Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технические характеристики и принцип работы галогеновых ламп

Технические характеристики и принцип работы галогеновых ламп

Среди осветительных элементов уверенную позицию занимает галогеновая лампа. Она является почти аналогом стандартной колбы накаливания. Имеет ряд преимуществ в сравнении со своей прародительницей.

Определение и устройство

Галогенная лампа — это почти та же лампочка накаливания, только в её колбу добавлены пары галогенов (йода или брома). Их еще называют буферными газами. Благодаря этому удается усилить свечение элемента до 3 000 Кельвинов и продлить срок эксплуатации. Галогенка способна работать в среднем 2 000-4 000 часов. При условии плавного включения срок службы можно продлить до 8 000-12 000 часов.

Как и стандартная лампа накаливания, осветительный элемент имеет цоколь и колбу.

Принцип работы

Галогеновые лампы для дома или уличного освещения работают так:

  • Электрический ток протекает через спираль (вольфрамовое тело накала), чем нагревает её до высоких температур.
  • При прогреве тело начинает светиться. Это и есть рабочая позиция лампочки.
  • Из-за высокой температуры атомы вольфрамовой нити начинают испаряться. Но вступают в реакцию с бромом или йодом и не оседают на стекле колбы, как это происходит в обычных лампах накаливания, а возвращаются назад на спираль.
  • От этого продлевается срок службы элемента и усиливается его свечение.

Галогеновые лампочки одинаково эффективно работают при постоянном и переменном токах.

Плюсы и минусы

Металлогалогенная лампа имеет ряд преимуществ и недостатков. К плюсам относят:

  • широкая сфера применения;
  • компактность колбы;
  • простота установки;
  • приемлемая рыночная цена;
  • срок службы, в 2-3 раза превышающий эксплуатацию стандартной лампы накаливания;
  • яркое свечение даже при скромных параметрах;
  • уровень Ra (цветопередача) равен 99-100, что позволяет не искажать цвета мебели, предметов интерьера в помещении.

Из минусов выделяют такие моменты:

  • уровень КПД не выше 15%;
  • рабочий ресурс зависим от плавности и частоты включения;
  • необходимость установки выключателей с диммерами, что влечет за собой дополнительные расходы.

Если речь идет о большом количестве используемых галогенных лампочек, затраты вполне оправданы.

Области применения

МГЛ широко используется для организации освещения на таких объектах:

  • внутренние помещения любого назначения;
  • уличные линии освещения (фонарные столбы, прожекторные установки);
  • автомобильные фары;
  • авиаосвещение;
  • коммерческие торговые помещения (подсветка витрин ювелирных изделий, антиквариата);
  • места общественного пользования;
  • осветительные приборы при фото- и видеосъемке (прожекторы, проекторы);
  • в качестве инфракрасных источников излучения в микроволновых печах, паяльниках, электроплитах и др.

Наиболее выгодно галогенки оттеняют все цвета холодной гаммы.

Разновидности бытовых галоген ламп

На рынке представлены несколько типов осветительных элементов. Каждый из них имеет свои технические параметры и характеристики.

Линейные

Это самый старый вид галогенок. Внешне представляет собой трубку с двумя цоколями R7s на её концах. Галогенная линейная лампа требует обязательного горизонтального размещения. Диапазон мощности таких элементов составляет 1-20 кВт в зависимости от размера. Чаще применяются для устройства прожекторного освещения. Длина трубки может варьироваться от 78 до 118 мм.

С внешней колбой

Идентичны по строению и конструкции с обычными лампами накаливания. Также имеют колбу, внутри которой расположена еще одна кварцевая, и цоколь Эдисона (Е14 или Е27). Эти галогенки можно использовать даже без светильников.

Стекло у подобной лампочки может быть молочным, прозрачным или матовым. Есть также элементы, у которых материал колбы поглощает УФ излучение.

Колба может иметь разную форму — многоугольную, шестигранную, свечеобразную, грушевидную и др.

Трансформатор элементам с внешней колбой не нужен, а блок защиты для плавного включения был бы желателен.

С отражателем

Эти галогеновые лампы для дома 220 вольт выпускают в трех стандартных типоразмерах — MR8, MR11 и MR16. Световой поток элементов характеризуется разными углами падения.

Устройство галогенки: колба со встроенным рефлектором. Существуют рефлекторы из металла (алюминиевые), которые направляют луч света вперед. Есть также интерференционные отражатели, отводящие свет назад. От этого увеличивается температура накала, что приводит к более яркому свечению и снижению потери тепла. Таким образом происходит экономный расход электроэнергии.

Лампочки с отражателями лучше применять для точечного, направленного освещения. Желательно подключать их через трансформатор.

Капсульные

Подобные элементы имеют крошечные размеры и снабжены цоколем G9. Расшифровка маркировки означает, что расстояние между штырьками здесь равно 9 мм. Поэтому их еще называют галогеновыми лампами g9. У капсульных ламп тело накала может быть продольным или поперечным. Главное предназначение подобных элементов — эксплуатация в светильниках и люстрах без верхних декоративных стекол. G9 лампа галогенная также может использоваться во встроенном мебельном освещении.

Низковольтные системы

У этих видов ламп в качестве наполняющего газа использован ксенон. Световой поток увеличен на 10% с потреблением той же мощности, что и у других галогенок. Зажигаются низковольтные элементы мгновенно. Основные сферы применения — медицинская оптика или специальные осветительные приборы.

Блок защиты

Чтобы еще больше усилить период эксплуатации галогенок, мастера используют блок защиты. Главная задача устройства — обеспечить плавную подачу тока к лампочке при её включении. Часто при резком его поступлении элемент просто перегорает.

В результате подача тока, а значит, и интенсивность яркости, нарастают постепенно в течение 1-2 секунд. Защитный блок имеет два вывода. Принципиального значения фаза-земля, вход-выход и полярности не имеет.

Часто блок называют устройством для плавного пуска.

Трансформатор для галогенных ламп

Все галогенки делятся по классу рабочего напряжения — на 220 Вольт и на 12 Вольт. При замене галогеновых ламп на светодиодные лампы g4 12v требуется монтаж трансформатора. Он же дополнительно защищает осветительные элементы от скачков напряжения и перегрева.

Читайте так же:
Что такое статическое электричество и как от него защититься

Есть два вида трансформаторов:

  • Тороидальный. Считается простейшим. Его собирают из сердечника и двух обмоток. Главные достоинства — отменная надежность, простое подключение, низкая цена.
  • Импульсный (электронный). В своей конструкции такой трансформатор имеет сердечник, две обмотки и магнитопровод. Различают четыре вида электронного устройства в зависимости от формы сердечника и способа локации на нем обмоток — броневой, тороидальный, стержневой и бронестержневой. К тому же у импульсных трансформаторов различается число витков обмоток. Основные плюсы электронных трансформаторов — компактность, малый вес, большой диапазон входного напряжения, отсутствие шума и нагрева во время работы.

Импульсный трансформатор имеет высокий КПД.

Сравнение галогенной и светодиодной лампы

Многие мастера задаются вопросом, какие лампы лучше – галогеновые или светодиодные для дома. Здесь важно рассмотреть особенности технических параметров обоих видов осветительных приборов:

  • Уровень потребления электроэнергии у светодиода меньше, чем у галогенки. Обе лампы выгоднее, чем стандартная, с вольфрамовой нитью накала.
  • Мощность. Галогенки на 60 Вт соответствуют мощности 100-Ваттной обычной лампы. Тот же уровень по мощности дает светодиод на 10 Вт.
  • Срок эксплуатации. Led лампа — 100 000 часов. Галогеновая — около 4 000 ч.
  • Оба вида элементов достигают максимальной яркости за 1-3 секунды.
  • Спектр свечения. Галогенки — холодный белый. Светодиоды — нейтраль, теплый и холодный на выбор. К тому же Led лампочки могут иметь и разные цвета.
  • Утилизация. Светодиоды — в бытовой мусор. Галогенки — требуют особой утилизации, поскольку могут загрязнять окружающую среду.
  • Допустимый диапазон температур эксплуатации. Светодиоды — от -90 до +200 градусов. Галогеновые — от -130 и до +160 градусов. Таким образом, последние нельзя использовать там, где есть плохой теплоотвод: в тесных помещениях, в мебели, в светильниках с плотно закрытыми плафонами.
  • Цена. Светодиоды стоят в пять раз дороже металлогалогеновых.

Ставить Led лампы вместо галогенок можно, но только при условии идеально работающей сети без скачков напряжения. При этом расходы на закупку светодиодов окупятся со временем за счет более экономного расхода электроэнергии.

Основываясь на знании перечисленных параметров и разницы между двумя видами ламп, мастер может выбрать тип элемента под конкретные условия их использования.

Особенности эксплуатации

Правильная эксплуатация галогенных ламп подразумевает:

  • Монтаж элементов в перчатках или через сухую чистую салфетку. Обусловлено это тем, что на стеклянной колбе остаются жировые пятна и отпечатки. Позднее из-за высокой температуры нагретой лампы на её корпусе образуются чёрные пятна. Это сгоревший жир оставленного отпечатка. Подобные отметины приводят к перегреву внутри лампочки и дальнейшему её выходу из строя.
  • Важно исключить касание колбы смонтированной лампочки с любыми материалами. Особенно с деревом, тканью, бумагой и другими легко воспламеняющимися.
  • Нельзя касаться рукой работающей галогенки. Возможен сильный ожог.

Если элемент используется с диммером, нужно периодически зажигать лампу на 10 минут на полную мощность. От этого скопившийся в колбе осадок иодида вольфрама будет испаряться.

Проверка галогеновой лампочки

Работоспособность элемента можно проверить мультиметром. Его выставляют в режим определения минимального сопротивления. Далее действуют по схеме:

  • лампу берут за колбу сухой салфеткой;
  • к выводу цоколя подводят щуп, вставленный в разъем VΩmA.

Если элемент рабочий, мультиметр покажет сопротивление в пределах от 0,5 Ом до нескольких единиц. Если результат на экране устройства ближе к бесконечности, значит, галогенка нерабочая.

Особенности и разновидности галогенных ламп (hb4,h11,hb3,g9).

Несмотря на большое количество типов источников света, галогенные лампы (ГЛ) не теряют популярности. Их главные преимущества в яркости и направленности света. Статье поможет разобраться в их видах и характеристиках.

Устройство и принцип действия.

Галогенная лампа – это лампа накаливания, в колбу которой добавлены пары брома или йода (так называемый буферный газ).

Конструкция ГЛ с цоколем Е27.

Лампа состоит из стеклянной колбы, вольфрамовой спирали, металлического цоколя.

Прохождение электрического тока через спираль вызывает разогрев металлической спирали. При температуре 3000⁰ С вольфрам начинает светиться – лампа дает свет.

Конструкция очень похожа на лампу накаливания. Кроме нескольких различий. Во-первых, стекло для ГЛ используется кварцевое, а не обычное. Во-вторых, внутрь колбы добавлены галогены. Эти отличия дают следующие преимущества:

  1. Увеличение срока службы. Вольфрам при нагреве ионизируется и испаряется. В атмосфере брома и йода катионы металла вступают в реакцию объединения с галоген-анионами. Далее получившаяся молекула оседает и разлагается на нагретых участках спирали: вольфрам снова в металлической форме. Таким образом, спираль меньше изнашивается и служит дольше. К тому же металл не оседает на стенках колбы – она не темнеет.
  2. Увеличение светоотдачи. Добавление галогенов способствует более высокому разогреву спирали. Следовательно, лампа светит ярче, чем лампа накаливания.
  3. Уменьшение размеров. Кварцевое стекло выдерживает большую температуру, чем обычное. Его использование в галогенных лампочках позволило уменьшить размеры источников света. За счет этого снизился расход буферного газа, и увеличилось давление внутри колбы. А повышенное давление приводит к еще более медленному испарению вольфрама – лампа служит еще дольше.

Виды галогенных ламп.

Существует множество видов и типов галогенных источников света.

Читайте так же:
Как и чем можно утеплить стены и дом под сайдинг

Линейные. Лампы в форме трубки. Используются для освещения больших площадей: складов, цехов, улицы. Используются в прожекторах. Такие источники света прочные, яркие, мощные. Но не энергоэффективные.

Капсульные. Компактные, небольшие, маломощные. Применяются для точечной декоративной подсветки, в автомобилях. Подходят к светильникам открытого типа. Могут использоваться с отражателем.

С отражателем. Состоят из миниатюрной лампочки с куполообразным отражателем. Такие светильники создают направленное излучение в заданное пространство. Отражатели бывают алюминиевыми или интерференционными. В первом случае тепло отводится вперед, а во втором – назад. Также выпускают источники света с отражателем с защитной крышкой. Используются для подсветки, настольных и настенных светильников, в подвесных потолках, автомобилях, прожекторах.

С внешней колбой. Предназначены для замены ламп накаливания. Выпускаются с типовыми цоколями Е14 и Е27, что позволяет вкручивать их в обычные люстры и светильники. Во внутренней кварцевой колбе размещается миниатюрная или трубчатая галогенная лампочка. А внешняя стеклянная колба предназначена для защиты лампы от грязи, а человека от ожогов. Внешняя колба изготавливается разных форм и цветов.

IRC-галогенные лампы. Аналог ламп с отражателем, который покрыт особым составом, отражающим инфракрасное излучение. Наиболее энергоэффективный вид. Особое покрытие отражает инфракрасное излучение от вольфрамовой спирали обратно на спираль. В результате растет температура вольфрама и снижается теплопотери. В итоге уменьшается потребление электричества и возрастает срок службы.

Галогенные люстры. Миниатюрные, красивые лампочки – хорошая находка для оформления интерьеров. Рекомендуется использовать керамические патроны во избежание перегрева.

Низковольтные. Источники света, работающие от напряжения 6, 12 или 24 В. Самый распространенный вариант – 12-вольтовые. Подходят для освещения легковоспламеняющихся объектов и помещений с повышенным уровнем влажности. Применяют для безопасного освещения в музеях, точечной подсветки и т.д. Используются для работы в аккумуляторных приборах, транспортных средствах. Подключаются через понижающий трансформатор.

ГЛ разделяются по типу цоколя. В зависимости от назначения, размера, конструкции лампы оснащают разными типами цоколей.

  1. Для замены ламп накаливания служат галогенные с резьбовыми цоколями Е14 и Е27.
  2. Линейные оснащаются разъемом R
  3. Для автомобилей выпускают лампы с цоколем H/ HB: Н3, Н19, Н1, Н11; HB4, HB3 и др.
  4. Низковольтные источники света оснащают штырьковым цоколем GU 5.3, G4, GY 6.35, GU10, G9 или G12 чтобы предотвратить их монтаж в сеть 220 В.

Технические характеристики галогенных источников света.

  1. Тип цоколя. От него зависит размер, конструкция светильника, схема подключения.
  2. Рабочее напряжение: постоянное (6, 12, 24 Вольта) или переменное.
  3. Мощность. Зависит от конструкции источника света: линейный лампы выпускают до 20 кВ, а миниатюрные бывают 20, 30, 40, 50 Вт и др.
  4. Цветовая температура: практически не меняется. Находится в интервале 2700 – 3000 К. Теплый свет комфортен для глаз.
  5. Индекс цветопередачи. Приближается к 100 – цвета не искажаются.
  6. Срок службы. В среднем 2000 часов. Если же условия работы будут «идеальными» (без скачков напряжения и т.п.), то он увеличится до 4000 часов.

Схема подключения.

Светильники, питающиеся напряжением в 220 В, включаются сразу в сеть. Несколько ламп соединяются параллельно друг другу.

Электрическая схема подключения ГЛ к сети 220 В.

Срок службы галогенных ламп зависит от равномерности подаваемого напряжения. Для сглаживания скачков сети питания рекомендуется подключать лампы через специальный блок защиты. Он выполняет функции стабилизатора.

Электрическая схема со стабилизатором.

Для светильников, работающих на постоянном токе, необходим понижающий трансформатор. Для нескольких галогенных ламп соединение также должно быть параллельным.

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

С повышением цен на электрическую энергию потребители все больше и больше переходят на экономичные и энергосберегающие осветительные приборы. Большую роль в экономии играет и продолжительность работы лампы до выхода её из строя, а также качество её свечения. По этим характеристикам наибольшую популярность получили галогенные лампы.

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Что такое галогенная лампа, устройство и принцип работы

Галогенная лампа – одна из разновидностей стандартных ламп накаливания. Главная отличительная черта её конструкции заключена в специальном газе – галогене, который закачан в колбу устройства.

Принцип работы такого осветительного прибора (как и у стандартных ламп накаливания) основан на прохождении через тело накала электрического тока и нагреве этого тела до свечения. Но благодаря парам галогенов (чаще всего для этих целей используется бром или йод) значительно повышается температура спирали из вольфрама и увеличивается светоотдача. Это происходит потому, что атомы вольфрама при нагревании испаряются и конденсируются на колбе, но йод или бром, вступают в химическую реакцию с вольфрамом и не дают ему оседать. При этом такие соединения при нагреве быстро распадаются и атомы вольфрама конденсируются обратно на спирали, а это повышает температуру тела накала.

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

В остальном вся конструкция лампы ничем не отличается от стандартных ламп накаливания: галогенная лампа имеет колбу, нить накала с проводниками и цоколь. При этом производители таких устройств выпускают лампы со всеми видами стандартных цоколей, поэтому потребитель может использовать такие лампы в любом осветительном приборе.

Где используются галогенные лампы?

Галогенные лампы – это долговечные и яркие осветительные устройства, которые стойки к перепадам температуры и напряжения. Колбы галогенных ламп выполнены из жаропрочного и стойкого к механическим повреждениям кварца, благодаря которому эта лампа выдерживает большие перепады температуры и может иметь различные размеры от больших до самых миниатюрных. Поэтому они получили широкое применение в осветительных приборах автомобилей и другого транспорта.

Читайте так же:
Как выбрать самый хороший газовый котел: обзор критериев выбора лучшего агрегата

Галогенные лампы достаточно часто и широко применяют и в быту. Их встраивают в различные системы натяжных или подвесных потолков, а также используют при устройстве точечного освещения или организации различного рода подсветок, устанавливают в люстры и различные светильники. Наиболее часто применяют при проведении фото и видеосъемок используя галогенные прожектора и другие осветительные приборы на их основе.

Основные виды галогенных ламп

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

В зависимости от внешнего вида и способа применения галогенные лампы делятся на несколько основных видов:

  • с внешней колбой;
  • капсульные;
  • с отражателем;
  • линейные.

С внешней колбой

С вынесенной или внешней колбой галогенная лампа ничем не отличается от стандартных «лампочек Ильича». Они могут подключаться непосредственно в сеть 220 вольт и иметь любую форму и размеры. Отличительной чертой является наличие в стандартной стеклянной колбе маленькой галогеновой лампочки с колбой, выполненной из жаропрочного кварца. Применяются галогенные лампы с вынесенной колбой в различных светильниках, люстрах и других приборах освещения с цоколем Е27 или Е14.

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Капсульные

Капсульные галогенные лампы имеют миниатюрные размеры и применяются для организации подсветки интерьера. Они имеют небольшую мощность и часто используются с цоколями G4, G5 в сети постоянного тока с напряжением 12 – 24 вольт и G9 в сети переменного тока 220 вольт.

Конструктивно такая лампа имеет тело накала, расположенное в продольной или поперечной плоскости, а на задней стенке колбы нанесено отражающее вещество. Такие устройства ввиду малой мощности и размеров не требуют специальной защитной колбы и могут монтироваться в светильниках открытого типа.

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

С отражателем

Устройства с отражателем имеют конструкцию для направленного излучения света. Галогенные лампы могут иметь алюминиевый или интерференционный рефлектор. Самый распространённый из этих двух вариантов – алюминиевый. Он перераспределяет и фокусирует тепловой поток и световое излучение вперед, благодаря чему световой поток направляется в нужную точку, а лишнее тепло отводится, защищая пространство и материалы вокруг лампы от перегрева.

Интерференционный отражатель отводит тепло внутрь лампы. Галогенные лампы с отражателем могут иметь различные конфигурации формы и размеров, а также имеют разные углы излучения света.

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Линейные

Самый старый вид галогенных ламп, который используется с середины 60-х годов 20 века. Линейные галогенные лампы имеют вид вытянутой трубки, на концах которой расположены контакты. Линейные лампы имеют различные размеры, а также высокую мощность и в основном применяются в различных прожекторах и уличных осветительных приборах.

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Галогенные лампы с покрытием по технологии IRC

IRC-галогенные лампы – это специальный вид такого рода осветительных устройств. IRC означает «инфракрасное покрытие». Они имеют особое покрытие на колбе, которое свободно пропускает видимый свет, но препятствует прохождению инфракрасного излучения. Состав покрытия направляет это излучение обратно к телу накала в связи с чем повышается коэффициент полезного действия и эффективность работы галогенной лампы, улучшает равномерность свечения и светоотдачу.

Применение IRC-технологии позволяет снизить потребление электрической энергии такими устройствами до 50% и существенно влияет на энергоэффективность осветительного прибора. Ещё одним достоинством является увеличение срока службы практически в 2 раза, в сравнении со стандартными галогенными лампами.

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Галогенные люстры

Галогенные люстры – это цельные устройства, которые основаны на множестве параллельно подключенных друг к другу галогенных ламп. Такие люстры имеют совершенно различные внешний вид и конфигурацию, а благодаря маленькому размеру галогенных ламп – имеют эстетичный вид и равномерное свечение.

В магазинах можно встретить галогенные люстры с питанием от 220 вольт переменного тока, а также низковольтные варианты для применения в системах постоянного тока или с использованием с блоками питания.

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Технические характеристики галогенных ламп

Для правильного выбора лампы необходимо знать для чего она будет использоваться, куда монтироваться и в каких условиях работать. Как и любые другие лампы, галогенные имеют следующие важные характеристики:

Тип цоколя и форма колбы

Галогенные лампы выпускают с любым типом цоколя и формой колбы, поэтому затруднения с выбором устройства в этом плане не будет. Есть варианты как с цоколем E14 и E27, так и специфические цоколи G4, G9, R7s.

Напряжение

Производители таких ламп выпускают устройства как для сети переменного тока 220 В, так и для постоянного тока 12 – 24 В.

Мощность

Важная характеристика лампы, указывающая потребляемую мощность устройства. Мощные линейные лампы имеют значение от 100 до 1500 Вт, капсульные от 10 до 35 Вт, а лампочки с внешним цоколем или отражателем имеют мощность от 20 до 60 Вт.

Цветовая температура

Галогеновые лампы обычно имеют рабочую цветовую температуру от 2500 К до 3000 К.

Срок службы

Галогенные лампы достаточно долговечные устройства, в сравнении со стандартными лампами накаливания. Они служат от 2000 часов и более при соблюдении условий эксплуатации.

Достоинства и недостатки

Как и любые устройства галогенные лампы имеют как достоинства, так и недостатки.

Достоинства

  • Срок службы – главное преимущество этих ламп, в сравнении с обычными лампами накаливания. При соблюдении условий галогенные лампы служат 2000 часов и более;
  • Стабильность свечения вне зависимости от срока работы лампы;
  • Компактные размеры способствуют применению в любых системах (в том числе осветительных приборах автомобилей) и организации любого вида освещения;
  • Светоотдача данных ламп достигает 20 Лм/Вт, что является неплохим значением для ламп накаливания;
  • Галогенные лампы имеют хорошую цветопередачу, свечение комфортно для глаз и не влияют на зрения.
Читайте так же:
Как установить сенсорный выключатель своими руками

Недостатки

  • Колба галогенной лампы может разогреваться до высокой температуры, что требует специальных мер безопасности при эксплуатации. По этой же причине, ввиду траты энергии на нагрев, такие лампы имеют достаточно низкий КПД (но выше чем у обычных ламп накаливания);
  • Такие лампы чувствительны к загрязнению на колбе – это быстро выводит их из строя. Поэтому в любой инструкции по монтажу и эксплуатации ламп этому уделяется особое внимание;
  • Имеют ультрафиолетовое излучение, поэтому нуждаются в применении специальных колб или защитных фильтров.

Сравнение с другими типами ламп

Галогенные лампы, конечно, не сравнятся по энергоэффективности со светодиодными или люминесцентными лампами. В этом случае все зависит от сферы применения устройств. Как уже было сказано выше: галогенные лампы стойки к перепадам температур и напряжения, что в некоторых условиях явно ставит их выше светодиодных.

Но вот сравнивая их с обычными лампами накаливания достоинства этих ламп видны достаточно явно. Галогенные лампы имеют больший коэффициент полезного действия и световой поток при меньшей мощности. Они более долговечны и универсальны. Высокое качество передачи света – ещё один важный аргумент в пользу выбора галогенных ламп.

Как выбрать галогенную лампу

При выборе галогенных ламп в первую очередь стоит обратить внимание на производителя устройства: лучше приобретать устройства известных и распространенных производителей (они отвечают за качество выпускаемой продукции и контролируют его на всех этапах производства). Самые известные фирмы: Osram, Navigator и Camelion.

Дальнейший выбор ничем не отличается от выбора обычной лампы и состоит в выборе необходимого типа цоколя и формы лампы , а также цене, которую вы готовы заплатить за лампу. Цена устройств зависит от производителя, технических характеристик и размеров галогенной лампы.

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Что такое люминесцентная лампа и как она работает?

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Сравнение основных параметров светодиодных ламп и ламп накаливания, таблица соответствия мощности и светового потока

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Как подключить люминесцентную лампу — схемы с дросселем и балластом

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Для чего нужен диммер, что это такое, схема подключения диммера и принцип его работы

Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома

Что измеряется в люменах и какие нормы освещенности на 1 квадратный метр?

Галогенные лампы: история создания, тонкости конструкции, любопытные факты

Галогенные лампы используются в подавляющем большинстве автомобильных фар и пока не собираются сдавать свои позиции. Долговечность, приемлемая яркость и низкая цена — таким сочетанием потребительских свойств не могут похвастаться ни ксеноновые, ни светодиодные лампы.

История изобретения

Первая пригодная для освещения лампа накаливания

Прототипы лампы накаливания появились в самом начале XIX века. Автором же первой пригодной для практического применения лампы накаливания был немецкий часовщик Генрих Гёбель. Дело было в 1854 году. В качестве тела накала в его лампе выступала обугленная бамбуковая нить толщиной 0,2 мм. Источником тока выступала химическая батарея.

Разумеется, о массовом производстве и широком применении не могло быть и речи. Ни эффективный вакуумный насос, необходимый для вакуумирования ламп в промышленных масштабах, ни динамо-машина, способная непрерывно вырабатывать электроэнергию, еще не были изобретены.

Появление современных ламп

Поиск наилучшей конструкции лампы накаливания вели изобретатели по всему миру. Но именно наш соотечественник Александр Николаевич Лодыгин нашел сразу несколько принципиально важных технических решений. Именно он первым предложил сворачивать нить накаливания в спираль и заполнять колбу инертным газом.

В 1900 году молибденовые и вольфрамовые лампы Лодыгина демонстрировались на Всемирной выставке в Париже.

Трудности в создании лампы накаливания

В конструкции лампы накаливания, кажется, нет ничего принципиально сложного. Но дьявол, как всегда, скрывается в деталях.

Одна из главных трудностей — найти наиболее подходящий материал для тела накала. Физика знает, что любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, излучает все длины электромагнитных волн. По мере увеличения температуры интенсивность излучения возрастает, и одновременно его максимум смещается в сторону более коротких длин волн. При температуре выше 800 К (градусов Кельвина) тело начинает излучать видимый свет в красной части спектра.

При дальнейшем повышении температуры тела свечение смещается от красного края спектра к синему. Для многих веществ, кстати, существует возможность определять температуру на расстоянии по цвету излучения. Здесь берет начало уже упомянутая нами физическая величина — цветовая температура.

Цветовая температура солнечного света примерно равна 5500 К. Зрение человека эволюционно лучше всего приспособлено именно к такому свету. В идеале искусственный источник света должен его повторять. А для этого он должен быть нагрет до температуры как раз 5500 К.

Беда в том, что это температура солнечной плазмы, и она практически недостижима. Поэтому усилия инженеров и изобретателей, работавших над конструкцией лампы накаливания, во многом были направлены именно на это — найти для тела накала лампы такое вещество, которое выдерживало бы длительное нагревание до возможно более высокой температуры. И поскольку речь идет об электрической лампочке, при этом являлось бы проводником электрического тока.

Очевидно, что поиск очень быстро привел исследователей к тугоплавким металлам. И сегодня для спиралей ламп накаливания повсеместно используется вольфрам. Температура его плавления 3695 К. Для сравнения, температура плавления железа вдвое ниже — 1812 К.

Читайте так же:
Как перенести счетчик электроэнергии из подъезда в квартиру

Любопытный факт: лампа-долгожительница

Срок службы бытовых ламп накаливания около 2000 часов. Хорошие галогенки в среднем работают вдвое дольше. А лампа в пожарном депо в Ливерморе (Калифорния, США) горит непрерывно с 1901 года. Сейчас ей посвящен специальный веб-сайт, и веб-камера круглосуточно передает ее изображение.

Объяснение живучести этой лампы пока не найдено. Предположительно, все дело в составе вещества, из которого изготовлена нить — в нем много углерода. Как бы то ни было, прогресс пошел по пути совершенствования ламп с вольфрамовой нитью, а не угольной. В результате появились лампы, которые сегодня называются галогенными.

Галогенная лампа — самая совершенная лампа накаливания

Чтобы повысить эффективность излучения лампы, температура тела накаливания должна быть как можно выше. При увеличении температуры доля видимого света возрастает, а потери в инфракрасной области спектра относительно сокращаются. Однако при повышении температуры также увеличивается и испарение вольфрама из тела накала: нить становится тоньше и, в конечном счете, лампочка перегорает. Но, что гораздо хуже, испаряющийся вольфрам конденсируется на внутренней поверхности стеклянной колбы и уменьшает ее прозрачность — свет лампочки становится тусклее.

Эту проблему удалось решить в галогенных лампах путем добавления в колбу буферного газа — паров брома или йода.

Процессы, происходящие в горящей галогенной лампе:

— Вольфрамовая спираль лампы имеет температуру около 3000 градусов. При такой температуре атомы вольфрама отрываются от кристаллической решетки и улетучиваются.

— Подлетая к стенкам колбы, имеющим температуру около 1400 градусов, атомы вольфрама оседают на ее поверхности. Однако при такой температуре они соединяются с галогенами, образуя галоиды.

— Молекулы галоидов перемещаются по колбе; когда они оказываются вблизи раскаленной спирали, то под действием высокой температуры распадаются. При этом атомы вольфрама возвращаются на спираль, а атомы галогенов освобождаются для нового цикла.

Галогенный цикл позволяет поддерживать поверхность колбы прозрачной и несколько увеличивает срок службы спирали. К сожалению, процесс восстановления спирали атомами вольфрама носит случайный характер. В результате со временем некоторые участки спирали слишком истончаются и лампа перегорает.

По сравнению с обычной лампой накаливания галогенки:
— дают больше света в пересчете на 1 Ватт потребляемой мощности;
— излучают более белый свет;
— примерно в 2 раза долговечнее и гораздо компактнее.

И, разумеется, они гораздо лучше для применения в качестве источника света в автомобильных фарах.

Как делают галогенные лампы

Хотя галогенные лампы в автомобильных фарах начали применять еще в 50-х годах прошлого века, массовый переход на этот источник света произошел только спустя 30 лет, в 1980-х.

Сегодня технология изготовления галогенных ламп для автомобильных фар отработана в мельчайших деталях. Процесс полностью автоматизирован.

Последовательность изготовления галогенной лампы:

1. Вначале к молибденовым проволочкам приваривается спираль из вольфрама, которая будет играть роль тела накала.

2. Спираль помещается в стеклянную трубку, которая запаивается с одной стороны.

3. Трубка вакуумируется, полнота удаления воздуха контролируется.

4. В полость лампы добавляются галогены — бром или йод. После чего колба запаивается окончательно. Если бы колбу заполняли только галогеном, то лампа бы сразу же перегорела. Внутрь автомобильной лампы закачивают смесь газов. В эту смесь входят азот, аргон и какой-нибудь галоген.

5. Колба устанавливается в цоколь, соответствующий типу лампы. Автомат закрепляет колбу так, чтобы вольфрамовая нить накаливания находилась в строго определенном положении относительно цоколя. Это важно для правильного светораспределения фары.

6. Лампа проверяется на работоспособность.

7. В зависимости от конкретной модели лампы в нее может устанавливаться вторая вольфрамовая спираль, непрозрачный экран, а торец колбы может покрываться непрозрачной краской. Эти дополнения обеспечивают правильное светораспределение лампы и фары в целом.

Качественные галогенки — это непросто

Качественные лампы это:
— долговечность,
— яркость,
— правильное светораспределение.

Увеличению долговечности лампы и повышению мощности света помогает добавление инертного газа ксенона в смесь газов. В лампах Philips, например, для изготовления колбы используется высокопрочное кварцевое стекло Philips с УФ-фильтром (Philips Quartz Glass), благодаря которому лампа заполнена смесью газов под давлением 15 атмосфер в холодном состоянии. При работе давление возрастает в несколько раз. Галогенки с колбами из твердого стекла такое давление не выдерживают, поэтому и служат гораздо меньше.

Яркость лампы определяется параметрами и точностью расположения вольфрамовой нити внутри колбы. Поскольку вольфрам — очень тугоплавкий металл, технология его обработки довольно сложна. Значение имеет все: микрокристаллическая структура металла, примеси, длина проволоки, ее сечение, геометрия нити. При размерах нити в несколько миллиметров изготовить ее качественно непросто.

Для правильного светораспределения фары необходимо, чтобы нить располагалась точно в фокусе отражателя. Если для ближнего и дальнего света используется одна лампа, необходимо, чтобы каждая нить была точно позиционирована относительно отражателя фары.

Дешевые низкокачественные лампы легко узнать по неправильному светораспределению. В конечном счете, покупать дешевые лампочки оказывается накладно: и дорогу освещают плохо, и перегорают часто. Гораздо разумнее выбрать долговечную лампу надежного производителя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию