Saya dan istri saya memiliki beberapa lampu di sakelar redup di seluruh rumah kami. Kami biasanya lebih suka pencahayaan sekitar yang disediakan oleh lampu redup. Saya ingin tahu, jika kita menghemat listrik dengan meredupkan lampu. Saya merasa seperti saya membaca di suatu tempat bahwa dimmer bekerja dengan cepat menyalakan dan mematikan arus ke cahaya, meskipun sepertinya saya pada dasarnya tidak mengerti cara kerja saklar dimmer.

Iya. Dan inilah alasannya.

Dimmer rheostat

Dimmer tua, menggunakan pengubah variabel untuk meredupkan cahaya. Mari kita lihat contoh sederhana.

Kami dapat menemukan resistansi total (RT), dengan menambahkan semua resistansi.

RT = R1 + R2 = 0 Ohms + 144 Ohms = 144 Ohms

Kemudian kita dapat menemukan arus total (TI).

IT = ET / RT = 120V / 144 Ohms = .83A

Kami kemudian akan menghitung tegangan di setiap beban resistif.

E1 = IT * R1 = .83A * 0 Ohms = 0V

E2 = IT * R2 = .83A * 144 Ohms = 120V

Akhirnya, kami akan menghitung total watt (WT)

WT = V ^ 2 / R = 120V ^ 2/144 Ohm = 100 Watt

Mari kita lihat apa yang terjadi ketika kita meningkatkan resistansi R1

RT = 200 Ohms + 144 Ohms = 344 Ohms

IT = 120V / 344 Ohms = .349A

E1 = .349A * 200 Ohms = 69.77V

E2 = .349A * 144 Ohms = 50.23V

WT = 120V ^ 2/344 = 41,86 Watt

Seperti yang Anda lihat, kami telah meningkatkan resistansi R1 dan secara efektif mengurangi tegangan pada R2. Dan sekarang kami memiliki cahaya redup.

Dimmer thyristor

Dimmer modern menggunakan TRIAC , untuk mengurangi jumlah waktu lampu menyala. Namun, karena rangkaian di peredup, tidak ada penghematan energi 1: 1 langsung. Peredupan cahaya hingga 50%, tidak akan sama dengan penghematan listrik 50%.

Bentuk gelombang khas dalam sistem AC akan terlihat seperti ini.

TRIAC mencegah listrik mengalir setiap kali tegangan mencapai 0, sesuatu seperti ini.

Jadi Anda berakhir dengan bentuk gelombang yang terlihat seperti ini.

Dengan TRIAC, lampu sebenarnya mati dan hidup 120 kali per detik. Dengan setiap siklus, Anda menghemat sejumlah kecil daya. Apakah cukup dengan melihat tagihan listrik Anda? Saya kira itu akan tergantung pada berapa lama lampu menyala, dan berapa persen mereka redup.

Jawaban singkatnya adalah ya, Anda akan menghemat biaya listrik. Mungkin setiap redup yang dibuat dalam 20 tahun terakhir memiliki teknologi untuk menghemat uang Anda. Ini dari Lutron , salah satu manufaktur dimmer terbesar di dunia.

Seperti yang Anda lihat, Anda tidak hanya akan menghemat listrik tetapi lampu Anda akan lebih lama. Itulah mengapa lampu 130 volt bertahan lebih lama dari lampu 120 volt.

Peredupan LED mudah tetapi untuk mendapatkan pengalaman peredupan terbaik, Anda akan memerlukan peredup lampu yang dirancang untuk LED. Ini memiliki apa yang saya sebut sekrup trim sehingga Anda dapat menyesuaikan dimmer untuk menggunakan seluruh rentang peredupan. Sekrup trim digunakan untuk kontrol kecepatan kipas dan Anda akan menyesuaikan sekrup trim ke tempat kipas berputar ketika kontrol kecepatan diputar ke pengaturan yang lebih rendah.

Itu bisa bergantung pada jenis dimmer - yang lebih tua hanya digunakan untuk menjatuhkan beban di resistor, sehingga Anda akhirnya membuang daya yang sama, hanya mengubahnya menjadi panas dalam resistor daripada panas dan cahaya di bohlam.

Yang modern harus menghemat daya, mereka menghidupkan dan mematikan dengan cepat, dan hanya mengubah siklus tugas untuk memberikan waktu lebih banyak 'tepat'.

Saya menghabiskan banyak waktu untuk meneliti pertanyaan yang tepat ini baru-baru ini, termasuk membayar tukang listrik untuk datang ke rumah kami. Dia TIDAK mengerti masalah. Kebanyakan dimmer yang Anda beli hanyalah resistor variabel. Ini berarti bahwa jika Anda memiliki bohlam 100 watt di sirkuit, tetapi redup setengah jalan, Anda mengirim 50 watt ke bohlam dan 50 watt akan berubah menjadi panas di kotak saklar.

Buang terlalu banyak panas ke dalam kotak saklar, dan Anda mungkin menemukan Anda sedang memasak dimmer. Dalam kasus kami, 300 watt lampu pada dimmer, redup ke pencahayaan ambient rendah sudah cukup untuk memasak saklar dimmer yang dinilai untuk menangani 500-600 watt. (Ahli listrik kami melihat bahwa saklar dimmer secara teoritis diberi peringkat untuk menangani watt, sehingga tidak mungkin menjadi masalah kita.)

Jadi, tidak, Anda TIDAK menghemat listrik sama sekali dengan meredupkan bohlam, paling tidak dengan peredup standar. Anda dapat membeli lampu LED, atau lampu CFL untuk membantu di sini. Namun berhati-hatilah karena semua lampu LED tampaknya tidak berfungsi pada semua sakelar dimmer. Dan lampu CFL sama sekali tidak redup, bahkan lampu yang didesain untuk redup.

Anda juga dapat membeli dimmer elektronik. Ini adalah redup yang melakukan tugasnya dengan memutus daya sepenuhnya, berkali-kali per detik. Itu memang menghemat listrik, karena elektron yang tidak meneruskan cahaya tidak hanya dihambat melalui resistor untuk menghasilkan panas. Dimmer elektronik lebih mahal. Perhatikan bahwa sebagian besar sakelar redup yang Anda beli di toko rumah masih merupakan jenis resistor.

Akhirnya, Anda bisa melakukan satu hal lagi. Jika Anda biasanya menjalankan sakelar redup cukup jauh, maka letakkan bohlam yang lebih sedikit atau lebih kecil di wadahnya. Misalnya, kami memiliki lima lampu pijar 60 watt pada satu sirkuit, yang biasanya kami gunakan untuk penerangan ambient. Sementara saya berencana membeli lampu LED untuk menggantinya, LED dimmable sekarang terlalu mahal untuk membenarkan hal ini. Simpler baru saja mundur 3 dari 5 lampu. Dua lampu 60 watt, masih redup setengah jalan sepenuhnya memadai untuk menerangi area seperti yang kita inginkan untuk dinyalakan.

Sementara rheostat digunakan sebagai dimmer dalam pencahayaan teater pada hari-hari awal, ini belum umum sejak 1950-an atau sebelumnya dan saya belum pernah melihat dimmer cahaya domestik yang tidak menggunakan thyristor. Anda tidak menyimpan banyak lampu pijar peredupan energi karena hubungan efisiensi yang sangat nonlinier terhadap suhu filamen (kecerahan) tetapi BUKAN karena tegangan ekstra yang dibakar dalam peredup. Alih-alih saat lampu redup, output cahaya bergeser ke inframerah dengan persentase lebih besar dari daya yang berubah menjadi panas dalam bohlam daripada cahaya yang terlihat. Anda masih menyimpan sebagian, tetapi tidak sebanyak yang Anda kira.

Beberapa lampu LED modern yang dapat diredupkan benar-benar menghemat banyak daya sekalipun. Pada beberapa yang saya ukur, "bulb" 10-13W meredup ke apa yang tampak kira-kira setengah terang untuk bola mata saya hanya 2-3 Watt.

Dengan lampu pijar (yang, seperti yang telah diketahui orang lain, satu-satunya lampu yang dapat dimmable), bahkan dalam skenario kasus terbaik, output cahayanya turun lebih cepat daripada penggunaan daya mereka - jadi misalnya (terdiri dari angka-angka, tetapi prinsip berlaku), jika Anda meredupkannya ke 75% dari kecerahan normal, Anda masih menggunakan mungkin, 80-90% dari daya aslinya. Semakin cerah mereka, semakin efisien mereka.

Meskipun benar bahwa menambahkan resistansi variabel secara seri dengan bola lampu akan menurunkan arus dan oleh karena itu menurunkan daya (karena resistansi meningkat), faktanya tetap bahwa daya terbuang dalam bentuk panas melalui resistor variabel. Saya tidak berpikir ada jenis "rheostat" (resistor variabel) yang lebih tua yang dijual hari ini. Desain yang lebih baru di pasar memodifikasi bentuk gelombang AC hanya pada sebagian dari setiap siklus. Desain ini lebih efisien karena tidak membuang daya yang tidak digunakan namun komponen silikon yang digunakan dalam dimmer juga harus menghilangkan panas dan melakukan ini melalui flens pemasangannya (biasanya aluminium). Ini adalah salah satu alasan mengapa hanya sejumlah sakelar dan kabel yang diizinkan berada di dalam kotak.

Saya menguji redup rotary Leviton seharga $ 5, dengan nilai 600 watt, dengan meredupkan lampu Natal. Total beban mencapai 520 watt. Peredup bekerja dengan menipiskan tegangan AC yang disuplai. Apa yang saya temukan adalah suhu dimmer meningkat ketika tegangan AC maksimum dan suhu menurun ketika tegangan dilemahkan. Saya awalnya berpikir bahwa panas yang hilang naik ketika meredup, tetapi sekarang sepertinya sebagian besar panas yang dihasilkan disebabkan oleh inefisiensi transistor di dalamnya. Semakin tinggi voltase dan semakin banyak arus yang mengalir melalui unit yang semakin panas. Pada 520 watt, bebannya menjadi cukup panas sehingga saya tidak bisa menyentuh heatsink lebih lama dari beberapa detik.

Pelajaran di sini adalah jangan menggunakan dimmer jika Anda akan membiarkan lampu menyala paling lama. Energi yang tidak dikonversi menjadi cahaya terbuang sebagai panas. Peredupan cahaya akan menggunakan lebih sedikit listrik dan menghemat uang Anda. Apakah cahaya redup atau tidak, dimmer itu membuang-buang energi dalam bentuk panas. Energi yang terbuang naik secara proporsional dengan beban.

Peredupan lampu Anda akan mengurangi penggunaan daya. Beberapa orang telah menyarankan bahwa daya apa pun yang tidak padam bohlam malah membuat panas di saklar. Sementara beberapa kekuatan akan menghasilkan panas, Anda tidak akan menggunakan daya yang hampir sama besarnya dengan bola lampu.

Berikut ini adalah beberapa persamaan listrik matematika sederhana: P = IE Power sama dengan kali ini tegangan total tegangan di seluruh rangkaian pada dasarnya konstan ~ 120V AC.

Jika dimmer Anda adalah resistor Rheostat sederhana, saat Anda meningkatkan resistansi, arus Anda akan turun sesuai dengan Hukum Ohm V = IR Tegangan sama dengan resistansi kali ini, karena tegangan konstan, kami dapat mengatur ulang dengan membagi kedua sisi dengan "R" ke I = V / R untuk membuktikan bahwa arus lebih rendah karena peningkatan tahanan dengan tegangan konstan.

Cara lain untuk menulis hukum daya adalah: P = (V ^ 2) / R dengan tegangan tetap konstan dan resistensi meningkatkan daya output akan lebih rendah. Kekuasaan memiliki korelasi negatif dengan resistensi.

jika Anda memiliki bola lampu 100W dan meredup ke output 50W, Anda TIDAK akan menghasilkan panas 50W di Dimmer. Itu akan membakar rumahmu.

Jenis peredup lainnya yang cenderung Anda lihat adalah peredup TRIAC. Dimmer ini pada dasarnya menyalakan dan mematikan daya lebih dari 100 kali per detik, sehingga akan menggunakan daya lebih sedikit karena lampu dimatikan dalam jumlah yang lebih besar dari setiap detik semakin banyak mereka redup.

Anda benar-benar berbicara tentang masalah "Watt vs VA".

Kembali dan lihat ilustrasi "triac dimmer" Tester101.

• Watt adalah kekuatan yang sebenarnya Anda gunakan (tidak termasuk area hitam di bawah gelombang sinus).
• VA adalah seluruh gelombang sinus yang harus dihasilkan generator untuk membuat bagian yang Anda gunakan.

"Faktor daya" adalah perbedaan antara watt yang sebenarnya Anda gunakan, dan seluruh gelombang sinus. Dan triac dimmer memiliki "faktor daya" yang buruk, yang bervariasi berdasarkan pengaturan jelas.

Jadi untuk menghasilkan kapasitas, peredupan triac tidak menghemat banyak energi, karena generator harus membuat seluruh gelombang, atau beberapa "koreksi faktor daya" perlu dilakukan untuk mendistribusikan kembali energi di sekitar bentuk gelombang penuh. Itu adalah sesuatu yang "konverter berputar" agak pandai, seluruhnya sebagai efek samping: inersia dalam mesin pemintalan berfungsi sebagai "kapasitor AC" untuk menggeser waktu energi untuk mendistribusikannya kembali di sekitar gelombang. Tentu saja sekarang itu akan dilakukan secara elektronik.

Namun, meteran Anda hanya mengamati daya yang Anda gunakan, dan tidak tahu apa-apa tentang faktor daya. Jadi Anda mendapatkan penawaran, hanya harus membayar untuk bagian dari gelombang sin yang Anda gunakan.

Bagi saya listrik adalah ilmu hitam dan saya tidak memiliki keahlian dalam bidang ini. Tetapi menurut saya, ketika menggunakan dimmer jenis resistor, Anda menarik daya melalui meter ke sakelar dan kemudian membatasi pengiriman ke alat atau bola dunia dengan mengubah sebagian daya yang tidak diinginkan tersebut menjadi panas. Itu berarti menghemat daya dengan menggunakan saklar jenis dimmer resistor adalah ilusi. Tentu hasil yang Anda lihat kurang ringan. Tetapi apa yang Anda bayar bukanlah apa yang Anda lihat tetapi apa yang terdaftar pada meteran. Dimmer baru yang menghidupkan / mematikan daya 120 kali per detik adalah cerita yang berbeda.