Оцениваем эффективность применения диммера для ламп накаливания

Проверенные временем лампы накаливания были преданы в нашей стране анафеме, но, несмотря на преобладание в ассортименте магазинов электротоваров «экономных» источников света, они все еще есть на прилавках и пользуются устойчивым спросом.

Конечно же, их конструкция, за почти сотню лет своего существования практически не претерпевшая изменений, кому-то может показаться архаичной и вызвать желание заняться модернизацией, чтобы они меньше потребляли электричества, реже перегорали и, вообще, вели себя «по-современному». Есть ли для этого возможности? Да, есть.

Один из способов осовременить «старушку» лампу накаливания – включить в цепь ее питания особый управляющий прибор – диммер. Этот англицизм происходит от слова «затемнять», а прибор занимается тем, что плавно уменьшает яркость свечения лампы.

Содержание

1 Как можно регулировать яркость ламп накаливания?
2 Автоколебания – что это?
3 Плюсы и минусы регуляторов яркости ламп накаливания
4 Какие бывают диммеры
5 Пример регулирования яркости лампы с помощью диммера на видео

Как можно регулировать яркость ламп накаливания?

Чтобы по своим техническим характеристикам лампа накаливания уменьшила яркость свечения, надо уменьшить величину подаваемого на нее напряжения. Сделать это можно двумя способами:

рассеять электрическую энергию на подходе к лампе;

использовать питающее напряжение для запуска регулируемого прибора.

Рассеять электрическую энергию и не дать ей в полной мере дойти до лампы можно обычным реостатом. Таких миниатюрных приборов было немало в ламповых, да и полупроводниковых телевизорах, где они занимались различными регулировками. Например, звука. Если номинал небольшого реостата рассчитан на 220 вольт, то он без проблем погасит любую энергию от бытовой сети. Вопрос только в том, что при этом он сильно нагреется, ведь закон сохранения энергии еще никто не отменял.

Степень нагрева можно уменьшить, если использовать реостат больших размеров, например, балластный бытовой трансформатор, который включают в цепь питания электроприбора для компенсации временных бросков напряжения. Наличие у каждого выключателя большого трансформатора – это не слишком эстетичное решение. Кроме того, рассеивание энергии не решает главной задачи – ее экономии. При включенном реостате, даже если лампочка светит вполнакала, счетчик будет крутиться с той же скоростью.

Чтобы электрическую энергию можно было реально сэкономить, надо между лампочкой и выключателем поставить прибор, питающийся от сети, выходная мощность которого может регулироваться. Им может быть генератор автоколебаний, поскольку нить накаливания в лампе не различает тонкостей происхождения тока, ей главное – чтобы он был переменным.

Автоколебания – что это?

В радио- и электротехнике существует ряд схемных решений, которые позволяют менять направление выходного тока. Эти изменения направлений могут продолжаться до тех пор, пока на входе прибора существует питающее напряжение. Поэтому они называются автоколебаниями.

Если к выходу генератора автоколебаний подключить осциллограф, то на его экране вы увидите нечто, похожее на синусоиду. При внешней схожести с тем, что выдает генератор электрического тока, эти колебания имеют совершенно другую природу. По факту – это череда импульсов, меняющих знак.

Электротехнические приборы достаточно грубы, не отличают череды импульсов от синусоиды и прекрасно на них работают. Ярким примером такого «обмана» являются широко распространенные в последнее время сварочные инверторы, использующие автоколебания высокой частоты, за счет чего трансформатор прибора удалось уменьшить в несколько раз.

Вот такой генератор автоколебаний (только гораздо меньших размеров), выдающий череду импульсов с частотой 50 Гц, включается в цепь питания лампой накаливания. При создании схемы диммера для лампы накаливания используют современные полупроводниковые приборы – тиристоры, динисторы и симисторы. Они позволяют наиболее просто управлять моментами отпирания и запирания, изменяя тем самым направления тока в цепи и генерируя автоколебания. Однако существуют генераторы автоколебаний на транзисторе, в основе которых лежит пара мощных полевых элементов. Также используют схему плавного включения ламп накаливания через блок защиты.

Плюсы и минусы регуляторов яркости ламп накаливания

Каждый прибор или устройство обладают суммой достоинств и недостатков, имеют их и диммеры ламп накаливания.

Главным, но, пожалуй, единственным достоинством этого прибора является то, что он позволяет регулировать яркость свечения, не вызывая побочного нагрева. Позволяет ли диммер существенно сэкономить электрическую энергию и увеличить срок службы лампы? Судите сами:

для работы генератора автоколебаний переменный ток превращается в постоянный (на его входе стоит диодный мост), поэтому суммарный КПД устройства оказывается еще ниже, чем обычной лампы;
лампа накаливания при работе вне номинала напряжения также имеет более низкий КПД;
если начальное напряжение прибора более 30 процентов от номинальных 220 вольт, то начальный бросок тока при включении почти такой же, как и при работе от обычной сети.

Думается, что при таких условиях использование диммера является чисто эстетической прихотью.

Череда импульсов, выдаваемая диммером, является источником радиопомех. И чем короче импульс или выше частота их следования, тем шире спектр дополнительных гармоник. Это физический закон и изменить его нельзя. Для компенсации этой неприятности в состав схемы прибора вводят LC фильтры (катушки с конденсаторами). Если в схему подключения диммера добавляются лампы большой мощности, имеющие длинную нить накаливания, то при минимальном напряжении они могут начать «петь» – именно из-за дополнительных гармоник.

Диммеры ламп накаливания категорически нельзя подсоединять в цепи питания компьютеров, телевизоров, радиоприемников, в схему включения люминесцентных ламп, электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА). Вообще, если у вас в цепь управления осветительным прибором включен «затемнитель», при покупке ламп стоит обращать внимание на то, может ли она быть подвергнута диммированию.

Какие бывают диммеры

Несмотря на все недостатки этих приборов, они достаточно широко применяются. Во-первых, потому что какая-то экономия от их использования всё же наличествует, во-вторых, нельзя списывать со счетов и эстетический эффект.

Для потребителя, незнакомого с электротехникой, главным различием этих приборов является способ управления. Наиболее простые модели имеют ручку регулятора, расположенную на корпусе диммера. Если кому-то не нравится ручка, то есть модели с сенсорным управлением.

Самые дорогие из них имеют дистанционное управление – например, от пульта, похожего на «лентяйку», управляющую телевизором. По принципу действия такие пульты различаются на работающие по радио- или инфракрасному каналу. Наиболее экзотические диммеры срабатывают от голоса, присутствия в помещении человека – управление с помощью разомкнутого емкостного контура или датчиков тепла.

В настоящее время многие ведущие производители электротехнической техники, такие как Schneider Electric, Feller, OSRAM и другие, начали выпуск диммеров не только для ламп накаливания, но и светодиодных, а также люминесцентных источников света.

Пример регулирования яркости лампы с помощью диммера на видео