Освещение 12 вольт в доме

Недавно покупал светодиодные лампы под обычный цоколь (E27) в квартиру, прицепом взял одну встраиваемую лампу чтоб установить её в корридоре в роли ночника. Встраиваемая внезапно оказалась 12в (конечно я даже не подумал что они продают на 12в), и конечно без трансформатора не взлетела. И тут я задумался о том, а нафига они продают 12в лампы?

Светодиодами я заинтересовался ещё в детстве, но тогда они были в основном цветные, а белые появились позже и до настоящего времени их ценник мягко говоря кусался. Сегодня же Китай нам предлагает просто массу вариантов всех цветов и ценовых сегментов, чем я собираюсь непременно воспользоваться.

После того как у нас на даче поменяли счётчик на новый двухтарифный и оставили мне запасу провода около 10 метров + столько же гофры я задумался о переносе ввода питания в дом не через комнату а в прихожую или подсобку чтоб сделать человеческий электрощиток и потихоньку сменить проводку, сделанную предыдущими хозяивами "на соплях", что в деревянном доме может сыграть в лучшем случае злую шутку а о худшем даже думать страшно, но приходится.

Пока ничего не сделано есть время подумать а что собственно можно сделать? Прокладка проводки с нуля даёт массу возможностей для экспериментов или хотя бы для полёта фантазии на эту тему. Мечтать не вредно, чем я и воспользуюсь.

Первое что приходит на ум - проводка на осветительные приборы может быть не 220 вольт а например 12, тем более, что для особо ленивых есть готовые фабричные встраиваемые осветители от 1в и выше.

Почему именно 12?

Прежде всего, 12 вольт – это сверхнизкое напряжение, считающееся условно безопасным для жизни и здоровья человека. По этой причине в помещениях с высокой или повышенной степенью опасности применение 12-вольтовых светильников приветствуется нормами ПУЭ.
Ванная комната, кухня, двор на улице – вот места, в которых низковольтное освещение всегда было предпочтительнее. А в тесных и сырых подвалах и вовсе нельзя эксплуатировать сеть 220 вольт, и обязательна установка понижающего трансформатора даже для питания переносных электроприемников.

Электропроводка 12 вольт не требует к себе трепетного отношения, позволяет сэкономить на защитных материалах, таких как гофротруба или кабель-канал. Да и вообще, на душе гораздо спокойнее, когда знаешь, что максимум, что может произойти в твоей цепи освещения – это смешное короткое замыкание с выходом из строя дешевого трансформатора или срабатыванием защиты.

Пожары, серьезные поражения людей электрическим током в цепи освещения 12 вольт практически исключены.

Этих аргументов для меня достаточно, чтоб понять в каком направлении двигаться, для меня главное - безопасность, после - экономия и в финале - возможность в дальнейшем этим управлять.

В итоге плюсы и минусы 12в проводки:
+
- безопасность и, как следствие, возможности эксплуатации в опасных помещениях (баня, кухня, улица);

Менее строгих требованиях к устройству электропроводки;

Отсутствии необходимости квалифицированного обслуживания (светильник на 12 вольт может быть установлен даже человеком, далеким от электротехники – риска для здоровья ведь никакого);

Возможности реализации дополнительной защиты ламп от перегрузки по току и напряжению благодаря трансформатору.

Возможность сделать в моём случае освещение автономным - при наличии аккумулятора такое освещение будет работать какое то время при отсутствии внешнего питания.

-
Тот же трансформатор – это дополнительный элемент цепи, который, во-первых, имеет свой КПД, а во-вторых, усложняет цепь, снижая ее надежность. К тому же трансформатор необходимо где-то прятать, обеспечивая ему охлаждение. Его нужно подобрать по совокупной мощности светильников с необходимым резервом, иначе он может не запуститься или быстро выйти из строя. Одним словом, трансформатор – это уже целая масса минусов.

Но на трансформаторе недостатки не заканчиваются. Еще один минус в том, что сеть низкого напряжения при равной мощности потребляет больший ток. А больший ток – это большее падение напряжения на проводах. Поэтому при монтаже 12-вольтных линий освещения приходится думать о том, чтобы длина проводников от трансформатора до каждого светильника была примерно одинаковой. Иначе светильники, расположенные дальше, будут светить менее ярко.

Таким образом, недостатки освещения на 12 вольт сводятся к сложностям монтажа из-за потерь в проводах и необходимости введения в цепь трансформатора.

Недостатки конечно для технаря незначительные, а для человека не раз запускавшего видеонаблюдение с разными степенями извращения в плане питания тем более. Кроме того на даче валяются 3 полуживых упс, а что такое упс? Это преобразователь 220 на 12 и обратно и самое для меня главное - автоматическое зарядное устройство. Предполагается сделать что-то типо питания подключенного напрямую от бататеи, а клеммы с упс на батарею пропустить через реле на размыкание при отсутствии питания. Что в итоге мы получим? Освещение работает на 12 вольт от батареи, которая при наличии 220в заряжается, а при отсутствии 220в механически отключается от упс дабы избежать потерь на холостой ход трансформатора преобразователя 12 на 220. А к этому можно ещё приделать например и солнечную батарею.... но это уже совсем другая история.

Потери напряжения в пределах дома площадью 30 кв.м. будут незначительные, главное подобрать провода нужного сечения, и обязательно одножильные. Проводку планирую делать точечно - от электрощитка на каждую точку отдельный провод для возможности в дальнейшем сделать централизованное управление (типо умный дом), в качестве проводки можно кинуть витую пару 5 категории 2 или 4 пары, что даст возможность в случае чего иметь минимум ещё одну пару на всякий случай или на случай необходимости регулирования светового потока. Например использовать датчики движения для включения ночного освещения менее яркого чем рабочего или микрофонов для голосового управления.

Как вообще могла родиться идея использования 12-вольтных светильников и ламп в жилых помещениях, когда стандарт бытового напряжения в нашей стране составляет 220 вольт? Попробуем в этом разобраться.

Достоинства и причины популярности напряжения 12 вольт

Прежде всего, 12 вольт - это сверхнизкое напряжение, считающееся условно безопасным для жизни и здоровья человека. По этой причине в помещениях с высокой или повышенной степенью опасности применение 12-вольтовых светильников приветствуется нормами ПУЭ.

Ванная комната, кухня, двор на улице - вот места, в которых низковольтное освещение всегда было предпочтительнее. А в тесных и сырых подвалах и вовсе нельзя эксплуатировать сеть 220 вольт, и обязательна установка понижающего трансформатора даже для питания переносных электроприемников.

Электропроводка 12 вольт не требует к себе трепетного отношения, позволяет сэкономить на защитных материалах, таких как гофротруба или кабель-канал. Да и вообще, на душе гораздо спокойнее, когда знаешь, что максимум, что может произойти в твоей цепи освещения - это смешное короткое замыкание с выходом из строя дешевого трансформатора или срабатыванием защиты.

Пожары, серьезные поражения людей электрическим током в цепи освещения 12 вольт практически исключены.

Но есть и еще одна причина, по которой в жилых домах и квартирах приобрели популярность цепи освещения на 12 вольт. Речь идет о появлении и распространении точечных светильников.

Эти светильники в корне изменили взгляды на освещение как таковое. Они потому и приобрели название «точечных», что их свет буквально должен исходить из одной точки. А традиционную лампу накаливания, которая была популярна в то время, лишь с большой натяжкой можно назвать точкой. Что ни говори, это все-таки внушительных размеров колба, если только, конечно, мощность ее составляет хотя бы 60 ватт.

Поэтому и возникла идея использовать в точечных светильниках компактные галогеновые лампы. Колбы галогеновых ламп содержат не только инертный газ, но и пары какого-либо галогена, например, йода. Во время испарения вольфрама с нити накаливания лампы галоген вступает во взаимодействие с атомами металла, образуя галогенид вольфрама. Этот самый галогенид вновь оседает на нити накаливания, распадается на ней от воздействия высокой температуры и возвращает нити чистый вольфрам.

Таким образом, износ нити накала у галогеновых ламп очень мал по сравнению с износом нити обычных ламп. Это дает возможность нагреть нить лампы до более высокой температуры, при которой лампа меньшего размера стала светить ярче. Стало возможным создать яркую и долговечную компактную галогеновую лампу.

Вот тут-то и оказалось, что действительно долговечными и надежными получаются именно низковольтные компактные галогеновые лампы, нить которых толще и рассчитана на больший ток. Поэтому была реализована идея установки в цепь бытового освещения светильников с галогеновыми лампами на 12 вольт, получающими питание от компактных маломощных трансформаторов, как правило, электронных. Подобная схема была уже очень популярной, когда стали серийно выпускаться современные и надежные компактные галогеновые лампы на 220 вольт.

Итак, в чем же плюсы сетей бытового освещения на 12 вольт? Они состоят в:

Безопасности и, как следствие, возможности эксплуатации в опасных помещениях;

Менее строгих требованиях к устройству электропроводки;

Отсутствии необходимости квалифицированного обслуживания (светильник на 12 вольт может быть установлен даже человеком, далеким от электротехники - риска для здоровья ведь никакого);

Недостатки освещения на 12 вольт

Но у 12-вольтного освещения есть и недостатки. Тот же трансформатор - это дополнительный элемент цепи, который, во-первых, имеет свой КПД, а во-вторых, усложняет цепь, снижая ее надежность. К тому же трансформатор необходимо где-то прятать, обеспечивая ему охлаждение. Его нужно подобрать по совокупной мощности светильников с необходимым резервом, иначе он может не запуститься или быстро выйти из строя. Одним словом, трансформатор - это уже целая масса минусов.

Но на трансформаторе недостатки не заканчиваются. Еще один минус в том, что сеть низкого напряжения при равной мощности потребляет больший ток. А больший ток - это большее падение напряжения на проводах. Поэтому при монтаже 12-вольтных линий освещения приходится думать о том, чтобы длина проводников от трансформатора до каждого светильника была примерно одинаковой. Иначе светильники, расположенные дальше, будут светить менее ярко.

Александр Молоков

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram - перейдите по ссылке и нажмите кнопку Join

Человеку непосвященному такой вопрос может вообще показаться странным. Как вообще могла родиться идея использования 12-вольтных светильников и ламп в жилых помещениях, когда стандарт бытового напряжения в нашей стране составляет 220 вольт? Попробуем в этом разобраться.

Достоинства и причины популярности напряжения 12 вольт

Прежде всего, 12 вольт — это сверхнизкое напряжение, считающееся условно безопасным для жизни и здоровья человека. По этой причине в помещениях с высокой или повышенной степенью опасности применение 12-вольтовых светильников приветствуется нормами ПУЭ.

Ванная комната, кухня, двор на улице — вот места, в которых низковольтное освещение всегда было предпочтительнее. А в тесных и сырых подвалах и вовсе нельзя эксплуатировать сеть 220 вольт, и обязательна установка понижающего трансформатора даже для питания переносных электроприемников.

Электропроводка 12 вольт не требует к себе трепетного отношения, позволяет сэкономить на защитных материалах, таких как гофротруба или кабель-канал. Да и вообще, на душе гораздо спокойнее, когда знаешь, что максимум, что может произойти в твоей цепи освещения — это смешное короткое замыкание с выходом из строя дешевого трансформатора или срабатыванием защиты.

Пожары, серьезные поражения людей электрическим током в цепи освещения 12 вольт практически исключены.

Итак, в чем же плюсы сетей бытового освещения на 12 вольт? Они состоят в:

— безопасности и, как следствие, возможности эксплуатации в опасных помещениях;

— менее строгих требованиях к устройству электропроводки;

— отсутствии необходимости квалифицированного обслуживания (светильник на 12 вольт может быть установлен даже человеком, далеким от электротехники — риска для здоровья ведь никакого);

— возможности реализации дополнительной защиты ламп от перегрузки по току и напряжению благодаря трансформатору.

Недостатки освещения на 12 вольт

Но у 12-вольтного освещения есть и недостатки. Тот же трансформатор — это дополнительный элемент цепи, который, во-первых, имеет свой КПД, а во-вторых, усложняет цепь, снижая ее надежность. К тому же трансформатор необходимо где-то прятать, обеспечивая ему охлаждение. Его нужно подобрать по совокупной мощности светильников с необходимым резервом, иначе он может не запуститься или быстро выйти из строя. Одним словом, трансформатор — это уже целая масса минусов.

100-ваттные лампочки накаливания 220-230 вольт запретили, а ведь ярко и эффективно светились именно лампы накаливания 100, 150, 200 ватт. Это связано с температурой вольфрамовой спирали - в 40-75 ваттных (пока разрешенных лампочках) спираль слишком "слабая", чтобы ее сильно нагревать. А чем выше температура спирали - тем более эффективно она светит, тем больше КПД лампочки.
И еще: "низковаттные" обычные лампы хуже освещают потому, что по причине низкой температуры спирали спектр излучения света сдвинут в красную сторону, а человеческое зрение имеет максимальную остроту зрения (цветовосприятие плюс разрешающая способность плюс стереовосприятие) в зеленой области при полноспектральном свете.

В помещении одна 200-ваттная лампа накаливания дает такую же визуальную яркость освещения помещения как 6-7 40-ваттных лампочек (в сумме 240-280 ватт, +20..+40% к расходу электричества). Конечно-конечно, если 200-ваттная лампочка висит в центре комнаты, а 40-ваттные лампы можно применить для местного освещения, то энергосбережение налицо: хорошо освещается стол одной 40 ваттной лампой, а не 200-ваттной вся комната.
А если мне нужно ярко осветить всю комнату? Увы, в 220-230-вольтовом мире ярко светить нечем. Вот такой прогресс.

(Что это - диверсия, саботаж? Силовой передел рынка осветительной техники?? В пользу кого? В любом случае это не энергосбережение.)

Раскрою тайну. В продаже пока остались довольно качественные перекальные "фотолампы" с напыленным на колбу зеркальным отражателем мощностью 100 ватт и более; и прожекторные лампы, вот их-то и можно использовать для яркого освещения.

Самый простой выход из сумеречного энергосберегающего положения - галогеновые лампы

Самый простой выход из сумеречного "энергосберегающего" положения - это использовать галогеновые или ксеноновые лампы накаливания. Но в современном мире 220-230-вольтовые галогеновые лампочки 40-60 Вт в КНР (а другие отсутствуют!) научились делать так же плохо, как и обычные лампочки.

Какой выход? Использовать в доме автомобильные галогеновые перекальные лампы - лампочки для ближнего, дальнего света, противотуманных фар. Пока что с яркими фарами ездить не запрещают, не запрещают и продавать нормальные лампочки. Но 12 вольт, лампы на 24 вольта - уже являются редкостью.

Но внимание: снежная слепота, то есть избыточная доля ультрафиолетового излучения

Галогеновые лампы немножко излучают ультрафиолетовый свет (UV). Правда, "рекомендуемые энергосберегающие" люминисцентные лампы (компактные лампы) тоже излучают UV.

Этой зимой UV-непрятность случилась со мной - попалась под руку старая "энергосберегающая" люминисцентная компактная лампочка оставшаяся от опыта несколько лет назад с растениями в парнике (текущий опыт с прошлого года - тепличка), сменил обычную зеркальную спот-лампочку на это справа вверху от себя, над столом с монитором. Через пару недель в правом глазу справа сверху начал наблюдать что-то вроде слабой снежной слепоты. (Ёрш-твою-медь, чуть к окулисту не убежал.) Сообразил, что может быть ультрафиолет из этой энергосберегающей трубки мне этот глаз засветил. Выкрутил это энергосберегающее 14-ваттное освещение, и через неделю следов от снежной слепоты не осталось.

Хорошо, что вовремя сообразил про снежную слепоту, а кто с ней не сталкивался??? Так ведь можно и без глаз остаться!

Мне могут возразить: ах, кто же безбрендовую лампочку на глаз вешает? А я не хочу ставить на се6е второй эксперимент, в жизни больше это компактное люминисцентное чудо не использую, где люди - хоть брендовое, хоть безбрендовое (подозреваю, что люминофор - из одной бочки).

Самый выгодное решение освещения - это освещать дом мощными светодиодами

Да, сделать освещение именно светодиодами - освещение на самодельных светильниках на настоящих мощных светодиодах.

Почему самодельных? Да потому, что LED-лампочки не светят, а только делают вид. Какие в них светодиоды? КурЯм на смех, с мизерным световым потоком, мне не попадались нормальные светодиодные лампы для освещения.

4 года экспериментов и наблюдений показали, что мощные светодиоды, несмотря на высокую цену, позволяют точно и светло освещать дом, затрачивая 70 ватт на 3 человек. Полного светодиодного освещения в доме пока нет, 70 ватт - это расчётная величина, на основании локальных экспериментов.

Одна из схем светодиодного светильника - , с указанием реальных токов и напряжений.

Внимание! Яркость свечения кристалла настоящего мощного светодиода больше, чем яркость солнечного диска в безоблачный день в чистой атмосфере. Никогда не допускайте, чтобы светодиод "засветил" вам в глаз с маленького расстояния в сумрачной комнате, когда зрачок глаза открыт! Это чревато потерей зрения.

Чрезмерная яркость мощного светодиода без встроенного рассеивателя (а с рассеивателями мне не известны мощные светодиоды) является их главным недостатком - светодиоды для освещения помещений приходится помещать за матовые экраны-рассеиватели. (А через реально-пыльное матовое оргстекло проходит около 90% света. Жалко!) А плошадь матового рассеивателя с учетом необходимости конвекционального охлаждения светодиода получается диаметром минимум 4 см.

Всем известно, что стандартное значение напряжения однофазной бытовой сети - 220 В. Соответственно все бытовые электроприборы, в том числе и осветительная аппаратура, рассчитаны на работу при таком напряжении. В последнее время все чаще можно услышать об использовании низковольтного освещения в быту, то есть осветительных устройств, которые питаются не напрямую от бытовой сети 220 В, а от 12 В, получаемые от понижающих трансформаторов (блоков питания). Насколько оправдан переход на низковольтное освещение? В качестве ответа на данный вопрос приведем преимущества и недостатки использования низковольтного освещения в домашней электропроводке.

Преимущества низковольтного освещения

Основное преимущество низковольтного освещения по сравнению с традиционным на 220 В, заключается в высокой электробезопасности и пожаробезопасности. Данная особенность низковольтных осветительных устройств является особенно актуальной в помещениях с повышенной влажностью, например, ванной комнате, где вопрос о безопасности человека в отношении поражения электрическим током является первоочередным.

Некачественное контактное соединение проводников в цепи 220 В при протекании тока нагрузки нагревается, что в конечном итоге приводит к его нагреву и может привести к возникновению пожара. При этом обнаружить некачественное контактное соединение можно только при его осмотре или когда оно будет окончательно разрушено. В низковольтных цепях нарушение контактного соединения приводит к полному или частичному отсутствию контакта (миганию ламп). То есть нарушение контактного соединения в низковольтных цепях менее опасно с точки зрения пожаробезопасности, и также быстро идентифицируется по нестабильной работе осветительных устройств или полной их неработоспособности.

Следующее существенное преимущество освещения на 12 В - отсутствие жестких требований относительно монтажа низковольтных цепей для осветительных устройств. Во-первых, процесс монтажа может выполняться практически каждым, даже при отсутствии опыта проведения электромонтажных работ. К прокладке низковольтных цепей предъявляются более мягкие требования, а также значительно экономятся средства на приобретение различной дополнительной фурнитуры для прокладки проводов.

Низковольтные лампы (светильники) являются более надежными, по сравнению с аналогами, питающимися от сети 220 В, что также является существенным преимуществом.

Недостатки низковольтного освещения

Для того чтобы преобразовать бытовое напряжение в значение 12 В, используются специальные трансформаторы (блоки питания). Наличие данных элементов в осветительной сети делает ее менее надежной, а также требует соблюдения определенных правил. Понижающие трансформаторы должны работать в номинальном режиме, то есть не должны подвергаться перегрузкам. В связи с тем, что трансформаторы в процессе работы нагреваются, должны быть соблюдены условия для их оптимального охлаждения.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что наличие в схеме дополнительных элементов можно отнести к недостатку низковольтного освещения.

Следующий недостаток низковольтных цепей - характерно выраженное явление падения напряжения. Если в случае подключения традиционных источников питания на 220 В протяженность осветительных цепей в пределах дома (квартиры) не отражается на яркости свечения осветительных устройств, то в случае использования низковольтных источников света, при значительной разнице в длине цепей, питающих лампы, наблюдается разница в яркости ламп по причине наличия падения напряжения в более протяженных линиях.

При подключении низковольтных осветительных устройств, следует учесть тот факт, что для той же потребляемой мощности, чем ниже напряжение, тем выше ток нагрузки, который будет протекать по осветительной сети. Например, ток нагрузки 100 Вт источника освещения при питании от сети 220 В составляет 0,5 А, в то время, как при подключении аналогичных низковольтных осветительных устройств той же мощности к низковольтной сети 12 В ток нагрузки будет составлять 8,4 А. Но в качестве низковольтного освещения часто используются светодиодные осветительные устройства ( , светильники, ), потребляемая мощность и соответственно ток нагрузки которых небольшой. Поэтому данная особенность низковольтных цепей учитывается в случае использования более мощных ламп, например, галогенных.