Галогенный газ нагревает лампу. Для предотвращения перегрева или ожогов устройства оснащены дихроичными отражателями. Они помогают бороться с тепловым излучением и направлять его из лампы в воздух.
Галогенные лампы накаливания.
Галогенная лампа — это лампа накаливания, в которую вводится буферный газ (пары галогена (брома или йода)).
Галогенная лампа — это лампа накаливания, в которую вводится буферный газ (пары галогена (брома или йода)). В результате срок службы лампы увеличивается до 2000-4000 часов, а температура спирали повышается. Температура галогенной лампы составляет около 3000 К. Световая отдача большинства используемых сегодня галогенных ламп составляет от 15 до 22 лм/Вт.
Чтобы рассчитать освещенность помещения, можно воспользоваться калькулятором освещенности помещения.
Технические характеристики галогенных ламп.
Технический
Свойства
Галоген
Лампы
Лампы накаливания
Устойчивость к перепадам напряжения
Высокая интенсивность освещения
Цветовая температура, К
Тип
Яркий
Световой поток
(люмен)
Световой поток
Выход
(лм/ватт)
Типы галогенных ламп.
- Линейные галогенные лампы,
- галогенные лампы с внешним светильником,
- галогенные лампы с отражателем (направленные галогенные лампы),
- галогенные лампы с капсулой (кольцевого типа).
Линейные галогенные лампы были разработаны в 1960-х годах. Они состоят из кварцевой трубки с проводами с обеих сторон. Нить накала удерживается в лампе специальными проволочными опорами.
Мощность линейных галогенных ламп составляет от 1 до 20 кВт. Типичное применение — прожекторы. Сегодня линейные галогенные лампы выпускаются для внутреннего и наружного использования. Эти лампы ударопрочны. Современные линейные галогенные лампы производятся с цоколем R7s.
Галогенные лампы с внешней колбой.
Галогенные лампы с наружной колбой излучают свет с более высокой цветовой температурой (2900 — 3000 К) и имеют лучшую цветопередачу, чем лампы накаливания. Эти лампы имеют стандартные цоколи E14 и E27 (цоколи Эдисона) и могут быть подключены к электросети без трансформатора. Для этих ламп не требуются специальные светильники.
Хорошая осветительная установка предполагает использование наиболее подходящих светильников. Чтобы понять, какой тип ламп лучше всего подходит для той или иной ситуации, рекомендуется ознакомиться с их характеристиками. Это позволит четко определить преимущества и недостатки различных осветительных приборов.
Принцип работы
Устройство не является сложным. Вольфрамовая нить закреплена в герметичном стеклянном цилиндре с контактным основанием. Он излучает свет при нагревании электрическим током. Внутрь лампы добавляется специальный газ, содержащий пары брома или йода, называемые галогенами.
Газ в баллоне находится под избыточным давлением. Причем для разных галогенных ламп этот параметр различен: для 220 В он составляет 2-2,5 МПа, для низковольтных — 0,25 МПа. Поэтому лампа изготовлена из прочного кварцевого стекла. Для сравнения: в холодной обычной лампе накаливания давление составляет около 0,08 МПа. При нагревании это значение увеличивается в 1,5 раза.
В обычной лампе накаливания вольфрамовая нить значительно нагревается при прохождении через нее электрического тока, вызывая свечение. Однако это приводит к тому, что атомы металла испаряются с поверхности нити накала и оседают на холодных поверхностях внутри лампы. Нить становится тоньше и через некоторое время перегорает. Это объясняет короткий срок службы этих источников света.
С галогенными лампами дело обстоит иначе. Йод или бром вместе с остаточным кислородом соединяются с летящими атомами вольфрама и не дают им оседать на стекле. Галоген в лампе обращает процесс испарения вспять. Вблизи тела нити вольфрамовые соединения при сильном нагреве разлагаются, и металл возвращается в проволоку. Эта особенность позволила увеличить нагрев спирали, продлить срок службы источника и уменьшить размер стеклянного корпуса.
Галогенные лампы работают с переменным или постоянным током при различном напряжении. Время их работы увеличивается до 8-12 тысяч часов при плавном переключении.
Немного истории
Еще в 1840 году англичанин Де ла Рю проводил эксперименты по прохождению электрического тока через платиновую проволоку, заключенную в стеклянный цилиндр. Первая лампа накаливания была изобретена в 1854 году немцем Генрихом Гебелем. Этот часовщик также занимался физическими экспериментами. В качестве элемента нити он использовал обожженную бамбуковую нить толщиной 0,2 мм. Ток накала был получен от химической батареи.
Это изобретение не могло быть массовым, поскольку для него не было ни научной, ни производственной базы. Динамо, способное непрерывно вырабатывать электричество, еще не было изобретено, а надежных промышленных вакуумных насосов для откачки воздуха не существовало.
Искусственное освещение развивалось по всему миру. Важный вклад внес русский инженер Александр Николаевич Лодыгин. 11 июля 1874 года он получил патент на лампу, в которой нить накаливания была сделана из металла. А в 1900 году его изобретения с молибденовыми и вольфрамовыми катушками были впервые представлены на выставке в Париже.
Еще в 1882 году Эдвин Скрибнер экспериментировал с введением хлора в лампу для уменьшения почернения. Однако полный цикл галогенов был открыт Ирвингом Ленгмюром в начале 20-го века.
Но до современной галогенной лампы было еще далеко. Только в 1949 году ответственные лица в компании OSRAM предложили наполнить лампу галогеном. А в 1958 году инженеры Эмметт Уайли и Элмер Фридрих получили патент от General Electric на новый источник света. Это была галогенная лампа с вольфрамовой нитью накаливания. С этого момента началось промышленное производство.
Применение
Галогенные лампы широко используются благодаря своим преимуществам:
- Он не мерцает. При использовании обычных ламп накаливания наблюдается слабое мерцание, когда переменный ток протекает с частотой 50 Гц. Галогенные лампы лишены этого недостатка.
- Эффективность. Они более эффективны при использовании электричества для преобразования его в видимый свет.
- Компактность. Благодаря их принципу действия, лампу можно сделать очень маленькой.
- Хорошая цветопередача. Используется, когда необходимо добиться максимально естественного цвета. Они излучают приятное для глаз свечение.
- Гибкость. Без изменения конструкции эти приборы используются вместо обычных ламп накаливания в сети 220 В (плоские светильники и уличные фонари), они прекрасно вписываются в системы рекламного освещения.
- Хорошие эксплуатационные характеристики. Лампы устойчивы к негативным внешним воздействиям (колебаниям температуры, вибрациям).
- Безопасность. Некоторые типы галогенных ламп могут работать с током низкого напряжения.
- Быстрая замена в случае поломки.
Эти преимущества обусловили популярность и широкое распространение галогенных ламп. Основные области применения:
- Жилое, промышленное, общественное, образовательное, медицинское и уличное освещение,
- освещение автомобиля,
- освещение фото- и видеооборудования,
- трафаретная печать и флексографическая печать,
- декоративное освещение,
- бытовые приборы (в качестве нагревательных элементов),
- технология кинопроекции.
Очень редко светильники предназначены для натяжных потолков. Однако система прожекторного освещения может быть дополнена источниками света с низким энергопотреблением, но они постепенно заменяются светодиодными устройствами.
Основные достоинства
Теперь вы знаете все о галогенных лампах: что это такое, каких типов они бывают и из чего их делают. Ниже перечислены наиболее важные преимущества этих ламп:
- Идеально подходит для чтения или работы за компьютером. Правильный естественный солнечный спектр не раздражает глаза, не напрягает кристаллы, а регулировка яркости способствует созданию приятной рабочей обстановки.
- Возможность точечной фокусировки и зонального освещения. Идеально подходит для освещения витрин, рекламных дисплеев, акцентного освещения. Солнечный спектр отбрасывает тени на товары и предметы и привлекает покупателей.
- Может также использоваться для ландшафтного освещения. Он хорошо переносит перепады температуры и может прослужить долгие годы при хорошем охлаждении. Галогенные лампы экономичны и потребляют на 20-25% меньше, чем лампы накаливания. Он может светить сфокусированно и ярко, освещая весь двор или парк, или создавать зональное освещение.
- Процесс деградации отсутствует. Спираль не испаряется от газа, она светит равномерно и мягко в течение всего срока службы светильника.
- Регулируется с помощью диммера. Если диммер не работает, можно отрегулировать яркость галогенной лампы.
- Безопасность при работе с низковольтными приборами.
Теперь перечислите основные недостатки:
- Чрезмерно яркий свет. Его можно регулировать с помощью диммера, но если это устройство не установлено, некоторым людям не нравится сильный световой поток. Это можно исправить, выбрав лампу меньшей мощности или установив рассеивающее стекло.
- Не используйте галогенные лампы во влажных помещениях (ванных комнатах или саунах). Они могут лопнуть из-за перегрева и конденсата в полу.
- Их нельзя утилизировать обычным способом. Поэтому подумайте, куда вы хотите их сдать (их часто принимают в крупных магазинах, торгующих люстрами/светильниками).
- Высокая цена. Они значительно дороже традиционных ламп накаливания, но и служат в 3-5 раз дольше, так что этот недостаток относителен.
Принцип работы
Основным принципом работы галогенных ламп является химический процесс, называемый галогенным циклом. Давайте рассмотрим этот процесс подробнее:
- При включении питания вольфрамовая спираль нагревается.
- При включении тока катушка возбуждается.
- Замкнутая молекула взаимодействует с атомами брома, образуя галогенный газ.
- Нагревание создает конвекцию в колбе, реагирующая молекула отскакивает от поверхности и перемещается внутрь колбы.
- Через определенное время молекула садится на катушку и распадается. Вольфрам остается в спирали, а атом брома испаряется в газ, заполняющий цилиндр.
Это создает цикл: Вольфрам испаряется, соединяется с бромом, а затем возвращается для восстановления нити накала.
Примечание: В большинстве случаев после длительного использования нить практически неотличима от новой. Лампочка перегорает из-за необратимых процессов в патроне и колбе, а не из-за разложения вольфрама.
С помощью галогенных ламп можно добиться различных интересных эффектов
Как правильно устанавливать галогенки
Хотя основная конструкция галогенной лампы практически идентична конструкции стандартной лампы, при установке действуют иные правила. Вы можете просто выкрутить лампочку и заменить ее новой, но такой трюк не подойдет для светильников, которые вы ищете. Следует придерживаться следующей процедуры:
- Выключите люстру, а еще лучше — выключите всю линию, с которой вы пытаетесь работать.
- Подождите, пока температура колбы не снизится до комнатной.
- Снимите защитное стекло с колбы. Обычно он крепится с помощью пружины или винтов. Убедитесь, что он или зажимы не сломались.
- Снимите старую лампу. Для этого вставьте и вытащите его из гнезда. Если он не втягивается, попробуйте покачать его вперед-назад (если у него штифтовое, а не резьбовое основание).
- Сравните показания старой и новой лампочки.
- Наденьте перчатку (не прикасайтесь к новой лампе руками или кожей). Не дуйте и не вытирайте рукой.
- Вставьте или закрутите новую лампочку в гнездо.
- Установите на место защитную стеклянную крышку.
- Включите питание и проверьте работу восстановленной лампы.
Внимание: Не прикасайтесь к поверхности лампы, так как на ней остаются остатки жира и кожи. Во время работы лампа нагревается до высоких температур, и смазка может воспламениться, что приведет к поломке лампы.
Галогенные лампы, конечно, не так энергоэффективны, как светодиодные или люминесцентные. В данном случае все зависит от сферы применения устройств. Как упоминалось ранее, галогенные лампы нечувствительны к перепадам температуры и напряжения, что ставит их намного выше светодиодных ламп в некоторых областях применения.
Применение
Хотя галогенные лампы не достигают производительности люминесцентных и тем более светодиодных ламп, они имеют то преимущество, что их можно использовать в качестве прямой замены обычных ламп без модификации, например, с помощью диммеров и выключателей света.
Галогенные лампы также часто используются в автомобильных фарах из-за их более высокой светоотдачи, длительного срока службы, нечувствительности к колебаниям напряжения и малых размеров.
Мощные галогенные лампы используются в прожекторах, рампах и для освещения в фото-, кино- и видеопроизводстве, а также в кинопроекционных системах.
Галогенные лампы с низкой температурой тела являются источниками инфракрасного излучения и используются в качестве нагревательных элементов, например, в электроплитах 1, микроволновых печах (грилях), паяльном оборудовании (сварка термопластов инфракрасными лучами).
Исполнение
Галогенные лампы могут выпускаться компактных размеров MR16, MR11, с цоколем GU 5.3, G4, GY 6.35 (для 12 вольт) или G9, GU10 (для 220 или 110 вольт) или с цоколем Эдисона E14 или E27 (для 220 или 110 вольт), линейные с цоколем R7 различной длины (L=78 мм, L=118 мм и другие). Лампы могут быть прозрачными или матовыми, а также иметь отражатель и/или рассеиватель.
Размеры MR предназначены для установки в транспортные средства (автомобили, мотоциклы, велосипеды), а также могут использоваться для стационарного освещения («точечное освещение», компактные лампы) от сети при подключении через трансформатор.
Лампы GU используются, как и лампы MR, для стационарного освещения без необходимости использования трансформатора. Какой тип лампочки (MR или GU) установлен в светильнике или прожекторе, можно легко определить, не снимая его, посмотрев на яркость лампочки при включении и выключении: GU включается и выключается почти мгновенно, MR работает более плавно с некоторой заторможенностью (около 1/2 секунды).
Цоколь E14 (Minion) или E27 (Standard) предназначен для замены обычных ламп. Они имеют дополнительную внешнюю колбу (по форме и размерам схожую с обычной лампой накаливания), которая защищает внутреннюю кварцевую колбу от грязи, случайного прикосновения и контакта с воспламеняющимися материалами.
Особенности эксплуатации
Галогенные лампы очень чувствительны к загрязнению жиром, поэтому к внутренней поверхности лампы нельзя прикасаться даже чисто вымытыми руками. Из-за высокой температуры лампы загрязнения на поверхности (например, отпечатки пальцев) быстро сгорают во время работы и оставляют черные пятна. Это приводит к локальному повышению температуры колбы, что может привести к ее разрушению (именно поэтому колбы изготавливаются из кварцевого стекла из-за высокой температуры). При установке лампы держите ее чистой тканью (или чистыми перчатками), а если вы случайно коснулись ее, аккуратно протрите ее безволоконной тканью (например, микрофиброй) и спиртом.
Поскольку колба галогенной лампы нагревается до легковоспламеняющихся температур, ее следует размещать так, чтобы она не могла соприкасаться с близлежащими предметами, материалами и уж тем более с телом человека.
При использовании галогенной лампы с диммером необходимо время от времени включать лампу на полную мощность для испарения остатков йодистого вольфрама, накопившихся в лампе.
Чтобы галогенная лампа прослужила как можно дольше, необходимо следить за ее правильной эксплуатацией. Эти устройства не любят пачкаться. Даже прикосновение к лампе голыми руками приведет к преждевременному повреждению. При нагревании кварцевое стекло кристаллизуется вокруг частиц пальчиковой смазки, в результате чего однородная структура стекла разрушается и распадается.
Особенности эксплуатации
Чтобы продлить срок службы галогенной лампы, рекомендуется не прикасаться к ней голыми руками. Даже чистые руки содержат слой жира, который, соприкасаясь с поверхностью источника света, вызывает дисбаланс температур, чернит лампу и вызывает ее перегорание. Поэтому с галогенной лампой следует обращаться не голыми руками, а с помощью бумажного полотенца или безворсовой ткани.
Еще один способ продлить срок службы лампы — не включать и не выключать свет слишком часто. Лучше позволить лампе работать непрерывно в течение нескольких часов, чем несколько раз включать и выключать ее в течение этого времени. Постоянное входное напряжение также продлевает срок службы лампы.
Производители
Самым известным производителем галогенных ламп является компания Osram. Он предлагает все типы ламп и мощности. Она предлагает капсульные светильники, светильники с отражателями, классические ламповые светильники и многое другое. Помимо источников света для бытового использования, компания Osram также выпустила лампочки для автомобилей.
Существуют и другие производители, наиболее известные из которых Navigator и Camelion. Цены на эту продукцию значительно варьируются в зависимости от типа лампы, ее технических характеристик и репутации производителя. Лампы на 20 В стоят от 40 рублей каждая, а лампы на 150 В покупают не дешевле 400-500 рублей.
Советы по выбору
Чтобы правильно выбрать освещение для дома, необходимо учитывать некоторые обстоятельства:
- Мощность и световой поток. Мощность и соотношение мощности. В то время как обычная лампа дает световой поток 12 лм, галогенная лампа дает 25 лм. Поэтому для получения такого же количества света требуется галогенная лампа вдвое меньшей мощности.
- Напряжение. Низковольтный тип потребляет меньше электроэнергии. Они также меньше. Однако для них требуется трансформатор, так как подключить их напрямую к сети технически невозможно.
- Мощность агрегата. Этот показатель рассчитывается исходя из суммарной мощности источников света. Для трех ламп мощностью 50 Вт каждая требуется трансформатор мощностью 150 Вт. Допускается недогрузка, но не более 15 Вт.
- Провод. Вам нужна проволока с сечением 1,5 квадратных миллиметра или больше. Оптимальным является квадрат 2,5 мм.
- Светорегулятор. Опция для низковольтных галогенных приборов.
- База. Для каждой лампы существует подходящий тип цоколя.
Примечание: Основание для установки источника света должно быть изготовлено из огнеупорного материала. Для защиты гипсокартонного основания достаточно специального кольца, но в случае подвесного потолка требуется тепловой экран.
Линейные галогенные лампы были разработаны в 1960-х годах. Они состоят из кварцевой трубки с проводами с обеих сторон. Нить накала удерживается в лампе специальными проволочными опорами.
Достоинства и недостатки
Как и любое устройство, галогенная лампа имеет свои преимущества и недостатки.
Достоинства
- Срок службы — главное преимущество этих ламп по сравнению с обычными лампами накаливания. При соответствующих условиях галогенные лампы служат 2000 часов и более,
- Стабильность свечения на протяжении всего срока службы лампы,
- Компактные размеры для использования во всех типах приложений (включая освещение транспортных средств) и для всех типов управления освещением,
- Эффективность этих ламп достигает 20 Лм/Вт, что неплохо для ламп накаливания,
- Галогенные лампы имеют хорошую цветопередачу и не ухудшают зрение.
Использование галогенных ламп и галогенных лампочек также может быть проблематичным в подвесных потолках.
Недостатки
- Галогенные лампы могут нагреваться до высоких температур и поэтому требуют особых мер предосторожности. По этой же причине КПД этих ламп довольно низкий (но выше, чем у обычных ламп), учитывая энергию, необходимую для нагрева,
- Эти лампы чувствительны к загрязнению лампы — это быстро выведет их из строя. По этой причине необходимо обратить особое внимание на все инструкции по установке и эксплуатации светильника,
- Они имеют ультрафиолетовое излучение и поэтому требуют специальных ламп или защитных фильтров.
Сравнение с другими типами ламп
Галогенные лампы, конечно, не так энергоэффективны, как светодиодные или люминесцентные. В данном случае все зависит от сферы применения устройств. Как упоминалось ранее, галогенные лампы нечувствительны к перепадам температуры и напряжения, что ставит их намного выше светодиодных ламп в некоторых областях применения.
Однако, по сравнению с обычными лампами, преимущества галогенных ламп хорошо видны. Галогенные лампы имеют более высокий КПД и более высокий световой поток при меньшей мощности. Они более прочные и гибкие. Высокое качество светопередачи — еще один важный аргумент в пользу выбора галогенных ламп.
Как выбрать галогенную лампу
При выборе галогенной лампы следует обратить особое внимание на производителя прибора: Лучше покупать устройства у известных и широко распространенных производителей (они отвечают за качество своей продукции и контролируют ее на всех этапах производства). Наиболее известными брендами являются Osram, Navigator и Camelion.
Остальная часть выбора ничем не отличается от выбора обычной лампы и состоит из типа и формы требуемой лампы и цены, которую вы готовы за нее заплатить. Цена зависит от производителя, технических характеристик и размера галогенной лампы.
Что такое люминесцентная лампа и как она работает?
Сравнение наиболее важных параметров светодиодной лампы и лампы накаливания, диаграмма мощности и светового потока.
Подключение люминесцентной лампы — схемы с катушкой и балластом
Что такое диммеры, что такое диммер, схема подключения и принцип работы
Что измеряется в люменах и какова типичная яркость на квадратный метр?
Интерференционный отражатель распределяет тепло внутри лампы. Галогенные лампы с отражателем бывают разных форм и размеров и с разными углами излучения света.
Рейтинг производителей
Современный рынок насыщен большим количеством галогенных ламп, которые могут использоваться для различных целей.
Из этого многообразия выделяются несколько популярных производителей:
- Philips. Компания является одним из лидеров рынка в этой области. Она производит как стандартные лампы, так и устройства для автомобилей. Продукция отличается высоким качеством и надежностью. Многие пользователи предпочитают только эту марку.
- Osram. Специалисты компании придают большое значение качеству выпускаемой продукции. Лампы постоянно проверяются на физическое воздействие, чтобы минимизировать вред от них.
Как выбрать?
При покупке этих изделий следует учитывать различные параметры:
- Мощность и светоотдача. Лампа должна обеспечивать световой поток достаточной мощности для данного помещения.
- Источник света должен обладать достаточной мощностью, чтобы соответствовать специфическим требованиям конкретного помещения. Важно, хотите ли вы подключить устройство непосредственно к сети или использовать понижающий трансформатор. Обратите внимание, что низковольтные версии потребляют гораздо меньше энергии.
- Тип основания. Это зависит от прибора, для которого вы выбираете лампу. Перед покупкой необходимо узнать технические характеристики старой модели.
Особенности эксплуатации
Правильное обращение с галогенной лампой может значительно продлить срок ее службы. Одним из разрушающих факторов, влияющих на срок службы, является смазка. Это относится не только к кухонному жиру, который образуется в воздухе во время жарки, но и к веществу на руках людей. Поэтому менять лампы следует только в специальных перчатках. Если вы хотите устранить этот фактор, вы можете использовать двухъядерные продукты.
Многие эксперты рекомендуют протирать ножки ламп спиртом каждые полгода или около того, чтобы удалить грязь. Остекление и пазы, в которых крепится конструкция, должны пройти ту же процедуру.
Если изделие вышло из строя, его обязательно нужно утилизировать, так как оно содержит опасные вещества, вредные для человека и окружающей среды. Поэтому в случае поломки следует отнести эти изделия в специализированные организации, которые знакомы с ними и правильно их утилизируют.
В следующем видеоролике вы узнаете, на что следует обратить внимание при покупке галогенной лампы.
