Устройство и принцип работы галогенной лампы. Принцип работы галогенной лампы. Типовые схемы включения

Главная

Сайдинг

В настоящее время в российской Федерации действует запрет на выпуск и продажу ламп накаливания мощностью 100 Вт и более. Эти меры должны способствовать внедрению энергосберегающих технологий освещения и значительному снижению потребления электроэнергии для бытовых нужд в целом по стране. Однако альтернативные источники света – люминесцентные и светодиодные лампы, при всех своих достоинствах имеют ряд существенных недостатков.

Основными из них считаются смещенный в голубую сторону спектр излучения и проблемы с построением регуляторов светового потока. К тому же люминесцентные лампы требуют применения специальных мер утилизации и имеют ограничения по применению за счет создания радиочастотных помех в широкой области спектра.В связи с этим достойной альтернативой обычным лампам накаливания могут стать галогенные лампы.

Галогенная лампа представляет собой обычную лампу накаливания со спиралью из вольфрамовой проволоки специальных марок, колба которых заполнена буферным газом (азотно-кислородная смесь или смесь инертного газа с кислородом) с добавлением галогеносодержащих примесей. В качестве таких примесей используются летучие соединения бора или йода.

Использование галогенов в лампах накаливания связано с реализацией так называемого вольфрамово-галогенного цикла. При его протекании происходит несколько процессов.

Испарение вольфрама с тела свечения (нити накаливания) за счет высоких температур.
Перенос испарившихся частиц вольфрама за счет диффузии или конвекции в области относительно низкой температуры (ниже 1400К), находящиеся вблизи стенок колбы.
Образование устойчивых молекул соединений вольфрам-галоген в низкотемпературных областях.
Перенос образовавшихся молекул в области высоких температур вблизи разогретой вольфрамовой спирали.
Распад молекул под действием высоких температур и выпадение атомов вольфрама на поверхность тела свечения .

В результате этих процессов частично нивелируются два основных недостатка классических ламп накаливания.

Не происходит потемнения поверхности колбы , за счет того, что испарившиеся частицы вольфрама возвращаются на нить накаливания.
Осуществляется частичная регенерация тела свечения , что может существенно продлить срок службы лампы.

Реализация вольфрамово-галогенного цикла с точки зрения процессов внутри лампы пока далека от совершенства.

Во-первых, протекание процессов с использованием соединений йода невозможно, при отсутствии кислорода . Поскольку в качестве галогеносодержащих добавок используются водородные соединения (йодистые метил и метилен), в процессах внутри колбы наблюдается протекание водяного цикла, вызывающего ускоренное разрушение нити накала.
Во-вторых, использование йода не приводит к полной регенерации нити , так как возврат испарившегося вольфрама происходит хаотично, не восстанавливая наиболее перегретые зоны тела свечения. В результате ускоренное испарение вольфрама с участков, имеющих наиболее высокую температуру, и перегорание нити неизбежны.
В-третьих, оказывают отрицательное влияние некоторые другие свойства йода – повышенная агрессивность к металлам, поглощение значительной доли излучения в желто-зеленой части спектра, слабо отработанная технология дозировки галогена.

Указанные недостатки могут быть устранены применением соединений других галогенов. В настоящее время широко используются летучие соединения брома (бромистые этилы и этилены).

Высокая агрессивность как брома, так и могущих его заменить хлора и фтора (последний наиболее перспективен с точки зрения регенерации нити, но проявляет высокую активность в отношении стекла и кварцевого стекла, из которого изготавливаются колбы ламп) пока ограничивает их применение.

Поиск летучих галогенных соединений для улучшения качества вольфрамово-галогенного цикла в лабораториях продолжается до сих пор.

Особенности конструктивных решений

Применение буферного газа и использование свойств вольфрамово-галогенного цикла привело к изменениям в конструкции лампы накаливания.

За счет уменьшения скорости выгорания тела свечения появилась возможность поднять температуру нити до величины в 3000К. В связи с этим потребовалось использование для колбы кварцевого стекла, задерживающего потто ультрафиолетового излучения.
В результате устранения осаждения на стенках колбы материала нити удалось значительно уменьшить ее размеры. Это, в свою очередь, позволило поднять давление внутри колбы и использовать в качестве буферных тяжелые инертные газы, в частности, ксенон, что положительно сказалось на увеличении мощности и долговечности галогенных ламп по сравнению с классическими лампами накаливания.

Новые решения в конструкции

При эксплуатации лампы накаливания, галогенной в том числе, значительная часть излучения тела свечения лежит в инфракрасном диапазоне. Специалисты приводят цифры, согласно которым более 60% энергии, потребляемой осветительным прибором, выделяется в виде тепловой.

Новые решения конструкции галогенных ламп используют покрытие колбы, не пропускающей инфракрасную составляющую излучения. Применение такого покрытия локализует тепловое излучение в объеме колбы. Это позволяет получить дополнительный нагрев спирали и повышение ее температуры до необходимых значений при снижении потребляемой лампой мощности.

Преимущества и недостатки галогенных ламп

С особенностями конструкции и принципа действия галогенных ламп связаны их эксплуатационные преимущества и недостатки

Экономичность (потребление электроэнергии)

Высокая температура тела свечения и отсутствие затемнения колбы определяют высокую светоотдачу галогенных ламп. Для осветительных приборов такого типа светоотдача лежит в пределах 15-22 лм/Вт. Для сравнения, лучшие экземпляры классических ламп накаливания с трудом обеспечивают эту величину на уровне 10-12 лм/Вт.

Таким образом, для получения одной и той же величины освещенности использование галогенных ламп дает выигрыш по мощности в 1.5-2 раза.

Снижению непроизводительных потерь мощности в идее тепла способствует наполнение галогенных ламп тяжелыми инертными газами. Этой же цели служат особые конструктивные решения, в частности, покрытие колбы материалами непрозрачными для инфракрасного излучения.

В результате экономический эффект для потребителя от применения галогенных ламп сравним с использованием люминесцентных источников.

Долговечность

Частичная регенерация материала тела свечения в вольфрамово-галогенном цикле и высокое давление буферного газа в колбе приводят к существенному снижению износа спирали галогенной лампы в процессе эксплуатации. Для современных галогенных осветительных приборов типичное значение срока эксплуатации составляет 2-5 тысяч часов свечения, что в несколько раз превосходит долговечность ламп накаливания и мало уступает люминесцентным лампам.

Цветопередача

Технология, использующая свечение нагретого до высоких температур источника, дает световое излучение, близкое по характеристикам к естественному. В этом заключается преимущество ламп накаливания и галогенных ламп по сравнению с другими источниками света.

Более высокая температура нити накаливания в галогенной лампе приводит к некоторому смещению спектра лампы в голубую область по сравнению с лампами накаливания, уменьшению «теплых» составляющих. Несмотря на это, цветопередача галогенных ламп лежит в пределах Ra 99-100.

Компактность

Возможность уменьшить колбу привела к созданию малогабаритных мощных ламп, которые с успехом могут использоваться в качестве точечных источников освещения для помещений. Это же достоинство дает возможность применения галогенных ламп в качестве источников головного света автомобилей.

Кроме перечисленных, к достоинствам галогенных ламп можно отнести простоту регулирования интенсивности освещения с использованием распространенных схем диммеров (регуляторов освещенности) и безопасность эксплуатации в тяжелых условиях, в том числе и при повышенной влажности – этой особенностью отличаются низковольтные галогенные приборы.

Основные недостатки ламп с галогенными наполнителями связаны с принципом их работы.

Высокая температура колбы, в некоторых моделях достигающая величин возгорания окружающих предметов. В связи с этим требуется применение соответствующих мер пожарной безопасности.
С высокой температурой колбы связана и нетерпимость галогенных приборов к загрязнению внешних поверхностей. Подобное загрязнение может привести к локальному перегреву поверхности колбы и преждевременному выходу лампы из строя. В связи с этим требуются особые меры предосторожности при эксплуатации или конструктивные решения для защиты колбы.
Относительная дороговизна, связанная с применением специфических материалов при изготовлении (кварц, инертные буферные газы, летучие соединения галогенов). Однако стоимость галогенных ламп значительно ниже популярных люминесцентных и светодиодных источников.

Виды галогенных ламп и их цоколей для использования в домашних системах освещения

Отечественные и зарубежные производители выпускают галогенные лампы для использования как в стандартных (220-240В), так и в низковольтных (12-24В) осветительных сетях.

Лампы этого типа имеют вид кварцевой трубки с выводами с двух сторон. Выпускаются стандартной длины – 78 и 118 мм с цоколями типа R7s. Обладают повышенной механической прочностью. В большинстве случаев требуют горизонтального размещения лампы.

Обладая высокой мощностью (вплоть до десятков кВт), используются в качестве источников заливного света для наружного освещения и внутреннего освещения пространств значительной площади.

Этот тип галогенных ламп предназначен для прямой замены традиционных ламп накаливания в стандартных осветительных сетях (220-240В). По форме колба таких ламп напоминает колбу ламп накаливания. Внешняя стеклянная колба защищает кварцевую внутреннюю от загрязнений.

Выпускаются лампы с внешней прозрачной, молочной или матированной колбой. Обладают меньшими габаритами по сравнению с лампами накаливания той же мощности. Снабжаются цоколями Е37(цоколь Эдисона) или Е14 (миньон). Могут выпускаться в декоративном исполнении – свечеобразные, шестигранные и т. д.

Галогенные лампы направленного света с отражателем

Представляют собой миниатюрную колбу с отражателем. Отражатель отвечает за направление и параметры рассеивания светового потока. Чаще всего используются отражатели алюминиевые, создающие направленный световой пучок и интерференционные, равномерно рассеивающие световой поток в конусе определенного объема. В комплекте с отражателями может быть использовано защитное прозрачное, матированное или цветное стекло.

Лампы направленного света выпускаются для использования как в стандартных электрических сетях, так и в сетях низкого напряжения (12-24В)

Основное направление использование – потолочные светильники или источники направленного света в отдельных зонах помещения.

Комплектуются лампы с отражателями двуштыревыми цоколями.

Для работы в сетях 6, 12 или 24 В используются лампы с цоколями GY4, GZ4, GU4, GX5,3, GU5,3, GY6,35, где цифры показывают расстояние между центрами штырей цоколя в мм.

Для работы в стандартных осветительных сетях используются лампы с аналогичными цоколями G9 и G10. Увеличенное расстояние между штырями не дает спутать лампы типоразмера MR35 с их низковольтными аналогами.

Представляют собой миниатюрную колбу с двумя выводами для подключения к питающей сети.

Могут быть использованы в корпусных и бескорпусных светильниках. Основное назначение – точечные источники декоративного освещения. Как правило, встраиваются в потолочное покрытие или элементы интерьера.

Для подключения к низковольтным сетям используют цоколь G4, G5,3, GY6,35. Для работы в стандартных осветительных сетях комплектуются цоколем G9.

Разнообразие размеров, мощностей и конструктивных исполнений галогенных ламп массу различных вариантов их применения, а отчетливо выраженные эксплуатационные достоинства позволяют широко использовать их в бытовых и промышленных целях. При этом системы освещения на базе галогенных элементов характеризуются высокими экономичностью, надежностью и безопасностью.

Видео о изготовлении галогенных ламп

Посмотрите увлекательное видео о том как производятся галогеновые лампы.

Принцип действия

Электрический ток, проходя через тело накала (обычно - вольфрамовую спираль), нагревает его до высокой температуры. Нагреваясь, тело накала начинает светиться. Однако из-за высокой рабочей температуры атомы вольфрама испаряются с поверхности тела накала (вольфрамовой спирали) и осаждаются (конденсируются) на менее горячих поверхностях колбы, ограничивая срок службы лампы.

В галогенной лампе окружающий тело накала йод (совместно с остаточным кислородом) вступает в химическое соединение с испарившимися атомами вольфрама , препятствуя осаждению последних на колбе. Этот процесс является обратимым - при высоких температурах вблизи тела накала соединение распадается на составляющие вещества. Атомы вольфрама высвобождаются таким образом либо на самой спирали, либо вблизи неё. В результате атомы вольфрама возвращаются на тело накала, что позволяет повысить рабочую температуру спирали (для получения более яркого света), продлить срок службы лампы, а также уменьшить габариты по сравнению с обычными лампами накаливания той же мощности.

Галогенные лампы одинаково хорошо работают на переменном и постоянном токе. При применении плавного включения срок службы может быть повышен до 8000-12 000 часов.

Преимущества и недостатки

Добавление галогенов предотвращает осаждение вольфрама на стекле, при условии, что температура стекла выше 250 °C . По причине отсутствия почернения колбы, галогенные лампы можно изготавливать очень компактными. Малый объём колбы позволяет, с одной стороны, использовать большее рабочее давление (что опять же ведёт к уменьшению скорости испарения нити) и, с другой стороны, без существенного увеличения стоимости заполнять колбу тяжёлыми инертными газами, что ведёт к уменьшению потерь энергии за счёт теплопроводности. Всё это удлиняет время жизни галогенных ламп и повышает их эффективность.

Цветопередача

Галогенные лампы обладают очень хорошей цветопередачей (Ra 99-100), поскольку их непрерывный спектр близок к спектру абсолютно чёрного тела с температурой 2800-3000K. Их свет подчёркивает тёплые тона , но в меньшей степени, чем свет обычных ламп накаливания.

Применение

Хотя галогенные лампы не достигают эффективности люминесцентных и тем более светодиодных ламп, их преимущество состоит в том, что они могут быть без каких-либо доработок использованы как прямая замена обычных ламп накаливания , например, с диммерами и с выключателями с подсветкой («с огоньком»).

Галогенные лампы также активно используются в автомобильных фарах благодаря их повышенной светоотдаче, долговечности, устойчивости к колебаниям напряжения , малым размерам колбы.

Мощная осветительная галогенная лампа ~230В 150Вт L=118мм

Галогенные лампы с небольшой температурой тела накаливания являются источниками инфракрасного излучения и используются в качестве нагревательных элементов, к примеру в электроплитах , микроволновках (гриль), паяльниках (спайка ИК-излучением термопластов).

Исполнение

Лампа типоразмера MR16

Галогенные лампы могут быть изготовлены как в компактных типоразмерах MR16, MR11, с цоколем GU 5.3, G4, GY 6.35 (на 12 вольт) или G9, GU10 (на 220 или 110 вольт), так и с цоколем Эдисона Е14 или Е27 (на 220 или 110 вольт), линейные с цоколем R7 различной длины (L=78 мм, L=118 мм и др.). Колба ламп может быть прозрачной, матированной , а также иметь рефлектор и/или рассеиватель.

Лампы типоразмеров MR предназначены для установки в транспортных средствах (автомобилях , мотоциклах , велосипедах), а также, при подключении через трансформатор , могут быть использованы для стационарного освещения («точечное освещение», компактные светильники) от бытовой сети.

Лампы типоразмера GU используются для стационарного освещения аналогично лампам MR, в отличие от последних не требуя трансформатора. Определить, лампа какого типа (MR или GU) установлена в данном светильнике или световой «точке», не вынимая лампу, легко, проследив, как меняется яркость лампы при включении и выключении: лампа GU загорается и гаснет практически мгновенно, а лампа MR - плавнее, обладая определённой инерцией (порядка 1/2 секунды).

Лампы с цоколем Е14 (миньон) или Е27 (стандарт) предназначены для замещения обычных ламп накаливания. Они снабжены дополнительной внешней колбой (по форме и размерам напоминающей колбу обычных ламп накаливания), защищающей внутреннюю кварцевую колбу от загрязнений, случайных прикосновений и контакта с легкоплавкими материалами.

Особенности эксплуатации

Галогенные лампы очень чувствительны к жировым загрязнениям, поэтому их внутренних колб нельзя касаться даже чисто вымытыми руками. Ввиду высокой температуры колбы любые загрязнения поверхности (например, отпечатки пальцев) быстро сгорают в процессе работы, оставляя почернения. Это ведёт к локальным повышениям температуры колбы, которые могут послужить причиной её разрушения (поэтому, из-за высокой температуры, колбы изготавливаются из кварцевого стекла). При их установке следует держать колбу лампы через чистую салфетку (или в чистых перчатках), а при случайном касании тщательно протереть колбу тканью , не оставляющей волокон (например микрофиброй) со спиртом.

Поскольку колба галогенной лампы разогревается до пожароопасных температур, то её следует монтировать так, чтобы в дальнейшем полностью исключить всякую возможность её соприкосновения с любыми находящимися поблизости предметами и материалами, и тем более человеческим телом.

При использовании галогенной лампы с диммером необходимо время от времени включать лампу на полную мощность, чтобы испарить накопившийся на внутренней части колбы осадок йодида вольфрама.

IRC-галогенные лампы

Новым направлением развития ламп является т. н. IRC -галогенные лампы (сокращение IRC обозначает «инфракрасное покрытие»). На колбы таких ламп наносится специальное покрытие, которое пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасное (тепловое) излучение и отражает его назад, к спирали. За счёт этого уменьшаются потери тепла и, как следствие, увеличивается эффективность лампы. По данным фирмы OSRAM , потребление энергии снижается на 45 %, а время жизни удваивается (по сравнению с обычной галогенной лампой).

Примечания


Накаливания	Лампа накаливания Галогенная лампа
Флуоресцентные	Люминесцентная лампа (компактная люминесцентная лампа) Катодолюминесцентная лампа Индукционная лампа Лампа чёрного света
Газоразрядные	Лампы высокой интенсивности Неоновая лампа Натриевая газоразрядная лампа Ксеноновая лампа-вспышка Газосветные лампы Безэлектродная лампа Плазменная лампа Плазменная лампа с внешними электродами
Электродуговые	Угольная дуговая лампа Ксеноновая дуговая лампа Свеча Яблочкова Металлогалогенная лампа
На сгорании

Галогенные лампы обладают наиболее качественной цветопередачей. Кроме того, галогенные лампы отличаются большой яркостью и направленным излучением. Их, конечно, только условно можно назвать энергосберегающими, тем не менее, по сравнению с лампами накаливания они имеют в несколько раз большую световую отдачу и удвоенный срок службы.

Существует очень много различных галогенных ламп. В этой статье мы познакомимся с их основными видами и особенностями.

Все галогенные лампы условно делят на две больших группы: лампы низкого напряжения (низковольтные) - до 24 В и лампы сетевого напряжение - 220 В. Кроме этого, галогенные лампы различаются по конструкции и назначению.

1. Линейные галогенные лампы

Это самый старый тип галогенных ламп, которые были созданы еще в 60-х годах прошлого века. Лампы представляют собой кварцевую трубку с выводами с обеих сторон. Нить накала поддерживается в лампе с помощью специальных кронштейнов из проволоки.

Лампы при своих небольших размерах имеют очень приличную мощность - 1 - 20 кВт. В помещениях такие лампы не используются из-за очень высокой яркости и большой потребляемой мощности. Основная их область применения - прожекторное освещение. Существуют современные линейные галогенные лампы заливающего света, которые используют не только в наружном, но и во внутреннем освещении. Эти лампы отличаются повышенной ударопрочностью.

Линейная галогенная лампа

Лампы выпускаются стандартной длины. Наиболее популярны галогенные линейные лампы длиной 78 и 118 мм. Большинство линейных галогенных ламп требуют обязательного горизонтального размещения в пространстве. Современные линейные галогенные лампы выпускаются двухцокольными с цоколем R7s (размещен с двух сторон лампы).

2. Галогенные лампы с внешней колбой

Это галогенные лампы сетевого напряжения. Они предназначены для прямой замены ламп накаливания. Лампы с внешней стеклянной колбой выпускаются со стандартными (цоколь Эдисона). Для таких ламп не требуются специальные светильники.

Внутри стеклянной колбы находится миниатюрная или линейная галогенная лампа на напряжения 220 В. Внешняя колба таких ламп защищает внутреннюю кварцевую колбу галогенной лампы от загрязнений и случайных прикосновений. По форме и размерам она похожа на колбу обычных ламп накаливания.

Галогенная лампа с внешней колбой

Галогенные лампы такого типа бывают разной формы и с разными видами колб - прозрачными, молочными и матированными. Существуют лампы со стеклом, которое поглощает ультрафиолетовое излучение. По сравнению с обычными лампами накаливания галогенные лампы сетевого напряжения дают свет с более высокой цветовой температурой (2900 - 3000 К) и обладают более качественной цветопередачей.

Большинство галогенных ламп такого типа имеют более компактное исполнение по сравнению с лампами накаливания, благодаря чему их можно использовать в небольших миниатюрных светильниках. Выпускаются декоративные галогенные лампы сетевого напряжения (свечеобразные, шестигранные), которые можно применять вместо декоративных ламп накаливания.

Галогенная лампа с внешней колбой OSRAM

Галогенные лампы с внешней стеклянной колбой подключаются к питающей сети без трансформатора. Так как срок службы галогенных ламп очень сильно зависит от параметров питающего напряжения, то галогенные лампы сетевого напряжения очень желательно подключать через специальное устройство - блок защиты галогенных ламп . Этот блок защиты обеспечивает плавный запуск галогенных ламп без броска тока в момент пуска и защищают лампы при отклонении напряжения.

3. Галогенные лампы с отражателем (галогенные лампы направленного света).

Такие лампы выпускаются в стандартных типоразмерах - MR8, MR11 и MR16. Самый популярный типоразмер галогенных ламп - MR16 (диаметр колбы 50 мм). Галогенные лампы с отражателями характеризуются различными углами излучения.

Лампа состоит из миниатюрной колбы со специальным отражателем (рефлектором). Отражатели перераспределяют световой поток лампы в пространстве. Сама галогенная лампа расположена по центру отражателя. Существует много разновидностей отражателей. Наиболее распространены галогенные лампы с алюминиевыми отражателями .

Так как галогенные лампы являются современной разновидностью ламп накаливания, то при работе они выделяют большое количество тепла. Лампы с алюминиевыми отражателями направляют тепло вперед. Для случаев, когда это недопустимо, существуют галогенные лампы с интерференционными отражателями (специальное полупрозрачное покрытие), у которых тепло отводится назад.

Галогенная лампа с алюминиевым отражателем

Выпускаются галогенные лампы с покрытием, которое отражает ИК-излучение (IRC-галогенные лампы ). Лампы последнего типа считаются наиболее экономичными, так как колба такой лампы с помощью специального покрытия не пропускает инфракрасное излучение тела накала, а отражает его назад на спираль. В результате этого температура спирали увеличивается. При этом уменьшаются потери тепла, уменьшается потребление электроэнергии и в два раза по сравнению с обычными галогенными лампами увеличивается срок службы.

Существуют галогенные лампы без защитного стекла, с защитным прозрачным стеклом, стеклянным колпачком и лампы с защитным цветным стеклом. Лампы без защитного стекла и стеклянного колпачка должны использоваться в закрытых светильниках. Стекло большинства современных галогенных ламп не пропускает ультрафиолетовое излучение.

Галогенные лампы с отражателем лампы обычно используют при организации точечного направленного освещения. Обычно их встраивают в подвесные и натяжные потолки, причем правильно рассчитав количество ламп, их можно применять не только в целях подсветки, но и для организации общего освещения.

Цоколи галогенных ламп с отражателями имеют двухштырьковые разъемы: GY4, GZ4, GU4, GX5,3, GU5,3, GY6,35 - для низковольтных галогенных ламп (на 6, 12 или 24 В). Цифра после букв означает расстояние между штырьками в миллиметрах.

Такие лампы обеспечивают высокую электробезопасность. Они должны подключаются через специальный электронный или электромагнитный трансформатор. для галогенных ламп используются намного чаще.

Галогенные лампы сетевого напряжения типоразмера MR16 выпускаются с двухштырьковыми цоколями - G9 и G10. Это сделано для того, что бы их нельзя было случайно перепутать с низковольтными галогенными лампами.

4. Капсульные (пальчиковые) галогенные лампы

Такие лампы имеют очень миниатюрные размеры и представляют собой небольшую капсулу с выводами. Они выпускаются с поперечными и продольными телами накала. Такие лампы могут использоваться в открытых светильниках без защитных стекол. В основном они применяются для встроенных в мебель и в потолок светильников, для декоративной подсветки. Существуют модели светильников общего освещения с капсульными галогенными лампами.

Капсульная галогенная лампа

Возможные виды цоколей для капсульных ламп: G4, G 5,3, GY6,35. Капсульные галогенные лампы сетевого напряжения обычно имеют цоколь G9 (расстояние между штырьками 9 мм). Они используются для декоративной подсветки, и иногда в светильниках для общего освещения.

В этой статье описаны только основные виды галогенных ламп. Безусловно, производители источников света не стоят на месте и каждый год совершенствуют выпускаемые галогенные лампы, а также создают их новые разновидности, что и подтверждается постоянным обновлением их ассортимента в каталогах. Если вы встречали необычные виды галогенных ламп, то поделитесь в комментариях своими впечатлениями от их использования. Жду ваших комментариев!

Кирилл Сысоев

Мозолистые руки не знают скуки!

Содержание

С целью замены обычных лампочек создали аналог, обладающий высокой яркостью, требующий более низкого напряжения в сети, подходящий для стандартных цоколей. Галогеновые лампы отличаются от стандартных промышленных светильников, домашних люстр мощностью светового потока, сроком эксплуатации. Они нашли применение в производстве автомобильных фар с повышенной яркостью, осветительных приборов, работающих от низкого напряжения и обладающих компактными размерами. Заказать по почте или купить галогеновые лампы можно в любом магазине – товар пользуется спросом.

Что такое галогеновая лампа

Это особый прибор для освещения помещений, работающий по тому же принципу, что светильники стандартной мощности. Галогенные лампочки состоят из цоколя, нити накаливания, герметичной колбы, заполненной газом. Атомы газообразного активного вещества вступают в реакцию с испаряющейся вольфрамовой проволокой и сразу разлагаются под воздействием высокой температуры. Это не дает испаренному металлу оседать на стенках колбы. Преимуществом таких ламп является увеличенный срок службы.

Устройство

Существует несколько типов капсульных галогенных лампочек, которые различаются размерами колбы, ее формой, наличием специальных отражателей. Их объединяет типовое строение цоколя, химический состав газовой смеси, наличие вольфрамовой проволоки, обеспечивающей свечение. Галогенные лампы для точечных светильников и промышленных фонарей могут отличаться напряжением: они одинаково эффективно работают от сетей в 220, 380 В и миниатюрных источников электричества 6-100 В. Яркость освещения легко регулируется выключателем с реостатом.

Принцип работы

Основное отличие от традиционных ламп – постоянный галогенно-вольфрамовый процесс самовосстановления нити. При нагревании проволока медленно испаряется, как в лампочке накаливания. Газ внутри колбы вступает в реакцию с атомами металла, захватывая их и не позволяя оседать на стенках. Особенность получаемых соединений – невозможность их существования при высоких температурах, поэтому происходит реакция разложения с последующим осаждением атомов вольфрама обратно на нить. При понижении мощности реостатом температура падает, а самовосстановление прекращается.

Срок службы

Температура свечения постоянно поддерживает в относительной целости нить накаливания за счет самовосстановления вольфрама галогенами. Это увеличивает срок службы. Процесс не идеален: металл оседает на поверхности проволоки неравномерно, постепенно образуются тонкие участки. Средний срок эксплуатации устройства составляет 6000-7000 часов непрерывной работы. Плавное включение через реостат повышает его до 8000-12000 часов.

Плюсы и минусы

Галогенные осветительные приборы имеют ряд достоинств и недостатков, вытекающих из особенностей внутреннего устройства, принципа работы, возможностей эксплуатации. К плюсам относятся:

Длительный срок службы.
Стабильная работа, непрерывный световой поток.
Повышенный КПД в сравнении со стандартными лампами накаливания.
Прочность, устойчивость к механическим повреждениям.
Малые размеры.
Сниженный уровень ультрафиолетового излучения.

К недостаткам этой разновидности осветительных причисляют:

Пожароопасность вследствие нагрева колбы до высоких температур. Перед тем, как проверить галогеновую лампу тестером, дайте ей остыть.
Газовая смесь, используемая в лампах, ядовита для человека.
Непривычный белый цвет освещения.

Типы галогеновых ламп для дома

Ассортимент галогенных ламп очень широк: от низковольтных светильников до больших прожекторов, которыми можно осветить стадион. Домашние лампочки представлены в трех разновидностях:

С внешней колбой. Стандартные галогеновые лампочки для люстры. Внешняя защита предотвращает разлет осколков и распространение газа после разбивания.
С отражателем. Предназначены для создания источника направленного света. Используются в автомобильных фарах, фонариках.
Капсульные. Миниатюрные лампочки, которые используют в незащищенных стеклом светильниках.

Линейные

Устройство обеспечивает яркое освещение большой площади, не оставляя темных уголков, а дополнительная защита от ультрафиолета делает лампочку безопасной. Рекомендуется ставить на обширные складские помещения:

название модели: J 500W Camelion 2937;
цена: 64 р;
характеристики: линейная капсула, мощность 500 Вт, напряжение 220 В, цоколь тип R7s, световой поток 9000 Лм;
плюсы: яркий чистый белый свет, кварцевая колба уменьшает количество ультрафиолетового излучения;
минусы: редкий вид цоколя.

Отличный образец бесперебойного источника внешнего освещения улиц, фасадов зданий, дорог, участков частных секторов. Помните, что модели такой мощности пожароопасны при неправильной установке:

название модели: HALOLINE 64740 1000W J189 Osram;
цена: 540 р;
характеристики: трубчатая линейная капсула, мощность 1000 Вт, напряжение 220 В, цоколь R7s, световой поток 22000 Лм;
плюсы: большая дальность распространения излучения;
минусы: высокая цветовая температура 3000 К.

С внешней коробкой

Вторая капсула, установленная перед основной, гарантирует безопасность при перегорании лампочки. Защитная колба не даст распространиться газу, а обломкам разлететься по комнате:

название модели: Uniel E27 42 Вт;
цена: 70 р;
характеристики: шарообразная защитная капсула, мощность 42 Вт, напряжение 220 В, световой поток 670 Лм, цоколь E27;
плюсы: матовая капсула;
минусы: сильно нагревается снаружи.

Модель превосходит стандартные лампы накаливания по КПД на 30-40% при суммарном увеличении уровня излучения. Сэкономьте на энергоснабжении, используя галогенку от фирмы electrostand:

название модели: Electrostand E14 42Вт;
цена: 35 р;
характеристики: грушевидная капсула, 42 Вт, 220 В, световой поток 630 Лм, цоколь Е14;
плюсы: низкая температура;
минусы: не обнаружено.

Капсульные

Небольшие размеры в сочетании с высоким уровнем светового излучения делают модель идеальным выбором осветительного прибора на ювелирных стендах. Установите несколько таких рядом - и на товаре можно будет разглядеть самые мелкие изъяны:

название модели: JC 20W Camelion g4 12V 1955;
цена: 35 р;
характеристики: низковольтная капсула, 12 В, 20 Вт, световой поток 320 Лм, цоколь диодный G4;
плюсы: мощное освещение;
минусы: не обнаружено.

Устройство производится как точечный источник света для натяжных, навесных потолков. Установите маленькие встроенные плафоны на расстоянии 80-100 см - и комната всегда будет хорошо освещена:

название модели: СВЕТОЗАР SV-44762-M;
цена: 30 р;
характеристики: мощность 20 Вт, напряжение 12 В, световой поток 266 Лм, теплый белый, желтый цвет;
плюсы: маленькие размеры;
минусы: срок службы 2000 часов.

С отражателем

Лампочка, испускающая узконаправленный луч света большой яркости, идеально подходит на роль осветительного элемента фары или карманного фонарика. Низкое энергопотребление не даст вам остаться без света в неподходящий момент:

название модели: КОСМОС MR16 35W GU5.3 12V FMWc LKsmMR1612V35W;
цена: 50 р;
характеристики: мощность 35 Вт, напряжение 12 В, колба МR16, срок служб 2000 часов;
плюсы: отличная мощность освещения 525 Лм;
минусы: не обнаружено.

Блоки таких осветителей устанавливаются в прожекторы. Хорошей идеей будет также вмонтировать эти лампы в потолок, чтобы создать сеть мощных точечных светильников:

название модели: СВЕТОЗАР SV-44733;
цена: 60 р;
характеристики: 35 Вт, 12 В, мощность света 652 Лм, софитная капсула, цоколь GU5.3;
плюсы: хорошая фокусировка светового пучка;
минусы: перегревается.

Низковольтные

Мощный поток света, который генерирует такое маленькое устройство, ставит модель на лидирующие позиции списка лучших осветительных элементов карманных фонариков. Установите одну такую - и никакая темнота не страшна:

название модели: Navigator 94 204 MR16 50W 12V 2000h;
цена: 70 р;
характеристики: 50 Вт, 12 В, теплый белый свет (3300 К), цоколь GU5.3;
плюсы: высокая яркость;
минусы: энергопотребление, износостойкость нити.

Лампы КОСМОС с увеличенной яркостью освещения часто устанавливаются на внешние вывески магазинов, под стеклянные витрины стендов. Источник света 750 люкс гарантированно привлечет внимание:

название модели: КОСМОС JC 50W G6.35 12V LKsmJC12V50W;
цена: 35 р;
характеристики: 50 Вт, 12 В, колба JC, цоколь G6.35;
плюсы: мощность света 750 Лм;
минусы: непрочные контакты.

Как выбрать галогеновую лампу

Чтобы купить галогенные лампы для дома, определитесь, каким требованиям они должны отвечать. Существует ряд критериев, по которым можно определить, какая модель осветительного прибора вам нужна:

Разновидность лампочки. Помните, что для дома не подходят линейные галогенные осветительные приборы. Хорошим выбором станут остальные типы конструкции.
Вольтаж. В отличие от традиционных ламп накаливания, рассматриваемые модели имеют более широкий спектр мощностей. Уточните, какое напряжение будет в сети, которая питает светильник.
Материал колбы. В продаже имеются стандартные кварцевые модели и выполненные из закаленного стекла. Последние лучше подойдут для освещения жилого помещения.

Для люстры

Нередко можно встретить потолочные или настенные светильники, торшеры, люстры, оборудованные галогенными лампочками. Выбор оправдан: снижается энергопотребление, возрастает уровень освещенности в помещении. Узнайте, как купить хороший осветительный элемент для установки в люстру:

Размер колбы. Убедитесь, что лампочка не застрянет в плафоне – они отличаются по размерам от стандартных.
Тип устройства. Выбирайте разновидности с внешней колбой – они идеально подходят бытовым осветительным приборам.

Для точечных светильников

Предназначение таких специальных светильников – создавать светлое пятно на определенном месте. Устанавливаются они по несколько штук на небольшом расстоянии. Выбирайте низковольтные галогенные лампочки с отражателями: эта разновидность формирует узконаправленный луч яркого света. Подбирайте вольтаж и мощность с учетом количества устанавливаемых приборов.

Галогенные лампы накаливания обладают высокой цветопередачей. В отличие от обычных ламп накаливания – галогенные лампы восстанавливают свою нить накала.

В обычной лампе накаливания нить накала раскаляется до очень высокой температуры. При такой температуре вольфрам, из которого состоит спираль, испаряется и осаждается на стенках колбы лампы. Со временем спираль становиться тоньше и перегорает. К тому же колба лампы со временем темнеет. Чтобы это решить колбу лампы делают большой, так металл осаждается на большую поверхность и лампа темнеет меньше.

В галогенных лампах внутрь колбы добавляют галогены – Йод, Бром. Галогены вступают в химическую реакцию с парами вольфрама и связывают его. Далее соприкасаясь с раскаленной спиралью, соединения галогена и вольфрама разрушаются, и вольфрам высвобождается, возвращаясь на спираль. Тем самым спираль восстанавливается.

Для того чтобы сами соединения галогенов с вольфрамом не осаждались на стенках колбы температура колбы должна быть выше 250С. На большой колбе поднять температуру выше 250 градусов сложно. Так как с галогенами лампа не будет темнеть эту колбу можно сделать очень компактной.
Компактная колба лампы легко нагревается выше 250 градусов.

В такой колбе легко увеличить давление, что также уменьшает испарение металла со спирали.
Обычное стекло для такой колбы не годиться, необходимо жаропрочное – кварцевое.

Кварцевое стекло пропускает ультрафиолетовое излучение по этому в спектре галогенных ламп присутствует небольшая доля ультрафиолета. Его конечно в десятки раз меньше чем от солнца. Ультрафиолетовое излучение с одной стороны вредно для глаз, а с другой стороны способствует выработки витамина D. Стекло дополнительной колбы лампы или плафона защищает от ультрафиолета.

То, что галогенная лампа восстанавливает свою спираль, позволяет увеличить температуру спирали. Это увеличивает КПД галогенной лампы, делая ее немного экономичнее обычной лампы накаливания.
И подводит нас к самому главному преимуществу – Высокой цветопередачи. Галогенные лампы имеют непрерывный спектр излучения, включающий все цвета радуги.
Обычные лампы накаливания уступают в этом галогенным лампам. Они излучают более теплые цвета: красный, желтый, зеленый и меньше холодные цвета: синий и особенно фиолетовый.
Из всех искусственных источников света галогенные лампы дают самое естественное освещение.
Свет галогенных ламп не утомляет зрение. Поэтому обязательно применяйте эти лампы. И совмещайте с другими лампами.
Галогенными лампами следует освещать рабочие места, например, над столами: письменными, кухонными, рабочими. А люминесцентные и светодиодные лампы можно применять как фоновый свет и совместно с галогенными лампами. Так галогенные лампы будут восполнять недостающие цвета, других ламп.

Есть у галогенных ламп один небольшой недостаток. Во время включения через спираль идет большой ток, этот ток больше чем у ламп накаливания. Под действием большого тока спираль лампы может разрушиться.
Вы замечали, что большинство ламп перегорают именно в момент включения. Бросок тока в момент включения галогенной лампы больше чем у обычной лампы накаливания, поэтому срок службы галогенных ламп меньше.

Для защиты галогенных ламп от бросков тока во время включения, применяют специальные блоки или узлы защиты (БЗ или УЗЛ). Эти устройства позволяют нити накала ламп плавно разогреваться. К ним можно подключать и обычные не электронные трансформаторы, через которые питать лампы на напряжение 12, 24, 36 Вольт.

Некоторые электронные трансформаторы также обеспечивают плавное включение ламп, именно такие трансформаторы и следует применять для питания обычных и галогенных ламп накаливания.

Есть еще одно устройство способное защитить галогенные лампы накаливания это диммер. Диммеры применяют для изменения яркости ламп. Применять диммеры лучше для плавного включения ламп, а не для регулирования яркости. Иначе при неполной яркости галогенной лампы температура колбы не нагреется до 250 градусов, и на ней будут осаждаться соединения галогенов и вольфрама, а спираль не будет восстанавливаться. Чтобы этого избежать периодически включайте лампу на полную мощность.
У ламп работающих не на полную мощность снижается КПД и спектр смещается в зону инфракрасного излучения. Лампа будет греть, а не светить.

Применение выше описанных устройств позволяет в 5-20 раз продлить срок службы обычных и галогенных ламп накаливания.

Галогенные лампы нельзя брать руками, чтобы не оставить следов. Под действием высокой температуры органические соединения на колбе сгорают. Это приводит к потемнению колбы и ее перегреву, от чего она может лопнуть. Если к лампе прикасались руками, то ее следует протереть «безворсовым материалом» пропитанным спиртом.

Есть еще одна разновидность галогенных ламп это IRC-галогенные лампы. Эти лампы изнутри покрываются напылением, которое пропускает видимое излучение, а инфракрасное отражает к спирали. Это повышает экономичность и долговечность ламп.

Разделы