Ha felhő kúszik a nap elé, a megvilágítás a tizedére csökkenhet, mégsem tekintjük zavarónak, sokszor észre sem vesszük, ha beborul az ég. A szemünk a fényviszonyok lassú, percek alatt végbemenő változását minden további nélkül leköveti. Ezzel szemben a fény csupán néhány százalékos megváltozása is rendkívül zavaró, ha a maximum és minimum közötti átmenet lüktetésszerűen, másodpercenként néhányszor megy végbe.
A villogó lámpa magára vonja a figyelmet. Villogó fénnyel jelezzük a kanyarodási szándékot a járműveken, ezért villognak és nem csak kéken-vörösen világítanak a megkülönböztető jelzések a mentőautókon, vihar közeledtével ezért villannak fel másodpercenként kilencvenszer a viharjelző fényei a Balatonon.
A szemünk a 10 Hz körüli villódzásra a legérzékenyebb. Ennél nagyobb frekvenciákon a villogást egyre kevésbe érzékeljük és 80 Hz fölött a fényvibrálást egyáltalán nem látjuk, mert a szemünk kiátlagolja a megvilágításkülönbségeket.
Ha nem is látjuk, a fényvillódzás még hat a szervezetünkre. Egyéntől változik, ki mennyire érzékeny a villódzásra. Huzamosan villogó fényben dolgozni, olvasni több mint kellemetlen. A fény periodikus változása fejfájást okozhat, migrénes panaszokat idézhet elő, az epilepsziára hajlamos személyeknél akár rohamot is kiválthat.
Az alábbiakban bemutatom, milyen mértékben villódznak a háztartásban használt fényforrások.
Kezdjük egy hálózati feszültségről működő halogén izzóval, melynek relatív fényingadozása látható az 1. ábrán. A hálózati feszültségre kapcsolt izzószál hőmérséklete a pillanatnyi teljesítménynek megfelelően változik és ezért a kisugárzott fény a hálózati frekvencia kétszeresével, 100 Hz frekvencián ingadozik. Az ingadozás amplitúdója jelentős, a minimum és maximum közötti különbség 20%. Izzólámpa villogására ritkán szokott bárki is panaszkodni: a 100 Hz gyakoriságú ingadozást a szem közvetlenül már nem érzékeli. Aki nem akar műszeres mérést végezni a mobiltelefon kamerájával is ellenőrizheti a lámpája villogását. A fényáram görbe alá beillesztettem egy rövid videót, amelyen az izzó kisfrekvenciás vibrálása látható. A kamera másodpercenként harminc képkockát rögzít, ez azt jelenti, hogy az ábrán látható 10 hullámon csak három pontot kap el, de az egymás után felvett képkockákon továbbra is erősebb és gyengébb megvilágítás követi egymást. A villogás mértéke a videón már láthatóvá válik. Ez ugyanaz a hatás, ami miatt a mozifilmen a robogó hintó kereke visszafelé forog.
|
Egy viaszgyertya fényingadozása |
Kompakt fénycső |
| Bemutató videó | Bemutató videó | Bemutató videó |
Nézzük meg, milyen a fényáramingadozása egy gyertyának! A gyertya fénye sem állandó időben, a láng mozgása több százalék változást okoz. A fény ingadozása véletlenszerű ezért nem érezzük zavarónak a szabályos szinuszos ingadozáshoz képest. A kétszeres hálózati frekvenciájú, (100 Hz) ingadozás látható 3. ábrán bemutatott kompakt fénycső fényének változásán is. A jelalak szögletes, nem annyira sima, szinuszos, mint az izzólámpa esetében, ami szintén meghatározhatja, mennyire érezzük zavarónak a fényingadozást. A következő két ábrán a villódzás szempontjából egy rossz és egy kiváló LED fényforrást
hasonlítok össze. A 4. ábrán egy rendkívül erősen villódzó gyertyaburás LED lámpa fényárama 50-100% között ingadozik. Ezzel szemben az 5. ábrán látható R80 irányított fényű LED fényforrásnál alig észlelhető a fényáramban ingadozás.
5W gyertya alakú LED fényforrás |
10W R80 LED fényforrás |
| Bemutató videó | Bemutató videó |
Mindkét termék ugyanattól a gyártótól származik. A különbség annak tulajdonítható, hogy az R80 LED fényforrásban az előtételektronika tartalmazza azokat a hálózati szűrőket, amelyek megakadályozzák, hogy a világítódiódákon kisfrekvenciás zajok jelenjenek meg és villódzást okozzanak, míg ezek a szűrők hiányoznak az 5W teljesítményű gyertya formájú LED fényforrásból. Miért? Az indok egyszerű: minél kisebb méretű a fényforrás, annál nehezebb a zajszűrést költséghatékonyan megoldani. Másrészt az 5W alatti teljesítményű fényforrásokra már nem köti a kezét a gyártónak a korábban tárgyalt teljesítménytényezőre (PF) és harmonikus torzításra (THD) vonatkozó előírás. Költségcsökkentés érdekében egyes gyártók a lehető legegyszerűbb áramköröket tervezik csak a termékbe, amelyből már kimaradnak a hatékony zajszűrő megoldások. A hálózati követelményeknek a termék megfelel, de a lámpa fénye mégis vibrál.
Azon is érdemes elgondolkodni, hogy milyen hosszú lesz az élettartama annak a LED fényforrásnak, amely kimutatható módon vibrál. A világítódiódák élettartama (szemben a fénycsövekkel) nem változik a kapcsolások számával, az előtét elektronika alkatrészei viszont jóval korábban meghibásodhatnak, mint maga a LED. Ha a gyártó nem minőségi alkatrészekkel szereli a fényforrást, nem várhatunk sokat az élettartamtól sem, bármilyen hosszú időtartam szerepel is a csomagoláson.
Láttuk tehát, hogy a villamos hálózat ingadozása az, ami az elektromos fényforrások villódzását okozza. Az izzólámpák esetében megfigyelhető, 100 Hz frekvenciájú, egyenletes szinusz fényáramingadozást általában nem érezzük zavarónak. A szinusz alaktól való eltérés és különösen a minimum és maximum értékek megnövekedése már zavaró lehet. A villódzásra jelenleg nem léteznek olyan szabványok, amelyek kizárnák, hogy zavaróan vibráló lámpák kerüljenek a piacra.
Érdemes megbízható gyártó termékét vásárolni, és legalább a mobil telefon kamerájával ellenőrizni mennyire ingadozik a lámpa fénye.
(bla)