Почему лампа накаливания мерцает с частотой 100 Гц?

19 January
944 full reads
3 min.
1,1k story viewsUnique page visitors
944 read the story to the endThat's 79% of the total page views
3 minutes — average reading time

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 смотреть дальше это видео, то там будет подтверждение прибором, что УФ нет.

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

На экране мультиметра уровень ультрафиолета от лампы накаливания

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
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.