Найти тему

Почему лампа накаливания мерцает с частотой 100 Гц?

Читая некоторые статьи и комментарии к ним, обнаружил, что даже сейчас, при наличии обязательного образования, доступа к интернету и измерительному оборудованию, многие люди не только придерживаются псевдонаучных мифов о лампочках, но и готовы со всеми спорить, отстаивая ложную информацию. Частенько они не верят даже скриншотам измерений.

В статье перечислю основные мифы и предоставлю научные факты с опровержениями.

Миф №1: лампы накаливания не мерцают. Обычно приверженцы этого мифа объясняют, что нить накала обладает тепловой инерционностью и не успевает охлаждаться, поэтому имеет коэффициент пульсации 0%.

Опровержение. Нить накала успевает частично охлаждаться, а этого достаточно для пульсирующего изменения яркости. Самый простой способ проверки - камера смартфона с отключённым подавлением пульсаций. Коэффициент пульсации ЛН от 4,5% у лампы 300 Вт, до 32% у лампы 25 Вт.

Чем толще нить накала, тем меньше пульсации. По ссылке много протестированных ламп накаливания, отсортированных по уменьшению Кп.

Миф №2: лампы накаливания пульсируют с частотой 50 Гц. Очень распространённое мнение, якобы, если переменный ток имеет частоту 50 Гц, то и лампа должна мерцать с такой же частотой. Второе обоснование построено на ошибочном мнении, что глаз может видеть пульсации не выше 25 Гц, а люди видят пульсацию ЛН, включённой через диод, значит без диода частота пульсации в 2 раза выше видимой и равна 50 Гц :)

Опровержение. Достаточно понимать, что представляет из себя переменный ток. Его полный цикл за 1 секунду имеет 50 периодов, в каждом из которых 2-е полуволны (положительная и отрицательная), т.е. всего 100 полуволн в секунду. От каждой из них лампа светит, что соответствует частоте пульсации ЛН 100 Гц. Измерение:

Ссылка с обсуждением частоты пульсации ЛН на техническом форуме. Видео с объяснением. А через диод частота мерцания лампы накаливания 50 Гц, и она вполне заметна глазами.

Миф №3: светодиодные лампы излучают ультрафиолет. Авторы этого мифа знают, как работает люминесцентная лампа, и без изучения вопроса мысленно "переносят" её устройство на устройство белого светодиода.

Опровержение. На самом деле белые светодиоды основаны на кристаллах, излучающих синий свет (реже фиолетовый - в дорогих лампах с высоким индексом цветопередачи). Для проверки достаточно посмотреть на любой светодиодный спектр с сайта ламптест, например:

Видно, что синий пик от светодиода накачки люминофора не пересекает 400 нм - условную границу видимого света. А ещё можно снять люминофор и увидеть глазами, что кристалл светит синим. Если продолжить просмотр видео, то там будет подтверждение прибором, что УФ отсутствует.

Миф №4: лампы накаливания и КЛЛ не излучают ультрафиолет. Сторонники мифа говорят, что УФ в этих лампах не может выйти наружу, потому что стекло колбы не пропускает ультрафиолет.

Опровержение. В реальности обычное стекло пропускает целый диапазон А ультрафиолета: 400-315 нм. Доказательства здесь. Этого вполне достаточно, чтобы от лампы накаливания пропустить ближний УФ, примерно 400-365 нм, а от КЛЛ пропустить ртутную линию 365,0153 нм. Подтвердить можно соответствующими спектрами с сайтов, самостоятельным измерением, используя УФ светодиод в качестве датчика ультрафиолета и мультиметр,

просмотром видео, где УФ от КЛЛ измеряется прибором (измерение УФ от ЛН было в предыдущем видео). Удалось даже подсветить невидимую надпись на паспорте, освещая её лампой накаливания через фильтр, снижающий видимый свет.

Миф №5: светодиодные лампы имеют линейчатый спектр. У некоторых людей сильна память о люминесцентных лампах, и они приписывают их особенности светодиодным лампам, либо видели только спектр RGB LED.

Опровержение. Все белые люминофорные светодиоды имеют непрерывный спектр, иногда с одним частичным провалом в области голубого света. Можно проверить, собрав простой спектроскоп.

Непрерывный спектр белого люминофорного светодиода на основе синего кристалла
Непрерывный спектр белого люминофорного светодиода на основе синего кристалла

Миф №6: лампы накаливания и люминесцентные не экономят энергию, как это обещают изготовители, и имею завышенную мощность. Ссылаются на личные измерения мощности.

Опровержение. При подробном рассмотрении выясняется, что измерения мощности проводились мультиметром без учёта коэффициента мощности, а это ошибочно. Эта тема о правильных измерениях полной, активной, реактивной мощностях и коэффициенте мощности подробно рассматривается в двух статьях по ссылкам: 1 и 2.

Миф №7: все светодиодные лампы мерцают, потому что люминофор белых светодиодов не может сгладить пульсации 100 Гц.

Опровержение. Люминофор действительно не способен сгладить даже высокочастотные пульсации 96 кГц, но в лампах установлены сглаживающие конденсаторы, которые успешно снижают Кп до <1%. Правда это не означает, что любая светодиодная лампа не будет мерцать.