взаимно
обратными
величинами,
а
значит:

В
этом
случае,
попарно
перемножая
правые
и
левые
части
(в
системе
уравнений), 
мы
возвращаемся
к
исходной
записи
закона
Ома:

I
*
R
=
U

Окончательный
вывод
формулы

Рассмотрим
подробнее
систему
уравнений:

Возведем
в
квадрат
первое
уравнение
и
попарно
перемножим
их.

В
левой
части
мы
видим
выражение
для
мощности,
а
так
же
памятуя
о
том,
что
произведение
коэффициентов
равно
единице,
окончательно
перепишем:

Отсюда
получим
выражение
для
токового
коэффициента:

И
для
резистивного
коэффициента
(они
взаимообратны):где
Рном
и
Uном
–
это
номинальные
мощность
и
напряжение,
маркированные
на
цоколе
или
на
колбе
лампы.

Осталось
подставить
эти
значения
коэффициентов
в
“РАСЩЕПЛЕННУЮ”
формулу
Закона
Ома,
и
мы
получим
окончательные
выражения
для
тока
и
сопротивления.

Домножая
последнее
соотношение
на
Ux,
получим:

Чтобы
не
забивать
себе
голову
этими
квадратами,
кубами
и 
корнями,
достаточно
запомнить
простую
зависимость,
которая
вытекает
из
последнего
соотношения
.
Возводя 
последнее
соотношение 
в
квадрат,
мы
получаем
ясную
и
понятную
формулу:

Для
любой
лампочки
с
вольфрамовой
нитью
накала
отношение
куба
напряжения 
к
квадрату
мощности
является
величиной
ПОСТОЯННОЙ.

Полученные
соотношения
показали
прекрасное
соответствие
практическим
результатам
(измерениям)
в
широком
диапазоне
изменения
параметров
напряжения
и
для
весьма
различных
типов
ламп
накаливания,
начиная
от
комнатных,
автомобильных
и
заканчивая
лампочками
для
карманных
фонариков…

Некоторые
общие
рассуждения
по
сопротивлению
лампочек
накаливания

Безусловно, 
для
малых
значений
напряжения
(когда
приложенное
напряжение
ЗНАЧИТЕЛЬНО
отличается 
от
паспортного),
наши
формулы
будут
“подвирать”.

Например,
при
расчете
сопротивления
комнатной
лампочки
накаливания
95W
,
230V,
подключенной 
к
источнику
напряжения
1
вольт,
формула

дает
значение
сопротивления
нити
36,7171
ом.

Если
предположить,
что
мы
подали
на
лампу
напряжение
0,1
вольта,
то
расчетное
сопротивление 
нити
составит
11,611
ом…

Интуиция
подсказывает,
что
дело
обстоит
не
совсем
не
так,
а
скорее
совсем
не
так…

В
области
малых
напряжений
формула
будет
стабильно
“низить”
значение
расчетного
сопротивления
по
сравнению
с
фактическим, и
дело
тут
вот
в
чем…

В
рассматриваемой
концепции
неявно
предполагается,
что
хаотическое
движение
электронов
“ЗАМРЕТ”
при
отсутствии
внешнего
приложенного
напряжения.
Однако,
очевидно,
что
движение
электронов
не 
“замирает”
даже
в
отсутствие
приложенного
внешнего
напряжения
(если
лампа
просто
лежит
на
столе 
и
никуда
не
включена).

Хаотическое
движение
электронов
имеет
ТЕПЛОВУЮ
природу
и
обусловлено
ЕСТЕСТВЕННОЙ
ТЕМПЕРАТУРОЙ
нити
накаливания.

Этот
момент
формулой
не
учитывается
и
прямое
измерение
сопротивления
нити
прибором
неизбежно
покажет
отличие
измеренного
значения
сопротивления
против
расчетного.

Излучение
и
КПД
лампочки
накаливания

Прежде
чем
разобраться
с
вопросом
применимости
формулы
для
обсчета
режимов
“малого
напряжения”, 
следует
акцентировать
внимание
на
один
момент.

Лампочка
представляет
собой
почти
идеальный
преобразователь
электрической
мощности
в
лучистую 
энергию.

То
обстоятельство,
что
разработчики
лампочек
упорно
бьются
за
повышение
КПД
лампочки,
никоим 
образом
не
влияет
на
данное
утверждение.
Лампа
накаливания
–
идеальный
преобразователь
электрической
мощности
в
излучение.

Дело
в
том,
что
разработчики
стремятся
повысить
выход
СВЕТОВОЙ
энергии,
и
именно
в
этом
смысле 
вычисляют
КПД.
Разработчик
стремится
повысить
коэффициент
преобразования
электрической 
мощности
именно
в
СВЕТОВОЕ
излучение,
в
излучение,
находящееся
в
видимом
диапазоне.

Этот
КПД
у
лампочки
действительно
МАЛ.
Однако
лампочка
прекрасно
излучает
ВО
ВСЕМ
спектре
и
очень
много
в
инфракрасном
диапазоне,
там,
где
наш
глаз
не
видит.

Для
расчета
сугубо
электрических
параметров
нам
совершенно
не
важно,
В
КАКОМ
диапазоне
излучает
лампочка.
Нам
важно
лишь
помнить,
что
лампочка
ИЗЛУЧАЕТ
ВСЕГДА,
если
только
на
нее
подано
хоть
какое-то
(пусть
даже
самое
малое)
напряжение.
И
важно
помнить, что
подводимая
мощность
рассеивается
именно
в
форме
излучения.

Сколько
электрической
мощности
подано
на
лампу,
именно
ТАКАЯ
мощность
и
рассеется

в
форме
излучения.

Закон
сохранения
энергии
никто
не
отменял
и
второй
закон
термодинамики
тоже
никто
не
отменял.
А
значит,
сколько
прибыло
–
столько
и
убыть
должно.
И
убудет
именно
в
форме
излучения,
ибо
больше
энергии
деваться
просто
НЕКУДА
–
только
в
излучение.
Это
очень
важное
обстоятельство.

Конструктивно
нить
накаливания
представляет
собой
тонюсенькую
вольфрамовую
проволочку
диаметром
порядка
50
микрон
и
длиной
порядка
полуметра,
свернутую
в
в
спиральку
замысловатой
конфигурации.

Вакуум
в
колбе
исключает
возможность
конвекционного
теплообмена
–
ТОЛЬКО
ЧЕРЕЗ
ИЗЛУЧЕНИЕ.

Конечно,
какая
то
доля
тепла
уходит
через
усики
лампы,
на
которой
крепится
спиралька,
но
это
мизер.

Чтобы
наглядно
представить
себе
эту
малость,
можно
провести
аналогию.

Повторю,
сама
вольфрамовая
ниточка
–
аккурат
размером
с
волосок
из
косички
первоклассницы
50
см 
в
длину
и
50
микрон
в
диаметре.

Если
наглядно
увеличить
этот
волосок.…
это
как
если
мы
имеем
проводочек
диаметром
1
мм
и
длиной 
10
метров! Здравый
смысл
подсказывает,
что
охлаждаться
этот
проводок
вовсе
НЕ
путем
теплообмена
на
краях. Да,
что-то
уйдет
и
в
местах
контакта,
но
основная
мощность
рассеется
по
всей
длине
проводка.

Для
случая
спирали,
расположенной
в
вакууме,
вся
мощность
уйдет
В
ИЗЛУЧЕНИЕ
и
не
важно
в
каком 
диапазоне
спектра…

Важный
эксперимент
с
измерением
сопротивления
Омметром

Любой,
даже
самый
маленький
ток
БУДЕТ
оказывать
тепловое
воздействие
на
проводок,
НАГРЕВАЯ
его…

Измеряя
тестером
сопротивление
лампочки
мы…
пропускаем
через
нее
ТОК.
Ток
от
тестера
маленький,
но
он
ЕСТЬ.
Следовательно,
измеряя
сопротивление
нити,
мы
НАГРЕВАЕМ
нить
и,
как
следствие
этого,
меняем
значение
параметра
самим
фактом
измерения.

Грубо
говоря,
тестер
ТОЖЕ
ВРЕТ.
Тестер
показывает
НЕ
ИСТИННОЕ
значение
сопротивления
спирали.

Для
того
чтобы
убедиться
в
этом
обстоятельстве,
можно
проделать
несложный
эксперимент.
Это
доступно
любому.

Можно
ОДНИМ
И
ТЕМ
ЖЕ
тестером
отобрать
две
лампочки
с
одинаковыми
(близкими)
значениями
“холодного”
сопротивления
нити,
и
измерить
сопротивление
ДВУХ
лампочек
сначала
каждую
порознь,
а
потом
соединенных
последовательно.

Неоднократные
измерения
показывают,
что
сумма
сопротивлений,
измеренных
порознь,
НЕ
СОВПАДАЕТ
с
суммарным
сопротивлением
последовательного
включения…

Еще
раз.

Мы
измеряем
сопротивления
лампочек
порознь.

Затем
мы
измеряем
сопротивление
последовательного
включения.

И
мы 
УСТОЙЧИВО
наблюдаем,
что
сумма
сопротивлений
измеренных
“по
одиночке”
оказывается
БОЛЬШЕ
чем
суммарное
сопротивление
лампочек,
включенных
последовательно.

Прибор
один
и
тот
же,
диапазон
измерения
не
переключался,
так
что
методические
погрешности
измерения
исключаются.

И
все
становится
ПОНЯТНО.

Последовательное
сопротивление
двух
спиралей
УМЕНЬШАЕТ
ток 
от
тестера,
и
нити
нагреваются
меньше.

А
когда
мы
меряем
лампочки
порознь,
то
ток
измерения
больше
и
соответственно
увеличиваются
показания
прибора
за
счет
пусть
даже
небольшого,
но
УВЕЛИЧЕНИЯ
температуры
нитей
вследствие
нагрева
в
процессе
измерения…

Раньше
(четверть
века
назад,
когда
еще
цифровые
тестеры
были
экзотикой)
было
невозможно
стрелочным
индикатором
уловить
эту
разницу.
Сейчас
в
любом
доме
имеется 
китайский
цифровой
тестер
и
любой
человек,
может
проделать
этот
несложный
эксперимент.

Разница
в
сопротивлениях
невелика,
но
разница
ОЧЕВИДНА,
что
исключает
даже
намек
на
возможную
некорректность
опыта.

Я
подключил
лампочки,
подключил
тестер
и
сфотографировал
результаты
таких
экспериментов.
На
фотографиях
прекрасно
видно,
что
тестер
показывает
пониженное
сопротивление
лампочек,
включенных
последовательно.

На
фотографиях
для
бытовых
лампочек
60
Ватт
220
Вольт
сумма
сопротивлений,
измеренных
порознь: 
72,0 
+  
65,2  
= 
137,2
ом.

Однако,
измеряя
сопротивление
последовательно,
прибор
“низит”
показание 
до
136,8
ом!

Аналогичная
картина
наблюдается
для
гирляндных
лампочек:

Вывод.
Расчетная
формула
показывает
ЗАНИЖЕННОЕ
значение
сопротивления
“холодной”
спирали.

Измерение
тестером
показывает
ЗАВЫШЕННОЕ
сопротивление
“холодной”
спирали.

Возникает
естественная
мысль
–
Как
страшно
жить!!!
Кому
верить?

смеюсь

Попробуем
разобраться
в
этом
вопросе…

Мощность
излучения
по
отношению
к
окружающему
фону

Оценим
мощность
излучения
лампы,
соответствующую
температуре
окружающего
фона.

Известно,
что
постоянная
Стефана-Больцмана 
σ
=
5,670373·10^-8 ,
тогда
мощность
излучения
с
квадратного
метра

Р
=
σ
SТ⁴

В
качестве
произвольного
оценочного
значения
примем
диаметр
спирали
40
микрон,
а
длину
50
см. Температура
нормальных
условий
293К
(20С). Подставив
эти
данные
в
формулу
Стефана-Больцмана,
получим
мощность
излучения
при
температуре
0,026258
Ватт.

Для
интереса
вычислим
мощность
при
некоторых
различных
температурах
окружающей
среды:

Минус
40  
(233К)        
                    
0,0105
Ватт

Минус
20  
(253К)                            
0,0146
Ватт

Нуль          
(273К) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0,0198
Ватт

Плюс
20    
(293К) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0,026258
Ватт
(норм.условия)

Плюс
40    
(313К)                            
0,0342
Ватт

Для
курьеза
можно
привести
расчет
излучения
лампы,
когда
температура
окружающей
среды
равна
2300К:

Р
= 
99,7
Ватт.

Что
вобщем
неплохо
согласуется
с
реальным
положением
вещей
–
лампа,
расчитанная
на
100
ватт
нагревается
до
температуры
2300К.

Можно
с
высокой
долей
уверенности
заявить,
что
данная
геометрия
спирали
соответствует 
«стоваттной»
лампочке,
рассчитанной
на
220
вольт.

А
теперь
пересчитаем
эти
величины
мощностей
к
«приведенному»
напряжению.
Как
если
бы
температура
окружающей
среды
соответствовала
Абсолютному
Нулю,
а
к
лампе
было
приложено
некоторое
напряжение,
нагревающее
спираль.

Для
пересчета
используем
полученное
соотношение
что
напряжения
и
мощности
соответствуют
степеням
«три»
и
«два».

темпер, К	напряжение, В
233	0,489665457
253	0,609918399
273	0,747109176
293	0,902119352
313	1,075809178

Из
таблицы
видно,
что
“токовая”
мощность
лампочки
при
напряжении 
на
ней
0,902…Вольт
нагревает
спираль
до
температуры
293К. Аналогично,
“токовая”
мощность
при
напряжении
1,0758
Вольт
нагреет
спираль
до
температуры
313К
(на
20
градусов
выше).

Повторю
еще
раз,
это
при
условии,
что
температура
окружающей
среды
равна
Абсолютному
Нулю.

Вывод.
Весьма
малое
изменение
напряжения
оказывает
значительное
влияние
на
температуру
нити.
Изменили
напряжение
на
каких
то
семнадцать
сотых
Вольта
(1,0758
–
0,902
=
0,1738)
а
температура
возросла
на
20
градусов.

Эти
расчеты 
весьма
условны,
но
в
качестве
ОЦЕНОЧНЫХ
величин
их
можно
использовать.

Оценка
естественно
очень
грубая,
ибо
закон
Стефана-Больцмана
описывает
излучение
«идеального»
излучателя
–
абсолютно
черного
тела
(АЧТ),
а
спираль
весьма
отличается
от
АЧТ,
но,
тем
не
менее,
получили
«цифирь»
весьма
правдоподобную…

Из
экселовской
таблички
видно,
что
уже
при
напряжении
на
лампе
1
вольт,
температура
спирали
будет
40
градусов
по
Цельсию. Приложим
больше,
будет
больше.

Напрашивается
естественный
вывод,
что
при
напржении
10-15
вольт
нить
будет
достаточно
горячая,
хотя
визуально
это
не
будет
видно.

На
глаз
нить
будет
казаться
«ЧЕРНОЙ»
(холодной)
вплоть
до
температур
600
градусов
(начало
излучения
в
видимом
диапазоне).

Желающие
«погонять
цифирь»
могут
это
сделать
самостоятельно,
используя
формулу
Стефана-
Больцмана.

Результаты
будут
условными,
ввиду
того
что
(как
было
сказано
выше)
спираль
имеет
некоторое
альбедо
и
не
соответствует
излучателю
АЧТ, НО(!) 
оценка
температур
будет
вполне
достоверной…

Повторю
–
именно
ОЦЕНКА. Нить
начинает
светиться
примерно
с
20
вольт.

Дополнительно
хотел
бы
обратить
внимание
на
разброс
параметров
лампочек.

На
фотографии
с
тестером,
маленькие
лампочки
(гирляндные)
были
мной
отобраны
и
откалиброваны
весьма
тщательно.
Для
разных
измерительных
целей
и
опытов.
Потому
то
они
и
показывают
одинаковое
сопротивление,
что
называется
«пуля
в
пулю».

А
вот
большие
лампочки,
я
их
просто
принес
из
магазина,
не
отбирая
по
параметрам
и
хорошо
видно,
что
разброс
магазинных
лампочек
наблюдается
в
весьма
широком
диапазоне.
Вплоть
до
10%.

Это
обстоятельство
дополнительно
указывает,
что
погрешности
расчета
оказываются
МЕНЬШЕ
чем
реальный
разброс
лампочек.

Некоторые
дополнительные
формулы

Выше
я
вывел
формулу,
что
для
любой
лампочки
отношение
куба
напряжения
к
квадрату
мощности
–
есть
величина
постоянная
.

Исключительно
в
целях
удобства
предлагаю
представить
эту
константу
в
виде
квадрата
некоторой
величины. 
Назовем
ее
параметром
S
и
перепишем
главную
формулу

Удобства
предлагаемой
методики
просматриваются
вот
в
каком
аспекте.
Поскольку
параметр
S
оказывается
неизменным
в
широком
диапазоне
напряжений,
то
открывается
возможность
обсчитывать
схемы
из
лампочек,
скомбинированных
произвольным
образом.

Для
этого
будет
полезен
ряд
формул,
которые
легко
выводятся
самостоятельно.

Для
последовательного
и
параллельного
сопротивления
можно
использовать
формулы:

Схема 
с
балластным
сопротивлением

Для
случая,
когда
лампа
включается
последовательно
с
балластным
резистором,
для
расчета
напряжение
на
ней
необходимо
решить
простенькое
квадратное
уравнение
приведенного
вида:

U 
+
(
Rрезист
/
Sлампы)
*
корень(U) 
= 
U
питания.

На
рисунке
представлен
порядок
вывода
формулы
для
случая,
когда
лампа
последовательно
соединена
с
балластным
сопротивлением. Ток
через
лампу
и
через
сопротивление
одинаков.

Выражения
для
токов
приравниваются. Небольшие
алгебраические
преобразования.  И
получается
окончательное
квадратное
уровнение
относительно
неизвестного
Us.

Из
рисунка
понятно,
что
Us
это
напряжение
на
лампе.

От
Администратора
блога.

Эта
статья
участвует
в
Конкурсе
статей
лета
2018
г.
Подведение
итогов
(ориентировочно)
–
в
июне
2018.
Подписывайтесь
на
получение
новых
статей
и
вступайте
в
группу
ВК,
там
новостей
всегда
больше,
чем
на
блоге!

Массовая замена ламп накаливания на светодиодные обусловлена экономической выгодой такого решения. Светоизлучающие диоды (Light Emitting Diode – LED) обеспечивают высокую световую отдачу (до 150 лм/Вт) при значительно меньшем энергопотреблении.
Ватты ламп накаливания и светодиодных отличаются в насколько раз: у ламп накаливания это 40 Вт, 60 Вт, 100 Вт, а в светодиодных ламп – 7 Вт, 9 Вт, 15 Вт, и бывает сложно разобраться, какое между ними правильное соотношение.

Мы расскажем, как выбрать светодиодную лампу по мощности – после прочтения статьи пересчет станет вам понятен, и вы сможете самостоятельно рассчитать, какая мощность светодиодной лампы подойдет для кафе, дачи, офиса, помещений производственного или административного здания.

Простой расчет необходимой мощности светового потока LED-ламп

В этой формуле есть погрешность, но в первом приближении она даст вам примерную информацию, какой мощности светодиодная лампочка вам нужна. Дочитав статью до конца, вы поймете, с чем связана эта погрешность, и почему любой пересчет будет приблизительным.
1. Мощность светового потока – измеряется в люменах (Лм). Эта величина обозначает, насколько ярко светит лампочка.
2. Потребляемая мощность – измеряется в ваттах (Вт). Эта величина означает, сколько электроэнергии лампочка потребляет из сети.

При замене лампочек накаливания на светодиодные выбирается лампа с примерно такой же мощностью светового потока (в люменах, Лм), чтобы уровень освещенности после замены не ухудшился. А потребляемая из розетки электрическая мощность (в ваттах, Вт) при этом станет в несколько раз ниже.

Факторы, из-за которых пересчет будет неточным:
1. Мощность светового потока у близких по характеристикам моделей ламп накаливания и светодиодных всегда отличается друг от друга, в большую или меньшую сторону.
2. Показатели световой мощности или светового потока, указанные в характеристиках светодиодных ламп, верны только для качественных лампочек. У дешевой низкокачественной продукции эти цифры далеки от реальности.

Соотношение световой мощности в ваттах ламп накаливания и светодиодных

Простая методика пересчета мощности светодиодных ламп на лампочки накаливания при замене выглядит так:

1. Найти в технических характеристиках старой лампы накаливания её мощность светового потока. Например, для лампочки накаливания 60 Вт она составляет 615 лм (значение может отличаться у разных производителей).

2. Посмотреть мощности светового потока у моделей светодиодных ламп с подходящим цоколем Е27 или Е14 (показатели светового потока также могут отличаться у лампочек разных производителей).

• У светодиодной лампы мощностью 7 Вт мощность светового потока составляет 600 лм.
• Мощностью 9 Вт – 720 лм.
• Мощностью 10 Вт – 750 лм.

3. Выбираем светодиодную лампу с мощностью светового потока, близкой к требуемой. В данном случае, с некоторым запасом, нам подойдут светодиодные лампочки с потребляемой мощностью 8 Вт или 9 Вт.

• У светодиодной лампочки 15 Вт мощность светового потока равна 1350 лм.
• У светодиодной лампочки 20 Вт мощность светового потока – 1600 лм.

В итоге на замену лампы накаливания 100 Вт подойдет светодиодная лампочка мощностью 15 Вт.

Если же рассмотреть соответствие по световому потоку со стороны светодиодных ламп, то мы получим:

• Светодиодная лампа 7 ватт соответствует лампочке накаливания мощностью 40 Вт.
• Светодиодная лампа 10 вт соответствует лампочке накаливания 60 Вт (но дает больший световой поток 750 лм против 615 лм у лампочки накаливания).
• Светодиодная лампа 15 ватт соответствует лампе накаливания 100 Вт.

Для удобства выбора все варианты сведены в таблицу соответствия мощности светодиодных ламп лампам накаливания.

Таблица соответствия мощности светодиодных ламп и накаливания

№	Лампы накаливания	Светодиодные лампы
Потребляемая мощность (Вт)	Мощность светового потока (лм)	Потребляемая мощность (Вт)	Мощность светового потока (лм)
1	25	300	360	4
2	40	580	600	7
3	60	615	720	9
4	75	935	990	11
5	95	1250	1150	13
6	100	1360	1350	15
7	150	2150	2700	30
8	200	2950	4700	50

В таблице приведены показатели мощности светового потока ламп, представленных в розничной сети. Рекомендуется уточнять эти показатели по техническим характеристикам производителя ламп, которые вы используете или собираетесь покупать.

Рассмотрим пару примеров подбора мощности светодиодных ламп по этой таблице.

Лампа накаливания мощностью 75 Вт обеспечивает световой поток 935 лм. В соответствии с таблицей, ближе всего по яркости будет LED-лампа мощностью 11 Вт, дающая световой поток 990 лм.
Для подбора замены лампе накаливания мощностью 100 Вт определяем её световой поток: он равен 1360 лм. Ищем светодиодную лампу с аналогичной мощностью светового потока: LED-лампа, дающая световой поток 1350 лм, имеет потребляемую мощность 15 Вт.

Световая отдача и отличия принципа работы ламп накаливания и светодиодных

Как можно заметить, лампы накаливания при близкой яркости, то есть, мощности светового потока, потребляют больше энергии. Отношение потребляемой мощности к мощности светового потока называется световой отдачей, которая измеряется в Вт/лм (ватты на люмен).

Зачем нужна замена ламп накаливания на светодиодные

Основные причины, по которым лампы накаливания заменяют на светодиодные:

• экономия электроэнергии: светодиодные лампы потребляют в несколько раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания.
• срок службы и частоты замены: у светодиодных ламп гораздо больше срок службы, и их можно не так часто менять:
  ­ — лампочки накаливания – до 1000 часов,
  ­ — светодиодные лампочки – 20000-50000 часов.

Срок службы ламп может отличаться у конкретных производителей в зависимости от качества используемых компонентов и производства.
Более подробно преимущества и недостатки светодиодного освещения рассмотрены в этой статье.

Надеемся, что из этой статьи вы узнали, как рассчитать мощность светодиодных ламп при замене ламп накаливания. Если у вас остались вопросы по выбору или использованию светодиодных ламп – звоните: +7 (495) 989-48-41.

Вас также может заинтересовать:

	Как подключить дюралайт — особенности монтажа
	Как сделать светодиодное наружное освещение дачного участка загородного дома
	Советы по выбору световых фигур для улицы, парка, сада, дачи, квартиры
	Как сделать подсветку деревьев в саду своими руками
	Подключение и монтаж гибкого неона

Скачать материал

Скачать материал

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Сравнение светодиодных ламп и ламп накаливания Выполнил: Щербинин Павел, ученик 2 «В» класса МОБУ СОШ №5 Руководитель: Семёнова С.К.

• 

  2 слайд

  Актуальность: при выборе ламп для своих светильников, мы сталкиваемся с вопросом – какую лампу предпочесть: традиционную или современную? Для того, чтобы выбор был осознанным, мы решили провести исследование и сравнить основные параметры лампы накаливания и светодиодной лампы.

• 

  3 слайд

  Объект исследования – источники искусственного света. Предмет исследования – характеристики светодиодных ламп и ламп накаливания.

• 

  4 слайд

  Цель – определить преимущества и недостатки светодиодных ламп и ламп накаливания.

• 

  5 слайд

  Задачи: — изучение истории изобретения и физических принципов работы светодиодных ламп и ламп накаливания; — выбор характеристик для сравнения ламп; — сравнение светодиодных ламп и ламп накаливания; — выводы по результатам исследования. Гипотеза исследования – светодиодные лампы экономнее и эффективнее, чем лампы накаливания.

• 

  6 слайд

  История изобретения ламп накаливания Томас Эдисон в 1878 году создал надежную, долговечную и недорогую лампочку, а, кроме того, наладил ее производство.

• 

  7 слайд

  Устройство лампы накаливания

• 

  8 слайд

  История изобретения светодиодных ламп Над созданием светодиодных ламп работали такие ученые, как Х.Д. Раунд, О.В. Лосев, К. Леговец, В. Шокли, Ж.И. Алфёров, С. Накамура и др.

• 

  9 слайд

  Устройство светодиодной лампы и светодиода

• 

  10 слайд

  Таблица 1. Соотношение между яркостью свечения и потребляемой мощностью светодиодных ламп и ламп накаливания. Мощность лампы накаливания, ВтМощность светодиодной лампы, ВтСветовой поток, Лм 202-3250 404-5400 608-10700 7510-12900 10012-151200 15018-201800 20025-302500

• 

  11 слайд

  Схемы, с использованием деталей из электронного конструктора «Знаток» и отдельных элементов Схема со светодиодной лампой Схема с лампой накаливания

• 

  12 слайд

  Процесс измерения тока

• 

  13 слайд

  Процесс измерения напряжения

• 

  14 слайд

  Формула мощности P=I*U P – потребляемая мощность; I – ток, протекающий через элемент (лампу или светодиод); U – напряжение, падающее на элементе (лампе или светодиоде). Результаты контроля мощности Источник светаТок (I), мAНапряжение (U), ВПотребляемая мощность, (мВт) Лампа накаливания180,61,82327 Светодиод3,62,810

• 

  15 слайд

  Сравнение ламп по их рабочей температуре Процесс измерения температуры Результаты измерения температуры Источник светаТемпература в комнате, 0СТемпература источника света, 0СНагрев, 0С Лампа накаливания22,1228,376,25 Светодиод22,3122,340,03

• 

  16 слайд

  Сравнение источников света ХарактеристикаЛампа накаливанияСветодиодная лампа Низкая цена10 Отсутствие пускорегулирующей аппаратуры10 Низкая потребляемая мощность01 Мгновенное зажигание и перезажигание11 Невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения10 Отсутствие токсичных компонентов11 Возможность использования регуляторов яркости11 Не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к конденсату10 Непрерывный спектр излучения11 Приятный и привычный в быту спектр10 Высокая световая отдача01 Высокий срок службы01 Прочность, нечувствительность к удару и вибрации01 Невысокая температура рабочих элементов01 Итого99

• 

  17 слайд

  Вывод: В результате проведенных исследований наша гипотеза подтвердилась: светодиодные лампы значительно эффективнее ламп накаливания. Таким образом, можно передоложить, что в будущем будет использоваться все больше осветительных приборов с использованием светодиодов.

• 

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

6 265 288 материалов в базе

• Выберите категорию:

• Выберите учебник и тему

• Выберите класс:

• Тип материала:

  • Все материалы

  • Статьи

  • Научные работы

  • Видеоуроки

  • Презентации

  • Конспекты

  • Тесты

  • Рабочие программы

  • Другие методич. материалы

Найти материалы

Вам будут интересны эти курсы:

• Курс повышения квалификации «Роль педагога в реализации концепции патриотического воспитания школьников в образовательном процессе в свете ФГОС»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация образовательного процесса для обучающихся с ограниченными возможностями здоровья»

• Курс профессиональной переподготовки «Методика организации образовательного процесса в начальном общем образовании»

• Курс повышения квалификации «Организация проектно-исследовательской деятельности учащихся в рамках реализации ФГОС»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация деятельности педагога-воспитателя группы продленного дня»

• Курс повышения квалификации «Сопровождение детского отдыха: от вожатого до руководителя детского лагеря»

• Курс повышения квалификации «Тайм-менеджмент — персональная эффективность преподавателя»

• Курс профессиональной переподготовки «Организация инклюзивного обучения в сфере образования»

• Курс повышения квалификации «Теория и практика инклюзивного обучения в образовательной организации в условиях реализации ФГОС»

• Курс повышения квалификации «Видеотехнологии и мультипликация в начальной школе»

• Курс повышения квалификации «Методика преподавания курса «Шахматы» в общеобразовательных организациях в рамках ФГОС НОО»

• Курс повышения квалификации «Методы интерактивного обучения»

• Курс профессиональной переподготовки «Теория и методика преподавания в начальных классах компенсирующего и коррекционно-развивающего вида»