Конструкция, технические параметры и разновидности ламп накаливания. Лампы накаливания виды


разновидности + маркировка и правила выбора

Несмотря на целый перечень недостатков, выявленных при сравнении с другими источниками искусственного света, лампы накаливания остаются востребованными и в бытовой сфере, и в промышленных отраслях.

Дешевые и простые в использовании приборы не хотят сдавать свои позиции, хотя на рынке появилось огромное количество более экономичных и «долгоиграющих» заменителей – например, ламп на светодиодах.

Содержание статьи:

Устройство лампы с нитью накала

Еще до недавнего времени лампы накаливания (ЛН) использовались повсеместно, поэтому с их конструкционными особенностями знакомы многие. Причем иногда приходилось «знакомиться» по причине выхода источника света из строя: перегорала вольфрамовая нить, лопалось стекло или колба вылетала из цоколя.

Некоторые производители использовали более надежные и проверенные материалы и относились к выпуску лампочек накаливания настолько ответственно, что их продукция работает уже на протяжении нескольких десятилетий. Но это скорее исключение, чем правило – сегодня никаких гарантий на продолжительный срок эксплуатации не дается.

Схема лампочки накаливания

Схематическое изображение лампы с указанием основных деталей. Конструкция источника искусственного освещения с момента изобретения почти не изменилась, совершенствовались только материалы и состав газа, наполняющего колбу

Главный действующий элемент – так называемое тело накала, закрепленное на держателях и присоединенное к электродам. В момент подключения электроэнергии через него проходит напряжение, вызывающее одновременно нагрев и свечение. Чтобы излучение стало видимым, температура нагрева должна достигнуть 570°С.

Наиболее устойчивым к высокой температуре металлом признан вольфрам. Он начинает плавиться при нагреве до 3422°С. Чтобы максимально увеличить площадь излучения, но сократить объем тела накала внутри стеклянной колбы, его скручивают в спираль.

Уютное желтое освещение

Привычный комфортный свет желтого оттенка, который создает уют в доме и по визуальной оценке является «теплым», возникает при нагреве нити до 2830-2850°С

Для защиты вольфрама от процесса окисления, характерного для металлов, из колбы откачивают воздух и заменяют его вакуумом или газом (криптоном, аргоном и пр.). Технология наполнения вакуумом устарела, для бытовых ламп чаще всего применяют смесь азота и аргона или криптон.

В результате тестирования была выявлена минимальная продолжительность горения лампы – 1 тысяча часов. Но, учитывая случайные причины, выводящие приборы из строя раньше времени, допускается, что нормативы распространяются лишь на 50% продукции из каждой партии. Время работы второй половины может быть больше или меньше – в зависимости от условий использования.

Виды и применение ЛН

Качественные характеристики и маркировка вольфрамовых лампочек регламентирована ГОСТ Р 52712-2007. По типу наполнения колбы приборы ЛН делятся на вакуумные и газополные разновидности.

Первые служат меньше из-за неизбежного испарения вольфрамовой нити. Вдобавок вольфрамовые испарения оседают на стеклянной оболочке вакуумного источника, что ощутимо снижает прозрачность и способность стекла пропускать свет. Выпускают их с моноспиралью, в номенклатурном обозначении им присвоена литера В.

В газополных приборах минимизированы недостатки вакуумных лампочек. Газ сокращает процесс испарения и препятствует оседанию вольфрама на стенках колбы. Газополные моноспиральные виды обозначены буквой Г, а лампочки с дважды навитой спиралью, т.е. биспиральные, маркируются буквой Б. Если биспиральная разновидность имеет номенклатуру БК, значит, в ее наполнении был использован криптон.

В галогенных лампочках ГЛН к наполнителю стеклянной колбы добавляют бром или йод, благодаря которым испаряющиеся атомы вольфрама после испарения возвращаются снова на нить накала. Галогенки выпускают в двух форматах: в виде кварцевых трубок с длинной спиралью или в капсульном варианте с компактным рабочим элементом.

В государственных стандартах деление на группы происходит по сфере применения, однако затрагиваются и другие характеристики. Предположим, на одном уровне рассматриваются «ЛН электрические миниатюрные» (ЛН мн) и «ЛН инфракрасные зеркальные» (ЗК — приборы с концентрированным светораспределением, ЗД — со средним) – как видите, для обозначения категорий выбраны разные критерии.

Существуют группы, которые можно отнести к наиболее востребованным:

  • общего назначения;
  • для транспортных средств;
  • прожекторные;
  • миниатюрные и пр.

Рассмотрим сферы применения и особенности различных категорий, которые в некоторых случаях могут между собой пересекаться.

Галерея изображений

Фото из

ЛОН – лампы общего назначения

Технические параметры приборов группы регламентируются ГОСТ 2239-79. Это самая большая категория, включающая устройства для бытового и промышленного использования, для внутреннего и уличного применения. Мощность – от 15Вт до 1000Вт. Бывают моноспиральные и биспиральные, вакуумные и газополные

Электролампы накаливания местного освещения

Выпуск осветительных приборов ранее регулировался ГОСТ 1182-77. Мощность ламп ограничена, минимальный показатель – 15 Вт, максимальный – 60 Вт. По требованиям техники безопасности напряжение также ограничено и равняется 12 В в помещениях с особо опасными условиями, 36 В – в обычных помещениях

Лампы электрические для транспортных средств

Категория включает в себя четыре подраздела, деление происходит по видам транспорта: судовые, автомобильные, самолетные, железнодорожные. Особенности каждого вида характеризуются механической прочностью, мощностью, напряжением в сети. Лампы-фары имеют особую конструкцию – вместо традиционного цоколя установлены контакты в виде винтов или ламелей

Мощные лампы прожекторного типа

Особенностью источников света является расположение тала накала, позволяющее достигать максимальной яркости и определенной направленности. В эту группу входят прожекторы для киноаппаратуры, фонари для маяков и лампы для прожекторов общего применения. Часть ламп из категории входят в группу приборов для транспорта – например, прожекторы для ж/д составов

Сверхминиатюрные и миниатюрные источники искусственного света

Большая группа приборов с ультратонкой вольфрамовой нитью, работающих под низким напряжением. Миниатюрные устройства востребованы в летательной технике, медицинском оборудовании, электронных изделиях. Часто применяются в качестве индикаторов. Штифтовые и резьбовые цоколи имеют нестандартные, маленькие габариты

Лампы-светильники направленного нагрева

Инфракрасные лампы с зеркальным напылением, сравнимые по сфере использования с фарами. Обладают увеличенным сроком службы – до 5 тыс. ч. Мощность – 40-1000Вт, напряжение – от 127 до 220 В. Колбы бывают прозрачными или красными, в зависимости от требуемого излучения. Различают два подвида ламп – концентрированного и широкого светораспределения

Галогенки – усовершенствованные лампы накаливания

Галогенные лампы по всем параметрам превосходят обычные аналоги и насчитываю более 150 номенклатурных наименований. Служат примерно в 2 раза дольше обычных «лампочек Ильича», при одинаковых мощностях имеют большую светоотдачу и уменьшенные размеры. Применяются для использования на транспорте, в оборудовании и прожекторах, для общего освещения

Категория ламп специального назначения

В группу включены приборы, конструкции которых стандартизированы, но отличаются от традиционных исполнений. Это лампы для рудников, железнодорожных светофоров, телефонных коммутаторов. Один из подвидов – цилиндрические лампы, применяемые в различных сферах. Сюда же входят инфракрасные зеркальные приборы с алюминиевым отражателем и матовой наружной поверхностью

ЛОН – лампы общего назначения

ЛОН – лампы общего назначения

Электролампы накаливания местного освещения

Электролампы накаливания местного освещения

Лампы электрические для транспортных средств

Лампы электрические для транспортных средств

Мощные лампы прожекторного типа

Мощные лампы прожекторного типа

Сверхминиатюрные и миниатюрные источники искусственного света

Сверхминиатюрные и миниатюрные источники искусственного света

Лампы-светильники направленного нагрева

Лампы-светильники направленного нагрева

Галогенки – усовершенствованные лампы накаливания

Галогенки – усовершенствованные лампы накаливания

Категория ламп специального назначения

Категория ламп специального назначения

Описание  технических требований к каждой из перечисленных категорий можно найти в соответствующих разделах ГОСТ. Из-за особенностей конструкции и области применения маркировка устройств из различных групп отличается.

Особенности маркировки по применению

Лампу легче подобрать, если ориентироваться в условных обозначениях. Они отражают важные технические характеристики, возможную область использования, особенности конструкции и технологии изготовления.

Образец маркировки на цоколе

Маркировка зарубежных производителей напоминает отечественную, но имеет свои особенности. Обычно она носится методом штамповки на цоколь и служит одним из способов отличия оригинального изделия от подделки

Вначале указаны буквы в количестве от 1 до 4, которые отражают характерные конструктивные особенности. Для более легкой расшифровки за основу взята первая буква основополагающего критерия, например, Г – газополная моноспиральная лампа, В – вакуумная моноспиральная, К – криптоновая и др.

Затем следует указание назначения:

  • Ж – железнодорожная;
  • А – автомобильная;
  • СМ – самолетная;
  • ПЖ – для прожекторов и др.

За буквам расположены цифры, обозначающие технические характеристики – напряжение (В) и мощность (ВТ). Маркировка ламп специального типа отличается: мощность не указана, зато можно определить ток, световой поток или силу света. Если в устройстве две спирали, то мощность для каждой из них указывается отдельно. Последняя цифра может обозначать номер разработки, если конструкция модифицировалась.

Основные технические характеристики

Самым главным параметром источников света с телом накала является мощность, определяемая в ваттах. Назначение ламп разнообразное, поэтому диапазон велик – от 0,1 Вт индикаторных «светлячков» до 23 тыс. Вт прожекторов для маяков. Компании General Electric и Osram выпускают мощные светильники для театральных и кинематографических постановок.

Мощные прожекторы на площадке для съемки

Прожекторные изделия отличаются не только значением мощности (до 24000Вт), но и световым потоком. Светодиодный прожектор способен выдать 400 000 люменов, тогда как специальная лампа накаливания – 800 000 люменов

В быту используют маломощные приборы, в основном, от 15 Вт до 150 Вт, а в промышленной сфере применяют лампы мощностью до 1500 Вт.

Качество светового потока и степень рассеивания регулируются материалом изготовления колбы. Максимальная светопередача характерна для ламп с прозрачным стеклом, тогда как два других типа поглощают часть света. Например, матовое стекло колбы крадет 3% светового потока, а белое – 20%.

Часто мощность бытовых ламп накаливания ограничена материалом светильников (абажуров, плафонов). Производители люстр и бра обычно указывают рекомендованные параметры – как правило, 40 Вт, реже 60 Вт.

Натяжные потолки со светодиодными лампами

Обычные электролампы сильно нагревают окружающие предметы в отличии, например, от светодиодных или маломощных галогенных, поэтому их нельзя использовать для монтажа в натяжные потолки

В 2011 году лампы накаливания официально признаны низко экономичными и пожароопасными, поэтому был принят закон о прекращении выпуска источников света 100 Вт. На очереди – закон о запрете устройств мощнее 50 Вт. Однако пользователь ничего не теряет, так как на современном рынке огромное количество более производительных и экономичных светодиодных и других аналогов.

Сравнительная таблица разных видов ламп

Таблица, отражающая эффективность работы различных видов бытовых ламп. По указанным техническим характеристикам хорошо видно, как лампы накаливания проигрывают альтернативным вариантам по всем позициям

Сегодня многие отказываются от устаревшего вида ламп из-за большого потребления электроэнергии и короткого срока службы. Однако существуют категории людей, предпочитающие покупать дешевые и неэффективные источники – благодаря им производство лампочек накаливания продолжается.

Второй важный показатель, который обязательно нужно учитывать при покупке, — вид цоколя лампы накаливания, определяемый размером. У импортных и отечественных светодиодных ламп множество разновидностей цоколей, тогда как простые лампы ограничиваются тремя.

Типы цоколей ламп накаливания

Если необходимо заменить лампочку в люстре или настольном светильнике, то обязательно обратите внимание на диаметр цоколя – Е14 или Е27. Приборы с цоколем Е40 в быту не применяют

Сейчас производителей обязывают упаковывать каждое изделие в отдельную коробочку, так что технические характеристики можно отыскать на ней. Обычно указывают мощность, класс энергоэффективности (низкий – Е), тип цоколя, прозрачность колбы, срок службы в часах.

Преимущества и недостатки ламп накаливания

Потребитель продолжает приобретать неэкономчные лампочки благодаря целому ряду плюсов, хотя некоторые из них весьма условны. По отзывам, их выбирают из-за следующих качеств:

  • невысокая стоимость;
  • отсутствие пускорегулирующего оборудования;
  • моментальное зажигание после включения;
  • привычный «домашний» свет;
  • отсутствие вредных веществ;
  • нет реакции на низкую температуру и электромагнитные импульсы.

Однако мало кто оценивает качество светового потока или пульсацию, все же для большинства решающим оказывается первый фактор.

Но недостатки гораздо весомее, так как среди них сравнительно низкая световая отдача, ограниченный срок службы, небольшой диапазон цветовой температуры (только желтый свет), зависимость от перепадов напряжения в сети, пожароопасность.

Пожароопасность лампы накаливания

Если включить лампу накаливания мощностью 40 Вт, спустя полчаса она нагревается до +145-148°С и начинает нагревать окружающие предметы, что чревато случайным возгоранием

Сейчас существует возможность сравнить на практике работу ламп накаливания, газоразрядных и светодиодных аналогов. Каждый, кто заметил разницу в энергопотреблении, давно перешел на энергосберегающие устройства.

Как правильно выбрать лампочку

При покупке лампочки ориентируются в первую очередь на величину цоколя и мощность. Эти два параметра легко определить по старому, перегоревшему источнику света.

Если вы выберете устройство меньшей мощности, то световой поток будет слабее, если большей, то рискуете целостностью плафонов – они могут деформироваться из-за высокой температуры нагрева.

Филаментная лампа в интерьере

Специально для любителей традиционных лампочек выпускаются филаментные устройства на светодиодах, похожие по форме, но выгодно отличающиеся своими характеристиками

Кроме технических характеристик стоит обратить внимание на качество изготовления лампы. Предпочтение стоит отдать изделиям с широким контактом цоколя, пропаянным токопроводом, стабильно закрепленной нитью накала.

Выводы и полезное видео по теме

Еще больше познавательной и интересной информации о производстве, использовании и недостатках ламп накаливания – в видеороликах, снятых специалистами и любителями.

Интересные факты о лампах накаливания:

Как происходит производство ЛН:

Сравнительный обзор ламп разных видов:

Популярно о выборе ламп для дома:

Потребитель сам вправе выбрать лампочку для использования в быту. Однако не стоит гнаться за дешевизной и обманчивой выгодой. Учитывая, что освещением мы пользуемся постоянно, а лампочек в доме, как правило, более десятка, следует пересмотреть привычки. Многие пользователи давно уже перешли на более надежные, экономичные, безопасные светодиодные лампы.

sovet-ingenera.com

устройство, принцип работы, виды и технические характеристики

Лампа накаливания – первый электрический осветительный прибор, играющий важную роль в жизнедеятельности человека. Именно она позволяет людям заниматься своими делами независимо от времени суток.

По сравнению с остальными источниками света такое устройство характеризуется простотой конструкции. Световой поток излучается вольфрамовой нитью, расположенной внутри стеклянной колбы, полость которой заполнена глубоким вакуумом. В дальнейшем для увеличения долговечности вместо вакуума в колбу стали закачивать специальные газы — так появились галогеновые лампы. Вольфрам — термостойкий материал с большой температурой плавления. Это очень важно, поскольку для того, чтобы человек увидел свечение, нить должна сильно нагреться за счет проходящего через нее тока.

Лампа накаливания отличается простотой конструкции

История создания

Интересно, что в первых лампах использовался не вольфрам, а ряд других материалов, включая бумагу, графит и бамбук. Поэтому, несмотря на то, что все лавры за изобретение и усовершенствование лампы накаливания принадлежат Эдисону и Лодыгину, приписывать все заслуги только им — неправильно.

Писать о неудачах отдельных ученых не станем, но приведем основные направления, к которым прилагали усилия мужи того времени:

  1. Поиски лучшего материала для нити накаливания. Нужно было найти такой материал, который одновременно был устойчив к возгоранию и характеризовался высоким сопротивлением. Первая нить была создана из волокон бамбука, которые покрывались тончайшим слоем графита. Бамбук выступал в качестве изолятора, графит — токопроводящей среды. Поскольку слой был малым, то существенно возрастало сопротивление (что и требовалось). Все бы хорошо, но древесная основа угля приводила к быстрому воспламенению.
  2. Далее исследователи задумались над тем, как создать условия строжайшего вакуума, ведь кислород — важный элемент для процесса горения.
  3. После этого нужно было создать разъемные и контактные компоненты электрической цепи. Задача усложнялась из-за использования слоя графита, характеризующегося высоким сопротивлением, поэтому ученым пришлось использовать драгоценные металлы — платину и серебро. Так повышалась проводимость тока, но стоимость изделия была чересчур высока.
  4. Примечательно, что резьба цоколя Эдисона используется и по сей день — маркировка E27. Первые способы создания контакта включали пайку, но при таком раскладе сегодня говорить о быстро заменяемых лампочках было бы сложно. А при сильном нагреве подобные соединения быстро бы распадались.

Изобретатели электрической лампочки

В наше время популярность подобных ламп падает в геометрической прогрессии. В 2003 году в России была увеличена амплитуда питающего напряжения на 5 %, к сегодняшнему дню этот параметр составляет уже 10 %. Это привело к сокращению срока эксплуатации лампы накаливания в 4 раза. С другой стороны, если вернуть напряжение на эквивалентное значение вниз, то существенно сократится отдача светового потока — до 40 %.

Вспомните учебный курс — еще в школе преподаватель физики ставил опыты, демонстрируя, как увеличивается свечение лампы при повышении силы тока, подающегося на вольфрамовую нить. Чем выше сила тока, тем сильнее выброс излучения и больше тепла.

Принцип действия

Принцип работы лампы построен на сильном нагреве нити накаливания за счет проходящего через нее электрического тока. Для того чтобы твердотельный материал начал излучать красное свечение, его температура должна достигнуть 570 град. Цельсия. Излучение будет приятным для глаз человека только при увеличении этого параметра в 3–4 раза.

Подобной тугоплавкостью характеризуются немногие материалы. За счет доступной ценовой политики выбор был сделан в пользу вольфрама, температура плавления которого составляет 3400 град. Цельсия. Чтобы повысить площадь светового излучения, вольфрамовая нить скручивается в спираль. В процессе эксплуатации она может нагреваться до 2800 град. Цельсия. Цветовая температура такого излучения равна 2000–3000 К, что дает желтоватый спектр — несопоставимый с дневным, но в то же время не оказывающий негативного воздействия на зрительные органы.

Разогретая до высокой температуры вольфрамовая нить

Попадая в воздушную среду, вольфрам быстро окисляется и разрушается. Как уже говорилось выше, вместо вакуума стеклянная колба может заполняться газами. Речь идет об инертных азоте, аргоне или криптоне. Это позволило не только повысить долговечность, но и увеличить силу свечения. На срок эксплуатации влияет то, что давление газа препятствует испарению вольфрамовой нити из-за высокой температуры свечения.

Строение

Обычная лампа состоит из следующих конструктивных элементов:

  • колба;
  • вакуум или инертный газ, закачиваемый внутрь нее;
  • нить накала;
  • электроды — выводы тока;
  • крючки, необходимые для удерживания нити накала;
  • ножка;
  • предохранитель;
  • цоколь, состоящий из корпуса, изолятора и контакта на донышке.

Помимо стандартных исполнений из проводника, стеклянного сосуда и выводов, существуют лампы специального назначения. В них вместо цоколя используются другие держатели или добавляется дополнительная колба.

Конструкция лампочки накаливания

Предохранитель обычно изготавливается из сплава феррита и никеля и помещается в разрыв на одном из выводов тока. Зачастую он расположен в ножке. Его основное предназначение — защита колбы от разрушения в случае обрыва нити. Связано это с тем, что в случае ее обрыва образуется электрическая дуга, приводящая к плавлению остатков проводника, которые попадают на стеклянную колбу. Из-за высокой температура она может взорваться и вызвать возгорание. Впрочем, долгие годы доказали низкую эффективность предохранителей, поэтому они стали эксплуатироваться реже.

Колба

Стеклянный сосуд используется для защиты нити накаливания от окисления и разрушения. Габаритные размеры колбы подбирают в зависимости от скорости осаждения материала, из которого производится проводник.

Газовая среда

Если раньше вакуумом заполнялись все без исключения лампы накаливания, то сегодня такой подход применяют лишь для маломощных источников света. Более мощные устройства заполняются инертным газом. Молярная масса газа влияет на излучение тепла нитью накаливания.

В колбу галогенных ламп закачиваются галогены. Вещество, которым покрыта нить накала, начинает испаряться и взаимодействовать с расположенными внутри сосуда галогенами. В результате реакции образуются соединения, которые повторно разлагаются и вещество вновь возвращается на поверхность нити. Благодаря этому появилась возможность повысить температуру проводника, увеличив коэффициент полезного действия и срок эксплуатации изделия. Также такой подход позволил сделать колбы более компактными. Недостаток конструкции связан с изначально малым сопротивлением проводника при подаче электрического тока.

Схема работы галогеновых ламп накаливания

Нить накала

По форме нить накаливания может быть разной — выбор в пользу той или иной связан со спецификой лампочки. Зачастую в них применяют нить с круглым сечением, закрученную в спираль, гораздо реже — ленточные проводники.

Современная лампа накаливания работает от нити из вольфрама или осмиево-вольфрамового сплава. Вместо обычных спиралей могут закручиваться биспирали и триспирали, что стало возможным за счет повторного закручивания. Последнее приводит к уменьшению теплового излучения и повышению КПД.

Технические характеристики

Интересно наблюдать за зависимостью световой энергии и мощности лампы. Изменения не линейны — до 75 Вт световая отдача увеличивается, при превышении — снижается.

Одно из преимуществ таких источников света – равномерное освещение, поскольку практически во всех направлениях свет излучается с одинаковой силой.

Наибольшая световая отдача у ламп накаливания мощностью 75 Вт

Еще одно достоинство связано с пульсированием света, которое при определенных значениях приводит к значительной утомляемости глаз. Нормальным значением считают коэффициент пульсации, не превышающий 10 %. Для ламп накаливания параметр максимум достигает 4 %. Самый худший показатель — у изделий мощностью 40 Вт.

Среди всех доступных электрических осветительных приборов лампы накаливания нагреваются сильнее. Большая часть тока преобразуется в тепловую энергию, поэтому прибор больше похож на обогреватель, чем на источник света. Световая отдача находится в диапазоне от 5 до 15 %. По этой причине в законодательстве прописаны определенные нормы, запрещающие, к примеру, использовать лампы накаливания более 100 Вт.

Обычно для освещения одной комнаты достаточно лампы на 60 Вт, которая характеризуется небольшим нагревом.

При рассмотрении спектра излучения и сравнении его с естественным освещением можно сделать два важных замечания: световой поток таких ламп содержит меньше синего и больше красного света. Тем не менее, результат считается приемлемым и не приводит к утомлению, как в случае с источниками дневного света.

Световой поток ламп накаливания не утомляет глаза

Эксплуатационные параметры

При эксплуатации ламп накаливания важно учитывать условия их использования. Их можно применять в помещениях и на открытом воздухе при температуре не менее –60 и не более +50 град. Цельсия. При этом влажность воздуха не должна превышать 98 % (+20 град. Цельсия). Устройства могут работать в одной цепи с диммерами, предназначенными для регулирования световой отдачи за счет изменения интенсивности света. Это дешевые изделия, которые могут быть самостоятельно заменены даже неквалифицированным человеком.

Виды

Существует несколько критериев для классификации ламп накаливания, которые будут рассмотрены ниже.

В зависимости от эффективности освещения лампы накаливания бывают (от худших к лучшим):

  • вакуумные;
  • аргоновые или азот-аргоновые;
  • криптоновые;
  • ксеноновые или галогенные с установленным отражателем инфракрасного излучения внутрь лампы, что увеличивает КПД;
  • с покрытием, предназначенным для преобразования инфракрасного излучения в видимый спектр.

Криптоновая лампочка накаливания

Намного больше разновидностей ламп накаливания, связанных с функциональным назначением и конструктивными особенностями:

  1. Общее назначение — в 70-х гг. прошлого столетия они назывались «нормально-осветительными лампами». Самая распространенная и многочисленная категория — изделия, применяемые для общего и декоративного освещения. С 2008 года выпуск таких источников света существенно сократился, что было связано с принятием многочисленных законов.
  2. Декоративное назначение. Колбы таких изделий выполняются в форме изящных фигур. Чаще всего встречаются свечеобразные стеклянные сосуды с диаметром до 35 мм и сферические (45 мм).
  3. Местное назначение. По конструкции идентичны первой категории, но питаются от уменьшенного напряжения — 12/24/36/48 В. Обычно применяются в переносных светильниках и приборах, освещающих верстаки, станки и т. п.
  4. Иллюминационные с окрашенными колбами. Зачастую мощность изделий не превышает 25 Вт, а для окрашивания внутренняя полость покрывается слоем неорганического пигмента. Гораздо реже можно встретить источники света, наружная часть которых окрашивается цветным лаком. В таком случае пигмент очень быстро выцветает и осыпается.

Лампа накаливания зеркальная 300 вт

  1. Зеркальные. Колба выполнена в специальной форме, которая покрыта отражающим слоем (к примеру, методом распыления алюминия). Данные изделия используются для перераспределения светового потока и повышения эффективности освещения.
  2. Сигнальные. Их устанавливают в светосигнальные изделия, предназначенные для отображения какой-либо информации. Характеризуются низкой мощностью и рассчитаны на продолжительную эксплуатацию. На сегодняшний день практически бесполезны из-за доступности светодиодов.
  3. Транспортные. Еще одна обширная категория ламп, используемых в транспортных средствах. Характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к вибрациям. В них применяют специальные цоколи, гарантирующие прочное крепление и возможность быстрой замены в стесненных условиях. Могут питаться от 6 В.
  4. Прожекторные. Высокомощные источники света до 10 кВт, характеризующиеся высокой световой отдачей. Спираль укладывается компактно, чтобы обеспечить лучшую фокусировку.
  5. Лампы, применяемые в оптических приборах, — к примеру, кинопроекционная или медицинская техника.

Специальные лампы

Также существуют более специфические разновидности ламп накаливания:

  1. Коммутаторные — подкатегория сигнальных ламп, применяемых в коммутаторных панелях и выполняющих функции индикаторов. Это узкие, продолговатые и малогабаритные изделия, имеющие параллельные контакты гладкого типа. За счет этого могут помещаться в кнопки. Маркируются как «КМ 6-50». Первое число указывает на вольтаж, второе — ампераж (мА).
  2. Перекальная, или фотолампа. Данные изделия используются в фототехнике для нормированного форсированного режима. Характеризуется высокими световой отдачей и цветовой температурой, но малым сроком эксплуатации. Мощность советских ламп достигала 500 Вт. В большинстве случаев колба матируется. Сегодня практически не используются.
  3. Проекционные. Применялись в диапроекторах. Высокая яркость.

Двухнитевая лампа бывает нескольких разновидностей:

  1. Для автомобилей. Одна нить используется для ближнего, другая — для дальнего света. Если рассматривать лампы для задних фонарей, то нити могут использоваться для стоп-сигнала и габаритного огня соответственно. Дополнительный экран может отсекать лучи, которые в лампе ближнего света могут слепить водителей встречных автомобилей.
  2. Для самолетов. В посадочной фаре одна нить может использоваться для малого света, другая — для большого, но требует внешнего охлаждения и непродолжительной эксплуатации.
  3. Для железнодорожных светофоров. Две нити необходимы для повышения надежности — если перегорит одна, то будет светиться другая.

Лампа накаливания двухнитевая 12V

Продолжим рассматривать специальные лампы накаливания:

  1. Лампа-фара — сложная конструкция для подвижных объектов. Используется в автомобильной и авиационной технике.
  2. Малоинерционная. Содержат тонкую нить накаливания. Применялась в звукозаписывающих системах оптического типа и в некоторых видах фототелеграфа. В наше время используется редко, поскольку есть более современные и улучшенные источники света.
  3. Нагревательная. Применяется в качестве источника тепла в лазерных принтерах и копирах. Лампа имеет цилиндрическую форму, закрепляется во вращающемся металлическом валу, к которому прикладывается бумага с тонером. Вал передает тепло, что приводит к расплыванию тонера.

КПД

Электрический ток в лампах накаливания преобразуется не только в видимый для глаза свет. Одна часть идет на излучение, другая трансформируется в тепло, третья — на инфракрасный свет, который не фиксируется зрительными органами. Если температура проводника составляет 3350 К, то КПД лампы накаливания составит 15 %. Обычная лампа на 60 Вт с температурой 2700 К характеризуется минимальным КПД — 5 %.

Коэффициент полезного действия усиливается степенью нагрева проводника. Но чем выше будет нагрев нити, тем меньше срок эксплуатации. К примеру, при температуре 2700 К лампочка просветит 1000 часов, 3400 К — в разы меньше. Если повысить напряжение питания на 20 %, то свечение усилится в два раза. Это нерационально, поскольку срок эксплуатации сократится на 95 %.

Характеристики различных типов ламп накаливания

Плюсы и минусы

С одной стороны, лампы накаливания являются самыми доступными источниками света, с другой – характеризуются массой недостатков.

Преимущества:

  • низкая стоимость;
  • нет необходимости в применении дополнительных приспособлений;
  • простота использования;
  • комфортная цветовая температура;
  • устойчивость к повышенной влажности.

Недостатки:

  • недолговечность — 700–1000 часов при соблюдении всех правил и рекомендаций по эксплуатации;
  • слабая световая отдача — КПД от 5 до 15 %;
  • хрупкая стеклянная колба;
  • возможность взрыва при перегреве;
  • высокая пожарная опасность;
  • перепады напряжения существенно сокращают срок эксплуатации.

Как увеличить срок службы

Существует несколько причин, по которым может уменьшиться срок эксплуатации данных изделий:

  • перепады напряжения;
  • механические вибрации;
  • высокая температура окружающей среды;
  • разрыв соединения в проводке.

Вот несколько рекомендаций по продлению срока службы ламп накаливания:

  1. Выберите изделия, которые подходят для диапазона напряжения сети.
  2. Перемещение осуществляйте строго в выключенном состоянии, поскольку из-за малейших вибраций изделие выйдет из строя.
  3. Если лампы продолжают перегорать в одном и том же патроне, то его нужно заменить или починить.
  4. При эксплуатации на лестничной площадке в электрическую цепь добавьте диод или включите параллельно две лампы одной мощности.
  5. На разрыв цепи питания можно добавить устройство для плавного включения.

Устройство плавного включения ламп накаливания

Технологии не стоят на месте, постоянно развиваются, поэтому сегодня на смену традиционным лампам накаливания пришли более экономичные и долговечные светодиодные, люминесцентные и энергосберегающие источники света. Главными причинами выпуска ламп накаливания остается наличие менее развитых с технологической точки зрения стран, а также хорошо налаженное производство.

Приобретать такие изделия сегодня можно в нескольких случаях — они хорошо вписываются в дизайн дома или квартиры, либо вам нравится мягкий и комфортный спектр их излучения. Технологически — это давно устаревшие изделия.

Лампа накаливания: устройство, принцип работы, виды и технические характеристики

220.guru

Лампа накаливания: разновидности

Лампы являются приборами, предназначенными для освещения пространства и создания искусственного источника света. Они отличаются формой, размерами, мощностью, номиналом и типом используемого напряжения, а также способом получения освещения. Наиболее популярной является традиционная лампа накаливания. Кроме нее используют галогенные, люминесцентные, энергосберегающие, неоновые, ксеноновые, кварцевые и другие виды ламп.лампа накаливания

В настоящее время лампа накаливания может иметь различную мощность, размер и рабочее напряжение. Данные приборы устроены следующим образом. В стеклянной колбе расположена металлическая дуга (обычно из вольфрама), через которую протекает электрический ток. Во время прохождения электричества происходит разогрев, и лампа накаливания начинает излучать большое количество тепловой и световой энергии. Основным недостатком данного устройства является выделение большого количества тепла.

При замене приборов сразу после выключения или в процессе работы можно обжечься, если не использовать средства защиты. Кроме этого, лампы нельзя использовать в светильниках, которые ограничены по уровню температуры. Например, в ночном бра не должна стоять лампа накаливания 100 вт. Тем не менее, приборы обладают и многими достоинствами. Во-первых, это большой разброс мощностей (от 15 и до 1000 ватт). Кроме этого, лампочки могут питаться от различных источников напряжения (переменного или постоянного, от 1 до 240 вольт). Лампа накаливания может иметь рассеивающие и прозрачные колбы.

лампа накаливания 100 вт

Галогенные лампы похожи на своих собратьев, только в их колбах присутствуют пары брома или йода. Небольшое усовершенствование позволяет увеличить светоотдачу и повысить срок службы прибора в два раза. В остальном это обычное устройство.

Лампа накаливания люмен также содержит газ, который, благодаря специальному покрытию (люминофор), вызывает видимое световое излучение  после прохождение через него тока. Достоинством данных приборов является повышенное напряжение питания, достигающее отметки 380 вольт. Также данные устройства имеют низкую температуру нагревания (до 40 градусов), а их срок службы значительно выше.

Лампа дневного света применяется в основном в условиях производства для освещения промышленных помещений, создавая свет, который максимально приближается к естественному.

лампа накаливания люмен

Энергосберегающая лампа представляет собой устройство, которое имеет уменьшенное потребление энергии. По своей конструкции она является газоразрядной. Данный прибор использует до восьмидесяти процентов меньше электроэнергии, чем обычная лампа накаливания, при этом срок службы увеличивается в 5 раз. Кроме этого, энергосберегающие лампы мало нагреваются. Основным недостатком является их относительно медленный накал и высокая стоимость. Несмотря на это, они приобретают популярность у потребителей.

Ультрафиолетовые и кварцевые лампы используются в особых сферах деятельности человека. Например, в медицине кварц выполняет бактерицидную функцию или применяется для лечения больных. Ультрафиолетом пользуются в криминалистике, торговле, а также в соляриях для получения загара.

fb.ru

Лампа накаливания: технические характеристики, устройство

Обеспечить комфорт и уют в доме невозможно без организации хорошего освещения. С такой целью наиболее часто сейчас используются лампы накаливания, которые можно применять в различных условиях сети (36 Вольт, 220 и 380).

Виды и характеристики

Лампа накаливания общего назначения (ЛОН) – это современное устройство, источник искусственного видимого светового излучения с низким КПД, но ярким свечением. Свое название она получила из-за наличия в корпусе специального тела накала, которое изготавливается из тугоплавких металлов или угольной нити. В зависимости от параметров этого тела определяется срок службы светильника, цена и прочие характеристики.

модель с вольфрамовой нитьюФото – модель с вольфрамовой нитью

 

Несмотря на разные мнения, считается, что первым изобрел лампу ученый из Англии Деларю, но его принцип накаливания был далек от современных норм. После исследованиями занимались разные физики, впоследствии, Гебель презентовал первую лампу с угольной нитью (из бамбука), а после Лодыгин запатентовал первую модель из углеродной нити в вакуумной колбе.

В зависимости от конструктивных элементов и типа газа, защищающего нить накаливания, сейчас существую такие виды ламп:

  1. Аргоновые;
  2. Криптовые;
  3. Вакуумные;
  4. Ксенон-галогенные.

Вакуумные модели являются самыми простыми и привычными. Получили свою популярность из-за низкой стоимости, но вместе с этим они имеют наименьший срок службы. Стоит отметить их простоту замены, ремонту не поддаются. Конструкция имеет следующий вид:

конструкция вакуумных лампФото – конструкция вакуумных ламп

 

Здесь 1 – это, соответственно, вакуумная колба; 2 — вакуумная или наполненная специальным газом, емкость; 3 — нить; 4, 5 — контакты; 6 — крепежи для нити накаливания; 7 — стойка лампы; 8 — предохранитель; 9 — цоколь; 10 — стеклянная защита цоколя; 11 — цокольный контакт.

Аргоновые лампы ГОСТ 2239-79 по яркости очень отличаются вакуумных, но практически полностью повторяют их конструкцию. Они имеют больший срок годности, нежели привычные. Это обязано тем, что нить из вольфрама защищена колбой с нейтральным аргоном, который противостоит высоким температурам горения. Как результат, источник света более яркий и долговечный.

аргоновый ЛОНФото – аргоновый ЛОН

 

Криптовую модель можно распознать по очень высокой световой температуре. Она светится ярким белым светом, поэтому иногда может вызывать боль в глазах. Высокий показатель яркости обеспечен криптоном – высоко-инертным газом, у которого высокая атомная масса. Его применение позволило значительно уменьшить вакуумную колбу, но при этом не терять яркость источника света.

Галогенные светильники накаливания получили большую популярность благодаря своей экономной работе. Современная энергосберегающая лампа поможет не только сократить расходы на оплату электрической энергии, но и уменьшить траты на покупку новых моделей для освещения. Производство такой модели осуществляется на специализированных заводах, как и утилизация. Предлагаем для сравнения изучить потребляемую мощность перечисленных выше аналогов:

  1. Вакуумные (обычные, без газа или с аргоном): 50 или 100 Вт;
  2. Галогеновые: 45—65 Вт;
  3. Ксеноновые, галогено-ксеноновые (комбинированные): 30 Вт.

Благодаря небольшому размеру, наиболее часто электрические ксеноновые и галогеновые осветители используют как автомобильные фары. У них высокое сопротивление и отличная долговечность.

ксенонФото – ксенон

 

Классификация ламп производится не только исходя из наполняющего газа, а также, в зависимости от типов цоколей и назначения. Существуют такие виды:

  1. G4, GU4, GY4, и прочие. Галогеновые модели накаливания отличают патроны-штекеры;
  2. E5, E14, E17, E26, E40 – наиболее распространенные типы цоколей. В зависимости от номера, могут быть узкими и широкими, классифицируются по возрастанию. Первые люстры изготавливались именно под такие контактирующие части;
  3. G13, G24 производители используют эти обозначения для люминесцентных осветителей.
формы ламп и типы цоколейФото – формы ламп и типы цоколей

 

Достоинства и недостатки

Сравнение отдельных видов светильников накаливания позволит выбрать наиболее подходящий вариант, исходя из того, какая нужна мощность и световая отдача. Но у всех перечисленных видов светильников есть общие достоинства и недостатки:

Плюсы:

  1. Доступная цена. Стоимость многих ламп находится в пределах 2 у. е.;
  2. Быстрое включение и выключение. Это наиболее значимый параметр в сравнении с энергосберегающими лампами с долгим включением;
  3. Маленькие размеры;
  4. Простая замена;
  5. Широкий выбор моделей. Сейчас есть декоративные светильники (свеча, ретро-завиток и другие), классические, матовые, зеркальные и прочие.

Минусы:

  1. Высокая потребляемая мощность;
  2. Негативное воздействие на глаза. В большинстве случаев от него поможет матовая или зеркальная поверхность колбы лампы накаливания;
  3. Низкая защита от перепадов напряжения. Для обеспечения нужного уровня используется блок защиты для лампы накаливания, он подбирается в зависимости от типа;
  4. Короткий эксплуатационный период;
  5. Очень низкий коэффициент полезного действия. Большая часть электрической энергии уходит не на освещение, а на нагрев колбы.

https://www.youtube.com/watch?v=ET-u92BP968

Параметры

Технические характеристики любой модели обязательно включают в себя: световой поток лампы накаливания, цвет свечения (или цветовая температура), мощность и срок службы. Сравним перечисленные типы:

Тип Световой поток, Люмен Световая температура Срок службы, часов
Вакуумная, без газа 300–1600 Теплая, холодная (синяя, желтая, белая), в зависимости от типа колбы – 2000—4500 градусов 1000
Аргоновая 200–8400 Также, как и в вакуумных 1500
Ксеноновая, галогеновая 14000–44000 Холодная, от 4500 4000
Криптоновая 500–10000 Холодная, от 4000 2000
цветовая температураФото – цветовая температура

 

Из всех перечисленных типов только галогенки можно отнести к энергосберегающим моделям. Поэтому многие хозяева стремятся заменить все источники света в своем жилище на более рациональные, к примеру, на диодные. Соответствие светодиодных ламп накаливания, сравнительная таблица:

Параметр Вакуумный тип, без газа Галогеновая, ксеноновая Аргоновая Светодиод
Уровень нагрева колбы Высокий Нормальный Высокий Низкий
Стойкость к внешним воздействиям Разбивается при падении Очень хрупкая Разбивается Крепкая
Мощность (Вт) 75 15 45 10
Световой поток (Люмен) 600 700 800 800

Для лучшего объяснения энергозатрат предлагаем изучить соотношение ватт к люменам. Например, лампа дневного света, с вольфрамовой нитью накаливания 100 Вт – люмен 1200, соответственно, 500 Вт – более 8000.

Мощность лампы с аргоновым наполнителем, Ватт Мощность люминесцентной модели, Вт Мощность светодиодного светильника, Вт Световой поток, Люмен
20 5-7 2-3 250
40 10-13 4-5 400
60 15-16 8-10 700
75 18-20 10-12 900
100 25-30 12-15 1200
150 40-50 18-20 1800

При этом, часто использующаяся в производственных и бытовых условиях, люминесцентная модель, имеет похожие характеристики на ксеноновую. Благодаря таким характеристикам есть возможность обеспечить плавное включение ламп накаливания. Для этого используется специальный прибор – диммер для ламп накаливания.

Такой регулятор можно собрать своими руками, если есть схема, подходящая под Вашу лампу. Сейчас большой популярностью пользуются аналоги обычных вариантов, но с зеркальным напылением – рефлекторная модель Philips, импортные Osram и другие. Купить фирменную лампу накаливания можно в специализированных фирменных магазинах.

www.asutpp.ru

Виды ламп | Electricdom.ru

Осветительные приборы составляют самую многочисленную группу электроприборов в каждом доме. Источники света являются важным элементом быта.

Лампы накаливания

Лампы накаливания относятся к классу тепловых источников света. Несмотря на внедрение более технологичных видов ламп, остаются одними из самых массовых и дешевых источников света, особенно в бытовом секторе.

Лампа накаливания

Действие этих ламп основано на нагревании спирали проходящим через нее током до температуры 3000 градусов. Колбы ламп мощностью от 40 Вт и более наполнены инертными газами — аргоном или криптоном.

Бытовые лампы бывают мощностью 25 — 150 Ватт. Лампы мощностью до 60 Ватт с уменьшенным цоколем называются миньонами. Проверить исправность лампы можно тестером, спираль должна иметь определенное сопротивление.

У светильника с лампой накаливания возможно всего две неисправности:1. Перегорела лампа2. Отсутствует контакт в электропроводке, в результате чего на цоколь не подается напряжение.

Достоинства: Просты по конструкции, надежны, не имеют дополнительных устройств при включении, практически не зависят от температуры окружающей среды, мгновенно зажигаются.Недостатки: Имеют не очень большой срок службы, около 1000 часов.

Лампы люминесцентные

Люминесцентные лампы относятся к газоразрядным лампам низкого давления. Могут быть различной формы: прямые, трубчатые, фигурные и компактные (КЛЛ). Диаметр трубки не связан с мощностью лампы, которая может достигать до 200 Вт. Трубчатые лампы имеют двухштырьковые типы цоколей в зависимости от расстояния между штырьками: G-13 (расстояние — 13 мм) для ламп диаметром 40 мм и 26 мм и G-5 (расстояние — 5 мм) для ламп диаметром 16 мм.

Лампа люминесцентная

Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) — люминесцентная лампа, которая имеет изогнутую форму колбы, что позволяет разместить ее в светильнике небольших размеров. Такие лампы могут иметь встроенный электронный дроссель (ЭПРА), могут быть разной формы и разной длины. Применяются либо в специальных типах светильников либо для замены ламп накаливания в обычных типах светильников (лампы мощностью до 20Вт, которые вкручиваются в резьбовой патрон или через адаптер).

Люминесцентные лампы требуют работы специального устройства — пускорегулирующего аппарата (дросселя). Большинство зарубежных ламп могут работать как с обычными (с дросселем), так и с электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА). Но некоторые из них предназначены только для одного вида ПРА.

Светильники с ЭПРА имеют следующие преимущества: лампа не мерцает, лучше зажигается, не шумит (шум от дросселя), легче по весу, экономит электроэнергию (потери мощности в ЭПРА намного ниже, чем в ПРА).

Меняя виды люминофора, можно изменять цветовые характеристики ламп. Буквы, входящие в наименование люминисцентных ламп, означают:Л — люминесцентная, Б — белая, ТБ — тепло-белая, Д — дневная, Ц — с улучшенной цветопередачей. Цифры 18, 20, 36, 40, 65, 80 обозначают номинальную мощность в ваттах. Например, ЛДЦ-18 — лампа люминесцентная, дневная, с улучшенной цветопередачей, мощностью 18 Вт.

Схема светильника с люминесцентными лампами

Светильник с люминесцентными лампами работает следующим образом — трубчатая лампа заполнена аргоном и парами ртути. Стартер необходим для пуска лампы, нужно на короткое время прогреть электроды, ток, текущий через дроссель и стартер значительно увеличивается, нагревает биметаллическую пластину стартера, электроды лампы прогреваются, контакт стартера размыкается, ток в цепи уменьшается, на дросселе образуется кратковременное большое напряжение, его накопленной энергии хватает на то, чтобы пробить газ  в колбе лампы. Далее ток идет через дроссель и лампу, при этом 110 Вольт падает на дросселе, а 110 Вольт на лампе. Пары ртути с помощью люминофора создают свечение, воспринимаемое глазом человека. Дроссель почти не потребляет энергию, энергию, которую он берет при намагничивании, он почти полностью возвращает при размагничивании, при этом бесполезно загружаются провода, чтобы разгрузить сеть используется конденсатор С. Обмен энергией происходит не между сетью и дросселем, а между дросселем и конденсатором. Наличие конденсатора понижает КПД лампы, без него КПД 50-60%, с ним — 95%. Конденсатор, который подключен параллельно стартеру, используется для защиты от радиопомех.

Схема люминесцентной лампыНеисправность люминесцентного светильника может заключаться в нарушении электрического контакта в схеме светильника или в выходе из строя одного из элементов светильника. Надежность контактов проверяется визуальным осмотром и проверкой тестером.

Работоспособность лампы или пускорегулирующей аппаратуры проверяется путем последовательной замены всех элементов на заведомо исправные.

Типовые неисправности светильников с люминесцентными лампами

Неисправность Причина Способ устранения
Срабатывает защита при включении светильника 1. Пробой компенсирующегоконденсатора (от радиопомех) на входе светильника.2. Замыкание вцепи за автоматом. 1. Заменитьконденсатор.2. Проверить напряжение на контактах патронов и стартера.3. Заменить лампу на исправную.4. Проверить целостность спиралей лампы.
Лампа не зажигается. На патроне светильника состороны питающей сети нет напряжения, низкое напряжение сети. Проверить индикатором илитестером наличие и значение напряжения питания.
Лампа не зажигается, на концахлампы нет свечения. 1. Плохой контакт междуштырьками лампы и контактами патрона или между штырьками стартера иконтактами держателя стартера.2. Неисправность лампы, обрыв илиперегорание спиралей.3. Неисправность стартера — стартер не замыкает цепь накалаэлектродов лампы.4. Неисправность в электрической схеме светильника.5. Неисправендроссель. 1. Пошевелить в сторонылампу и стартер.2. Установить заведомо исправнуюлампу.3. Если отсутствует свечение в стартере, заменитьстартер.4. Проверить всесоединения в электрической схеме.5. Если обрыва проводов, нарушенияконтактных соединений и ошибок в электрической схеме не обнаружено, то,неисправен дроссель.
Лампа незажигается, концы лампы светятся. Неисправен стартер. Заменить стартер.
Лампа мигает, ноне зажигается, имеется свечение на одном конце. 1. Ошибки в электрической схеме.2. Замыкание в электрической цепи или  патроне, которое может закорачивать лампу.3. Замыкание выводовэлектродов лампы. 1. Лампы вынуть и вставить,поменять местами концы. Если светится ранее несветящийся электрод, толампа исправна.2.Если свечение отсутствует на том же конце лампы, проверить, есть лизамыкание в патроне со стороны несветящегося электрода.3. Еслизамыкание не обнаружено, проверить схему соединений.4.Заменить лампу
Лампа не мигает ине зажигается, свечение имеется на обоих концах электродов. 1. Ошибка в электрической схеме.2. Неисправность стартера (пробой конденсатора для подавления радиопомех илизалипание контактов стартера). Заменить стартер.
Лампа мигает и незажигается 1. Неисправен стартер.2.Ошибки в электрической схеме.3.  Низкое напряжение сети. 1. Проверить тестером напряжениесети.2. Заменить стартер.3. Заменить лампу.
При включениилампы на ее концах наблюдается оранжевое свечение, через некотороевремя свечение исчезает и лампа не зажигается. Неисправна лампа, в лампупопал воздух

Необходимо заменить лампу

Лампа попеременнозажигается и гаснет Неисправность лампы 1.Необходимо заменить лампу.2. Если мигание продолжается, то заменить стартер.
При включениилампы перегорают спирали ее электродов. 1. Неисправность дросселя (нарушенаизоляция или межвитковое замыкание в обмотке).2. В электрической схемеимеется замыкание на корпус. 1. Проверить электрическуюсхему.2. Проверить изоляцию проводов.3.Проверить в электрической схемезамыкание на корпус светильника
Лампа зажигается,но через несколько часов работы появляется почернение ее концов. 1. Замыкание на корпуссветильника в электрической схеме.2.  Неисправность дросселя. 1. Проверить замыкание на корпус,проверить изоляцию проводки.2. Тестером проверить величину пускового и рабочего тока, если этивеличины превосходят нормальные значения, заменить дроссель.
Лампа зажигается,при ее горении начинается вращение разрядного шнура и проявляютсяперемещающиеся спиральные и змеевидные полосы 1. Неисправна лампа.2. Сильныеколебания напряжения сети.3. Плохой контакт в соединениях.4. Лампа охватываетмагнитные силовые линии рассеяния дросселя. 1. Необходимо заменить лампу.2. Проверить напряжение сети.3. Проверить контактные соединения.4.Заменить дроссель.

Достоинства: По сравнению с лампами накаливания экономичнее и долговечнее, обладают хорошей светопередачей. Срок службы до 10000 часов у импортных ламп и до 5000-8000 часов у отечественных. Удобно использовать там, где лампа включена много часов.

Недостатки: При температуре ниже 5 градусов тяжело зажигаются и могут гореть более тускло.

Газоразрядные лампы ДРЛ

Схема лампы ДРЛЛампы ДРЛ (дуговые ртутные с люминофором), это разрядные лампы высокого давления. Благодаря дополнительным электродам и резисторам, размещенным вколбе, лампа не нуждается в зажигающем устройстве, включается в сеть с индуктивным ПРА и зажигается непосредственно от напряжения 220 Вольт, конденсатор необходим для уменьшения силы тока.

Лампа ДРЛ

После включения лампы она зажигается, световой поток, создаваемый лампой, постепенно увеличивается, процесс разгорания длится 7 — 10 минут. При исчезновении напряжения лампа гаснет. Горячую лампу зажечь невозможно, необходимо ее полное остывание, после выключения ее можно повторно зажечь лишь через 10-15 минут. Бывают мощностью от 80 до 250 Ватт.

Ремонт светильников с лампами ДРЛ заключается в выявлении вышедшего из строя элемента и замене его на заведомо исправный.

Достоинства: значительно экономичнее ламп накаливания, нечувствительны к изменениям температуры, поэтому их удобно использовать при освещении на улице, срок службы до 15000 часов.

Недостатки: низкая цветопередача, пульсация светового потока, чувствительность к колебаниям напряжения в сети.

Галогенные лампы

Галогенные лампы накаливания относятся к классу тепловых источников света, световое излучение которых является следствием нагрева спирали лампы проходящим через него током. Наполнена газовой смесью, в состав которой входят галогены (обычно йод или бром). Это придает свету яркость, насыщенность, и их можно применять в точечных источниках света.

Лампа галогенная

Лучше применять лампы известных фирм – галогенные лампы излучают ультрафиолетовые лучи, что вредно для глаз. В лампах известных фирм есть специальное, не пропускающее ультрафиолет покрытие.

При возникновении неисправности измерить напряжение на цоколе светильника, если напряжение в норме — заменить лампу. Если напряжения на цоколе светильника нет — неисправность в трансформаторе или в контактной части электротехнической арматуры.

Достоинства: Срок службы 1500 — 2000 часов, обладают стабильностью светового потока в течении всего срока службы, меньшие размеры колбы по сравнению с лампами накаливания. При одинаковой с лампой накаливания мощности световая отдача в 1,5-2 раза больше.

Недостатки: Нежелательны изменения напряжения сети, при снижении напряжения уменьшается температура спирали и снижается срок службы лампы.

Энергосберегающие лампы

Энергосберегающие лампы предназначены для эксплуатации в осветительных приборах жилых, офисных, коммерческих, административных и промышленных помещений, в декоративных осветительных установках.

Лампа светодиодная

Их можно использовать в любом светильнике в качестве заменителя ламп накаливания. Энергосберегающие лампы представляют собой разновидность газоразрядных ламп низкого давления, а именно компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).

Мощность энергосберегающих ламп примерно в пять раз меньше, чем у ламп накаливания. Поэтому рекомендуется выбирать мощность энергосберегающих ламп исходя из соотношения 1:5 к лампам накаливания. Основными параметрами таких ламп являются цветовая температура, размер цоколя и коэффициент цветопередачи.

Цветовая температура определяет цвет свечения энергосберегающей лампы. Выражается по шкале Кельвина. Чем ниже температура, тем цвет свечения ближе к красному.

Энергосберегающие лампы имеют различные цвета свечения — белый теплый свет, холодный белый, дневной свет. Рекомендуется выбирать нужный цвет, исходя из интерьера квартиры или дома и особенностей зрения людей, которые там находятся. Холодный белый свет имеет обозначение 6400К. Такое освещение ярко-белое и лучше подходит для офисных помещений. Естественный белый свет имеет обозначение обозначением 4200Ки близок к естественому освещению. Такой цвет может подойти для детской комнаты и гостиной. Белый теплый свет – немного желтоватый и имеет обозначение 2700К. Он наиболее близок к лампе накаливания, лучше подходит для отдыха, может использоваться на кухне и в спальне.Большинство людей для квартиры выбирает теплый цвет.

Если в энергорсберегающйе лампе появляются мерцания , то это говорит о неисправности устройства, лампа либо слабо вкручена, либо неисправна и подлежит замене.

Достоинства: Служат в 8 раз дольше, чем чем обычные лампы накаливания, на 80% меньше потребляют электроэнергии, дают в 5 раз большесвета при равном потреблении энергии, могут работать в постоянном режиме в местах, где требуется освещение на протяжении всех суток, менее чувствительны к тряске и вибрациям, слабо нагреваются, не гудят и не мерцают.

Недостатки: Медленно разогреваются (около двух минут), нельзя использовать в открытых уличных светильниках (не работают при температуре ниже 15 градусов С), нельзя использовать с регуляторами освещенности (диммерами) и датчиками движения.

Светодиодные лампы

Светодиодные лампы являются еще одним источником света нового поколения.

Лампа светодиодная

В качестве источника света в таких лампах служат светодиоды. Светодиод излучает свет при прохождении через него электрического тока.

Светодиодные лампы основного освещения состоят из: рассеивателя, светодиода или набора светодиодов, корпуса, радиатора охлаждения, блока питания, цоколя. Большое значение имеет радиатор охлаждения, так как светодиоды и блок питания  греются. Если радиатор маленький или некачественно сделан, то такие лампы быстрее выходят из строя (обычно выходит из строя блок питания). Блок питания преобразует переменное напряжение 220В в постоянный ток для питания светодиодов.

Выпускаются под патроны GU5.3, GU10, E14, E27. Предлагаются лампы мягкого теплого света (2600-3500К), нейтрального белого (3700-4200К) и холодного белого (5500-6500K). Есть светодиодные лампы с управляемой яркостью (с помощью диммера для ламп накаливания), но они стоят дороже.

Достоинства: Экономичность (затраты на электроэнергию по сравнению с лампами накаливания  меньше в 10 раз), большой срок службы (20000 часов и выше), при производстве используютя безопасные компоненты (не содержат ртути), устойчивы к скачкам напряжения, не требуют разогрева (в отличие от энергосберегающих ламп).

Недостатки: Довольно высокая цена, светодиоды постепенно теряют яркость, не могут работать при температуре выше 100 градусов С (жарочные шкафы и т.д.).

www.electricdom.ru

Разновидность ламп

Виды лампочек

Лампы дневного освещения

Лампы дневного освещения – люминесцентные лампы являются одним из самых популярных видов для освещения, так как их разнообразие позволяет использовать в домашних условиях, а также для освещения больших площадей в коммерческих зданиях, гаражей, и офисов.

Люминесцентные лампы служат в 10 раз дольше обычных лампочек накаливания, а потребляют энергии 25%-35%.

Одним из видов люминесцентной лампы является компактная люминесцентная лампа (КЛЛ), обычно это лампочки с уже встроенным балластом и винтовым цоколем, а также с цоколем для установки в гнезда светильников, предназначенных именно для КЛЛ. Компактные люминесцентные лампы подходят для большинства светильников, и хотя стоят они дороже чем лампочки накаливания, служат в 6-15 раз дольше.

Компактные люминесцентные лампы наиболее экономичны и эффективны, в тех областях где свет горит длительное время.

Компактные люминесцентные лампы доступны в различных стилях и формах, и каждая предназначена для определенной цели, кроме того многие модели имеют возможность регулировки яркости.

Распространенные виды КЛЛ:

Тип колбы «спираль» (цоколь Е27, Е14) – предназначена для использования в бытовых светильниках: бра, настольные лампы, потолочные светильники, в общем там, где можно использовать обычные лампочки накаливания.

Тип колбы шар (цоколь Е27, Е14) – предназначение для декоративных светильников, в которых лампочка видна.

Тип колбы рефлекторный (цоколь Е27, Е14) – лампы отличаются по форме, на нижнюю часть которой наносится зеркальное отражающие покрытие, за счет чего получается направленны свет на объект перед ним. Применяется в специальных рефлекторных и прожекторных светильниках, в встроенном потолке, в спотах, а также в напольных прожекторах.

Тип колбы трубчатый (цоколь Е27, Е14) – могут иметь от одной до шести трубок, лампочки сделаны с учетом конкретных светильников, где балласт является частью конструкции.

Распространенные виды люминесцентных ламп:

Линейные люминесцентные лампы с колбой Т2 – тонкие лампы для использования в тонких светильниках акцентного освещения и в подсветке стеклянных витрин – диаметр колбы 7мм. Используют для подсветки картин, и других значимых объектов.

Линейные люминесцентные лампы с трубкой Т4 – используется для точечного освещения, например, на кухне, а также прилавков магазинов. Лампа обладает отличной светоотдачей и качеством цветопередачи.

Люминесцентные лампы Т5 – лампы с небольшим диаметром, популярны для освещения аквариумов, а также теплиц, благодаря высокой освещенности с единицы площади светильника.

Люминесцентные лампы Т8 – экономичные лампы отлично подходят для применения в системах освещении не требующих высокого качества цветопередачи – гаражи, подвалы, подсобные помещения.

Люминесцентные лампы Т12 – лампы с электромагнитным балластом, идеально подходят для наружного освещения.

Утилизация

Все люминесцентные, а также компактные люминесцентные лампы содержат небольшое количество ртути, которое необходимо для правильной и эффективной работы. Но, как и многие тяжелые металлы, ртуть может быть опасна для окружающей среды, поэтому важно утилизировать отработанные лампы, а не выбрасывать их в общий мусор.

Перегоревшие люминесцентные лампы можно приносить в районный ДЕЗ или РЭУ, где должны быть установлены специальные контейнеры, и где их должны принять бесплатно.

Светодиодное освещение

Светодиодное освещение является самым энергоэффективным и динамично-развивающейся технологией. Качественные светодиодные лампы служат дольше, более долговечные, и предлагают сопоставимое, и даже лучшее освещение по сравнению с другими видами освещения.

Популярные виды светодиодного освещения:

Тип колбы - рефлекторная светодиодная лампа (цоколь Е14, Е27) -  обеспечивает постоянство цвета (RA более 80), длительный срок службы, световой эффект (больший поток лучей света, без увеличения количества ламп) при одновременном снижении электропотребления. Идеально подходит для товаров и материалов чувствительных к нагреванию и УФ-излучению.

Индекс цветопередачи светодиодов (RA, CRI) отвечает за соотношение реальных цветов предмета тому, как они передаются установленным источником света, высокое значение индекса цветопередачи положительно сказывается на отображении цветов в освещаемом месте. Оптимальное отображение всех цветов имеется у солнечного света, индекс цветопередачи принят за величину 100.

Тип колбы – традиционная, миньон (цоколь Е14, Е27) - по внешнему виду схожи с лампочками накаливания, но по сравнению с ними обеспечивают минимизацию энергетических и эксплуатационных затрат. Могут быть использованы с диммером, что позволяет создать комфортную атмосферу для любого случая, идеально подходит для люстр, бра, и декоративных светильников.

Диммер – применяется для регулировки яркости света ламп накаливания и светодиодов.

Светодиодная лента в силиконовой оболочке, светодиодная лента – светодиоды в гибкой силиконовой оплетке герметична, и поэтому может использоваться для наружного освещения в том числе, кроме того и первый и второй вариант отлично подойдет для декоративной подсветки, за счет своей гибкости можно разместить за натяжные и подвесные потолки – могут принять любую форму.

Светодиодные лампы могут иметь цоколь Эдисона (Е), штырьковый цоколь (G), поворотный цоколь (Т) (для светодиодных ламп-трубок), реже: цоколь с утопленным контактом (R), штифтовой цоколь (В), софитный (S), и фокусирующий (P).

Лампа накаливания

Освещение лампами накаливания является наиболее распространенным , но в тоже время наименее энергоэффективным.

Лампочки накаливания считаются наименее энергоэффективным типом электрического освещения в жилых домах и коммерческих учреждениях.  И хотя они неэффективные в плане электроэнергии, они обладают рядом ключевых преимуществ: они недорогие – можно купить, и мгновенно включить, доступны в огромном разнообразии размеров и форм, они обеспечивают приятный, теплый свет, и кроме того у них отличная цветопередача.

Виды ламп накаливания

Существует несколько распространенных типов ламп накаливания, используемых в жилых помещениях:  

  • Стандартные лампы грушевидной формы (цоколь винтовой Е27, Е14)
  • Энергосберегающая или галогенная (цоколь Е27, Е14 – цоколь Эдисона, R7 – линейный цоколь, цоколь GU 5.3, G4, GY 6.34 – на 12 вольт, G9, GU10 – на 110 или 220 вольт)
  • Аргоновые (цоколь винтовой/резьбовой Е27)
  • Криптоновые (цоколь Е14, Е27)
  • Лампа накаливания с отражателем (цоколь Е14, Е27)

Кроме того, лампы накаливания разделяются по функциональному назначению и особенностям конструкции:

  • Лампы общего назначения – для общего, местного и декоративного освещения
  • Декоративные лампы – производятся в фигурных колбах, в основном в свечеобразной и сферической, диаметром 35мм и 45мм
  • Лампы местного освещения – аналог ламп общего назначения, но рассчитанные на низкое рабочее напряжение, а именно 12,24В или 36, 42В
  • Иллюминационные лампы – колбы окрашенные, обладают малой мощностью 10-25Вт
  • Зеркальные лампы – колба специальной формы с покрытием ее части отражающим слоем алюминия
  • Транспортные лампы – предназначены для работы в автомобилях, мотоциклах, самолетах, в железнодорожных вагонах, метрополитене и пр. Лампы обладают высокой механической прочностью, вибростойкостью, рассчитаны на питание от бортовых электросетей транспортных средств – 6-220В
  • Прожекторные лампы – обладают высокой светоотдачей, и большой мощностью до 10 кВт.

Полезная информация

  • Лампы накаливания можно включать/выключать довольно часто, и это не повлияет на срок их службы, в тоже время энергосберегающие лампочки от этих действий быстрее выйдут из строя.
  • Компактные люминесцентные лампы – на срок службы влияет количество раз включения и выключения, поэтому чтобы продлить его, лампочки желательно реже выключать/включать, чем просто реже использовать.
  • Светодиодные лампы – срок службы не зависит от его включения/выключения, что дает несколько явных преимуществ, например, светодиоды можно использовать в сочетании с датчиками присутствия, светодиоды включаются на полную мощность практически мгновенно, без задержки, светодиоды не подвержены вибрации.
Поделитесь ссылкой на эту страницу в соцсетях:

the-light.ru

Виды электрических ламп - Доктор Лом. Первая помощь при ремонте

1. Лампы накаливания:

Принцип действия всех ламп накаливания похож. Электрический ток, проходя по нити накаливания, обычно свитой в спираль, чтобы увеличить длину нити, нагревает нить, изготовленную из тугоплавкого материала, чаще всего вольфрама, до очень высокой температуры (2500-3000°). При этом часть тепловой энергии преобразуется в световое излучение. Чтобы вольфрам не вступал в реакцию с атмосферным кислородом при столь высокой температуре, спираль помещается в колбу, которая на стадии изготовления вакуумируется или заполняется инертным газом.

Обычные лампы накаливания.

Самые известные, самые простые по устройству и следовательно самые дешевые по цене, но при этом и самые ненадежные лампы:

устройство лампы накаливания

Рисунок 1. Устройство обычной лампы накаливания.

1 - Вольфрамовая нить (спираль).

2 - Стеклянная колба. Для наполнения колбы используются инертные газы: азот, аргон, криптон, или их смеси. Вакуумные лампы делаются преимущественно небольших мощностей потому, что делать большую и толстую стеклянную колбу, выдерживающую перепад давлений между вакуумом и атмосферным давлением неэкономично.

3 - Электроды. На рисунке обозначены красным и синим цветом условно (для наглядности). Обычно эти цвета используются для обозначения типа проводов, синий - для нулевого провода, красный для фазного провода, однако при подключении проводов к патрону, в который будет вкручиваться лампа, соблюдать показанную на рисунке полярность не нужно.

4 - Цоколь (гильза), вкручиваемый в патрон. Лампы, используемые для освещения, как правило имеют цоколь с резьбой Эдисона. Лампы со штифтовыми патронами для освещения квартир и домов не используются и потому здесь не рассматриваются. Обычно гильза изготавливается из ржавеющей стали, защищенной от воздействия окружающей среды хромированием или цинкованием. Чем дешевле лампа, тем тоньше защитный слой, а это приводит к тому что при высокой влажности гильза ржавеет и соответственно электрический контакт ухудшается или пропадает вовсе.

5 - Керамическая изоляция. Обеспечивает изоляцию между электрическими контактами, вынесенными на цоколь лампы.

Преимущества обычных ламп накаливания:

  • Низкая цена.
  • Широкая доступность.

Разнообразие дизайна обычных ламп накаливания достигается за счет изменения формы стеклянной колбы. Колба может быть классической, как показано на рисунке 1, приплюснутой, вытянутой, имитирующей пламя свечи. Кроме того стеклянная колба может быть прозрачной, матированной, молочной, с отражателем. Также лампы бывают разных размеров и мощностей и тут многое зависит от электрического патрона, в который лампа будет вкручиваться или вставляться. На стеклянной колбе иногда можно рассмотреть мощность лампы и рабочее напряжение, а на упаковке дополнительно указываются марка цоколя (патрона), уровень освещенности и ресурс работы.

  • Быстрое включение. В отличие от большинства остальных ламп обычные лампы накаливания загораются практически сразу.

Недостатки:

  • Низкая надежность - ресурс работы таких ламп редко превышает тысячу часов. Основная причина выхода из строя обычных ламп накаливания - это перегорание нити, чаще всего это происходит из-за испарения вольфрама (все-таки температуры не малые), а там где нить тоньше, температура нагрева выше и следовательно испарение больше, или из-за повышения напряжения в сети. Даже непродолжительное превышение напряжения, например, с 220 до 240-250 Вольт на несколько минут, приводит к перегреву нити и уменьшает ресурс работы обычной лампы накаливания в 1.5-2 раза. Иногда в подъездах можно увидеть две лампы накаливания, подключенные последовательно, и таким образом работающие от напряжения 110 Вольт. Уровень освещенности от подключенных последовательно ламп в 2-3 раза меньше, чем от одной лампы такой же мощности, зато ресурс работы увеличивается в десятки раз.
  • Низкая эффективность - в световое излучение преобразуется не более 5-10 % от потребленной электрической энергии, вся остальная электрическая энергия преобразуется в тепловую. Другими словами обычная лампа в первую очередь электронагреватель и только во вторую источник света. Но в некоторых случаях этот недостаток можно использовать, например в кладовке на застекленном балконе или лоджии включенная лампочка в сильные морозы предохранит продукты от замерзания и никаких дополнительных нагревателей ставить не нужно. Правда для большей эффективности лампа накаливания должна располагаться внизу, но это уже совсем другая история. Световая отдача составляет 15-30 Люмен на Ватт потребленной электроэнергии.
  • Вред для здоровья - слепящая яркость обычных ламп накаливания отрицательно влияет на сетчатку глаза подобно электросварке и потому прямо смотреть на лампы накаливания не рекомендуется. Чтобы уменьшить вероятность прямого попадания излучения в глаза используются разного рода абажуры, плафоны, отражатели, нанесение на стеклянную колбу рассеивающего покрытия. Кроме того в спектре свечения обычных ламп накаливания преобладают желтый и красный спектры, поэтому свет от таких ламп отличается от дневного света. Впрочем, полноценно заменить дневной свет не может ни одна лампа потому этот пункт можно считать общим практически для всех ламп.

 

Галогенные (галогеновые) лампы.

некоторые виды галогеновых ламп

Рисунок 2. Устройство галогенных ламп накаливания.

2а - низковольтная капсульная, 2b - с отражателем для встраиваемых светильников, 2с - под патрон с резьбой Эдисона

1 - Вольфрамовая нить (спираль).

2 - Стеклянная колба.

3 - Электроды. На рисунке обозначены красным и синим цветом условно (для наглядности). Обычно эти цвета используются для обозначения типа проводов, синий - для нулевого провода, красный для фазного провода, однако при подключении проводов к патрону, в который будет вставляться или вкручиваться лампа, соблюдать показанную на рисунке полярность не нужно.

4 - Контактная группа

5 - Отражатель (рефлектор).

По принципу действия галогенные лампы очень похожи на обычные лампы накаливания, нить накаливания также изготавливается из вольфрама. Однако в инертном газе, наполняющем колбу, содержатся добавки галогенов (отсюда и название "галогенные лампы"), таких как йод, хлор, бром, фтор или их химических соединений. Например, йод вступает в реакцию с вольфрамом, образуя летучее соединение - йодид вольфрама. Йодид вольфрама, попадая на накаленную спираль, разлагается на йод и вольфрам, а так как максимальная температура там, где нить накаливания тоньше всего, то в таком месте чаще происходит разложение йодида. Таким образом нить накаливания частично восстанавливается и срок службы лампы продляется. Впрочем использование йода имеет и свои недостатки: йод вступает в реакцию не только с вольфрамом, но и с другими металлами, которые могут содержаться в колбе. Заменять йод другими чистыми галогенами - хлором, бромом или фтором - нецелесообразно, так как эти галогены еще более химически активны. Сейчас в галогеновых лампах все чаще используется бромистый метилен или бромистый метил.

Преимущества галогенных ламп накаливания:

  • Высокая надежность - однажды мне пришлось менять галогеновые лампы, прослужившие более 10 лет при очень активном режиме использования. И менять их пришлось не потому, что лампы перегорели, а потому, что за эти годы выгорел отражатель, из-за чего полезная яркость ламп уменьшилась. Заявляемый производителями срок службы галогеновых ламп 5000-8000 часов.
  • Компактность - стеклянные колбы галогенных ламп редко превышают объем 1-1.5 см3. Даже если галогенная лампа выполнена в виде обычной лампы накаливания (рис. 2с), то внутри большой колбы можно увидеть основную маленькую, очень похожую на консольную (рис. 2а), в которой и находится нить накаливания. Да и в галогенных лампах для врезных светильников (рис. 2b) большую часть лампы занимает рефлектор.

Галогенные лампы на сегодняшний день представляют собой практически максимальное разнообразие. На рисунке 2 можно увидеть только некоторые из возможных видов галогенных ламп. Лампы, используемые во врезных (встроенных) светильниках (рис. 2а и 2b) вставляются в специальные патроны. Галогенные лампы, выполненные в классическом виде (рис. 2с), вкручиваются в патроны с резьбой Эдисона. Для прожекторных ламп (на рисунке не показаны) применяются свои патроны. Галогенные лампы, используемые в автомобилях здесь не рассматриваются.

Недостатки:

  • Искажение видимого спектра - в галогенных лампах происходит небольшое поглощение светового излучения в желто-зеленой части спектра. Из-за этого свет галогеновых ламп явно искусственный, впрочем дизайнерами такая особенность галогеновых ламп используется как достоинство.
  • Низкая эффективность - как и в обычных лампах накаливания в галогенных лампах в световую энергию преобразуется незначительная часть электрической энергии, остальная электрическая энергия превращается в тепловую.

Газоразрядные лампы.

Главное преимущество всех газоразрядных ламп по сравнению с лампами накаливания в их высокой эффективности. В световую энергию преобразуется до 30-40% электрической энергии. В газоразрядных лампах электрический ток течет не через проводник, точнее не только через проводник, как в лампах накаливания, а через пары металла (ртути или натрия) или инертный газ (неон, аргон, криптон или ксенон). Само собой, при обычном напряжении, температуре и давлении электрический ток через пары металла или газ пройти не может, а происходит это только во время электрического разряда. Чтобы электрический разряд произошел (зажглась дуга), нужно увеличить разницу потенциалов или силу тока, или повысить температуру электродов или испарить металл или изменить давление внутри лампы или изменить расстояние между электродами или скомбинировать эти методы. Такая вариативность позволила создать множество видов газоразрядных ламп. Наиболее известными из них являются:

Обычные люминисцентные лампы (ГРЛНД).

Люминисцентные лампы называются так потому, что в них используется люминофор. Стеклянные трубки люминисцентных ламп заполняются инертным газом и небольшим количеством ртути. Таким образом люминисцентные лампы относятся к газоразрядным ртутным лампам низкого давления, отсюда и аббревиатура - ГРЛНД. Устроены обычные люминисцентные лампы низкого давления следующим образом:

устройство и подключение люминисцентных ламп

Рисунок 3. Устройство и подключение обычной люминисцентной лампы с электромагнитным балластом.

1 - Вольфрамовая нить (спираль) электрода. Назначение электродов испускать электроны при нагреве. Чтобы электронов было больше, вольфрамовая спираль обрабатывается карбонатами или пероксидами (перекисями) щелочноземельных металлов.

2 - Стеклянная колба. Наполняется инертным газом, как правило аргоном под давлением 100-400 Па (0.001-0.004 атмосферы) и небольшим количеством ртути.

3 - Слой порошкообразного люминофора, как правило галофосфата кальция, активированного магнием и сурьмой. Люминофор наносится на внутреннюю поверхность стеклянной трубки и преобразует ультрафиолетовый спектр электрического разряда в видимый спектр излучения. Изменяя пропорции активаторов, получают различные оттенки при свечении ламп. Таким образом делают лампы белого света (ЛБ), холодно-белого цвета (ЛХБ), еще называемые медицинскими, лампы дневного света (ЛДЦ). И это далеко еще не все возможные названия, маркировки и оттенки ламп. Больше подробностей можно узнать здесь. Для получения цветных люминисцентных ламп используются специальные люминофоры или стеклянная колба окрашивается в соответствующий цвет.

4 - Диэлектрический цоколь.

5 - Электрические контакты. На рисунке обозначены красным и синим цветом условно (для наглядности). Обычно эти цвета используются для обозначения типа проводов, синий - для нулевого провода, красный для фазного провода, однако при подключении проводов к патронам люминисцентной лампы, соблюдать показанную на рисунке полярность не нужно, тем более, что это не так-то просто сделать, учитывая симметрию лампы. А вот дроссель и стартер подключать нужно правильно, но в большинстве случаев внутренняя электроразводка осветительного прибора уже выполнена. Так что единственное, что требуется от пользователя - это аккуратно вставить лампу в патрон.

6 - Дроссель (электромагнитный балласт, пускорегулирующий автомат (ПРА), балластное сопротивление индуктивности).

7 - Стартер (автоматический пусковой выключатель)

8 - Комнатный выключатель.

Принцип действия люминисцентной лампы с электромагнитным балластом следующий:

1. Разогрев лампы

Когда мы включаем выключатель (8) электрическая цепь замыкается, ток проходит через дроссель, стартер и электроды. Стартер как правило представляет собой небольшую газоразрядную лампу и конденсатор (на рисунке 3 устройство стартера не показано). При замыкании электрической цепи выключателем ток между электродами лампы проходить не может из-за достаточно большого сопротивления газа, а вот между электродами стартера возникает тлеющий разряд, при этом электроды стартера (неоновой лампы) нагреваются. Один или оба электрода стартера изготавливаются из биметаллических пластин, меняющих свою форму при изменении температуры. При нагреве до определенной температуры электроды замыкаются и начинают остывать, так как ток уже течет через замкнутые электроды стартера. Все это время вольфрамовые нити (1) электродов люминисцентной лампы при прохождении электрического тока нагреваются и начинают испускать электроны. Инертный газ внутри стеклянной колбы также нагревается и ртуть, содержащаяся в лампе, испаряется.

2. Срабатывание стартера

Когда биметаллическая пластина-электрод стартера остывает и возвращается в исходное положение, электрическая цепь между электродами стартера размыкается и тут включается дроссель.

3. Создание дуги

Для создания электрической дуги обычного напряжения в 220 Вольт не достаточно. Чтобы дуга зажглась, необходимо создать разницу потенциалов в несколько тысяч вольт. Для этого используется дроссель (6) - проволочная катушка, намотанная на сердечник. При включении выключателя электрический ток проходит через дроссель, при этом вокруг дросселя генерируется магнитное поле. Когда стартер (7) размыкает цепь, в катушке наводится мгновенное высокое напряжение. При этом всплеске напряжения возникает электрическая дуга между электродами и лампа начинает светиться. Конденсатор, подключенный параллельно лампе стартера, продляет время всплеска, и предотвращает возникновение дуги между электродами стартера. После зажигания дуги сопротивление лампы быстро падает и соответственно сила тока, проходящего через лампу начинает быстро возрастать. Чтобы лампа не перегорела, опять же используется дроссель. Обладая определенным сопротивлением, дроссель регулирует силу тока, проходящего через лампу и в данном случае выступает в роли балласта. Если дуга не зажглась, а это может происходить по разным причинам, то между электродами стартера опять возникает тлеющий разряд и процесс включения повторяется. После того, как зажглась дуга, необходимости в подогреве электродов нет, они могут спокойно остывать. Пока цепь будет замкнутой посредством дуги, лампа будет работать. Таким образом стартер, размыкая электрическую цепь нагрева электродов, значительно увеличивает ресурс работы люминисцентных ламп.

4. Основной режим работы - свечение

После возникновения дуги электрический ток течет уже между электродами и лампа начинает работать в основном режиме. Электроны, перелетая от одного электрода к другому на высокой скорости сталкиваются с атомами ртути и выбивают электроны этих атомов на более высокую орбиту (или следующую энергетическую ступень). Когда электроны атомов ртути возвращаются на прежнюю орбиту, выделяется энергия в виде ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение, проходя через люминофор, возбуждает свечение люминофора в видимом спектре.

Преимущества электромагнитного балласта:

  • Простота конструкции и как следствие
  • Низкая стоимость и 
  • Относительно высокая надежность. Чем реже лампа будет включаться-выключаться, тем дольше она прослужит, как ни странно это звучит. Люминисцентные лампы подключенные с использованием электромагнитного балласта могут гореть многие годы. Срок службы люминисцентных ламп с использованием электромагнитного балласта 6000-12000 часов.

Недостатки:

  • Долгое включение - 1-5 сек в зависимости от напряжения в сети, температуры окружающей среды и степени износа лампы.
  • Низкочастотное гудение дросселя (около 100 Гц). Чем старее дроссель, тем гудение громче.
  • Возможное мерцание лампы.
  • Большие размеры и вес дросселя, что непосредственно влияет на размеры светильника
  • Уменьшение яркости при снижении температуры окружающей среды из-за уменьшения давления газа в стеклянной колбе (актуально для наружных осветительных приборов). При отрицательной температуре люминисцентную лампу с электромагнитным балластом вообще не включишь.

Частично устранить эти недостатки помогает электронный балласт (электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА)). Электронный балласт заменяет не только дроссель, но и стартер. Моделей электронных балластов много, одни включают лампу с заметной временной задержкой, как при использовании электромагнитного балласта, другие позволяют плавно изменять яркость люминисцентной лампы, третьи делают это практически мгновенно, в этом случае электроды вообще не нагреваются и дуга зажигается между холодными электродами. Подробное рассмотрение моделей ЭПРА не является темой данной статьи.

Люминисцентные лампы могут быть изготовлены в виде трубки (линейные лампы), в виде окружности, буквы W или U. Для подключения таких ламп используются специальные патроны. В последнее время все большее распространение получают компактные люминисцентные лампы с встроенным электронным пускорегулирующим аппаратом, больше известные как эконом-лампы или энергосберегающие лампы. Такие лампы вкручиваются в обычный резьбовой патрон и потому замена ламп накаливания на люминисцентные лампы идет ускоренными темпами. За работой "экономных" ламп я наблюдаю с середины 90-х годов и должен сказать, что в наших условиях такие лампы не всегда работают так долго, как заявляют производители. Если напряжение в сети часто колебается, то лампы приходится менять каждые полгода-год и это уже далеко не экономный режим.

Общий недостаток всех люминисцентных ламп - это наличие в лампах паров ртути, поэтому утилизация люминисцентных ламп - очень важная задача. Выбрасывать люминисцентные лампы в обычный мусорник для бытовых отходов ни в коем случае нельзя. К сожалению это правило и раньше не сильно-то соблюдалось, а сейчас и подавно. Если Вы нечаянно разбили люминисцентную лампу, то сразу обязательно проветрите помещение - пусть пары ртути выйдут. И хотя содержание ртути в люминисцентной лампе в сотни раз меньше, чем в обычном градуснике, все равно рисковать не надо.

Ртутные лампы высокого давления (РЛВД).

Ртутные лампы высокого давления используются в основном для наружного освещения, по причинам, изложенным ниже. Вариантов ртутных ламп также не мало, раньше выпускались двухэлектродные лампы, затем четырехэлектродные, сейчас все больше трехэлектродные. Рассмотрим принцип действия ртутной лампы высокого давления на примере четырехэлектродной лампы:

устройство ртутной лампы высокого давления

Рисунок 4. Устройство ртутной лампы высокого давления.

1 - Разрядная колба (горелка), наполненная инертным газом, как правило аргоном и небольшим количеством ртути. Давление газа может достигать 100 КПа (1 атмосфера). Горелки изготавливаются из кварца или керамики. 

2 - Основной электрод (катод).

3 - Зажигающий электрод (анод).

4 - Сопротивление для ограничения силы тока, проходящего через лампу.

5 - Стеклянная колба. На поверхность колбы с внутренней стороны может наноситься люминофор.

6 - Цоколь с резьбой Эдисона.

При включении лампы в электрическую сеть между основными и зажигающими электродами, расположенными на близком расстоянии возникает тлеющий разряд. При этом электроды нагреваются, ртуть начинает испаряться. Так как расстояние между основными электродами намного больше, то сразу зажигания дуги между основными электродами, расположенными в противоположных концах разрядной колбы, не происходит. При разогреве электродов количество излучаемых электронов и положительных ионов увеличивается до тех пор, пока не происходит пробой изоляции инертного газа. При этом возникает тлеющий разряд между основными электродами который очень быстро переходит в дуговой разряд. Для ограничения силы тока, проходящего через лампу используются сопротивления (4), в двухэлектродных лампах используется дополнительно электромагнитный балласт. Разогрев ртутных ламп происходит достаточно долго - в течение 10 — 15 минут после включения. И чем холоднее на улице, тем время включения будет дольше. Лучше всего ртутные лампы работают в горизонтальном положении.

Дуга в разрядной колбе генерирует мощное ультрафиолетовое излучение, а также видимое излучение фиолетового или голубого цвета. Если на внутреннюю поверхность стеклянной колбы нанесен люминофор, то ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимый спектр. Ртутные лампы без люминофора часто используются в лечебных целях, так как ультрафиолетовое излучение убивает микробов и часто их называют просто кварцевыми или ртутно-кварцевыми.

Неоновые лампы.

Неоновые лампы используются в основном для рекламы, иногда в качестве дополнительного освещения, поэтому сильно углубляться в устройство неоновых ламп не будем. Неоновые лампы наполняются неоном, откуда и получили свое название. Чистый неон светится оранжевым цветом, добавки к неону других газов позволяют получить зеленые, красные, синие и белые оттенки. В стеклянные трубки неоновых ламп вставляются электроды, чем больше длина неоновой лампы, тем большим будет напряжение, при котором между электродами возникнет разряд, поэтому для неоновых ламп часто требуются повышающие трансформаторы. Для изготовления неоновых ламп практически любой формы никакого особенно дорогостоящего оборудования не требуется, поэтому даже в относительно небольших городах есть фирмы, занимающиеся изготовлением неоновых ламп и, в частости неоновой рекламы, самостоятельно, поэтому говорить о сроке службы неоновых ламп не приходится, он может быть разный.

Натриевые лампы.

Натриевые лампы являются самыми эффективными источниками света. Если для так называемых экономных или энергосберегающих ламп световая отдача составляет 80-120 Люмен на Ватт потребленной электроэнергии, то для натриевых ламп этот показатель составляет 140-160 Лм/Вт. Натриевые лампы бывают низкого давления (НЛНД) и высокого давления (НЛВЛ). В натриевых лампах низкого давления электрический разряд происходит в парах натрия, в горелки ламп высокого давления добавляют ртуть и ксенон. Как и ртутные лампы высокого давления, натриевые лампы используются в основном для наружного освещения, и не только из-за длительности выхода на полную световую мощность (10-15 минут), а и из-за смещения цветового спектра в сторону желтого цвета. Срок службы натриевых ламп может достигать 25000 часов.

Металлогалогенные лампы (МГЛ).

Металлогалогенные лампы высокого давления отличаются от ртутных газоразрядных ламп тем, что в разрядную колбу помимо инертного газа и ртути добавляются галогениды некоторых металлов, что позволяет корректировать спектр излучения. Световая отдача достигает 140-150 Лм/Вт. Время выхода на полную световую мощность 3-10 минут в зависимости от мощности лампы. Все остальные отличия в маркировке. Возможность создания различных цветовых оттенков позволяет применять металлогалогенные лампы как для внутреннего освещения, так и для наружного.

Начиная с 90 годов прошлого века большое распространение получили ртутно-ксеноновые лампы, больше известные автомобилистам как ксеноновые лампы. Тем не менее эти газоразрядные лампы скорее нужно отнести к металлогалогенным лампам, а не рассматривать их как отдельный вид. Ксеноновые лампы с короткой дугой используются в основном в разного рода проекторах.

Светодиодные лампы.

На сегодняшний день светодиодные лампы являются самыми перспективными в плане экономии электроэнергии из-за максимально высокого КПД. Световая отдача светодиодных ламп достигает 100-200 Лм/Вт, в зависимости от мощности светодиодов и работы по увеличению светоотдачи ведутся постоянно. Светодиоды являются одним из видов полупроводниковых диодов, работающих по принципу использования p-n перехода.

светодиод в разрезе

Рисунок 5. Устройство светодиода лампового типа.

1 - Кристалл полупроводника, в котором осуществляется p-n переход.

2 - Пластмассовая колба, защищающая кристалл и одновременно служащая линзой. От формы линзы зависит угол рассеивания излучаемого света

3 - Соединительный провод.

4 - Встроенный отражатель (рефлектор). Лампы, в которых используются светодиоды, могут оборудоваться дополнительными отражателями

5 - Анод.

6 - Катод.

При прохождении электрического тока через p-n переход выделяется энергия. Параметры p-n перехода подбираются так, чтобы максимизировать выделение энергии в виде фотонов видимого спектра и минимизировать выделение тепла. Подбор соответствующего материала p-n перехода позволяет широко варьировать возможную цветовую гамму. Светодиоды являются твердотельными, не требующими газовых или вакуумных колб, и потому малогабаритными источниками света, работающими при малых напряжениях, начиная от 1-2 Вольт. Мощность светодиодов может составлять от 0.1 до 100 Вт. Обычно в светодиодных лампах, заменяющих обычные лампы, используется несколько штук или несколько десятков светодиодов по той причине, что сверхмощные светодиоды, способные в одиночку заменить обычную лампу, стоят слишком дорого. На сегодняшний день в светодиодных лампах наиболее широко используются светодиоды мощностью 0.2-0.3 Вт лампового типа диаметром 3, 5 или 10 мм по внешнему виду действительно напоминающие маленькую лампочку (рис. 5), чип-диоды SMD (surface mounted devices) приблизительно такой же мощности размерами приблизительно 4х4х3 мм и мощные светодиоды SMD, дополнительно оборудованные линзами и радиаторами для охлаждения кристалла.

Преимущества светодиодных ламп:

  • Высокая эффективность. В светодиодных лампах в световую энергию преобразуется до 50-80% электрической энергии, поэтому свет от светодиодных ламп максимально холодный в прямом смысле этого слова.
  • Большое разнообразие.
  • Высокая надежность - заявляемый производителями срок службы светодиодных ламп 50000-100000 часов.
  • Безопасность для здоровья - в спектре излучения светодиодных ламп нет инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Кроме того в составе ламп нет потенциально опасных для здоровья материалов - никакой ртути, галогенов и др.

На сегодняшний день светодиодные лампы выпускаются в виде отдельных светодиодов для самостоятельного подключения, в виде классических ламп под патроны с резьбой Эдисона, в виде линейных люминисцентных ламп, в виде галогенных ламп для врезных светильников и в виде разнообразнейших осветительных шнуров, т.е. во всех возможных видах.

Недостатки:

  • Высокая цена. Конечно же цены на светодиодные лампы зависят и от мощности и от производителя. Чтобы немного сориентироваться в цене, можно рассматривать следующий показатель - если мощность лампы умножить на 2 то это и будет приблизительная цена лампы в долларах. Например, лампа мощностью 1 Ватт будет стоить около 2$, лампа мощностью в 5 Ватт - около 10$, а лампа мощностью 50 Вт - около 100$. Однакопри этом нельзя забывать, что эффективность светодиодных ламп намного больше, чем обычных ламп накаливания.
  • Потускнение. При перегреве полупроводникового кристала диод потускнеет намного раньше, чем предполагалось, поэтому качественное теплоотведение в светодиодных лампах, особенно большой мощности - очень важная задача.

Примечание: За 5 лет, с тех пор как была написана эта статья, цены на светодиодные лампы значительно упали, вплоть до 0.2$ за Ватт и скорее всего это еще не предел. Сейчас они уверено вытесняют с рынка люминисцентные энергосберегающие лампы.

Возможно, какие-то виды ламп я не упомянул, но на первый раз, думаю, хватит.

doctorlom.com