Светодиодная лампа: устройство, принцип работы, виды, характеристики

Светодиодная лампа: устройство, принцип работы, виды

Среди владельцев частных домов, дач и квартир все чаще и чаще в обиходе используется светодиодная лампа. Это самые новые виды осветительных приборов, которые привнесли принципиально новые варианты эксплуатации электрооборудования. Они относятся к категории энергосберегающих лампочек, но помимо этого обладают и другими весомыми преимуществами. Далее мы более детально разберемся в устройстве и принципах работы светодиодных ламп.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться в принципиальных отличиях светодиодной лампы, как электрического оборудования, в сравнении с другими приборами, следует детально рассмотреть ее конструктивные особенности и назначение каждого из элементов.

Рис. 1. Конструкция светодиодной лампы

Конструктивно led лампочка состоит из:

Светодиодов – в старых моделях присутствовал только один кристалл, излучавший свет, однако эта технология имела ряд сложностей, поэтому современные модели включают несколько единиц или целую матрицу.
Колбы или рассеивателя — может изготавливаться из стекла или полимера. Предназначен для боле плавного перераспределения светового потока от точечных источников в окружающее пространство.
Стабилизатора тока или драйвера – предназначен для преобразования поступающей на контакты диодной лампочки электрической величины, не зависимо от уровня напряжения и мощности, в строго установленную величину электротока.
Цоколя – предназначен для соединения светодиодных ламп с электрической сетью. Чаще всего используются стандартные цоколя E и G, реже бывают другие конструкции.

Дополнительно лампа содержит полимерный или металлический корпус. Однако в led светильниках может быть встроенная матрица, и она монтируется в светодиодный прожектор напрямую.

Принцип действия светодиодной лампы заключается в такой последовательности передачи электрической энергии:

При помещении электролампы в патрон и подаче на нее переменного напряжения сети светодиодный источник получает питание.

Рисунок 2. Принцип действия светодиодной лампы

Как видите на рисунке 2, переменное напряжение сети в светодиодной лампе изначально поступает на выпрямительный мост, где преобразуется в выпрямленное. Конденсатор, установленный после моста дополнительно сглаживает пульсации.
Выпрямленное напряжение переходит далее от выпрямительного устройства на микроконтроллер, контролирующий величину вырабатываемого электротока.
Затем питание поступает на импульсный трансформатор, который и выдает электрическое напряжение непосредственно к источнику освещения.
При достижении нужного уровня электротока происходит свечение светодиодов.

В данном примере приведен принцип действия и конструкция светодиодной лампы с гальванической развязкой. Это более дорогой, но и более надежный способ предохранить человека от поражения электротоком. На практике случаются и более дешевые светодиодные лампы, их продукция использует более дешевые платы драйвера или способы преобразования, которые не обеспечивают должного уровня безопасности и продолжительности эксплуатации.

На сегодняшний день производители светодиодных ламп предоставляют потребителям довольно широкий выбор разнообразных моделей, призванных удовлетворить потребности даже самых требовательных покупателей. Поэтому выделяют несколько параметров, по которым и различают виды светодиодных ламп:

тип цоколя;
форма колбы и самой лампы;
напряжение питания;
тип светодиодов и способ их размещения;
световое излучение – мощность и теплота.

У светодиодных ламп часто встречается цоколь для патронов E27 – стандартный вариант, используемый в люстрах для освещения помещения и т.д. Также часто встречаются модели E14 с диаметром цоколя 14мм, их еще называют миньонами. В некоторых вариантах встречаются штырьковые цоколи G13, G5, GU10, MR – это варианты под современные софиты и специализированные плафоны в люстрах.

Рис. 3. Типы цоколей

Значительно реже встречаются светодиодные лампочки с цоколем B или H, как специализированные варианты для узкопрофильного оборудования.

Если рассматривать вопрос о форме, то можно выделить такие виды:

грушеобразная – классический вариант, может использовать как матовый рассеиватель, так и прозрачную колбу, в некоторых моделях совмещается полупрозрачный и непрозрачный корпус;
грибовидная – используется в точечных светильниках, так как поверхность, излучающая световой поток сравнивается с корпусом софита;
кукуруза – длинная модель с цилиндрическим расположением светодоидов, прекрасно подходит для горизонтального расположения в плафонах, прожекторах уличного освещения и т.д.;
свеча – декоративная светодиодная лампа, устанавливаемая в настольные лампы, ночники или подсветки.

Как частные варианты вы можете встретить и другие формы, однако здесь мы рассмотрели наиболее популярные из них.

Рис. 4. Форма светодиодных ламп

По напряжению питания светодиодные лампы подразделяются на те, которые подключаются к бытовой сети 220В, и те, которым требуется низкое напряжение постоянного тока – 24В, 12В.

В зависимости от типа светодиодов, выделяют лампочки с монокристаллическими панелями, где обеспечивается точечное освещение за счет единственного кристалла. Но такие варианты сегодня редко встречаются, чаще используются 8 – 10 и более небольших кристаллов, которые могут отличаться габаритами для разных моделей. Особенно хорошо их видно на светодиодных лентах или лампах с прозрачным стеклом. Но некоторые энергосберегающие технологии используют светодиодные нити в газовой смеси.

Рис. 5. По типу светодиодов

Яркость свечения определяется мощностью светодиодной лампы, чем выше мощность, тем более ярко она будет светить. Для бытовых помещений подойдут модели от 3 до 10Вт, производственным потребуется уже около 20Вт, в уличные светильники устанавливают от 30 до 100Вт. Температуру свечения можно выбрать любую, в зависимости от поставленных задач – от теплой до холодной.

Температура свечения

Преимущества и недостатки

Как мы уже отмечали ранее, такой тип осветительных приборов стал популярным за счет значительных преимуществ перед их ближайшими конкурентами. К преимуществам светодиодных ламп относят:

Продолжительный срок эксплуатации – от 10 до 100 тысяч часов, в сравнении с лампочкой накаливания, которая может обеспечить только 1 тысячу часов.
Куда более эффективная светоотдача – от 90 до 120Лм/Вт, лампы накаливания могут похвастаться лишь 5 – 8Лм/Вт, а люминесцентные светильники 25 – 50Лм/Вт.
Обладает широкой гаммой цветовых температур, что делает их использование комфортным для любых помещений и нужд, а RGB светодиодные ленты могут выдавать несколько вариантов цвета свечения.
Не боятся разгерметизации и нарушения целостности колбы, в отличии от устройств с нитью накаливания, галогенных ламп и других газосодержащих, будет с тем же успехом светить даже без наружного рассеивателя.
Широкий диапазон рабочих температур – светодиодные аналоги не теряют своих характеристик в промежутке от – 60 до + 60°С.
Устойчивы к незначительным отклонениям рабочего напряжения от номинального значения.
Не выделяют вредных веществ, в отличии от люминесцентных ламп, которые содержат ртуть.

К недостаткам светодиодных ламп следует отнести их относительно высокую себестоимость, но она с лихвой окупается рабочими параметрами и сроком эксплуатации. Также существуют ситуации, когда лампочки накаливания нельзя или нецелесообразно менять на светодиодные модели.

Технические характеристики

Перед выбором конкретного осветительного устройства необходимо определиться с его основными параметрами. Из всего многообразия, которое вам следует учитывать, мы выделим:

Мощность – определяет, сколько электрической энергии будет потребляться из сети при работе прибора. Показатель мощности важен как в части расчета за потребленную электроэнергию, так и в части количества получаемого света.
Спектр излучения – теплый в пределах 2700 – 3300 К, дневной от 3500 до 6000К, холодный – от 6000К. Этот параметр указывается на упаковке светодиодной лампы.
Коэффициент цветопередачи – на изделии маркируется буквами CRI или Ra. Показатель 100 является максимальным – это уровень естественного дневного света, чуть хуже – от 100 до 90 для рабочих зон, лабораторий и т.д. В пределах 90 – 80 обычные жилые помещения, менее 80 подойдут для коридоров, подвалов и некоторых складов.
Угол рассеивания и тип потока – могут характеризоваться направленным световым потоком или рассеянным.
Уровень светоотдачи – определяет эффективность каждого ватта переработанной электроэнергии по отношению к выработанному световому потоку.

Область применения

Если еще десять – двадцать лет тому назад светодиодные лампы были настоящей диковинкой, то сегодня они стали полноправными фаворитами рынка. Их можно встретить в самых различных сферах человеческой деятельности:

В освещении открытых территорий, площадок, парков;
Для освещения бытовых и производственных помещений;
Создания декоративной подсветки и украшения, как помещений, так и элементов ландшафта;
В пожароопасных зонах и особо влажных помещениях;
В автомобилях и механизации транспортных средств;
Для работы устройств сигнализации, телемеханики и управления.

Но и этот список не является окончательным, за счет развития и совершенствования технологий, светодиодные лампы продолжают расширять область применения.

Подскажите по поводу нынешнего положения с освещением, — в патроне, где индикаторная отвертка показала отсутствие напряжения теперь лампочка не светиться даже после замены? Если это так, то налицо неисправности в электрической цепи на участке от выключателя непосредственно до самой лампы.

В перечень неисправностей следует отнести жилы кабеля, которые могли перегореть, в результате чего образовался разрыв в цепи, распределительная коробка, место подключения электропроводки к люстре, патрон. В любом из этих случаев причиной является плохой контакт, который создает «экстремальные условия» для светодиодов и приводит к их преждевременному перегоранию.

Если же контакт не нарушен и новая лампа нормально горит, возможны и другие причины:

— Превышение номинального напряжения – если лампа рассчитана максимум на 230 В, а в электрической цепи присутствует 245 В, то срок службы сократится.
— Не соответствует мощность лампы и условия эксплуатации по нагреву. Эта причина проявляется при монтаже в закрытый плафон, где лампочка перегревается, в случае использования некачественного радиатора.
— Низкое качество ламп – многие производители обеспечивают доступную цену за счет экономии на комплектующих элементах. В результате используется слабый драйвер, выдающий пульсирующий ток или устанавливаются самые дешевые светодиоды.
— При использовании выключателя с подсветкой, причиной может быть постоянное мерцание осветительного оборудования из-за шунтирования цепи контактов.
— Если светодиодные лампы питаются от пониженного напряжения, то проблемы могут быть и в блоке питания.

Светодиодное освещение — теория, типы и применение светодиодов

Вступление

Можно ли сказать, что светодиодное освещение вытесняет или хотя бы заменяет другие, традиционные типы освещения? Однозначно, нельзя. Причин несколько — высокая цена, масса недостатков, спорные пользовательские характеристики и отсутствие законодательных норм и правил.

Теория светодиодное освещение

Прежде всего, разберемся с теорией светодиодного освещения. Источником света светодиодного освещения является светодиод.

Светодиод имеет несколько названий, одно из них, наиболее правильно его характеризует. Светодиод это светоизлучающий диод (СИД).

Физика процесса, основана на выделении фотонов электронами диодов при прохождении p-n перехода. То есть, при определенных физических характеристиках p-n перехода, диод начинает излучать в определенном диапазоне спектра.

Стоит отметить, что для освещения используют диоды, излучающие не только в видимой части спектра, но и диоды, излучающие в ультрафиолетовом спектре. Такие диоды покрывают специальным люминофором, который светиться при выделении диодом ультрафиолетового излучения.

Один из крупнейших производителей мощных полупроводниковых светодиодов является компания Cree Inc. Производят они не только светодиоды, но и другие электронные компоненты. Чтобы cree купить, лучше обратиться в компанию специализирующейся на поставке отечественной и зарубежной измерительной техники и электронных компонентов. Это обезопасит от некачественной покупки и долгих ожиданий.

Читайте также:

Технология производства пенобетона

История светодиода

Первый светодиод был изготовлен в 1962 году, в Иллинойском университете, они излучали красный свет низкой интенсивности.

Отмечу, что полупроводниковый прибор диод, был известен ранее 60-х годов прошлого века. Обычный диод не излучает в видимом диапазоне. Видимое излучение начинается при определенной толщине p-n перехода диода и определенных материалах, из которых изготовлены слои p-n перехода.

светодиод

Цвет видимого излучения (длина волны) зависит от применяемого в диоде материала полупроводника. На фото видим красный светодиод.

До 90-х годов, светодиоды не находили применение в технологиях освещения, свет был тусклым и не годным для освещения. Только в 90-х годах, был изготовлен сверхяркий синий световой диод, годный для технологий освещения.

Примечательно, нет светодиодов излучающих белый свет. Чтобы добиться белого светодиодного излучения используется следующие технологии:

В паре с цветным светодиодом используется линза, на которую наносят различное люминофорное покрытие. Нанося на линзу голубого светодиода, желтое люминофорное покрытие, получаем белый свет светодиода.
Второй способ получить белый свет от светодиода, называется RGB. Смысл очень прост. На единой плате размещаются красные, зеленые, синие светодиоды. Именно по этому, эту технологию называют Red-Green-Blue (RGB). Смешивание этих излучений на линзе светодиода, дает монохромный белый свет. Недостаток RGB метода, слабая цветопередача (индекс CRI).
На диод, излучающий невидимое ультрафиолетовое излучение, наносят цветное люминофорное покрытие, получают свет различного цвета.

Светодиоды для освещения

Светодиоды нашли широкое применение не только в освещении. Всем знакомы светодиодные подсветки в мониторах и телевизорах. Тип этих светодиодов называется DIP и Superflux. У них очень слабый световой поток и они не пригодны для освещения.

Для освещения используются следующие типы светодиодов:

SMD светодиоды (Surface Mounted Device). Эти светодиоды получили наибольшее распространение. Наиболее популярны типы светодиодов: SMD 5050, 5630, 5730, 3030, 3528, SMD 4014, Маркировки SMD 3528, 5050, 5630, 5730 означают размер корпуса светодиода, 5050 это размер 5 на 5 мм.
Мощные светодиоды 10;20;30;50 и 100 вт. Имеют угол рассеивания 140˚ и выполняются на теплоотводящей платформе.

Мощные светодиоды

Светодиоды COB (Chip on Board). Новое поколение LED освещения, идущее на смену SMD светодиодам с 2014 года. По этой технологии несколько кристаллов размещаются на единой платформе, что позволяет эффективнее отводить тепло и получать большую световую отдачу.

Светодиоды COB

Примечание: Частое упоминание об отводе тепла требует пояснений. В отличие от традиционных ламп, светодиоды не излучают тепло, свет от них фактически холодный, а отдают тепло в p-n переход светодиода. Отсюда потребность, предпринимать шаги по отводу тепла при увеличении мощности светодиода.

Варианты освещения LED светильниками

Уличное LED освещение. Яркое, мощное освещение готовыми (в сборе) светильниками антивандального исполнения со светодиодами различного типа и высокой IP (степенью защиты корпуса).

LED лампы для дома и офиса. Лампы, идущие на смену лап накаливания, галогенных и люминесцентных ламп. Имеют стандартные винтовые цоколи E 14 и E27 и цоколи GU5.3, GU10. (читать статью: Типы цоколей светодиодных ламп: маркировка, обозначение, фото)

Фото лампочки LED, цоколи Фото лампочки LED, корпуса

LED подсветка, декоративная. Более известна как светодиодная лента.

Лента светодиодная синяя (Blue)

Светодиодные прожектора.

Фото прожектора LED

Grow light освещения для подсветки растений.

Фото LED подсветки растений

Фонарики с LED светом.

LED фонарик

Вывод

Как видите на фото, благодаря компактности светодиодов, их можно «засунуть» в любой стандартный футляр ламп другого типа. Это технически упрощает переход на LED освещение. Однако, есть в светодиодном освещении и недостатки, которые тормозят их повсеместное внедрение:

Прежде всего, они очень дорогие;
Требуется отвод тепла для мощных светодиодов;
Пульсирующий свет светодиодов, плохо влияет на зрение.
Присутствие эффекта ослепления.

Именно по этому, светодиодное освещение, нашло широкое применение, как освещение декоративное в виде подсветок по потолку и полу, а также в рекламе и садоводстве.

LED светильники активно используются как подсветка лестницы. Они практически незаменимы в частных домах повышенной этажности. Проблема заключается в ночной подсветке лестниц. И здесь отличным решением могут стать LED светильники для лестниц Livolo. По внешнему виду это квадратный светильник небольших размеров, предназначенный для встраивания в стену около ступенек лестниц. По типу освещения это LED светильник, что по определению улучшает освещенность со снижением энергопотребления (их мощность около 1 Вт). Кроме этого, светильники для лестниц Livolo имеют встроенные датчики освещенности, что позволяет автоматизировать их ночное включение.

Кроме этого, светильники для лестниц Livolo имеют встроенные датчики освещенности, что позволяет автоматизировать их ночное включение. Наличие неожиданных, но очень современных и удобных функций характерны для электрооборудования компании Livolo.

Например, бесконтактные и сенсорные выключатели всех типов и диммеры не только украсят любое жилище, но и создадут современные условия для жизни. Интересны и актуальны радиоуправляемые выключатели освещения. Они обеспечить управления светом дома с пульта управления. Вдобавок, к функциональности, розетки и выключатели Livolo выполнены в изящном, современном дизайне, которые невозможно не оценить.

Светодиодное освещение — нюансы

В этой статье мы подробно поговорим о светодиодном освещении, ведь в ближайшие годы именно эти лампы будут установлены в большинстве светильников внутри и возле наших домов. Вы узнаете, какие виды светодиодных светильников существуют, от каких факторов зависит срок службы светодиодной лампы, как сделать правильный выбор.

Затраты электроэнергии меньше — света больше
Как долго прослужит светодиодная лампа
Виды светодиодных светильников
Выбор светодиодной лампы
Видео по теме

По сравнению с привычными бытовыми лампами — с нитью накаливания и люминесцентными — о светодиодном электрооборудовании большинству из нас известно очень мало. Нет, обычные светодиоды присутствуют в быту давно, сообщая нам о включении бытовой техники или сверкая разноцветными огнями на новогодней ёлке, однако разве можно ими освещать помещение или улицу — светодиоды ведь так малы? Предлагаю пристально изучить светодиодное освещение со всех сторон, ведь в ближайшие годы именно эти лампы будут установлены в большинстве светильников внутри и возле наших домов.

Затраты электроэнергии меньше — света больше

Любые электрические светильники преобразуют поступившую к ним электроэнергию в световое излучение, видимое человеческим глазом и измеряемое в люменах. Чем выше световая отдача, тем более эффективны данные светильники.

Сравним светодиодные лампы и «лампы Ильича». Двумя десятилетиями ранее для улучшения освещённости домочадцы заменяли, к примеру, 100 Вт лампу с нитью накаливания на более мощную 150–200 ваттную или же устанавливали светильники с несколькими патронами, в любом случае увеличивая потребление электроэнергии. Соотношение между потреблённой электроэнергией и световой отдачей у ламп накаливания составляет — 1 ватт порядка 12 люмен. Повысить светоотдачу таких ламп можно лишь путём повышения температуры нагрева вольфрамовой нити, однако это серьёзно понизит их и без того короткий срок службы — обычная 100 Вт лампа не может светить больше 1000 часов, т. к. нагрев разрушает нить накаливания. Единственный способ увеличить срок службы — понизить и без того низкий КПД, не превышающий 15%. К примеру, понизив значение КПД до 4% путём уменьшения потребляемого лампой напряжения, можно увеличить срок её службы тысячекратно — но светить такая лампа будет совсем тускло.

Современные светодиодные светильники на каждый потреблённый ватт электроэнергии выдают не менее 100 люмен, интенсивность генерируемого ими светового потока превышает аналогичные показатели ламп накаливания примерно в 10 раз. К примеру, светодиодные прожекторы более эффективны и менее энергозатратны, чем их аналоги с лампой накаливания. Световая отдача светодиодной лампы зависит от типа и температуры нагрева светодиодов, характеристик блока питания, а также от её конструкции — оптические и светорассеивающие элементы, расположенные на цоколе лампы.

Для достижения максимальной светоотдачи оснащения лампы только лишь высококачественными светодиодами недостаточно. Производитель должен выстроить наиболее эффективный тепловой режим внутри неё — если температура светодиодов в активной области (зона рекомбинации электронов на поверхности кристалла) возрастает на 10 °С, то световой поток такой лампы понизится на 2,5%. Другими словами, генерирующая световой поток в 100 люмен светодиодная лампа, с нагревом в зоне рекомбинации электронов около 25 °С, после установки в закрытый светильник может разогреться в активной зоне до 100 °С — интенсивность её светового излучения в этом случае снизится до 80 люмен.

Направленность светового излучения. Лампы накаливания и люминесцентные, будучи установленными в светильники, генерируют равномерный световой поток по всем направлениям — сфокусировать такое освещение в одном направлении можно лишь при помощи абажура или рефлектора. Световое излучение светодиодов всегда направлено лишь в одну сторону, поэтому светодиодные лампы оснащают оптическим элементом (вторичной оптикой), изменяющим линейное направление светового потока от каждого светодиода на требуемый угол, что позволяет получить некоторое рассеивание света.

Линейность светового потока, производимого светодиодной лампой, является одновременно достоинством и недостатком ламп такого типа — с одной стороны, люмены не растрачиваются попусту и освещают лишь необходимые зоны, что позволяет установить в светильники лампы меньшей мощности. С другой стороны, к построению освещения светодиодными лампами нужно отнестись особенно ответственно, ведь неверное размещение осветительных приборов приведёт к образованию излишне засвеченных и слишком тёмных участков в помещении.

Как долго прослужит светодиодная лампа

Различные производители говорят о сроке службы в 30 000–100 000 часов, т. е. в первом случае лампа прослужит более 8 лет, во втором — свыше 27 лет, при условии ежедневной эксплуатации лампы в течение 10 часов. Как уже упоминалось выше, срок службы светодиодных светильников зависит от аналогичных характеристик светодиода — рассмотрим их подробнее.

Первым критерием, влияющим на срок работы светодиода, является качество светодиодного кристалла, однородность его структуры. В процессе эксплуатации кристалл деградирует по двум причинам — в результате множественных нарушений кристаллической решётки и из-за миграции атомов металлов, образующих электроды.

а) конструкция обычного светодиода: 1 — анод; 2 — катод; 3 — проводник; 4 — кристалл; 5 — пластиковая линза
б) конструкция мощного светодиода: 1 — корпус; 2 — проводник; 3 — теплоотвод; 4 — кристалл; 5 — линза; 6 — катод

В тех участках кристалла, где кристаллическая решётка понесла наибольшие повреждения, электроэнергия потребляется только с выделением тепла, т. е. без светового излучения. Точные причины возникновения данного дефекта не установлены, предполагается, что их вызывает статическое электричество.

Атомы металлов, проникающие в структуру кристалла из электродов, вызывают токи утечки — движение тока в кристалле по металлическим включениям на атомном уровне, свет при этом не производится. При повышении силы тока и температуры процесс проникновения атомов металлов в кристалл светодиода резко возрастает, в то время как световое излучение и напряжение падают — такой светодиод быстро выйдет из строя. Этот недостаток свойственен недорогим «разогнанным» светодиодным лампам, имеющим большую яркость при недостаточно эффективном отводе тепла — недобросовестные производители предпочитают таким, наиболее дешёвым способом повысить световые характеристики своей продукции за счёт относительно короткого срока службы изделия.

Однако в повышении температуры внутри светодиодной лампы и, как следствие, в быстром износе, часто виноват не только производитель, но и пользователь. Радиатор, отводящий тепло от светодиодов, должен отдать его окружающему воздуху либо стене, к которой крепится светильник. Если же установить несколько светодиодных ламп в подвесной потолок или закрыть их колбу близко прилегающим материалом, то даже самая качественная лампа быстро перегреется ввиду недостатка пространства для отвода тепла. Кстати, в подвесной потолок правильным будет устанавливать светодиодные потолочные светильники Армстронг, выполненные в виде панелей.

Некачественный отвод тепла в процессе работы светодиодной лампы также влияет на покрывающий светодиодный кристалл люминофор и на оптическую систему, встроенную в светодиод. Признаком износа люминофора становится синеватый оттенок светового излучения, вызванный преобладанием непосредственного излучения кристалла. Оптическая система, выполняемая в основном из силикона либо пластмассы, утрачивает прозрачность, что понижает светоотдачу светодиодов.

Следует отметить, что светодиоды четырёх крупнейших мировых производителей в этой области, а именно японской компании Nichia, голландской Philips, американской Gree и немецкой Osram, обладают наиболее высокими эксплуатационными характеристиками и долгим сроком службы. В отношении срока службы светодиодных светильников необходимо отметить, что генерировать световое излучение они могут в течение нескольких десятилетий, однако интенсивность этого излучения по описанным выше причинам будет постепенно понижаться. По прошествии 25 000 часов (при работе 10 часов в сутки — 6,5 лет) эксплуатации, интенсивность светового потока понизится на 25–30%, что, впрочем, соответствует требованиям современных нормативов.

Виды светодиодных светильников

В зависимости от своего назначения, светодиодные светильники подразделяются на уличные, производственные и бытовые.

Уличные светодиодные светильники, излучающие белый свет, предназначены для освещения дорог, парков и различных архитектурных сооружений, они не имеют заменяемой лампы. Их корпус служит двум целям — обеспечению максимальной защиты от пыли и влаги, а также выполнению функции радиатора, отводящего тепло в атмосферу.

Светильники для офисов (белый свет), объектов жилищно-коммунального назначения и производственных цехов также не имеют каких-либо сменных элементов и практически не нуждаются в обслуживании. Они отличаются от уличных светильников тем, что соответствуют более жёстким требованиям, предъявляемым к качеству освещения, стабильной цветопередаче и эксплуатационным условиям.

Бытовые светодиодные светильники (жёлтый свет) имеют невысокую мощность (до 20 Вт), их конструкция и характеристики отвечают ряду требований по качеству освещения, пожаро- и электробезопасности, они отличаются декоративным видом. Как правило, бытовые светильники оснащены сменными светодиодными лампами. Эта группа светильников наиболее разнообразна по своей конструкции и месту установки — их можно встраивать в потолок, пол, стены, предметы мебели, подвешивать, использовать для настольного освещения, в качестве ночника, точечной подсветки и т. д.

Выбор светодиодной лампы

Срок жизни светодиодной лампы зависит от ряда характеристик, заложенных в неё при производстве, поэтому наименование производителя имеет важное значение при выборе — т. е. только ценовой критерий не определяет её качество. Перейдём к выбору — как не совершить ошибки, приобретая вовсе не дешёвую светодиодную лампу?

Привычный критерий выбора — мощность лампы в ваттах — в отношении светодиодных ламп не совсем показателен, т. к. сообщает лишь её энергопотребление за единицу, а нам необходимо знать величину светового излучение.

Световое излучение, измеряемое в люменах (лм), характеризует способность данной лампы освещать комнату. В ряде случаев производитель «забывает» указать величину светового потока на упаковке лампы, приводя лишь сравнение с лампой накаливания определенной мощности — мол, эта светодиодная лампа полностью ей соответствует по качеству освещения. Предлагаю воспользоваться нижеприведенной таблицей, позволяющей определить связь светового излучения с мощностью лампы.

Лампа накаливания, мощность (Вт)	Люминесцентная лампа, мощность (Вт)	Светодиодная лампа, мощность (Вт)	Световой поток (лм), среднее значение
20	5–7	2–3	250
40	10–13	4–5	400
60	15–16	8–10	700
75	18–20	10–12	900
100	25–30	12–15	1200
150	40–50	18–20	1800
200	60–80	25–30	2500

Казалось бы, этих данных достаточно, чтобы осуществить выбор светодиодной лампы, однако это не так — следует учесть, что светодиодные лампы излучают узконаправленный свет, в отличие от люминесцентных и ламп с нитью накаливания. Производители расширяют угол освещения лампы при помощи оптического элемента, указывая угол расходимости светового пучка на упаковке. Если угол составляет 120°, то это означает следующее — излучаемый лампой световой поток уменьшается вдвое по мере отклонения потока света от центральной оси на 60°. Диаграмма направленности светового излучения при расходимости 120° достаточно широка — пространство под таким светильником будет освещаться на большой площади практически с одинаковой яркостью. Светодиодные лампы с углом расходимости от 20° до 30° подходят лишь для зонального (акцентного) освещения, для обычного освещения комнат они не годятся.

Отлично, подумаете вы, следует выбирать именно светодиодные лампы со 120° расходимостью — как бы ни так! Широкоугольное освещение создаёт другую проблему — высокую яркость под широким углом, что может вызвать дискомфорт для глаз домочадцев. По этой причине лампы с широким углом расходимости можно устанавливать лишь в потолочные и настенные светильники, в которых соблюдено требование в отношении защитного угла. Поясню: защитный угол светильника представляет собой наибольший угол, под которым сам источник света (лампа) не попадает в прямую видимость человеческого глаза, т. е. не засвечивает глаза. Защитный угол в светильниках создаётся при помощи решётчатых экранов, выставляемых на некоторой дистанции от колбы лампы.

Следующий показатель — цветовая температура или, говоря иначе, цветовой оттенок светового излучения, генерируемого данной лампой. Если с лампами накаливания всё было просто — их свет был только жёлтым, то в случае люминесцентных и светодиодных ламп это не так. При выборе лампы обязательно обратите внимание на температуру цвета, указанную на упаковке в градусах по Кельвину:

От 2700 до 3500 °К — так называемый «тёплый» свет с жёлтым оттенком, подобный световому излучению от ламп накаливания. При этом лампы с цветовой температурой 2700 °К излучают выраженный жёлтый свет, но их световой поток не такой сильный, а имеющие цветовую температуру 3500 °К отличаются более мощным световым излучением с меньшими оттенками жёлтого (они производят скорее белый свет, чем жёлтый).
От 4000 до 5000 °К — нейтрально-белое световое излучение, обеспечивающее яркое освещение. Такие лампы обычно используются в офисах, предприятиях и общественных учреждениях;
Более 6500 °К — холодный белый свет с высокой световой отдачей. Эта группа ламп применяется только для уличного освещения.

Наконец, обязательно обратите внимание на индекс цветопередачи (коэффициент цветопередачи), указанный на упаковке лампы — его числовое значение характеризует, насколько цвет объектов, освещаемых данной лампой, будет соответствовать своему естественному цвету. Оптимальным значение этого показателя будет индекс цветопередачи от 70 и выше (или степень цветопередачи не ниже 2А). Лампы для уличного освещения могут иметь более низкое значение индекса — 60 (или 2B), но не ниже.

Видео по теме

Компания «СоларРус»

Наша компания, расположенная в Москве, предлагает своим клиентам светодиодные светильники, прожекторы, светодиодные панели российского производства по доступным ценам. Наше светодиодное оборудование прекрасно подходит как для освещения улиц, промышленных территорий, складов, стоянок, автодорог, так и для различных галерей, выставок, торговых залов и т. п.

Актуальность светодиодного освещения в 2020 году: экономичность, плюсы и минусы

Светодиодное (led) освещение все больше проникает в повседневную жизнь. Давайте разберем, на самом ли деле оно обладает максимальными достоинствами/минимальными недостатками.

Что такое светодиодное освещение

Светодиодное освещение – это одна из перспективных технологий искусственного освещения, базирующаяся на использовании светодиодных источников света.

Применение светодиодов в качестве источников света стало возможным после получения диодов, которые испускают белый спектр. Принцип действия led основывается на физике полупроводников. Диод представляет собой два соприкасающихся друг с другом полупроводниковых материалов, в одном из которых преобладают электроны, а в другом – положительный ионы. При прохождении через границу соприкосновения электрического тока происходит рекомбинация электронов и ионов. В результате электроны переходят на другой энергетический уровень, появляется избыток энергии. У светодиодов этот излишек выходит в виде светового излучения (в малой степени в виде тепла).

Схема появления излучения

В зависимости от используемых полупроводниковых веществ различается длина испускаемых световых волн. Самыми первыми (1962 год) были придуманы led-элементы, которые светили красным. Потом появились желтые и зеленые цвета. В 1971 году изобрели диод синего цвета, но лишь спустя 20 лет была придумана недорогая технология его изготовления.

Белый свет был придуман самым последним: в 1995 году. Но потребовалось еще несколько лет, чтобы создать лампочку, которая бы светила с яркостью, достаточной для бытового и промышленного применения.

С тех пор уже примерно 10-15 лет доля светодиодного освещения постоянно растет за счет многочисленных достоинств и постоянного снижения стоимости.

Качественная led-лампа состоит из нескольких элементов: цоколь, драйвер, радиатор, светодиод, рассеиватель (колба).

Конструкция LED лампы

Цоколь необходим для подключения к патрону светильника. Для удобства использования и взаимозаменяемости источников света цоколи у led выпускаются тех же видов, что и у других часто применяющихся ламп. Это винтовые е14, е27, штырьковые g4, g9, gu5,3 и другие.

Драйвер – самый важный элемент, который не видим глазу, он прячется в цоколе. Он стабилизирует поступающее напряжение, преобразует переменный ток в постоянный. За счет стабилизации электричества достигается долгий срок службы led-ламп и некоторые другие достоинства. Также драйвер питает светодиоды.

Драйвер состоит из микросхем, импульсного трансформатора, конденсаторов. Во многом высокая цена на светодиодные лампы объясняется ценой драйвера. Для снижения стоимости готовой лампочки производители заменяют этот элемент на простой блок питания. Блок питания не обеспечивает стабилизации тока и напряжения, что негативно сказывается на качестве источника света. Кроме того драйвер невозможно установить в миниатюрные лампочки: не хватает места.

Радиатор отводит от светодиода возникающее тепло. Чем он больше, тем лучше охлаждается источник света, что важно для мощных и больших ламп.

Рассеиватель помогает распределить световой поток в пространстве, защищает корпус от пыли, влаги.

Светодиоды – основной рабочий элемент, за счет которого появляется свечение.

Область применения

Квартира

Led устанавливают в потолочных, настенных, декоративных светильниках. Распространены светодиодные ленты для подсветки шкафов, ниш, потолков, мебели. Продаются неразъемные светодиодные светильники и модели с заменяемой лампой. Также за счет унификации led подходят к большинству уже имеющихся люстр, бра и торшеров.

Светодиодное освещение квартиры

Офисное

Для офисов и промышленных зданий применяются встраиваемые или накладные потолочные led-светильники. Часто они монтируются в навесные потолки (ПВХ или типа Армстронг). Led-модели дают равномерный рассеянный свет, не гудят и моментально выходят за рабочую мощность.

led освещение офиса

Торговое

От освещения в магазинах напрямую зависят продажи. Главная цель света: представить товар в нужном удачном ракурсе. Для этого используются светодиодные трековые, модульные, карданные, точечные модели светильников, а также светильники-даунлайты. Задача светильников – создать направленный световой поток для выделения товара.

Промышленное

В промышленности используются не только в офисах и кабинетах. Светодиодное освещение с нужной степенью защиты применяется для производственных цехов, складов, ферм, теплиц. Led-модели хороши тем, что выдерживают жесткие условия эксплуатации: повышенную влажность, разные температуры, пыль, грязь.

Промышленное led освещение

Аварийное

Используется при отключении основного освещения. Применяется в промышленности, медицинских, развлекательных учреждениях, торговых центрах. Светодиодные аварийные светильники бывают полностью автономными или подключающимися к отдельной аварийной линии питания.

Консольное (уличное)

Освещает трассы, городские дороги, улицы, парки, пешеходные дорожки. Также led применяются для подсветки фасадов исторических зданий, скульптур, торговых центров. Используется для трансляции рекламы на щитах и экранах, для создания световых инсталляций и картин.

Прожекторное

Светодиодами оснащаются прожекторы для подсветки стадионов, вокзалов, аэропортов и других общественных площадок большого размера.

Декоративные варианты светодиодного освещения

Декоративная подсветка придает законченность интерьеру, некую изюминку.

Один из способов сделать акцент на определенном предмете – подсветить его направленным световым лучом.

Световой акцент на картины

Напольная и потолочная подсветка визуально расширят пространство. Такой же цели служат миниатюрные светильники и светодиодные ленты: маленьким комнатам они придадут дополнительный объем.

Подсветка пола и потолка

Разноцветный свет сделает акцент на нишах и полках.

Удобно зонировать пространство при помощи разноцветной потолочной подсветки.

Лампы красиво подчеркнут потолочные балки, колонны и другие выступающие части стен.

Подсветка потолочной балки

Широко применяются светодиодные ретро-лампы. Светодиоды дали второе дыхание лампам Эдисона

LED лампы Эдисона

Удобно использовать для уличного украшения домов и городов.

Преимущества и недостатки

Светодиодные лампы во многом выигрывают у ламп накаливания, галогенных и люминесцентных. Сравнительные свойства приведены в таблице.

К достоинствам led можно отнести:

Долгий срок службы. При соблюдении всех параметров, которые указаны производителем, светодиодная лампа способна работать до 50 тысяч часов и даже больше. Это в 50 раз больше, чем у лампы накаливания, в 12,5 – чем у «галогенок», и в 3,3 раза выше, чем у люминесцентных.
Максимальная светоотдача при минимальном энергопотреблении. Их светоотдача примерно в два раза выше, чем у люминесцентных, в 4-5 раз выше, чем у «галогенок» и в 7-8 раз превышает лампы накаливания. Соответственно, энергопотребление, мощность led-ламп одинакового светового потока меньше в такое же количество раз.

Большое количество цветовых температур.
Экологическая безопасность, отсутствие проблем с утилизацией.
Прочность конструкции. Лампа способна работать даже с разбитым рассеивателем.
Низкий нагрев при работе.
Мгновенное включение (в отличие от люминесцентных).
Количество циклов включения-выключения не сказывается на работоспособности (в отличие от люминесцентных).
Красивый внешний вид.
Возможность синхронизации с технологией «умного дома».
Работа не зависит от влажности и перепадов температур.
Снижение требований к проводке из-за низкой мощности led-ламп.

Не обходятся led без недостатков:

Высокая цена. Она заметно выше, чем у других типов источников света. Производители работают над снижением себестоимости, но, к сожалению, часто это происходит за счет качества. Снижение цены происходит из-за замены драйвера на блок питания. После этого светодиодная лампа быстро выходит из строя.
Чувствительность к перепадам сетевого напряжения. Драйвер нивелирует перепады, поэтому дешевые модели без стабилизатора быстро выходят из строя.
Мерцание (пульсация) светового потока. Мерцание крайне опасно для зрения человека. Оптимальный коэффициент пульсации не должен превышать 5%, свыше 30% использовать в домашних условиях опасно. Мерцание зависит от качества конструкции. Отсутствие драйвера резко снижает качество света.
Падение яркости в процессе работы, связанное с физической деградацией светодиодов.
Высокий процент брака, особенно среди недорогих ламп.

Какова экономия светодиодного освещения

Светодиодные источники света – действительно экономичные осветительные приборы. Следует лишь внимательно относиться к качеству покупаемых ламп и не гнаться за недорогими моделями, которые, вероятно, быстро выйдут из строя.

В целях максимальной экономии для освещения квартир и домов светодиодами экономически целесообразно заменять лампы накаливания мощностью свыше 60 Вт. Иначе стоимость самой светодиодной лампы не окупится.

Также стоит заменять только источники света, которые работают максимальное количество часов. Светильник в кладовке, который включается раз в неделю на полчаса, вполне может остаться оснащенным лампой накаливания.

При применении этих правил светодиодное освещение оправдает себя, но не в первый месяц работы. Срок окупаемости led-ламп составляет 1-2 года. Рассчитывается окупаемость по следующему алгоритму.

Допустим, надо заменить все лампы на led. Примем число ламп за n=10 штук. Сравнительная мощность при равном световом потоке указана в таблице.

Допустим, мы заменяем лампы накаливания мощностью 75 Вт. Заменим на аналогичные светодиодные или люминесцентные. Стоимость замены составит:

Характеристика	Накаливания	Светодиодная Osram	Люминесцентная Osram
Цена, руб	15	200	150
Общая стоимость замены, руб	150	2000	1500
Мощность,(P), Вт	75	14	20
Срок службы, час	1000	15000	8000

Примем, что за год электричество горит 5000 часов. Цена одного кВт электричества – 5 руб/кВт. Тогда:

Накаливания	Светодиодная	Люминесцентная
Суммарная потребляемая мощность, (n×P/1000), кВт	0,75	0,14	0,2
Суммарное годовое потребление электроэнергии, кВт*ч	3750	700	1000
Годовые затраты на электроэнергию, тыс.руб.	18750	3500	5000
Затраты на покупку светильников, руб.	150	2000	1500
Затраты на обслуживание, тыс. руб.	750 рублей (5 раз в год заменять лампы: каждую 1000 часов)	2000 рублей каждые 15000 часов (замена ламп примерно каждые 3 года).	1500 руб. каждые 8000 часов (замена ламп примерно через 1,5 года.)
Суммарные затраты за 1 год, тыс.руб.	19,65	5,5	6,5
Суммарные затраты за 3 года, тыс.рублей	58,95	18,5	22,5

Таким образом, капитальные затраты на покупку новых ламп выше у светодиодных моделей. Но уже за первый год эксплуатации за счет экономии электроэнергии светодиодное освещение выигрывает и у ламп накаливания, и у люминесцентных. А за три года – срок службы led-ламп – суммарные затраты на светодиодное освещение самые минимальные.

В таблице не учитаны затраты на утилизацию (если таковые будут) люминесцентных ламп при их замене каждые 1,5 года. Также не учитывается падение яркости led с течением времени, из-за чего заменять панели придется чаще, чем каждые 9 года. Однако, и лампы для расчета брались не с максимальным заложенным сроком службы.

Актуальность светодиодного освещения в 2020 году

Снижение себестоимости часто происходит за счет качества

Доля светодиодных ламп на рынке электротехнических товаров постоянно увеличивается. Это связано с популяризацией led-технологий, удешевлением конструкции лампочек, появлением новых марок и брендов в широком доступе в магазинах. При помощи led можно освещать дом не только внутри, но и снаружи. Можно без лишних трудностей подсвечивать участки, бассейны, гаражи и любые другие помещения. В Европе и США постоянно растет доля «умного освещения», которое невозможно представить без светодиодов.

С другой стороны, тенденцией 2019-2020 годов является высокий процент брака среди выпускаемых моделей led. Это тоже связано с удешевлением конструкции, которая зачастую происходит за счет замены дорогого драйвера на дешевый блок питания. В итоге цена становится небольшой, но одновременно теряются и все преимущества led-технологий. Срок службы сильно снижается: без драйвера любой скачок напряжения приводит к выходу лампы из строя. Выросло количество случаев, когда светодиодные лампы возвращаются в магазины по гарантии, что совсем неудобно для пользователей. К сожалению, по внешнему виду невозможно понять, есть драйвер внутри или нет. Остается полагаться на добросовестность известных брендов.

Альтернативы светодиодному освещению

Из уже выпускаемых перспективных альтернативных источников света можно назвать индукционные лампы. Они имеют долгий срок службы (до 150000 часов), высокую светоотдачу (до 160 лм/Вт). Индукционные источники света нечувствительны к скачкам напряжения, частым включениям-выключениям. Правда, подходят они только для освещения больших пространств: промышленного, уличного. Использование индукционных ламп в быту ограничивается большими габаритами и вредными излучениями (ультрафиолетовым и электромагнитным).

По всему миру ведутся разработки новых технологий освещения. В США предложили альтернативный источник света, работающий на основе поливинилкарбазола с ирридием с углеродными многослойными нанотрубками. В России ученые опробуют технологию катодолюминесцентных ламп.

Но пока это только разработки, которым далеко до внедрения в производство. Светодиодное освещение остается на лидирующих позициях.

Вывод

При некоторых недостатках светодиодное освещение обладает весомыми преимуществами:

экономичность;
долгий срок службы;
хорошее качество света;
разнообразие цветов и оттенков света.

Производители стремятся к унификации, поэтому выпускают модели, которые без проблем заменяют другие типы лампочек, как в быту, так и в промышленности.

Несмотря на высокую цену качественных лампочек, за 1-1,5 года они окупятся за счет уменьшения платежей за электричество.

Шерхебель – тяжелая артиллерия в обработке древесины

Сложно представить себе столярные работы без использования специальных инструментов, этой цели служит рубанок, шерхебель, фуганок и другие специализированные приспособления. Каждый из них выполняет собственные задачи. Обойтись в столярных работах только рубанком невозможно.

Все виды рубанков для грубой и тонкой обработки древесины

Различные виды рубанков используются для разнообразных типов обработки древесины. Чаще всего для столярных работ применяется:

шерхебель столярный – инструмент для грубой обработки поверхности;
медведка – разновидность рубанка, отличающаяся большей длиной колодки и наличием в конструкции двух ручек, которые дают возможность работать плотникам в паре. При помощи медведки остругать материал до чистоты и гладкости не удастся;
фуганки и полуфуганки – обеспечивают высококачественную чистовую обработку, применяются для обработки заготовок с большой площадью поверхности, необходимы для пригонки деталей друг к другу;
шлифтик – позволяет снимать с заготовки тонкую стружку;
цинубель – инструмент, позволяющий наносить на заготовку мелкие дорожки, необходимые для обеспечения качественного склеивания деревянных заготовок между собой;
отборник, зензубель – с их помощью осуществляется выборка четвертей;
фальцгобель позволяет зачистить выбранные отборником четверти;
шпунтубель – применяется для выполнения шпунтов;
грунтубель – позволяет выполнять трапециевидные пазы, расположенные поперек древесных волокон;
рубанок калевка – применяется для фигурной обработки поверхности деревянных заготовок;
горбач – отличается криволинейной формой колодки и применяется для обработки выпуклых и вогнутых поверхностей.

Первопроходец для деревянной заготовки

Шерхебель – это настоящая «тяжелая артиллерия» среди столярных инструментов. Он применяется для строгания древесины, не подвергавшейся ранее никакой обработке. При строгании шерхебелем достигается лишь необходимая форма, размеры заготовки, но добиться гладкой, ровной поверхности не получится. С этой целью используются другие виды рубанков.

С помощью шерхебеля выполняется только грубая обработка поверхности древесины. В отличие от рубанка, он позволяет выполнять строгание на большую глубину, легко срезая даже существенные неровности. Конструкция инструмента, внешне напоминая обычный рубанок, имеет свои особенности, позволяющие облегчить выполнение грубой обработки деревянной поверхности. В отличие от других инструментов, железко шерхебеля имеет закругленное лезвие и устанавливается под углом 45° к подошве. Угол заточки может различаться в зависимости от твердости обрабатываемой древесины.

Для строгания мягких пород достаточно угла заточки 25-30°, для обработки твердых пород лезвие затачивается под углом 35°.

В стандартной конструкции шерхебеля лезвие (железко) имеет ширину 35 мм. В некоторых моделях размеры могут отличаться. Ширина колодки больше размеров лезвия примерно на 15 мм. Отверстие под стружку в шерхебеле больше, чем в рубанке, примерно 3-5 мм. Как уже отмечалось выше, грубая обработка древесины не позволяет добиться ровной, гладкой поверхности. Лезвие оставит желобообразные следы на древесине. Для их устранения применяется рубанок, финишная обработка проводится фуганком.

Как устроен деревянный и металлический шерхебель?

Колодка шерхебеля может быть выполнена из дерева или металла. В зависимости от материала изготовления колодки, конструкция инструмента будет немного различаться. Деревянные шерхебели выпускаются в соответствии с ГОСТ 14666-79. В соответствии со стандартом, в их конструкцию входит прямоугольный корпус, рога для упора рук во время работы, нож, зажимной клин для лезвия, подошва, пробка. В конструкцию некоторых моделей может дополнительно входить упор для лезвия. Поверхность деревянных элементов в конструкции шерхебеля покрывается лаком, обеспечивающим износоустойчивость и увеличение срока службы инструмента.

В соответствии с ГОСТ для изготовления шерхебелей применяются следующие материалы:

колодка – из твердых пород древесины;
подошва (по ГОСТ 2695-83) из граба, клена, ясеня, бука, белой акации;
накладка колодки – из вышеперечисленных пород древесины, а также березы, ильма;
ножи – из двухслойной стали. Основной слой по ГОСТ 1050-88 из стали марки 30, или по ГОСТ 1435-99 из стали марок У8, У8А, У9. Для плакирующего слоя применяются стали марок 9ХФ, 9Х5ВФ, Х6ВФ, 9ХС (в соответствии с ГОСТ 5950-2000). Также допустимо применение других сталей, соответствующих по показателям стойкости перечисленным выше маркам.

В металлическом исполнении корпус изготавливается литым. В нем наглухо закрепляется рукоятка-рог. Для упора рук столяра во время работы устанавливается большая ручка. Нож фиксируется с помощью винтового соединения между прижимом и основанием корпуса. В отличие от деревянных моделей, металлические отличаются большей износоустойчивостью. Тем не менее, мастера предпочитают использовать деревянные столярные инструменты, так как они обеспечивают лучшее качество обработки.

Как правильно работать инструментом?

Применение шерхебеля – грубое строгание древесины. В ходе этой операции с заготовки посредством возвратно-поступательных движений струга снимается стружка. Инструментом в металлическом корпусе обрабатывают заготовки из твердой древесины или ДСП. Основную работу по обработке дерева специалисты советуют выполнять инструментами в деревянном корпусе, так как они обеспечивают лучшее скольжение по поверхности заготовки.

Конструкция шерхебеля отличается наличием закругленного лезвия, позволяющего снимать с поверхности заготовки существенные неровности. Таким способом осуществляется подготовка древесины к дальнейшей обработке и чистовому выравниванию. В отличие от столярных рубанков, шерхебели имеют большие размеры. Они массивные и тяжелые.

Для обеспечения качественной обработки заготовки ее необходимо тщательно зафиксировать. Лучше всего сделать это с помощью столярного верстака. При отсутствии такой возможности можно использовать обычный стол, к которому заготовка крепится струбцинами. Место обработки должно располагаться как можно ближе к тискам. Во время работы выполняются плавные, ровные, возвратно-поступательные движения. Сила прилагается во время движения инструмента вперед. Возвратное движение позволяет вернуть инструмент в исходное положение, поэтому оно всегда выполняется пассивно, без усилия.

Если лезвие рубанка затупилось …

К работе должна быть подготовлена не только заготовка, но и используемые инструменты и приспособления. Нож должен быть заточен под необходимым углом (в зависимости от твердости обрабатываемой древесины). Положение ножа в корпусе столярного инструмента должно быть тщательно отрегулировано. Заточка режущего лезвия осуществляется на бруске, закрепленном на верстаке или столе. По бруску необходимо проводить нижней кромкой ножа (фаской). Нажим выполняется при движении от себя, при этом фаска должна полностью прилегать к камню.

Нельзя изменять угол заточки, так как фаска приобретет неравномерную ширину, может стать горбатой. Строгание, выполненное неправильно заточенным ножом, будет низкокачественным. Во время заточки на поверхности фаски образуются заусенцы, легко ощущаемые наощупь. Для их устранения нож переворачивают передней стороной и перемещают по поверхности камня легкими прямыми и круговыми движениями. После этого заусенец образуется со стороны фаски. Нож переворачивается.

Работа продолжается до тех пор, пока заусенцы не исчезнут с обеих сторон. Последним этапом заточки является правка лезвия на смоченном водой оселке. Обработка проводится круговыми движениями. Сначала правится фаска, затем – передняя часть. При заточке нельзя допускать перекосов режущей поверхности. Появление такого дефекта на ноже приводит к ухудшению качества строгания, сминанию стружки, забиванию просвета между ножом и колодкой. При обнаружении перекоса его необходимо незамедлительно устранить, сточив высокую часть и выровняв поверхность.

Виды рубанков и их назначение

Даже сейчас сложно представить себе выполнение каких-либо частных столярных работ без применения специализированных инструментов, по типу рубанка, фуганка, шерхебеля и прочих специальных приспособлений. Каждый из таких видов инструмента имеет свой уникальный характер. Да, сейчас этот инструмент уходит в прошлое, на смену ему приходит массовое производство, где всем заправляют автоматизированные линии, врят ли кто-то из вас делает табуретки в своём гараже, но пора вспомнить уроки труда, и отдать должное старым, добрым рубанкам!

Основными частями рубанка выступают: железко (нож), колодка и клин. В зависимости от размеров, предназначения и оснащения дополнительными приспособлениями рубанки могут разделяться на множество подвидов и типов.

Среди существующих модификаций выделяют:

ручные (механические) – производятся из пластмассы, металла, дерева или их комбинаций – по своим функциональным возможностям мало чем отличаются, но технические характеристики напрямую зависят от материала изготовления корпуса строительного инструмента;
электрические – благодаря дополнительному оснащению электрическим двигателем позволяют выполнять большие объемы работ при высокой скорости обработки.

Наибольшую популярность при обработке дерева в домашнем обиходе получили деревянные рубанки.

Первопроходцы в деревянных заготовках

Наиболее яркими представителями ручного столярного инструмента являются:

Шерхебель – настоящая «тяжелая артиллерия» среди всего разнообразия столярных инструментов. Он широко применяется при строгании древесины, которая ранее не подвергалась обработке. Это достаточно массивное и тяжелое устройство с металлическим корпусом. Основное назначение – грубая первичная обработка с получением изделий необходимого размера (формы) и строгание на большую глубину для снятия толстого слоя древесины. Добиться ровной и гладкой поверхности с помощью шерхебеля не получится. Для этих целей зачастую применяют иные виды рубанков. Конструкция инструмента напоминает внешний вид обычного рубанка, но железко шерхебеля устанавливается под углом в 45 градусов по отношению к подошве и имеет закругленное лезвие. За один раз инструмент снимает слой до 3мм. При этом в местах обработки шерхебеля остаются глубокие ложбины, которые требуют дальнейшего выравнивания. Благодаря оснащению шерхебеля овальной режущей кромкой можно строгать древесину поперек ее волокон без предварительного продольного разрыва. В зависимости от твердости обрабатываемой древесины угол заточки шерхебеля может отличаться;

Чем отличается шерхебель от рубанка?

По сути шерхебель это тот же рубанок, только предназначенный для грубой обработки дерева. От рубанка шерхебель отличается полукруговой заточкой лезвия, а также его шириной – у шерхебеля лезвие меньше, чем у рубанка. При этом оно выступает из колодки на 2-3мм.

Фуганок – ручной рубанок с двойным резцом. Предназначение устройства – окончательная и точная обработка дерева при выравнивании плоскости значительного объема за счет более длинной колодки, а также для прифуговки кромок. В среднем длина колодки может превышать в 2-3 раза размера стандартного рубанка. Нож фуганка снабжен стружколомателем и ручкой для облегчения работы с устройством. Фуганок может выпускаться, как с одиночным, так и двойным ножом.

Чем отличается фуганок от рубанка?

Главным отличием фуганка от рубанка является количество лезвий: у рубанка – одно, а у фуганка – два. Само строение конструкции фуганка мало чем отличается от рубанка, но его корпус значительно длиннее. Благодаря этому с помощью фуганка можно обработать гораздо большую площадь за меньшее количество времени, чем рубанком.

Согласно существующей классификации столярный инструмент для обработки древесины условно подразделяют на:

рубанки плоского строгания;
рубанки фигурного строгания

Основные виды рубанков плоского строгания

Полуфуганок – укороченная версия фуганка, поскольку значительно уступает его размерам. Колодка или подошва полуфуганка достигает 60см, а ширина резца – до 8см, как и фуганка. Его назначение – обстругивание крупных деталей из дерева.

Медведка – в отличие от обычных типов рубанков имеет парные боковые поперечные ручки, большую ширину и длину. Железко в таком инструменте удерживается специальным клином. С медведкой, как правило, работают два человека, одновременно держась вдвоем за ручки. Применяется такая медведка при выстругивании больших площадей древесины, например, доски наружной обшивки домов, потолков или пола. Медведка снимает слой древесины в 1мм.

Шлифтик – предназначен для завершающей зачистки деревянных поверхностей и исправления дефектов, возникших после предыдущего обстругивания. С помощью шлифтика проводят зачистку мест вокруг сучков, торцов, неправильного строения древесины и др. Нож в таком рубанке устанавливается двойной со стружколомом и прямолинейным лезвием с углом присадки ножа в 60 градусов.

Цинубель – используется для придания обрабатываемым деревянным поверхностям небольшой шероховатости, а также для обстругивания свилеватой древесины. Это позволяет при обустройстве клеевого соединения деталей улучшать уровень их сцепления. На ножах цинубеля размещены бороздки, которые при заточке образуют зубчики. Благодаря размещению ножа в колодке под углом в 80 градусов даже свилеватую древесину можно обрабатывать без появления задиров. В цинубеле устанавливаются одинарные ножи с прямолинейным зазубренным лезвием. Средняя длина колодки составляет 20см, ширина – 6,5см и высота – 6,5см.

Рубанок торцовый – применяют при строгании небольших поверхностей древесины с путаным строением, а также для обработки торцов.
Рубанок одиночный – используют для вторичного строгания древесины. При работе стружка образуется без излома, а на поверхности древесины могут оставаться небольшие отколы или задиры.
Рубанок двойной – помимо установленного ножа имеет стружколом, который улучшает качество строгания.

Виды рубанков фигурного строгания

Зензубель – предполагает наличие двойного ножа, в связи, с чем качество обрабатываемых поверхностей становится достаточно высоким. Инструмент используют для зачистки четвертей и обстругивания перпендикулярных поверхностей. Ширина ножа колеблется в пределах 33мм, а его форма напоминает лопатку. Находится в «ближайшем родстве» с фальцебелем.

Федергубель – выполняет продольные выступы по кромке деревянных заготовок. Отличается особой формой лезвия, которое образует прямоугольный выступ вдоль кромки изделия.

Фальцебель – осуществляет зачистку четвертей. Оснащен одинарными ножами прямой или косой формы. Рубанок имеет ступенчатую подошву, которая в некоторых моделях бывает съемной. Это позволяет подбирать фальцы необходимого профиля и размера под форму дерева.

Штабгобель или штабгалтель – придает деревянным деталям закругленную форму за счет установки ножей вогнутой формы.

Шпунтубель – осуществляет продольные пазы по кромкам заготовок. Рубанок состоит из двух колодок, которые соединяются между собой специальными железными винтами. Одна из колодок является направляющей, а другая – закрепляющей и удерживает собой ножи.

Калевка – основное назначение данного рубанка: фигурная обработка дерева и придание особенной формы заготовкам. Чаще всего используется при производстве карнизов из дерева, багетов или дверных проемов. Такой тип рубанка имеет особые резцы с фигурными кромками и многоступенчатую подошву, устанавливаемую в зависимости от формы профиля, который нужно получить.

Грунтубель – проводят выстругивание пазов поперек волокон трапециевидного сечения. Представляет собой колодку, в которую сбоку вставлен заостренный крючок в виде резца.

Горбач – имеет криволинейную колодку, позволяющую обрабатывать поверхности выпуклой или вогнутой формы с внутренними и внешними диаметрами.

В столярном деле редко можно обойтись одним видом рубанка. Ведь при обработке деревянных заготовок приходится выполнять не один тип операций с использованием различных строительных инструментов. Так, некоторыми рубанками работают только в паре, например федергубель и шпунтубель. Или же рубанки применяются последовательно: при черновой обработке – шерхебель, а при финишной – фуганок.

Шерхебель, рубанок, фуганок: особенности и отличия инструментов

Для тех, кто ничего не смыслит в столярном деле, разницы между шерхебелем, рубанком и фуганком нет. Выглядят инструменты, в самом деле, очень похоже и применяются в процессе обработки древесины. Однако различия между ними есть, сайт RMNT расскажет вам о них.

И шерхебель, и рубанок, и фуганок, предназначенные для ручной работы, конструктивно очень похожи. Все они состоят из подошвы, колодки, лезвия, регулировочных винтов и двух рукояток для работы обеими руками, что обеспечивает нужную силу нажима инструмента.

Важно! Корпус инструментов может быть деревянным или металлическим. Деревянный инструмент используется для обработки древесины мягких пород, металлический — твёрдых.

Деревянный шерхебель

Главное отличие шерхебеля от рубанка и фуганка — лезвие. У шерхебеля оно полукруглое, овальное, оставляющее достаточно глубокие желобки и позволяющее снимать толстый слой стружки — до трёх миллиметров. Соответственно, больше и отверстие для снимаемой стружки. Кроме того, у шерхебеля более узкая и короткая конструкция короба.

Шерхебель и рубанок

Существенная разница также есть в угле наклона лезвия. У шерхебеля он доходит до 45 градусов, то есть достигается максимальное углубление. Фуганок снимает стружку под углом в 13 градусов, наклон минимален. Рубанок — под углом порядка 30 градусов.

Если говорить о процессах обработки древесины, то все три инструмента используются на разных этапах:

Шерхебель является «тяжёлой артиллерией». Он применяется на самом первом этапе грубой обработки древесины, сразу после использования топора и пилы, ножовки. С помощью него нельзя достичь идеально гладкой поверхности, но зато подготовка к дальнейшей обработке проходит быстро и качественно.
Рубанок применяется уже после шерхебеля, может, в принципе, заменить его, но всё зависит от состояния древесины и целей её обработки.
Фуганок — это инструмент для финишной обработки заготовки. Именно он позволяет добиться идеально гладкой поверхности, снимая мелкую стружку.

Фуганок намного длиннее рубанка и шерхебеля. Он предназначается для выравнивания обширных поверхностей. Вторая конструктивная особенность — наличие двойного ножа. Кроме того, у ножа фуганка есть стружкосниматель, обеспечивающий гладкость древесины после этого завершающего этапа обработки.

Ручной фуганок

Важно! Ширина лезвия у шерхебеля составляет 35 миллиметров. А у фуганка может доходить до 80 миллиметров. Длина колодки фуганка при этом составляет 50–90 сантиметров.

Констатируем: шерхебель применяется исключительно для черновой обработки древесины. Его небольшое, закруглённое лезвие обеспечивает максимально глубокое врезание в древесину, потому что выступает из колодки на два-три миллиметра и обладает уменьшенной шириной. Напротив, широкое лезвие фуганка буквально скользит по поверхности плоской деревянной заготовки, убирая малейшие неровности. Рубанок относится к более универсальным инструментам.

Важно! В мастерской столяра обязательно будут и шерхебель, и рубанок, и фуганок. Использование всех данных инструментов позволит провести обработку древесины поэтапно и максимально качественно.