Галогеновая лампа накаливания: конструкция и принцип работы

Что собой представляет

Лампа накаливания представляет собой электрический вариант источника света, основной частью которого является тугоплавкий проводник, играющий роль тела накала. Проводник помещен в стеклянную банку, внутренность которой накачана инертным газом или полностью лишена воздуха. Пропуская электрический ток через тугоплавкий проводник, эта лампа может излучать световой поток.

Свет от лампы накаливания в темноте

Свечение лампы накаливания

Принцип работы основан на том, что при протекании электрического тока через тело нити этот элемент начинает светиться, нагревая вольфрамовую нить. В результате нить накала начинает излучать электромагнитно-тепловое излучение (закон Планка). Для создания свечения температура свечения должна составлять пару тысяч градусов. По мере снижения температуры спектр свечения будет становиться все более красным.
Все недостатки лампы накаливания заключаются в температуре накала. Чем лучше требуемый световой поток, тем выше необходимая температура. В то же время для вольфрамовой нити характерен предел накала, выше которого этот источник света постоянно выходит из строя.
Примечание! Предельная температура нагрева для ламп накаливания 3410°С.

Конструкционные особенности

Поскольку лампа накаливания считается первым источником света, вполне естественно, что ее конструкция достаточно проста. Особенно по сравнению с нынешними источниками света, которые постепенно вытесняют его с рынка.
В лампе накаливания основными элементами являются:

  • фокус;
  • светящееся тело;
  • действующие водители.

Примечание! Такую конструкцию имела первая лампа этого типа.

Лампа накаливания и ее элементы

Конструкция лампы накаливания

На сегодняшний день разработано несколько вариантов ламп накаливания, но такая структура характерна для самых простых и ранних моделей.
В стандартной лампочке накаливания, кроме описанных выше элементов, есть предохранитель, который является звеном. Изготовлен из ферроникелевого сплава. Он впаивается в разрыв одного из двух токопроводов изделия. Ссылка находится в разделе текущего лида. Это необходимо для предотвращения разрушения стеклянной колбы при обрыве нити накала. Это связано с тем, что при обрыве вольфрамовой нити возникает электрическая дуга. Остатки нити можно расплавить. А его осколки могут повредить стеклянную банку и стать причиной пожара.
Плавкий предохранитель разрушает электрическую дугу. Такая ферроникелевая связка помещается в полость, где давление равно атмосферному. В этом случае дуга гаснет.
Такое строение и принцип работы обеспечили лампам накаливания широкое распространение во всем мире, но из-за большой потребляемой мощности и короткого срока службы в настоящее время они используются гораздо реже. Это связано с тем, что появились более современные и эффективные источники света.

История открытия

Ученые из России и других стран мира внесли свой вклад в создание лампы накаливания в том виде, в каком она известна сегодня.

Русский изобретатель Александр Лодыгин

Александр Лодыгин

До того момента, когда изобретатель из России Александр Лодыгин начал работу по разработке ламп накаливания, следует отметить некоторые важные события в их истории:

  • в 1809 году известный изобретатель Деларю из Англии создал свою первую лампу накаливания, оснащенную платиновой спиралью;
  • почти 30 лет спустя, в 1938 году, бельгийский изобретатель Джобар разработал углеродную модель лампы накаливания;
  • изобретатель Генрих Гебель из Германии в 1854 году уже представил первый вариант функционального источника света.

У лампочки в немецком стиле была карбонизированная бамбуковая нить, которая была помещена в вакуумированный контейнер. В течение следующих пяти лет Генрих Гебель продолжал свои разработки, в конце концов придя к первому рабочему прототипу лампы накаливания.

Изобретатель и первая практическая лампочка накаливания

Первая практичная лампочка

Джозеф Уилсон Свон, известный физик и химик из Англии, в 1860 году показал миру свои первые успехи в разработке источника света и был награжден патентом на свои результаты. Но некоторые трудности, возникшие с созданием вакуума, показали неэффективную и недолгую работу лампы Swan.
В России, как было отмечено выше, Александр Лодыгин занимался исследованиями в области эффективных источников света. В России ему удалось добиться свечения стеклянной емкости из угольного стержня, из которого предварительно был откачан воздух. В России история открытия лампы накаливания началась в 1872 году. Именно в этом году Александру Лодыгину удалось провести опыты с угольным стержнем. Через два года в России он получил патент под номером 1619, выданный ему на тип лампы накаливания. Он заменил нить на угольную палочку, которая находилась в термосе.
Ровно через год В. Ф. Дидрихсон значительно усовершенствовал внешний вид лампы накаливания, созданной в России Лодыгиным. Усовершенствование заключалось в замене угольного стержня несколькими волосками.

Примечание! В ситуации, когда один из них перегорал, автоматически включался другой.

Джозеф Уилсон Свон, продолживший свои попытки улучшить уже существующую модель источника света, получает патент на лампочки. Здесь углеродное волокно выступало в роли нагревательного элемента. Но здесь он уже находился в разреженной кислородной атмосфере. Такая атмосфера позволяла получить очень яркий свет.

Вклад Томаса Эдисона

В 1970-х годах американский изобретатель Томас Эдисон присоединился к изобретательской гонке, чтобы создать действующую модель лампы накаливания.

Томас Эдисон и лампа накаливания

Томас Эдисон

Он проводил исследования по использованию нитей из различных материалов в качестве светящегося элемента. Эдисон в 1879 году получает патент на лампочку, оснащенную платиновой нитью накала. Но год спустя он возвращается к испытанному углеродному волокну и создает источник света со сроком службы 40 часов.

Примечание! Одновременно с работой по созданию эффективного источника света Томас Эдисон создал тип поворотного переключателя для дома.

Несмотря на то, что лампочки Эдисона работают всего 40 часов, они начали активно вытеснять с рынка старый вариант газового освещения.

Результаты работ Александра Лодыгина

Пока Томас Эдисон проводил свои эксперименты на другом конце света, Александр Лодыгин продолжал аналогичные исследования в России. В 90-х годах XIX века он изобрел сразу несколько видов лампочек, нити которых были изготовлены из тугоплавких металлов.

Примечание! Именно Лодыгин впервые решил использовать вольфрамовую нить накаливания в качестве тела накала.

Александр Лодыгин и его лампочка

Луковица Лодыгина

Помимо вольфрама, он также предлагал использовать нити из молибдена, а также скручивать их в спираль. Лодыгин поместил эти свои нити в банки, из которых был удален весь воздух. В результате таких действий нити были защищены от окисления кислородом, что значительно увеличило срок службы изделий.
Первый тип коммерческой лампочки, произведенной в США, содержал вольфрамовую нить накала и был изготовлен в соответствии с патентом Лодыгина.
Также стоит отметить, что Лодыгин разработал газонаполненные лампы, которые содержат угольные нити накала и заполнены азотом.
Таким образом, авторство первой лампочки накаливания, запущенной в серийное производство, принадлежит русскому исследователю Александру Лодыгину.

Особенности работы лампочки Лодыгина

Современные лампы накаливания, прямые потомки модели Александра Лодыгина, характеризуются:

  • отличный световой поток;
  • отличная цветопередача;

Шкала цветов

Цветопередача лампы накаливания

  • низкая скорость конвекции и теплопроводности;
  • температура нити накала — 3400 К;
  • при максимальном уровне показателя температуры накала КПД составляет 15 %.

Кроме того, этот тип источника света потребляет при своей работе много электроэнергии, по сравнению с другими современными лампочками. Благодаря конструктивным особенностям эти лампы могут работать примерно 1000 часов.
Но, несмотря на то, что по многим критериям оценки эти изделия уступают самым совершенным современным источникам света, в силу невысокой стоимости они по-прежнему актуальны.

Принцип действия

Принцип действия лампы основан на сильном нагреве нити накала за счет проходящего через нее электрического тока. Чтобы твердотельный материал начал излучать красное свечение, его температура должна достичь 570 градусов. Цельсия. Излучение будет радовать человеческий глаз только в том случае, если этот параметр увеличить в 3-4 раза.

Немногие материалы обладают такой огнеупорностью. Благодаря доступной ценовой политике был выбран вольфрам, температура плавления которого составляет 3400 градусов. Цельсия. Для увеличения светоизлучающей площади вольфрамовая нить закручена в спираль. Во время работы он может нагреваться до 2800 градусов. Цельсия. Цветовая температура такого излучения составляет 2000–3000 К, что дает желтоватый спектр, несравнимый с дневным светом, но при этом не оказывающий отрицательного действия на органы зрения.
Вольфрамовая нить, нагретая до высокой температуры

Попадая на воздух, вольфрам быстро окисляется и разлагается. Как было сказано выше, вместо вакуума стеклянная ампула может быть заполнена газами. Речь идет об инертном азоте, аргоне или криптоне. Это позволило не только увеличить стойкость, но и повысить прочность блеска. На срок службы влияет то, что давление газа препятствует испарению вольфрамовой нити из-за высокой температуры накала.

Строение

Обычный светильник состоит из следующих конструктивных элементов:

  • колба;
  • в него закачивается вакуум или инертный газ;
  • нить;
  • электроды — токовые кабели;
  • крючки, необходимые для удержания нити;
  • нога;
  • предохранитель;
  • основание, состоящее из кожуха, изолятора и контакта внизу.

Помимо стандартных вариантов проводника, стеклянного сосуда и клемм, существуют лампы специального назначения. Вместо основания используют другие опоры или добавляют дополнительную колбу.

Конструкция лампы накаливания

Предохранитель обычно изготавливается из никель-ферритового сплава и размещается в разрыве одного из токоподводов. Часто встречается на ноге. Его основное назначение – предохранить колбу от разрушения в случае обрыва нити накала. Это связано с тем, что в случае поломки образуется электрическая дуга, вызывающая плавление токопроводящих остатков, попадающих на стеклянную колбу. Из-за высокой температуры он может взорваться и вызвать пожар. Однако за многие годы была доказана низкая эффективность взрывателей, поэтому их стали применять реже.

Колба

Стеклянный контейнер используется для защиты нити накала от окисления и разрушения. Габаритные размеры колбы выбирают исходя из скорости осаждения материала, из которого изготовлен проводник.

Газовая среда

Если раньше все без исключения лампы накаливания заполнялись вакуумом, то сегодня такой подход используется только для маломощных источников света. Самые мощные устройства заполнены инертным газом. Молярная масса газа влияет на теплоотдачу нити накала.

Галогены закачиваются в колбу из галогенных ламп. Вещество, которым покрыта нить, начинает испаряться и взаимодействовать с галогенами, находящимися внутри контейнера. В результате реакции образуются соединения, которые снова распадаются, и вещество снова возвращается на поверхность нити. Благодаря этому удалось повысить температуру проводника, увеличив КПД и срок службы изделия. Кроме того, такой подход позволил сделать колбы более компактными. Недостаток конструкции связан с малым начальным сопротивлением проводника при подаче электрического тока.

Схема работы галогенных ламп накаливания

Нить накала

Форма нити накаливания может быть разной: выбор в пользу той или иной связан со специфическими характеристиками лампочки. Часто используют нить с круглым сечением, скрученную по спирали, гораздо реже — ленточные проводники.

Современная лампа накаливания питается от нити накала из вольфрама или осмиево-вольфрамового сплава. Вместо обычных спиралей могут быть закручены двойные и тройные спирали, что возможно повторным закручиванием. Последнее приводит к снижению теплового излучения и увеличению КПД.

Цоколь

Наиболее привычными для нас являются лампочки с винтовым цоколем, их размеры стандартизированы. Для моделей, которые используются в бытовых условиях, востребованы Е 14, Е 27 и Е 40. Они реже используются для таких аккумуляторных источников света, но распространены в автомобильном бизнесе.

Интересный! В США и Канаде используются разные базовые стандарты из-за разного сетевого напряжения. Для них обычные размеры резьбы в мм: 12, 17, 26 и 39. Отражая размер цоколя в колбе, буква Е ставится перед цифрами, как у нас.

Розетки
Патроны для ламп накаливания

Маркировка

Разобраться в маркировке ламп накаливания несложно, основные обозначения, которые можно встретить:

  • Характеристики и свойства конструкции. «B» указывает на аргоновую биспираль LN, «C» указывает на содержание в вакууме, «G» указывает на то, что газ был закачан в лампу, «BK» указывает на криптоновую спираль, «ML» указывает на молочный цвет колбы, «МТ» обозначает матовый, «О» — опаловый.
  • Вторая часть марки расскажет о назначении лампочки. «Ж» — железнодорожный, «КМ» — коммутационный, «СМ» — авиационный, «А» — автомобильный, «ПЖ» — лампа повышенной мощности для использования в прожекторах.
  • Форма обозначается следующим образом: «А» — экранная, «Д» — декоративная, «Б» — витая.
  • Первые цифры — номинальное напряжение.

Технические характеристики

Интересно отметить зависимость световой энергии от мощности лампы. Изменения нелинейны: до 75 Вт светоотдача увеличивается, при превышении – снижается.

Одним из преимуществ таких источников света является равномерное освещение, так как свет излучается с одинаковой интенсивностью практически во всех направлениях.

Самая высокая светоотдача у ламп накаливания мощностью 75 Вт

Еще одно преимущество связано с пульсацией света, которая при определенных значениях вызывает значительное утомление глаз. Коэффициент пульсации не более 10% считается нормальным значением. Для ламп накаливания максимальный параметр достигает 4%. Худший показатель у изделий мощностью 40 Вт.

Среди всех доступных электрических осветительных приборов лампы накаливания получают больше всего тепла. Большая часть тока преобразуется в тепловую энергию, поэтому устройство больше похоже на обогреватель, чем на источник света. Световая отдача находится в диапазоне от 5 до 15%. По этой причине в законодательстве прописаны определенные нормы, запрещающие, например, использование ламп накаливания мощностью более 100 Вт.

Обычно лампы мощностью 60 Вт достаточно для освещения помещения, для которого характерен небольшой нагрев.

При рассмотрении спектра излучения и сравнении его с естественным светом можно сделать два важных замечания: световой поток таких ламп содержит меньше синего света и больше красного света. Однако результат считается приемлемым и не вызывает утомления, как в случае с дневными источниками света.

Световой поток ламп накаливания не утомляет глаза

Эксплуатационные параметры

При эксплуатации ламп накаливания важно учитывать условия их использования. Их можно использовать в помещении и на улице при температуре не ниже -60 и не выше +50 градусов. Цельсия. При этом влажность воздуха не должна превышать 98% (+20 градусов Цельсия). Светильники могут работать по одной схеме с диммерами, предназначенными для управления светоотдачей путем изменения интенсивности света. Это дешевые изделия, которые может заменить самостоятельно даже неквалифицированный человек.

Виды

Существуют различные критерии классификации ламп накаливания, о которых речь пойдет ниже.

В зависимости от эффективности освещения лампы накаливания бывают (от худшего к лучшему):

  • вакуумный очиститель;
  • аргон или азот-аргон;
  • криптон;
  • ксенон или галоген с инфракрасным отражателем, установленным внутри лампы, что повышает КПД;
  • с покрытием, предназначенным для преобразования инфракрасного излучения в видимый спектр.

Криптоновая лампа накаливания

Существует еще множество разновидностей ламп накаливания, связанных с их функциональным назначением и конструктивными особенностями:

  1. Общего назначения – в 70-х годах прошлого века их называли «лампами нормального освещения». Наиболее распространенной и многочисленной категорией являются изделия, используемые для общего и декоративного освещения. С 2008 года производство таких источников света значительно сократилось, что было связано с принятием многочисленных законов.
  2. Декоративное назначение. Баночки с такой продукцией выполнены в виде изящных фигурок. Наиболее распространены стеклянные емкости свечевидной формы диаметром до 35 мм и сферические (45 мм).
  3. Местная цитата. По конструкции они идентичны аналогам первой категории, но работают при пониженном напряжении — 12/24/36/48 В. Применяются обычно в переносных светильниках и устройствах, освещающих верстаки, станки и т.п.
  4. Освещены цветными колбами. Часто мощность изделий не превышает 25 Вт, а для окрашивания внутреннюю полость покрывают слоем неорганического пигмента. Гораздо реже можно встретить источники света, внешняя часть которых окрашена цветным лаком. В этом случае пигмент тускнеет и очень быстро осыпается.

Зеркальная лампа накаливания 300 Вт

  1. Отражение. Колба имеет специальную форму, на которую нанесен светоотражающий слой (например, алюминиевым напылением). Эти изделия используются для перераспределения светового потока и повышения эффективности освещения.
  2. Подписать. Их устанавливают в светотехнические изделия, предназначенные для отображения какой-либо информации. Они отличаются низким потреблением и рассчитаны на непрерывную работу. На сегодняшний день практически бесполезен из-за наличия светодиодов.
  3. Транспорт. Еще одна широкая категория ламп, используемых в транспортных средствах. Они отличаются высокой прочностью, устойчивостью к вибрациям. В них используются специальные гнёзда, гарантирующие крепкую фиксацию и возможность быстрой замены в условиях скопления людей. Может питаться от 6В.
  4. Проектор. Мощные источники света до 10 кВт, отличающиеся высокой светоотдачей. Катушка компактно сложена, чтобы обеспечить лучшую фокусировку.
  5. Лампы, используемые в оптических устройствах, например, в кинопроекции или медицинском оборудовании.

Специальные лампы

Существуют и более специфические типы ламп накаливания:

  1. Щитовой — подкатегория сигнальных ламп, используемых в распределительных щитах и ​​выполняющих функции индикаторов. Это узкие, продолговатые, малогабаритные изделия, имеющие параллельные контакты гладкого типа. За счет этого их можно разместить на кнопках. Обозначается как «КМ 6-50». Первое число указывает на напряжение, второе — на силу тока (мА).
  2. Перекальная, или фотолампа. Эти изделия используются в фототехнике для нормированного форсированного режима. Характеризуется высокой светоотдачей и цветовой температурой, но коротким сроком службы. Мощность советских ламп достигала 500 Вт. В большинстве случаев колба матовая. Сегодня они практически не используются.
  3. Проекция. Используется в проекторах. Высокая яркость.

Лампа с двойной нитью накаливания бывает нескольких видов:

  1. Для автомобилей. Один провод используется для ближнего света, а другой для дальнего. Если рассматривать лампы для задних фонарей, то нитки можно использовать для стоп-сигнала и габаритного огня соответственно. Дополнительный экран может отсекать лучи, которые в ближнем свете могут ослеплять водителей встречных транспортных средств.
  2. Для самолетов. В посадочном фонаре одна нить накала может использоваться для слабого освещения, а другая — для яркого света, но для этого требуется внешнее охлаждение и короткий пробег.
  3. Для железнодорожных светофоров. Для повышения надежности нужны две нити: если одна сгорит, другая будет светиться.

Лампа накаливания с двумя нитями накала 12В

Продолжим рассматривать специальные лампы накаливания:

  1. Маяк представляет собой сложную конструкцию для перемещения объектов. Используется в автомобильной и авиационной технике.
  2. Низкая инерция. Содержит тонкую нить. Применялся в звукозаписывающих системах оптического типа и в некоторых видах фототелеграфии. В наше время используется редко, так как есть более современные и усовершенствованные источники света.
  3. Обогрев. Он используется в качестве источника тепла в лазерных принтерах и копировальных аппаратах. Лампа имеет цилиндрическую форму, закреплена на вращающейся металлической оси, на которую наложена бумага с тонером. Ролик передает тепло, из-за чего тонер просыпается.

Некоторые особенности и предназначение конструктивных элементов вольфрамовой лампы

Каждая часть электрической лампы имеет свое назначение и выполняет свои функции:

  1. Колба. Он изготовлен из стекла, довольно дешевого материала, отвечающего основным требованиям:
    – высокая прозрачность позволяет пропускать световую энергию и свести ее к минимуму, избегая дополнительного нагрева (этот фактор крайне важен для светильников);
    — термостойкость позволяет выдерживать высокие температуры за счет нагрева горячей нити накала (например, у лампы мощностью 100 Вт колба нагревается до 290°С, 60 Вт — 200°С; 200 Вт — 330°С; 25Вт — 100°С, 40Вт — 145°С);
    — твердость позволяет ему выдерживать внешнее давление при закачивании воздуха и не разрушаться при завинчивании.
  2. Наполнение фляг. Сильно разреженная среда позволяет минимизировать передачу тепла от горячей нити накала к частям лампы, но способствует испарению частиц горячего тела. Заполнение инертным газом (аргон, ксенон, азот, криптон) исключает сильное испарение вольфрама из змеевика, препятствует воспламенению нити накала и минимизирует теплоотдачу. Использование галогенов позволяет испарившемуся вольфраму течь обратно в спиральную нить.
  3. Спираль. Он изготовлен из вольфрама, который выдерживает 3400 °С, рения — 3400 °С, осмия — 3000 °С. Иногда вместо спиральной нити в лампе используется лента или корпус другой формы. Используемый провод имеет круглое сечение, для уменьшения размеров и потерь энергии на теплопередачу его скручивают в двойную или тройную спираль.
  4. Крюкодержатели изготовлены из молибдена. Они не допускают сильного провисания змеевика, увеличившегося из-за нагрева во время работы. Их количество зависит от длины кабеля, то есть от мощности лампы. Например, лампа мощностью 100 Вт будет иметь 2 или 3 кронштейна. Лампы накаливания меньшего размера могут не иметь кронштейнов.
  5. Муфта выполнена из металла с наружной резьбой. Выполняет несколько функций:
    — соединяет различные детали (колбу, электроды и центральный контакт);
    — служит для крепления на заглушке патрона с помощью резьбы;
    — это контакт.

Существуют различные виды и формы розеток, в зависимости от назначения осветительного прибора. Есть конструкции, не имеющие цоколя, но с таким же принципом действия, как у лампы накаливания. Наиболее распространенными базовыми типами являются E27, E14 и E40.

Вот некоторые типы патронов, используемых для различных типов ламп:

Различные типы розеток

В дополнение к различным базовым типам существуют также различные типы фляг.

Различные типы ламп для ламп накаливания
Помимо перечисленных конструктивных деталей, лампы накаливания могут иметь и некоторые дополнительные элементы: биметаллические выключатели, рефлекторы, безрезьбовые цоколи, различные покрытия и т.п.

Рефлекторная лампа

Преимущества и недостатки ламп накаливания перед другими искусственными источниками света

Для освещения создано множество различных осветительных приборов. Многие из них были изобретены в последние 20 – 30 лет с использованием высоких технологий, но обычная лампа накаливания все же имеет ряд преимуществ или набор признаков, более оптимальных в практическом использовании:

  1. Дешёвый в производстве.
  2. Нечувствителен к перепадам напряжения.
  3. Быстрое зажигание.
  4. Нет мерцания Этот фактор очень актуален при использовании переменного тока частотой 50 Гц.
  5. Возможность регулировки яркости источника света.
  6. Постоянный спектр светового излучения, близкий к естественному.
  7. Резкость теней, как при солнечном свете. Что тоже нормально для человека.
  8. Возможность эксплуатации в условиях высоких и низких температур.
  9. Возможность изготовления ламп различной мощности (от нескольких Вт до нескольких кВт) и рассчитанных на разное напряжение (от нескольких Вольт до нескольких кВ).
  10. Легкое удаление благодаря отсутствию токсичных веществ.
  11. Возможность использования любого вида тока с любой полярностью.
  12. Работа без дополнительных пусковых устройств.
  13. Бесшумная работа.
  14. Не создает радиопомех.

Наряду с таким большим перечнем положительных факторов, лампы накаливания имеют и ряд существенных недостатков:

  1. Главный негативный фактор – очень низкий КПД. Для лампы мощностью 100 Вт она достигает всего 15%, для прибора мощностью 60 Вт этот показатель составляет всего 5%. Одним из способов повышения КПД является повышение температуры нити накала, но это резко сокращает срок службы вольфрамовой катушки.
  2. Короткий срок хранения.
  3. Высокая температура поверхности колбы, которая может достигать 300°C для 100-ваттной лампы. Это представляет угрозу для жизни и здоровья живых существ, пожароопасно.
  4. Чувствительность к ударам и вибрации.
  5. Использование термостойкой арматуры и изоляции токоведущих кабелей.
  6. Высокое энергопотребление (в 5-10 раз больше номинального) при запуске.

Несмотря на наличие существенных недостатков, электрическая лампа накаливания является безальтернативным осветительным прибором. Низкая эффективность компенсируется дешевизной производства. Поэтому в ближайшие 10 – 20 лет это будет очень востребованный продукт.

Коэффициент полезного действия

Типы ламп накаливания
В результате использования электрического тока для работы ламп с нитью накаливания вырабатываются не только тепловая энергия и свет, видимый для органов зрения человека, но и невидимый глазу инфракрасный свет. При температуре вольфрамовой нити накала 3350К КПД лампы составляет 15%. Если взять обычное изделие мощностью 60 Вт при температуре 2800 К, такое устройство будет давать минимальный КПД 5%.

Чем горячее проводник, тем выше КПД. Но при большом нагреве вольфрамовой нити срок службы сильно сокращается. Например, при температуре лампы 2800 К она проработает около 1000 часов, а при 3400 К — в несколько раз меньше. Можно увеличить напряжение на 20%, чтобы увеличить выделение световой энергии в 2 раза. Но это будет не очень рационально, так как срок службы уменьшится на 95%.

Увеличение срока эксплуатации

Практически каждый, кто еще не перешел на новейшее светодиодное освещение, хочет узнать больше о том, как увеличить срок службы обычных ламп. Это важно, ведь иногда лампочка может перегореть даже при первом включении.

Есть несколько причин, по которым срок службы этих устройств может значительно сократиться. Вот основные из них:

  • Частые скачки напряжения в электрической сети. Слишком большая нагрузка сокращает время работы.
  • Механические вибрации.
  • Короткое замыкание или обрыв в электропроводке квартиры.
  • Слишком высокая температура окружающей среды.

Необходимо соблюдать рекомендации, чтобы лампочка работала дольше. Даже соблюдение самых общих указаний может значительно продлить срок годности. Ключевые советы:

  • Разновидности светильниковСледует выбирать только те изделия, которые полностью подходят для рабочего диапазона напряжений электрической сети.
  • Вкручивайте и выкручивайте лампочку только тогда, когда переключатель находится в выключенном положении. Это связано с тем, что даже малейшие вибрации могут вывести из строя источник света.
  • Если лампы перегорают все время только в одном и том же месте, то патрон нуждается в замене или ремонте.
  • При работе на вводе посадки в электрическую цепь необходимо добавить диод для выпрямления напряжения. Необходимо подключить две лампы одинаковой мощности параллельно.
  • К выключателю можно подключить устройство, которое будет плавно увеличивать ток, подаваемый на лампу при включении питания.

Технологии постоянно развиваются. Сейчас все большую популярность набирают недорогие светодиодные и люминесцентные лампы. Основными причинами продолжения производства ламп накаливания являются налаженное производство и наличие слаборазвитых стран, рассматриваемых с технологической точки зрения. Также они имеют очень мягкий и комфортный свет.

Что такое галогенная лампа

Галогенная лампа выглядит как обычная ЛН. Он состоит из колбы с вольфрамовой спиралью внутри. В колбу закачивают буферный газ с парами брома, фтора, йода и хлора. Пары подавляют испарение вольфрама из катушки при нагреве, предотвращая затемнение лампы. Также они увеличивают срок службы в несколько раз по сравнению с LN.

галогенная лампа.
Рис.1 — галогенная лампа.

Когда химические вещества в колбе испаряются, частицы вольфрама возвращаются в змеевик, повышая температуру нагрева. Это дает интенсивность яркости и высокую цветопередачу. Стекло колбы непрозрачное или прозрачное, дающее тусклый или более яркий свет. Сегодня выпускаются лампы разной мощности, в том числе низковольтные напряжением 12 В и 24 В. Высоковольтные лампы работают напрямую от однофазной сети.

Советы по выбору

Чтобы правильно подобрать освещение для дома, необходимо учитывать ряд факторов:

  1. Мощность и светоотдача. Галогенные лампы имеют более высокий коэффициент полезного действия, чем лампы накаливания. Если обычная лампочка создает световой поток мощностью 12 лм, то галогенная — 25 лм. Следовательно, для той же интенсивности света нужна галогенная лампочка вдвое меньшей мощности.
  2. Напряжение. Устройства низковольтного типа потребляют меньше электроэнергии. Кроме того, они небольшого размера. Однако для их использования потребуется трансформатор, так как прямое подключение к сети технически невозможно.
  3. Мощность модуля. Показатель рассчитывается с учетом суммарной мощности источников света. Для трех прожекторов по 50 Вт необходим трансформатор на 150 Вт.Допускаем недогрузку, но не более 15 Вт.

  1. Провод. Вам понадобится провод сечением 1,5 квадратных миллиметра. Оптимальный вариант – 2,5 квадратных миллиметра.
  2. Регулятор света. Для низковольтных галогенных приборов подбирается специальное устройство.
  3. Пьедестал. Для каждой лампочки есть соответствующий тип цоколя.

Примечание! Основание для установки источника света должно быть выполнено из негорючих материалов. Для защиты основания из гипсокартона достаточно специального кольца, а вот в случае с натяжным потолком без термополки не обойтись.

Разновидности

Чтобы «галогенка» прослужила как можно дольше, важно подобрать ее с учетом параметров и целей. В первую очередь лампочки классифицируют по источнику питания:

  • лампы накаливания на 220 В;
  • низковольтные лампы с драйверами на 12 В.

Низковольтное устройство можно подключать только к выделенным источникам питания через понижающий трансформатор. Он преобразует сетевое напряжение в 12 В. По конфигурации и назначению галогенные лампы делятся на:

  • внешние фляжные устройства;
  • капсульный;
  • со специальным отражателем;
  • линейный.

Линейные

Этот тип галогенных ламп появился впервые и выпускается до сих пор. Конструкция состоит из удлиненной колбы и двух штыревых держателей по краям. Из-за высокой мощности в быту эти модели непопулярны.

Рис. 2 - линейная лампа.
Рис. 2 — линейная лампа.

С внешней колбой

Изделие выглядит как обычная лампа накаливания. Колба защищена от потемнения в случае перегрева. Модели доступны с двумя типами базы: E27 и E14. Поэтому в быту в качестве энергосберегающих используются лампочки вместо ЛН.

Рисунок 3 - лампочка с внешней лампочкой.
Рисунок 3 — лампочка с внешней лампочкой.

Со специальным отражателем

Эти галогенные лампы широко известны как «лампы направленного света». Корпус в форме полусферы покрыт изнутри светоотражающим материалом, который направляет поток света. В центре светящаяся спираль. Корпус может быть оснащен стеклом, но не обязательно.

Рисунок 4 – лампа с рефлектором.
Рисунок 4 – лампа с рефлектором.

Для отвода тепла здесь устанавливаются интерференционные или алюминиевые отражатели. Наиболее надежными являются модели IRC, которые не нагреваются за счет отражения инфракрасного излучения на нити накала. Ресурс такой лампы выше, а показатели энергопотребления ниже. Выпускаются рефлекторные устройства для ламп высокого и низкого напряжения.

лампа ЦРИ.
Рис. 5 — лампа CRI.

Капсульные

Корпус такой лампы представляет собой капсулу, внутри которой находится спираль с металлическими проводами наружу для соединения с патроном. Светильники делятся по типу цоколя: Г5, 3, 4 или 9. Лампочки часто приобретают для освещения интерьера, в точечные встраиваемые светильники в мебель или гипсокартонные конструкции. В редких случаях их устанавливают в люстры и другие бытовые осветительные приборы.

капсульная лампа.
Рис. 6 — Капсюльная колба.

Почему нельзя трогать руками

При прикосновении к лампе голыми руками на ней отпечатываются жирные пятна и значительно повышается температура в этих областях колбы. Но плотность корпуса не дает колбе расплавиться и перегреться.

Однако при прикосновении к нему незащищенными руками нарушается его целостность, а такие действия сокращают срок службы изделия до минимума. Только бережное отношение позволит лампе проработать дольше.

Правильная утилизация

Если срок службы лампы подошел к концу или она была повреждена, ее следует утилизировать, однако сделать это непросто. Использованную лампочку нельзя выбрасывать вместе с остальным мусором, поскольку даже в небольших количествах она содержит вредные для человека летучие пары.

Разные лампочки

Они относительно безопасны из-за их небольшого количества внутри колбы, но их утилизация все равно должна производиться в пунктах сбора. Узнать свое местонахождение можно в справочной службе.

Как проверить галогеновую лампу

Так как галогенная лампочка состоит из одной вольфрамовой нити накаливания, проверить ее работоспособность можно специальным прибором, измеряющим сопротивление – тестером или мультиметром. Для этого установите переключатель тестера на диапазон до 100 Ом и подключите клещи к лампе. В зависимости от его мощности и напряжения прибор покажет сопротивление. Если да, то изделие исправно, если нет — неисправен источник света.

Основные выводы

До недавнего времени лампы накаливания широко применялись в различных сферах жизни, но сейчас их активно вытесняют современные источники света. Однако многие потребители остаются лояльными к LN. Если вы относитесь к их числу, при выборе лампочки учитывайте ее важные характеристики и марки. Также следует иметь в виду, что нитевидные приборы различаются по форме колбы, ее футеровке, наполнению, а также по функциональному назначению. К основным достоинствам ламп накаливания можно отнести низкую цену, простоту использования, приятную цветовую температуру, а к недостаткам — короткий срок службы, высокое энергопотребление, ЛН излучают много тепла и слабый свет.

Оцените статью
Блог про ремонт