Żarówka LED E40: budowa, parametry, zakres zastosowania

Diody LED systematycznie wypierają z użytku nie tylko żarówki domowe, ale także przemysłowe urządzenia oświetleniowe. Chęć oszczędzania skłania przedsiębiorców i władze samorządowe do poszukiwania mniej energochłonnych rozwiązań.

Doskonałym rozwiązaniem do oświetlania dużych powierzchni jest lampa LED E40, której konstrukcja jest kompatybilna z wieloma eksploatowanymi oprawami.

W tym materiale omówimy budowę lamp LED, ich rodzaje oraz zakres zastosowań.

Budowa lampy LED

Dzięki dużej średnicy trzonka lampa LED E40 bez problemu mieści w sobie wiele komponentów elektronicznych. Zwiększona objętość obudowy pozwala na równomierne rozprowadzanie ciepła, zapobiegając przegrzaniu produktu.

Dzięki swoim cechom konstrukcyjnym lampa LED E40 zyskuje również wiele innych zalet.

Ogólne elementy konstrukcyjne

Lampy LED E40 mogą znacznie różnić się wyglądem. Łączy je jedynie typ gwintowanego trzonka o średnicy 40 mm. Pomimo różnic zewnętrznych, konstrukcja tych żarówek ma cechy wspólne.

Bardziej preferowane są jednolite, otwarte radiatory, które bezpośrednio przekazują energię cieplną z nagrzanej płytki drukowanej do otaczającego powietrza

Ich główne elementy składowe są następujące:

1. Dyfuzor. Jest to matowa, przestrzenna osłona z tworzywa sztucznego umieszczona wokół diod LED. Zapewnia maksymalnie równomierne rozproszenie światła na całym obwodzie lampy.
2. Kryształy LED, które są bezpośrednimi emiterami światła. Znajdują się na płytce drukowanej i mogą być trzech rodzajów: SMD, COB, Filament.
3. Płytka drukowana. Ma postać przewodzącej ciepło metalowej płytki, która ułatwia przekazywanie ciepła z pracujących kryształów LED do radiatora.
4. Radiator aluminiowy lub metalowo-plastikowy. Znajduje się zazwyczaj między trzonkiem a bańką, ma żebrowaną konstrukcję mającą na celu zwiększenie powierzchni odprowadzania ciepła żarówki.
5. Sterownik. Jest to układ scalony zapewniający obniżone napięcie i stały prąd dla diod LED. Wysokiej jakości sterownik nie powinien powodować migotania lampy podczas jej pracy.
6. Dielektryczna wkładka z tworzywa sztucznego lub ceramiki, która oddziela znajdujący się pod napięciem trzonek od pozostałych elementów konstrukcyjnych żarówki LED.
7. Metalowy trzonek gwintowany E40 o średnicy 40 mm. Służy on do mocowania lampy w oprawie i zapewnia przesył prądu z oprawki do sterownika.

Jeśli trzonek żarówki LED typu E40 jest zawsze taki sam, to zewnętrzny kształt bańki i radiatora może się znacznie różnić.

Mocny emitujący światło kryształ generuje dużo ciepła odpadowego. Aby utrzymać akceptowalną temperaturę roboczą wewnątrz obudowy takich lamp, konieczny jest radiator o dużej powierzchni.

Dlatego rozmiary i kształt urządzeń LED są w dużej mierze podyktowane ich mocą i innymi parametrami technicznymi.

Charakterystyka trzonka Edisona

Litera E w oznaczeniu trzonka gwintowanego zawdzięcza swoje pochodzenie wynalazcy lamp Thomasowi Edisonowi, który opatentował to rozwiązanie inżynieryjne ponad 100 lat temu.

Jego konstrukcja nie zmieniła się przez stulecie dzięki szeregowi zalet:

• prostota i wytrzymałość montażu;
• duża powierzchnia styku z wewnętrzną powierzchnią oprawki;
• łatwość produkcji;
• możliwość montażu dodatkowych elementów wewnątrz trzonka.

Najbardziej rozpowszechnionymi formatami trzonków gwintowanych są E14, E27 i E40. Dwucyfrowa liczba w oznaczeniu wskazuje ich średnicę zewnętrzną.

Jeśli rozmiar gwintowanego trzonka żarówki jest mniejszy niż wewnętrzna średnica oprawki, można nabyć niedrogi adapter. Pozwoli on dopasować urządzenia do siebie.

Trzonek E40 był wcześniej używany w rtęciowych lampach łukowych i żarówkach. Jego duży rozmiar wynikał z konieczności zwiększenia powierzchni styku z oprawką, a także dążenia do zmniejszenia nagrzewania szklanego trzonka w wąskim miejscu.

Żarówki LED E40 są produkowane wyłącznie w celu zapewnienia kompatybilności ze starymi oprawami. Obecnie nie ma żadnych obiektywnych powodów stosowania tak dużych trzonków.

Schematy elektryczne

Koszt i niezawodność lamp LED E40 w dużej mierze zależą od ilości i jakości elementów sterownika. U jego podstaw leży układ scalony, który może być produkowany w różnych wariantach funkcjonalnych.

W najprostszym wykonaniu sterownik składa się z małego kondensatora i prostownika napięcia. Ogranicznikiem prądu obciążenia jest rezystor SMD umieszczony na płytce LED. Ten elementarny układ nie zawiera nawet transformatora, co wymusza stosowanie w nim ściśle określonej liczby diod LED.

Naprawić lampę LED z najprostszym układem może osoba posiadająca podstawową wiedzę z zakresu elektroniki. A do przelutowania przepalonej diody LED wystarczy tylko multimetr i lutownica.

W takim tanim wariancie światło lampy będzie pulsować, co może negatywnie wpłynąć na ogólne zdrowie osób znajdujących się w pobliżu.

Najbardziej złożone sterowniki żarówek LED obejmują następujące elementy strukturalne:

• mostkowy prostownik napięcia z pojemnościowym balastem ograniczającym prąd wejściowy;
• kilka kondensatorów o podwyższonej pojemności, umieszczonych na różnych poziomach układu;
• system sprzężenia zwrotnego, umożliwiający regulację parametrów napięcia i prądu;
• układ ściemniania, umożliwiający płynną regulację jasności lampy.

Wysokiej jakości sterownik całkowicie eliminuje pulsację lampy LED i stabilizuje napięcie dostarczane do diod LED.

Duża wewnętrzna objętość żarówki LED w formacie E40 pozwala bez problemu umieścić w niej wszystkie niezbędne elementy układu scalonego

Zwiększa to ogólną żywotność produktu oraz poprawia jego sprawność. Złożone układy mają również wady:

• duży rozmiar;
• trudność naprawy;
• wysoka cena.

Oprócz dwóch omówionych schematów elektrycznych istnieje wiele pośrednich wariantów wewnętrznej budowy sterownika. Konsumenci poszukują żarówek o różnej konstrukcji. Na przykład do oświetlenia nocnego bezludnych terenów przemysłowych wystarczy lampa z najprostszym sterownikiem.

Rodzaje lamp LED E40

Przemysłowy sprzęt oświetleniowy jest konstrukcyjnie znacznie bardziej zróżnicowany niż domowy. W związku z tym wymagane są różne charakterystyki lamp. Duże znaczenie ma kierunkowość światła, możliwość pracy w trybie ciągłym oraz odporność obudowy.

Producenci podążają za popytem i oferują konsumentom następujące modyfikacje lamp LED:

• pyło- i wodoodporne;
• z napięciem roboczym 110 lub 220 V;
• kątem świecenia od 120 do 360 stopni;
• mocą od 10 do 500 W;
• z tworzyw sztucznych, aluminium, materiałów żaroodpornych;
• z matową, przezroczystą bańką, z otwartymi diodami LED;
• z czujnikami oświetlenia, ruchu;
• ściemniane;
• odporne na wibracje, przeciwwybuchowe.

U mało znanych producentów lamp LED dodatkowe opcje mogą być bardziej chwytem marketingowym niż rzeczywistą zaletą. Dlatego przy zakupie należy priorytetowo traktować produkty oświetleniowe znanych marek.

Charakterystyka przemysłowych lamp LED

Urządzenia oświetleniowe z trzonkiem E40 są używane tylko w sferze przemysłowej i publicznej. Produktów gospodarstwa domowego o takiej konstrukcji po prostu się nie produkuje.

Do przemysłowych opraw oświetleniowych stawiane są podwyższone wymagania dotyczące niezawodności i odporności na czynniki zewnętrzne. Dlatego pracujące w nich lampy LED E40 również mają szereg cech:

1. Wartość współczynnika mocy wynosi 0,9-0,95, a w żarówkach domowych – 0,7-0,9.
2. Diody LED często mają indywidualne soczewki zmieniające kierunek strumienia świetlnego.
3. Rozszerzony zakres temperatur roboczych. Sterownik w żarówkach E40 jest zaprojektowany na nagrzewanie do 110-120 °C i chłodzenie do -50 °C mrozu.
4. Zwiększona żywotność – do 10 lat ciągłego świecenia.
5. Obudowa często posiada ochronę antywandalową, aby zapobiec mechanicznemu uszkodzeniu diod LED.
6. Umieszczenie diod LED na płycie zakłada możliwość ich wymiany podczas naprawy.
7. Większość lamp E40 jest chroniona przed wiatrem, deszczem i pyłem.
8. Wzmocniony radiator pozwala aktywnie odprowadzać ciepło przy całodobowej pracy.
9. Zwiększony współczynnik oddawania barw.
10. W przeciwieństwie do lamp rtęciowych, lampy LED nie wymagają instalacji dodatkowych urządzeń rozruchowych.

Opisane powyżej zalety znacznie zwiększają koszt lamp LED z trzonkiem E40. Jednak dzięki zwiększonej niezawodności i dłuższej żywotności produkty te obniżają koszty eksploatacji przedsiębiorstw. Raz zamontowawszy w oprawach takie żarówki LED, można nie martwić się o nie przez kilka lat.

Żarówki LED, w przeciwieństwie do rtęciowych, są bezpieczne dla środowiska, zużywają mniej energii elektrycznej i są trwalsze przy podobnym strumieniu świetlnym.

Sprzęt oświetleniowy z trzonkiem E40 jest zastępowany nowoczesnymi modelami dość powoli. Powodem jest brak nowych alternatywnych standardów do podłączania wymiennych lamp LED. Kolejnym hamulcem aktualizacji sprzętu jest obojętność odbiorców przemysłowych na design i moralne starzenie się urządzeń.

Zastosowania lamp E40

Niszę urządzeń z kierunkowym strumieniem światła w przemyśle dawno zajęły reflektory LED. Żarówkom z trzonkiem E40 przypisano niszę oświetlenia rozproszonego dużych terenów i pomieszczeń.

Zimne światło jest lepiej odbierane przez oczy kierowców w nocy, dlatego oświetlenie dróg odbywa się głównie za pomocą żarówek E40 o wysokiej temperaturze barwowej.

Głównymi miejscami ich zastosowania są:

1. Tereny zewnętrzne obiektów przemysłowych, magazynów, baz transportowych, placówek publicznych.
2. Przydrożne słupy oświetleniowe.
3. Podwórka domów prywatnych, domków letniskowych.
4. Centra handlowo-rozrywkowe.
5. Hale produkcyjne z wysokimi sufitami.
6. Stadiony.
7. Hangary.
8. Place zabaw.

W zimie lampy LED są dobre, ponieważ gdy spadnie na nie śnieg, nie powstają różnice temperatur w różnych częściach obudowy. Dzięki temu nie są naruszane właściwości wytrzymałościowe ich kloszy.

Trzonek E40 jest reliktem przeszłości, więc raczej w przyszłości nie będzie używany w nowych dziedzinach.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

W filmach wideo demonstrowane są żarówki LED E40 w działaniu, a także omawiana jest ich budowa wewnętrzna.

Porównanie lamp LED z różnymi trzonkami:

Przegląd i budowa wewnętrzna żarówki LED E40:

Testowanie mocnej żarówki LED E40 typu „kukurydza”:

Rodzimy trzonek E40 w żarówkach LED jest używany coraz rzadziej. Powodem jest chęć producentów, aby zadowolić jak największą liczbę konsumentów. Często po prostu wyposażają produkty w formacie E27 w przejściówkę na większą średnicę. Nie przeszkadza to jednak lampom LED o średnicy trzonka czterdziestu milimetrów w jakościowym oświetlaniu ogromnych pomieszczeń i oszczędzaniu pieniędzy przedsiębiorstw komunalnych i komercyjnych.

Pojawiły się pytania dotyczące tematu artykułu? Może Pan/Pani zadać je w bloku komentarzy, który znajduje się pod artykułem. Ma Pan/Pani również możliwość uzupełnienia tego materiału interesującymi informacjami i faktami, które są Panu/Pani znane na temat lamp LED E40.