Обычная лампочка – Электрические лампы для освещения — обзор видов и их характеристики

Электрические лампы для освещения — обзор видов и их характеристики

Свет – основа жизни. Потому что благодаря ему существует фотосинтез – базовый процесс появления органики. В жизни людей свет также очень важен. Но день сменяется ночью. И чтобы эффективно преодолеть эту закономерность, была изобретена электрическая лампа. Со временем различные виды электрических ламп прочно вошли в нашу жизнь.

Первые электрические лампочки

Первые лампы освещения появились в конце девятнадцатого века. Для получения света было использовано сопротивление металла. Эти лампы накаливания, название которых связано с принципом работы, функционируют следующим образом.

В них электрический ток нагревает металл до высокой температуры. По мере увеличения температуры металл сначала приобретает темно-красный цвет, но при ее дальнейшем росте он желтеет, а затем белеет. При этом видимого света становится все больше и больше. Для получения максимально высокой температуры и наибольшего количества света лампы накаливания снабжены колбой, из которой откачан воздух.

Для применения в лампочке наиболее эффективной формой металлического проводника является спираль. Она позволяет уменьшить место, занимаемое проводником. Но чтобы достичь наиболее высокой температуры, необходимы особые свойства металла. Он должен быть максимально тугоплавким. По этой причине спирали ламп накаливания изготавливаются из вольфрама.

Несмотря на то, что уже прошло более ста лет с появления первой электрической лампочки и появились новые разновидности ламп, принцип получения света путем простого нагрева вольфрамовой спирали до сих пор востребован.

Современные лампы, работающие по принципу накаливания спирали, весьма разнообразны по своим размерам и мощности. Их главное преимущество – минимальная себестоимость, основанная на простом устройстве. При включении этих лампочек сразу же достигается максимальная освещенность пространства. Они могут работать в широком диапазоне температур. По этим причинам лампочки накаливания – основные осветительные приборы в системах аварийного освещения. Несмотря на разнообразные формы и размеры, все они устроены одинаково.

Устройство лампы накаливания

Принцип излучения света раскаленной вольфрамовой спиралью усовершенствовался, воплотившись в галогенных лампочках. Если обычная лампочка имеет ограниченный ресурс из-за испарения вольфрама, в галогенных лампочках этот недостаток устранен благодаря использованию галогенных соединений-восстановителей. Они позволили увеличить температуру спирали и, соответственно, яркость лампочки. При этом ресурс ее также вырос.

Но нагрев и связанное с этим тепло, в большом количестве излучаемое раскаленной спиралью, также увеличились. Чтобы получить больший световой поток от лампочки при меньшей температуре и расходе электрической энергии, надо изменить принцип создания света.

Модели галогенных лампочек

Люминесцентные лампы

Свет в виде люминесценции был открыт в конце девятнадцатого века. Тогда обнаружили, что слабый электрический ток в разреженном газе с давлением менее 100 Па вызывает его свечение. Это явление назвали тлеющим разрядом.

Причем состав света для каждого газа получается разный. У паров ртути наблюдалось совсем незначительное свечение. Такой эффект происходит потому, что наибольшую силу излучение имеет в ультрафиолетовом спектре. Энергия его велика и заметно воздействует на различные вещества. Некоторые из них от воздействия ультрафиолета излучают видимый свет. Эти вещества называются люминофорами.

Стало возможным создать новые виды осветительных ламп – люминесцентные лампочки. Их производство началось в 1938 году и существует до нашего времени. Обычные люминесцентные лампы имеют вид длинных стеклянных трубок белого цвета. Они стали частью дизайна потолков многих офисов и промышленных помещений.

Трубчатая колба изнутри покрыта белым порошком люминофора. Чтобы люминесцентная лампочка нормально функционировала, необходимо ограничить ток через нее. С этой целью используется так называемый балласт в виде дросселя или инверторный.

Люминесцентная лампа с тлеющим разрядом

Современные типы ламп чаще снабжаются инверторными балластами. Они существенно улучшают основные характеристики ламп. Вместе с мощными высоковольтными транзисторами появились новые типы ламп освещения – энергосберегающие лампочки. В них трубчатая колба изогнута в компактную конструкцию, уменьшающую максимальные размеры до минимума. Для ознакомления с тем, какие бывают энергосберегающие лампочки на рынке, предложено изображение ниже.

Модели энергосберегающих лампочек

Газоразрядные лампы

Яркость и потребляемая мощность – две важнейшие характеристики ламп освещения. Они определяют поиск технических решений, чтобы создать новые виды ламп освещения с лучшими параметрами. Принцип создания света в люминесцентной лампе требует большой поверхности люминофора для увеличения светового потока. Он достаточен для использования в бытовых и офисных помещениях. Но как мощный компактный источник света не пригоден. По этой причине была изобретена газоразрядная лампа высокого давления.

В ней тлеющий разряд возникает лишь сразу после включения. Затем давление внутри колбы возрастает одновременно с увеличением силы тока в лампе. Возникающая в газе дуга является источником мощного излучения. Это излучение используется по-разному в зависимости от состава газа. Разряд в парах ртути при высоком давлении порядка 100 кПа дает много как видимого света, так и ультрафиолетового излучения.

Но видимый свет имеет оттенок синего цвета. Люди и предметы при таком освещении неприятно выглядят. Для коррекции цветопередачи источник света – горелка из кварцевого стекла – окружается колбой с покрытием люминофором. Получается лампа, которая называется ДРЛ – дуговая ртутная люминесцентная. Эти лампы широко применялись для уличного освещения.

Лампы ДРЛ

Но колба с люминофором увеличивает себестоимость источника света. Преобразование ультрафиолета в видимый свет с применением люминофора имеет тенденции к ухудшению со временем. От осыпавшегося люминофора мутнеет кварцевое стекло. Цветопередача даже с люминофором оставляет желать лучшего. В силу перечисленных причин ДРЛ были вытеснены в уличном освещении натриевыми лампами. Они устроены функционально точно так же. Но вместо паров ртути используются пары натрия.

Колба прозрачна, а горелка изготовлена из специальных материалов, более тугоплавких, чем кварцевое стекло. Свет охватывает желтые цвета спектра, которые лучше всего воспринимает человеческое зрение. Поэтому натриевые лампы выглядят ярче, чем ДРЛ такой же мощности.

Их широко применяют как наиболее современные и выносливые источники света не только для уличного освещения, но и в сельском хозяйстве для теплиц и помещений птицеводческого и животноводческого комплексов. Но главным ограничителем применения натриевых ламп является их неправильная цветопередача из-за узкого спектра излучения.

Натриевая лампа высокого давления

Среди газоразрядных ламп наиболее правильная цветопередача у ртутных ламп сверхвысокого давления и ксеноновых ламп. Лампа ДРШ – дуговая ртутная шаровая – это горелка специальной формы из кварцевого стекла. Форма в виде шара придает колбе наибольшую прочность. Это необходимо из-за давления внутри колбы, которое может быть больше 1 МПа. Из-за большого давления и температуры пары ртути излучают более широкий спектр. Но при этом лампа взрывоопасна, а в ее спектре много ультрафиолета.

Лампа ДРШ

Существенным недостатком ДРЛ, ДРШ и натриевых ламп высокого давления является использование металла для получения паров. По этой причине лампы долго запускаются, а после погасания не могут сразу зажечься из-за большого давления в колбе. Чтобы лампу зажечь, необходим балласт специальной конструкции.

Из газоразрядных ламп, получивших распространение в связи с развитием полупроводниковых приборов, выделяются ксеноновые лампы как источники, наиболее близкие к естественному свету. Они применяются в фотовспышках, автомобильных фарах, проекторах кинотеатров и мощных осветителях. Среди них также есть модели высокого и сверхвысокого давления. Это самые мощные современные источники качественного света.

Мощная ксеноновая лампа сверхвысокого давления

Автомобильные ксеноновые лампы

Настоящая революция на рынке светотехники произошла после появления синих и ультрафиолетовых светодиодов. Стало возможным использовать светодиодное освещение и изготавливать лампочки для этих целей. На сегодняшний день они являются наиболее эффективными источниками света для бытовых светильников. Их конструкция основана на использовании отдельных светящихся кристаллов. Причем сам кристалл излучает синий спектр, в том числе ультрафиолет. А видимый белый свет с тем или иным оттенком создает люминофор. Точно так же, как и в люминесцентной лампе.

Светодиодные лампочки

Светодиод всегда излучает свет в одну сторону. Эта особенность определяется его расположением на подложке. Направленность света в светодиодных лампочках зависит от геометрии расположения излучателей света. С учетом этого надо выбирать лампочку для светильника или люстры. Более новыми конструктивными разновидностями являются филаментные лампочки. Они имитируют лампочки накаливания и создают свет, наиболее равномерно направленный во все стороны.

В них применены микросхемы в виде нитей. Нить на самом деле – это узкая сапфировая лента-подложка. На ней сформированы кристаллы и резисторы по аналогии со светодиодной лентой. Эти лампочки идеально подходят для различных светильников с дизайном, адаптированным под лампочки накаливания. Питает светодиодную лампочку электронный балласт, аналогичный тому, который применен в энергосберегающей лампочке.

Модели светодиодных ламп

Чтобы сравнить разные виды лампочек по основным характеристикам, далее приведены таблица и иллюстрация. Они наглядно показывают преимущества светодиодных ламп. Несмотря на более высокую цену, эти источники света окупаются сполна.

Таблица основных характеристик различных видов ламп

Самые распространенные типы источников света

lampagid.ru

какие виды лампочек бывают + как выбрать лучшую

Для обустройства освещения существуют различные типы светильников. Помимо традиционных приборов накаливания, распространение получили иные виды лампочек, например, светодиодные, люминесцентные, галогенные.

В статье мы рассмотрим наиболее востребованные пользователями источники света, отметив особенности их устройства, преимущества и недостатки.

Содержание статьи:

Традиционные лампы накаливания (ЛОН)

Прибор этого типа состоит из цоколя, где располагаются контакты, предохранителя, элемента накаливания и стеклянного баллона.

Спираль обычно выполняется из сплава с вольфрамом, который способен продолжительное время выдерживать высокую температуру горения +3200 °C. Чтобы продлить время выгорания, баллон заполняют аргоном либо другим инертным газом; в некоторых устройствах, наоборот, создают вакуум.

Для функционирования лампы электрический ток пропускают через проводник, имеющий малое сечение и низкую степень проводимости. Энергия разогревает спираль, которая излучает световые волны.

Для освещения помещений применяются различные виды ламп, выбор которых зависит от предназначения источника света, требуемой яркости и прочих критериев

Существует огромное разнообразие лампочек общего назначения или сокращенно ЛОН: обычного размера или миниатюрные для местного освещения.

По типу исполнения колба может быть:

• окрашенная;
• из матового стекла;
• зеркальная.

Модификации ЛОН могут иметь колбы не только с бесцветным, но и с разноцветным прозрачным стеклом. Как правило, их применяют в декоративных целях.

Спросом пользуются модели с баллонами из матового стекла, дающие мягкий равномерный свет, который особенно уместен для освещения спальных и детских комнат.

Наиболее продвинутыми моделями этого типа являются криптоновые, биспиральные светильники, которые обладают повышенными характеристиками. Тем не менее, они уступают по качествам другим категориям осветительных приборов

У зеркальных устройств часть баллона покрывается специальным составом, который отражает свет, направляя его узким потоком.

Подобные приборы часто вставляют в потолочные светильники, поскольку они позволяют отбрасывать свет только вниз, не освещая и не нагревая верхнюю поверхность.

Лампочки, работающие от напряжения 12, 24, 36 В, требуют минимального расхода электричества, однако дают очень тусклый слабый свет. Их применяют в электрофонариках или для аварийного освещения.

Технические характеристики ЛОН:

• светоотдача — 9-19 Лм/вт;
• мощность — 25-150 Ватт;
• период эксплуатации в среднем тысяча часов при напряжении 220 В;
• КПД – менее 30%.

К достоинствам относится низкая цена, простой и доступный каждому монтаж, приятный желтоватый свет освещения.

Недостатков у приборов накаливания значительно больше: они отличаются хрупкостью, быстро перегорают при перепадах напряжения, кроме того, у них сильно нагревается поверхность, что может стать причиной пожара.

На нашем сайте есть статья, в которой мы подробно рассказали о разновидностях ламп накаливания, их маркировке, а также обозначили основные критерии их выбора. Подробнее – переходите по .

Разнообразие галогенных источников света

Подобный вид устройств с цоколем имеет конструкцию, аналогичную лампам накаливания, но вместо инертного газа колба заполняется соединениями йода, брома либо иных галогенов. Это позволяет уменьшить испарение нагревательного элемента, а также повысить его температуру.

Галогенные изделия излучают интенсивный поток световых лучей приятного для глаз цвета. Их часто применяют для подсветки и выделения отдельных деталей интерьера

Помимо цокольных ламп широкое распространение получили другие варианты, например, линейные галогенки, которые имеют форму трубки. Ударопрочные модели с интенсивным светом применяют для уличных прожекторов.

Популярностью пользуются капсульные низковольтные приборы, имеющие миниатюрные размеры. Их часто используют для люстр или натяжных потолков, однако подключение в сеть должно осуществляться через специальный .

Еще одной разновидностью являются отражающие устройства, в конструкции которых применяется специальный рефлектор – чаще всего алюминиевый диск. Он позволяет регулировать угол падения светового пучка, направляя его в нужный участок помещения.

Подобные приборы используют для установки потолочных светильников, поскольку они позволяют исключить нагрев верхней поверхности.

Технические характеристики галогенок:

• мощность — 1-20 Вт;
• индекс цветопередачи — 100%;
• нагрев колбы – 500 °C;
• светоотдача — 15-22 Лм/Вт;
• работает в диапазоне от -60 до +100 °C;
• срок службы — 2000-4000, при использовании трансформатора до 8000 часов;
• КПД – 50-80%.

Среди достоинств этой категории приборов — довольно долгий срок службы, а также возможность изготовления миниатюрных моделей, дающих яркий свет.

Они обладают отличной цветопередачей, а современные технологии могут придать излучаемому сиянию как теплый, так и холодный оттенок.

Галогеновые устройства могут быть высоко- и низковольтными. В первом случае они питаются непосредственно от сети, во втором – их следует подключать через трансформатор

К недостаткам относится сильный нагрев поверхности колбы, из-за чего ее изготовляют из термостойкого кварцевого стекла. Но и в этом случае не рекомендуется допускать их контакт с потолком или стенками светильника.

Галогенки очень чувствительны к загрязнениям — дотронувшись до них голыми руками можно спровоцировать перегорание или даже распад лампочки. Они также плохо переносят скачки напряжения в электросети.

А о том, как выбрать хорошую галогеновую лампу, читайте в .

Люминесцентные лампы (КЛЛ и ЛЛ)

Устройства состоят из колбы, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. Емкость, где находятся электроды, заполняется смесью ртутных паров с инертным газом.

Для пуска используется специальный блок – электронный или механический балласт. При включении внутрь колбы посылается заряд, который вызывает образование ультрафиолетовых волн, под воздействием которых люминофор начинает равномерно светиться.

Люминесцентные лампы могут испускать свет разных оттенков. Для его обозначения используются разнообразные маркировки. Как пример, можно назвать ЛТБ – лампа теплого, ЛХБ – холодного, ЛЕ – естественного света

Модели делятся на два вида:

• линейные устройства (ЛЛ) – громоздкие трубки, на концах которых находятся два штырька;
• компактные лампы (КЛЛ), имеющие вид закрученной спирали, у которых пусковой блок запрятан в цоколь.

Маркировка G обозначает приборы со штырьковой конструкцией, а буква E – резьбовой патрон.

Технические характеристики КЛЛ:

• светоотдача — 40-80 Лм/вт;
• мощность — 15-80 Ватт;
• период службы — 10000-40000 часов.

Важным преимуществом люминесцентов является низкая рабочая температура. Даже до включенного изделия можно спокойно дотронуться голой рукой, благодаря чему его безопасно устанавливать у любой поверхности.

В то же время у подобных устройств есть немало отрицательных сторон. Прежде всего, они недостаточно экологичны — находящиеся внутри ртутные пары ядовиты.

Хотя в закрытой колбе они не оказывают губительного влияния на человека, разбитые или перегоревшие лампочки могут представлять опасность. Из-за этого им требуется процедура утилизации: предстоит отработавшие изделия сдавать на пункты переработки, найти которые не всегда легко.

Люминесцентные приборы потребляют ощутимо меньшее количество электроэнергии, нежели лампы накаливания, они имеют длительный срок службы и хорошую отдачу света

К другим недостаткам можно отнести:

1. Нестабильное функционирование при низких температурах. При -10 °C даже мощные устройства светят крайне тускло.
2. При включении лампы зажигаются не сразу, а через несколько секунд или минут.
3. Их стоимость довольно высока.
4. Работа может сопровождаться низкочастотным гулом.
5. Такие модели сложно совместимы с диммерами, что затрудняет регулировку интенсивности света. Нежелательно также использовать их вместе с выключателями, имеющими индикаторы подсветки.
6. Хотя срок службы довольно велик, он значительно сокращается при частом включении и выключении.

Кроме того, световой поток, излучаемый этими приборами, сильно пульсирует, что утомляет глаза.

Более подробно о устройстве люминесцентных ламп, их достоинствах и недостатках можно прочесть .

Светодиодные лампы (LED)

В основу конструкции лампочек на диодах заложены полупроводниковые кристаллы, которые в результате p-n перехода испускают световые лучи.

Как правило, в них задействовано не менее пяти диодов, которые подсоединяются к установочной плате. Функционирование происходит при помощи драйвера, преобразующего переменный ток в постоянный.

Лампы практически не нагреваются при работе, поскольку для отвода тепла в них предусмотрены специальные детали — радиаторы. В зависимости от модификации устройства оснащаются винтовыми либо штырьковыми .

При помощи светодиодных элементов можно создать привлекательные композиции на натяжных/подвесных потолках. Особенно эффектно смотрится оформление, выполненное из ламп разных цветов

К разновидностям светодиодов можно отнести филаментные приборы. Внешне они напоминают обычные лампы накаливания, но вместо спирали в них устанавливаются полупроводниковые элементы, нанизанные на стержень, который помещается в колбу с инертным газом.

Чтобы такое устройство могло ввинчиваться в патрон, его дополняют традиционным нарезным цоколем. Подобные модели позволяют совместить ретро-дизайн с более высокими техническими характеристиками, такими как энергоэффективность, долговечность, экологичность.

Набирают популярность и автономные светодиодные светильники, действующие от солнечных батарей. Они подзаряжаются в течение светового дня и автоматически включаются при наступлении темноты. Подобные модели могут работать в широком температурном режиме от -30 до +50 °C.

Технические характеристики LED-ламп:

• мощность — 3-30 Вт;
• срок службы — 30000-50000 часов;
• светоотдача — 100-120 Лм/вт;
• поток света — 250-2500 Лм.

Светодиоды позволяют кардинально снизить расходы на освещение до 85%, при их работе отсутствует тепловое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.

Поскольку при их изготовлении не применяются вредные вещества, они считаются экологически безвредными и не требуют особой утилизации.

Филаментные лампы отлично смотрятся в светильниках, оформленных в стиле ретро; их можно применять для классического оформления интерьера или использовать в других целях

В отличие от люминесцентных ламп эти приборы загораются моментально, кроме того, большинство моделей поддаются диммированию, что позволяет устанавливать желаемый уровень интенсивности светового потока.

Из недостатков можно отметить чрезвычайно высокую цену, кроме того, у обычных светильников направленный поток света; этого недостатка лишены филаментные приборы. Для освещения комнаты обычно требуется сразу несколько источников.

Рекомендуем также прочесть статью, в которой мы подробно рассказали о основных характеристиках светодиодных ламп – цветовой температуре и мощности. Подробнее – читайте .

Правила выбора лучшей лампы освещения

Подбирая модели для организации освещения в жилых помещениях следует учесть не только тип, к которому относится лампочка, но и ряд других факторов, а именно:

• устройство цоколя;
• мощность;
• индекс цветопередачи;
• светоотдачу;
• коэффициент стабильности светового потока;
• условия эксплуатации.

У приборов, предназначенных для подсоединения с патроном, имеется общая деталь – цоколь, с помощью которого осуществляется крепеж с проводами. Для того чтобы лампа устанавливалась в гнездо, важно обращать внимание на маркировку этого элемента.

Среди резьбовых соединений наиболее востребованными являются три вида: «миньон» Е14, средний по размеру Е27 и . Наибольшее распространение получил второй вариант, тогда как последний обычно применяется для уличного освещения.

В сводной таблице приведены основные рабочие характеристики четырех наиболее популярных видов ламп, используемых в бытовых целях

У миниатюрных люминесцентных и галогенных ламп часто встречаются цоколи G, которые крепятся в гнезда при помощи 2-4 штырьков. Существует множество вариантов подобных устройств разных размеров, из которых особенно востребованы , G9, G23, 2G10, 2G11.

Важным критерием является мощность лампы; этот показатель указывается на баллоне либо цоколе. Если взять однотипные приборы, то интенсивность света зависит от этой величины.

Однако это правило не работает, если взять устройства разных видов: яркость светодиода мощностью в 5-6 Вт практически равна свечению 60-ваттной лампы накаливания.

Светоотдача показывает количество люменов света, которые производит лампа с мощностью в 1 Ватт.

Этот фактор тесно связан с энергоэффективностью устройства: люминесцентное устройство производит 600 лм при мощности 10-11 Вт, тогда как для аналогичного потока света прибору накаливания потребуется примерно 60 Вт.

Влияние оказывает также дизайн светильника и лампы. Часто модели современных люстр или бра специально выполнены под определенный вид приборов, например, галогенных. В этом случае в инструкции производитель обычно указывает, характеристики требуемых ламп.

Для подключения некоторых видов ламп требуется использовать дополнительное оборудование: блоки питания, драйвера, трансформаторы. На рисунке представлен электронный балласт, необходимый для люминесцентных ламп

Отдельные виды приборов также демонстрируют повышенную чувствительность к перепадам напряжения, что нужно учитывать при проживании в регионах, где имеются проблемы с электросетями.

Существует также разница, вызванная цветовой температурой.

Различается несколько стандартов чаще всего встречающейся маркировки:

• 2700 К обозначает теплый оттенок, аналогичный лампам накаливания;
• 4000 К – дневной свет нейтрального тона;
• 6500 К – холодный вариант.

Индекс цветопередачи R_a отображает правильность восприятия цвета окружающей среды при освещении этим видом лампы. Как правило, этот показатель указывается на упаковке, например, 80 R_a у светодиодов.

Коэффициент стабильности потока света. Этот фактор проявляется в течение всего периода эксплуатации прибора, за время которого яркость должна уменьшаться не более чем на 30% от номинальной.

Подобный показатель имеет особую актуальность для светодиодов, которые не перегорают, а постепенно теряют интенсивность освещения.

Так если в начале подобный прибор излучает свет 1000 люменов, то в конце срока службы этот показатель должен составлять как минимум 70% от первоначального, то есть 700 Лм.

Оптимальный выбор для разных помещений

Специалисты, занимающиеся оформлением интерьеров, советуют применять для подвесных или натяжных потолков компактные светодиоды или низковольтные миниатюрные галогенки.

Важно также учесть, что мощность ламп должна соответствовать аналогичному показателю светильника или быть ниже. Нарушение этого правила может привести к серьезным последствиям

В люстрах и других подвесных конструкциях могут использоваться практически все виды осветительных приборов. Если светильники выполнены из легкоплавких материалов лучше воспользоваться LED- либо люминесцентными источниками.

Оптимальным вариантом для бра считаются небольшие галогенки, люминесцентные модели или традиционные лампы накаливания. Часто в подобных приборах применяют декоративные модификации с колбами в виде капель, языков пламени, шаров.

Для подсветки подойдут небольшие светодиодные лампочки или компактные галогеновые, работающие от трансформатора.

В гостиных обычно применяется комбинация нескольких осветительных приборов. Потолочная или подвесная люстра дополняется бра, торшером, декоративной настольной лампой, а также встроенными светильниками.

Основной прибор желательно оснастить , что позволит приглушать его интенсивность.

В таблице собраны значения уровня освещенности, требуемого по СНиП 23-05-2010. Показатели приводятся в люменах

В прожекторах для наружного освещения преимущественно используются линейные галогенные устройство. Световое оформление двора или участка возможно также с применением светодиодов, в том числе и работающих от солнечных батарей, либо мощных ламп накаливания.

В подвале и погребе, где обычно повышенный уровень влажности, необходимо использовать светильники с гидроизоляцией и полностью закрытым патроном.

Чтобы не допустить короткого замыкания, желательно применять понижающий трансформатор. В качестве осветительного прибора в этом случае лучше всего подойдет один или два 12-вольтных светодиодных источника.

Аналогичные требования предъявляются и к световым устройствам в ванных комнатах. Как правило, для освещения пространства используются галогенные/светодиодные модели, а также лампы накаливания.

Для оборудования рабочего места школьника обычно применяется гибкая настольная лампа, позволяющая изменять направление светового луча. Как правило, в него вставляется традиционное устройство накаливания мощностью 60 вольт с прозрачной или матовой колбой.

При недостатке света желательно добавить также подсветку встроенными галогенными лампами.

Особого внимания требует выбор источника света для теплиц. Как показали исследования ученых, для растений особенно полезны красная и синяя область спектра. Первая оказывает мощное влияние в период цветения и завязи овощей, вторая – способствует их активному росту и развитию.

Воспроизвести эту световую гамму легче всего с помощью специальных светодиодных светильников. Их можно сделать самостоятельно или приобрести в магазине.

Таблица, позволяющая легко вычислить необходимую мощность разных видов ламп. С ее помощью можно легко создать уровень освещения, требуемый актуальным СНиП

Выбирая модель, следует обратить внимание и на оттенок испускаемых лучей. Как правило, этот фактор зависит от предпочтений пользователей.

Тем не менее дизайнеры рекомендуют выбирать для гостиной или спальни «уютный» теплый свет, тогда как для кабинета или служебных помещений — холодноватый.

Определяя мощность лампы, нужно учитывать не только площадь комнаты, для которой она предназначена, но и степень естественного уровня освещения: в затемненных пространствах с окнами на север устанавливаются более сильные приборы.

Оказывает влияние на выбор и цветовое решение интерьера: для помещений с темными стенами необходимы более мощные светильники.

Выводы и полезное видео по теме

На представленном ролике подробно рассказывается об основных характеристиках различных видов источников света:

Продолжение рассказа, где речь идет о вариантах цоколей ламп и особенностях их применения:

Несмотря на то что лампочки являются элементарными приборами, их роль в создании комфортной и уютной жилой среды сложно переоценить. Правильно подобранный прибор создаст комфортное освещение, что является неотъемлемой частью уюта в доме.

Лампа будет стабильно служить в течение долгого времени, прекрасно дополняя люстру или другой светильник. Кроме того, энергосберегающее устройство позволит сократить сумму коммунальных платежей, благодаря экономии электроэнергии.

Остались вопросы по теме статьи? Или можете дополнить материал интересной информацией о источниках освещения? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии, делитесь опытом, задавайте вопросы в расположенном ниже блоке.

sovet-ingenera.com

Виды электрических ламп

Виды электрических ламп

Среди всех электроустановочных и электромонтажных изделий осветительная аппаратура имеет наиболее богатый ассортимент. Это происходит потому, что элементы освещения несут в себе не только сугубо технические характеристики, но и элементы дизайна. Возможности современных ламп и светильников, их конструкторское разнообразие настолько велики, что немудрено растеряться. Например, существует целый класс светильников, предназначенных исключительно для гипсокартонных потолков.

Многочисленные виды ламп имеют различную природу света и эксплуатируются в неодинаковых условиях. Чтобы разобраться, какого типа лампа должна стоять в том или ином месте и каковы условия ее подключения, необходимо вкратце изучить основные виды осветительной аппаратуры.

У всех ламп есть одна общая часть: цоколь, при помощи которого они соединяются с проводами освещения. Это касается тех ламп, в которых есть цоколь с резьбой для крепления в патроне. Размеры цоколя и патрона имеют строгую классификацию. Необходимо знать, что в бытовых условиях применяют лампы с 3 видами цоколей: маленьким, средним и большим. На техническом языке это означает Е14, Е27 и Е40. Цоколь, или патрон, Е14 часто называют «миньон» (в gер. с фр. — «маленький»).

Самый распространенным размер — Е27. Е40 используют при уличном освещении. Лампы этой маркировки имеют мощность 300, 500 и 1000 Вт. Цифры в названии обозначают диаметр цоколя в миллиметрах. Помимо цоколей, которые вкручиваются в патрон при помощи резьбы, есть и другие виды. Они штырькового типа и называются G-цоколями. Используются в компактных люминесцентных и галогенных лампах для экономии места. При помощи 2 или 4 штырьков лампа крепится в гнезде светильника. Видов G-цоколей много. Основные из них: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 и R7s-7. На светильниках и лампах всегда указывается информация о цоколе. При выборе лампы необходимо сравнивать эти данные.

Лампа накаливания с подвесным патроном и цоколем Е27

Мощность лампы — одна из важнейших характеристик.  На баллоне или цоколе производитель всегда указывает мощность, от которой зависит светимость лампы. Это не уровень света, который она излучает. В лампах различной природы света мощность имеет совершенно несхожее значение.

Например, энергосберегающая лампа при указанной мощности 5 Вт будет светить не хуже лампы накаливания в 60 Вт. То же касается и люминесцентных ламп. Светимость лампы исчисляется в люменах. Как правило, это не указывается, так что при выборе лампы необходимо ориентироваться на советы продавцов.

Светоотдача обозначает, что на 1 Вт мощности лампа дает столько-то люмен света. Очевидно, что энергосберегающая компактная люминесцентная лампа в 4–9 раз экономичнее, нежели накаливания. Можно легко подсчитать, что стандартная лампа в 60 Вт дает примерно 600 лм, тогда как компактная имеет такое же значение при мощности 10–11 Вт. Настолько же она будет экономичнее по энергопотреблению.

Цоколь типа 2G

 

Лампы накаливания

Лампа накаливания (ЛОН) — самый первый источник электрического света, который появился в домашнем обиходе. Она была изобретена еще в середине 19 в., и хотя с того времени претерпела немало реконструкций, сущность осталась без изменений. Любая лампа накаливания состоит из вакуумного стеклянного баллона, цоколя, на котором располагаются контакты и предохранитель, и нити накаливания, излучающей свет.

Лампа накаливания

Спираль накаливания сделана из вольфрамовых сплавов, которые легко выдерживают рабочую температуру горения +3200 °C. Чтобы нить мгновенно не перегорела, в современных лампах накачивают в баллон какой-нибудь инертный газ, например аргон.

Принцип работы лампы очень прост. При пропускании тока через проводник малого сечения и низкой проводимости часть энергии уходит на разогрев спирали-проводника, отчего тот начинает светиться в видимом свете. Несмотря на столь простое устройство, видов ЛОН существует огромное множество. Они различаются по форме и размерам.

Свет в лампе накаливания исходит от раскаленной вольфрамовой спирали

Декоративные лампы (свечи): баллон имеет вытянутую форму, стилизованную под обычную свечу. Как правило, используются в небольших светильниках и бра.

Окрашенные лампы: стекла баллонов имеют различный цвет с декоративными целями.

Лампа накаливания с матовым стеклом дает более мягкий и равномерный свет

Зеркальными лампами называют лампы, часть стеклянного баллона которых покрыта отражающим составом для направления света компактным пучком. Такие лампы чаще всего используют в потолочных светильниках, чтобы направлять свет вниз, не освещая потолка.

Лампы местного освещения работают под напряжением 12, 24 и 36 В. Они потребляют немного энергии, но и освещение соответствующее. Применяются в ручных фонарях, аварийном освещении и т. д. ЛОН по-прежнему остаются в первых рядах источника света, несмотря на некоторые недостатки. Их минусом является очень низкий КПД — не более 2–3 % от потребляемой энергии. Все остальное уходит в тепло.

Декоративная лампа-свеча с цоколем Е14

Второй минус заключается в том, что ЛОН небезопасны с противопожарной точки зрения. Например, обычная газета, если ее положить на лампочку в 100 Вт, вспыхивает примерно через 20 мин. Надо ли говорить, что в некоторых местах ЛОН нельзя эксплуатировать, например в маленьких абажурах из пластика или дерева. Кроме того, такие лампы недолговечны. Срок службы ЛОН составляет примерно 500–1000 ч. К числу плюсов можно отнести дешевизну и простоту монтажа. ЛОН не требуют каких-либо дополнительных устройств для работы, подобно люминесцентным.

 

 

Галогенные лампы

Галогенная лампа с обычным цоколем

Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними — это газовый состав в баллоне. В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама.

Лампа ко встроенному светильнику

Именно поэтому галогенные лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2–3 раза. Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя — лампа перегорит очень быстро.

Галогенная линейная лампа

Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения. Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях.

Галогенные компактные зеркальные лампы с цоколем G4

Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие.

К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Если оно «играет», лучше приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока.

Прожектор

 

 

 

Люминесцентные лампы

Принцип работы люминесцентных ламп серьезно отличается от ЛОН. Вместо вольфрамовой нити в стеклянной колбе такой лампы горят пары ртути под воздействием электрического тока. Свет газового разряда практически невидим, поскольку излучается в ультрафиолете. Последний заставляет светиться люминофор, которым покрыты стенки трубки. Этот свет мы и видим. Внешне и по способу соединения люминесцентные лампы также сильно отличаются от ЛОН. Вместо резьбового патрона с обеих сторон трубки есть два штырька, закрепляющихся следующим образом: их надо вставить в специальный патрон и повернуть в нем.

Цоколь G5 люминесцентной лампы с контактными штырьками

Люминесцентные лампы имеют низкую рабочую температуру. К их поверхности можно без опаски прислонять ладонь, поэтому они устанавливаются где угодно. Большая поверхность свечения создает ровный рассеянный свет. Именно поэтому их еще называют лампами дневного света. Кроме того, варьируя состав люминофора, можно изменять цвет светового излучения, делая его более приемлемым для человеческих глаз. По сроку службы люминесцентные лампы превосходят лампы накаливания почти в 10 раз.

Светильник с люминесцентными лампами

Минусом люминесцентных ламп является невозможность прямого подключения к электросети. Нельзя просто накинуть 2 провода на торцы лампы и воткнуть вилку в розетку. Для ее включения используются специальные балласты. Связано это с физической природой свечения ламп. Наряду с электронными балластами используются стартеры, которые как бы поджигают лампу в момент включения. Большинство светильников под люминесцентные лампы оборудованы встроенными механизмами свечения наподобие электронных пускорегулирующих аппаратов (ПРА) или дросселями.

Стартеры для пуска люминесцентных ламп

Маркировка люминесцентных ламп не похожа на простые обозначения ЛОН, имеющие только показатель мощности в ваттах.

Для рассматриваемых ламп она следующая:

• ЛБ — белый свет;
• ЛД — дневной свет;
• ЛЕ — естественный свет;
• ЛХБ — холодный свет;
• ЛТБ — теплый свет.

Цифры, идущие за буквенной маркировкой, обозначают: первая цифра — степень цветопередачи, вторая и третья — температуру свечения. Чем выше степень цветопередачи, тем более естественно освещение для человеческого глаза. Рассмотрим пример, относящийся к температуре свечения: лампа с маркировкой ЛБ840 означает, что эта температура равна 4000 К, цвет белый, дневной.

Следующие значения расшифровывают маркировку ламп:

• 2700 К — сверхтеплый белый,
• 3000 К — теплый белый,
• 4000 К — естественный белый или белый,
• более 5000 К — холодный белый (дневной).

В последнее время появление на рынке компактных люминесцентных энергосберегающих ламп произвело настоящую революцию в светотехнике. Были устранены главные недостатки люминесцентных ламп — их громоздкие размеры и невозможность использовать обычные нарезные патроны. ПРА были вмонтированы в ламповый цоколь, а длинная трубка свернулась в компактную спираль.

Компактная люминесцентная энергосберегающая лампа с ПРА

Теперь разнообразие видов энергосберегающих ламп очень велико. Они различаются не только по своей мощности, но и по форме разрядных трубок. Плюсы такой лампы очевидны: нет нужды устанавливать электронный балласт для запуска, пользуясь специальными светильниками.

Экономичная люминесцентная лампа пришла на смену обычной лампе накаливания. Однако у нее, как и у всех люминесцентных ламп, есть недостатки.

Энергосберегающие лампы

Минусов у люминесцентных ламп несколько:

• такие лампы плохо работают при низких температурах, а при –10 °C и ниже начинают светить тускло;
• долгое время запуска — от нескольких секунд до нескольких минут;
• слышен низкочастотный гул от электронного балласта;
• не работают вместе со светорегуляторами;
• сравнительно дорогие;
• не любят частого включения и выключения;
• в состав лампы входят вредные ртутные соединения, поэтому она требует специальной утилизации;
• если использовать в выключателе индикаторы подсветки, данная осветительная аппаратура начинает мерцать.

Декоративный светильник с энергосберегающими лампами

Как бы ни старались производители, свет люминесцентных ламп пока не очень похож на естественный и режет глаза. Кроме энергосберегающих ламп с ПРА существует множество разновидностей без встроенного электронного балласта. Они имеют совершенно другие виды цоколя.

Компактная люминесцентная лампа без ПРА обычно используется в светильниках, оборудованных электронным балластом

Принцип свечения дуговой ртутной лампы высокого давления (ДРЛ) — дуговой разряд в парах ртути. Такие лампы обладают высокой светоотдачей — на 1 Вт приходится 50–60 лм. Запускаются при помощи ПРА. Недостатком является спектр свечения — их свет холоден и резок. Лампы ДРЛ чаще всего используются для уличного освещения в светильниках типа «кобра».

 

Дуговая ртутная лампа

Светодиодные лампы

Светодиодные лампы — этот продукт высокой технологии впервые был сконструирован в 1962 г. С той поры светодиодные лампы стали постепенно внедряться на рынок осветительной продукции. Светодиод по принципу действия — это самый обычный полупроводник, у которого часть энергии в переходе p-n сбрасывается в виде фотонов, то есть видимого света. Такие лампы имеют просто потрясающие характеристики.

Светодиодный фонарь характеризуется ярким светом и крайне низкими энергозатратами

Они десятикратно превосходят ЛОН по всем показаниям:

• долговечности,
• светоотдаче,
• экономичности,
• прочности и т. д.

Есть у них лишь одно «но» — это цена. Она приблизительно в 100 раз превосходит цену обычной лампы накаливания. Однако работа над этими необычными источниками света продолжается, и можно ожидать, что вскоре мы будем радоваться изобретению более дешевого, нежели его предшественники, образца.

Светодиодная лампа

Примечание! Ввиду необычных физических характеристик светодиодов из них можно изготавливать настоящие композиции, например в виде звездного неба на потолке комнаты. Это безопасно и не требует больших затрат энергии.

 

 

 

 

Что бы еще почитать?

remstd.ru

Декоративные лампы накаливания: виды, характеристики иприменение

Электрический свет можно использовать строго по функциональному назначению или создать с помощью винтажных элементов эффектное освещение, которое буквально преобразит интерьер комнаты. Все чаще в дизайнерских решениях по оформлению помещений используют лампы Эдисона в интерьере с интересно изогнутыми нитями, которые помещены в фигурное стекло.

Основные характеристики осветительных элементов

Изобретали первые лампы накаливания сразу в нескольких странах, над формой и наполнением светоэлементов трудились ученые и инженеры. Но именно разработка американского изобретателя Томаса Эдисона приобрела всемирную известность и дала очертания современным лампам накаливания. Сейчас эти источники света используются для создания теплого освещения в винтажном, лофт и ретро-стиле.

Декоративные лампы приобрели интересные очертания колбы, замысловато изогнутую спираль и четко имитируют старинные элементы Эдисона. Конструктивные особенности дизайнерских изделий:

1. Источником света является вольфрамовая нить. Она дает теплое освещение, придает комнате уютную атмосферу, не содержит ртутных составляющих.
2. Преимущественно производители изготавливают дизайнерские лампы под стандартный цоколь Е27, но встречаются экземпляры под цоколь Е22 и Е14.
   
3. Лампа накаливания в ретро-стиле нормально работает при номинальном напряжении в 220 В.
4. Срок эксплуатации декоративных ламп с вольфрамовой нитью варьируется в диапазоне 2500-3500 часов, но не более.
5. Температура цвета характеризуется показателем 2700 К. Это соответствует теплому желтому или белому спектру свечения.
6. Декоративная лампочка имеет мощность от 25 до 100 ватт.

Датские, бельгийские, немецкие и отечественные производители выпускают красивые ретро-лампы, при помощи которых можно организовать привлекательное мягкое освещение в жилой комнате, стильном кафе, уютном ресторане, гостиничном вестибюле. Форма стеклянных колб и количество нитей накаливания могут отличаться в зависимости от компании-производителя, но все изделия имеют общий тип конструкции и характеристики. Встречаются образцы, в колбу которых помещены до двадцати нитей одновременно. Они дают очень красивый свет.

к содержанию ↑

Варианты исполнения фигурных ламп

Современные ретро-лампы накаливания выпускают в трех основных направлениях в зависимости от источника света. Изделия выполнены по последнему слову техники и соответствуют нормам безопасности.

Какие бывают лампы по источнику света:

1. С вольфрамовой нитью накаливания. Эти изделия наиболее точно повторяют первую модель, которую в свое время разработал изобретатель Томас Эдисон. Несколько вольфрамовых нитей особенным способом закрепляют в стеклянной колбе. Фигурное стекло с причудливыми очертаниями эффектно использовать в вычурной люстре, вкрутить в стильные светильники, торшеры и бра. Особенную привлекательность придает лампе оранжевый мерцающий свет теплого спектра. Именно он задает тон уютной обстановке в комнате.
   
2. Кроме вольфрамовых источников света, в современных осветительных элементах производители используют сапфировые излучатели с продолжительным сроком службы и высокими оптическими характеристиками. Винтажные лампы Эдисона с сапфировым излучателем дают равномерный свет более высокой интенсивности, чем вольфрамовая нить. При одинаковой потребляемой мощности освещение от сапфировой лампы более яркое. Форма и размеры винтажной колбы бывают различные.
3. В традиционной стеклянной колбе и стандартном патроне выпускают светодиодные ретро-лампы. В них используют нити, набранные из отдельных светодиодных кристаллов причудливой формы. При подаче напряжения на микроскопические элементы создается имитация ретро-ламп Эдисона. Главная особенность – свет может быть теплым и холодным. В цоколь встроена микросхема управления, а свет от нитей излучается в одну сторону. Число нитей может быть различным. Благодаря светодиодной лампе Эдисона, экономно расходуется электроэнергия, и стекло колбы не перегревается.

Стильные прозрачные светильники с лампами накаливания выглядят впечатляюще. Через кристально чистое стекло просвечивается замысловато «уложенная» нить накаливания. Это создает приятный эффект мягкого ненавязчивого освещения. Особенно впечатляюще смотрится люстра в винтажном стиле с лампами накаливания, укомплектованная прозрачными плафонами и шелковыми шнурами проводки.

к содержанию ↑

Расположение нитей

Лампы Эдисона современного образца составляют конкуренцию экономичным источникам света благодаря своему уникальному дизайну. Их можно использовать как самостоятельные элементы освещения или оформлять светильники. Эффектно выглядит ретро-лампа в бра, а люстра с такими деталями заиграет новыми красками. Многое зависит от числа нитей и способа их расположения. Наиболее популярные формы вольфрамовых нитей накаливания:

• спираль;
• лист;
• елочка;
  
• петля;
• клетка;
• шпилька.

Нить хорошо видно через стекло колбы, которой тоже можно задать необычную форму. Дизайн колб может повторять контур свечи, цилиндра, шара, трубки или иметь еще более сложную конфигурацию. Использовать декоративные лампы можно в различных стилях и помещениях. Они красиво подчеркивают нестандартную обстановку кухни и коридора, холла и вестибюля, зала ресторана и барного помещения. Вариантов использования ламп достаточно много, но и стиль интерьера должен соответствовать дизайну изделий.

к содержанию ↑

Как выглядят ретро-лампы в современном интерьере

Ценность ламп накаливания, имитирующих изобретение Томаса Эдисона, заключается в дизайне. Он одновременно простой и яркий, выигрышно смотрится в различных стилях интерьера, придает обстановке некоторый налет старины, но без пафоса и излишней вычурности. Где же применить лампы Эдисона в современном интерьере?

к содержанию ↑

Стиль лофт

Модное интерьерное направление с открытой планировкой комнат и индустриальным оформлением. В таком помещении органично сочетается грубая кирпичная кладка с балками перекрытия или трубами коммуникаций. В интерьерной композиции лофт люстра с ретро-лампами накаливания будет играть роль главной скрипки и акцентировать внимание на эксклюзивном от желтого до оранжевого цвете освещения. Дополнить интерьер могут светильники с абажурами из металлической сетки. В стиле лофт допускаются грубые, но оригинальные решения.

к содержанию ↑

Винтажная эпоха

Особенностью помещений такого формата является большое количество старинных предметов и декоративных элементов. Освещение играет значительную роль при оформлении комнат в винтажном стиле. Подчеркнуть нестандартность обстановки поможет люстра ретро, составленная из нескольких ламп накаливания. Форма колб в виде свечи на ветру или витой свечи станет эффектным украшением лепного потолка, а мягкий свет выгодно подчеркнет мебель прошлой эпохи с фигурными резными ножками. На фоне нарочито потертой и выцветшей обивки мягкой мебели ретро-лампы смотрятся актуально.

к содержанию ↑

Брутальный стиль стимпанк

Этот дизайн ориентирован на исторические подробности в оформлении. Мебель под викторианскую эпоху, патинированные поверхности в коричневых тонах от янтарного цвета до мореного дуба – характерные для стимпанка особенности. Органично впишется в интерьер люстра с декоративными лампами накаливания или металлические светильники. На фоне географических карт, декоративных шестерен, таблиц, изысков научной мысли в оформлении интерьера лампы будут смотреться выигрышно и задавать нужное настроение.

к содержанию ↑

Эпатажный и все отрицающий китч

Именно в этом стиле можно пренебречь правилами, смешать краски, сочетать несочетаемое. Китч – это вызов рамкам, гармонии и вообще каким-то правилам. На фоне пестрых картин, ядовитого цвета обоев и позолоченных ангелочков настольная лампа Эдисона будет выглядеть вполне уместно. Гирлянда или пучок ламп накаливания могут придать обстановке необходимую для стиля небрежность и в то же время мягко осветить уютную зону для отдыха.

Чтобы получить комфортную обстановку, нужно правильно организовать освещение. А чтобы сделать комнату необычной, следует использовать оригинальные источники света. Дизайнерские лампы накаливания хорошо передают атмосферу, стиль и настроение, поэтому широко используются для оформления интерьеров в соответствующем стиле.

Декоративные лампы накаливания: виды, характеристики иприменение

220.guru

Строение лампы накаливания и применяемые в ней материалы

Дата публикации: 20 июня 2015.
Категория: Лампы.

Устройство и назначение основных частей ламп накаливания

Разбирая строение лампы накаливания (рисунок 1, а) мы обнаруживаем, что основной частью ее конструкции является тело накала 3, которое под действием электрического тока накаливается вплоть до появления оптического излучения. На этом собственно и основан принцип действия лампы. Крепление тела накала внутри лампы осуществляется при помощи электродов 6, обычно удерживающих его концы. Через электроды также осуществляется подвод электрического тока к телу накала, то есть они являются еще внутренними звеньями выводов. При недостаточной устойчивости тела накала, используют дополнительные держатели 4. Держатели посредством впайки устанавливают на стеклянном стержне 5, именуемым штабиком, который имеет утолщение на конце. Штабик сопряжен со сложной стеклянной деталью – ножкой. Ножка, она изображена на рисунке 1, б, состоит из электродов 6, тарелочки 9, и штенгеля 10, представляющего собой полую трубочку через которую откачивается воздух из колбы лампы. Общее соединение между собой промежуточных выводов 8, штабика, тарелочки и штенгеля образует лопатку 7. Соединение производится путем расплавления стеклянных деталей, в процессе чего проделывается откачное отверстие 14 соединяющее внутреннюю полость откачной трубки с внутренней полостью колбы лампы. Для подвода электрического тока к нити накала через электроды 6 применяют промежуточные 8 и внешние выводы 11, соединяемые между собой электросваркой.

Рисунок 1. Устройство электрической лампы накаливания (а) и ее ножки (б)

Для изоляции тела накала, а также других частей лампочки от внешней среды, применяется стеклянная колба 1. Воздух из внутренней полости колбы откачивается, а вместо него закачивается инертный газ или смесь газов 2, после чего конец штенгеля нагревается и запаивается.

Для подвода к лампе электрического тока и ее крепления в электрическом патроне лампа оборудуется цоколем 13, крепление которого к горлу колбы 1 осуществляется при помощи цоколевочной мастики. На соответствующие места цоколя припаивают выводы лампы 12.

От того как расположено тело накала и какой оно формы зависит светораспределение лампы. Но касается это только ламп с прозрачными колбами. Если представить, что нить накала представляет собой равнояркий цилиндр и спроецировать исходящий от нее свет на плоскость перпендикулярную наибольшей поверхности светящей нити или спирали, то на ней окажется максимальная сила света. Поэтому для создания нужных направлений сил света, в различных конструкциях ламп, нитям накала придают определенную форму. Примеры форм нитей накала приведены на рисунке 2. Прямая неспирализированная нить в современных лампах накаливания почти не применяется. Связано это с тем, что с увеличением диаметра тела накала уменьшаются потери тепла через газ наполняющий лампу.

Рисунок 2. Конструкция тела накала:
а – высоковольтной проекционной лампы; б – низковольтной проекционной лампы; в – обеспечивающая получение равнояркого диска

Большое количество тел накала подразделяют на две группы. Первая группа включает в себя тела накала, применяемые в лампах общего назначения, конструкция которых изначально задумывалась как источник излучения с равномерным распределением силы света. Целью конструирования таких ламп является получение максимальной световой отдачи, что достигается путем уменьшения числа держателей, через которые происходит охлаждение нити. Ко второй группе относят так называемые плоские тела накала, которые выполняют либо в виде параллельно расположенных спиралей (в мощных высоковольтных лампах), либо в виде плоских спиралей (в маломощных лампах низкого напряжения). Первая конструкция выполняется с большим числом молибденовых держателей, которые крепятся специальными керамическими мостиками. Длинная нить накала размещается в виде корзиночки, тем самым достигается большая габаритная яркость. В лампах накаливания, предназначенных для оптических систем, тела накала должны быть компактными. Для этого тело накала свертывают в дужку, двойную или тройную спираль. На рисунке 3 приведены кривые силы света, создаваемые телами накала различных конструкций.

Рисунок 3. Кривые силы света ламп накаливания с различными телами накала:
а – в плоскости, перпендикулярной оси лампы; б – в плоскости, проходящей через ось лампы; 1 – кольцевая спираль; 2 – прямая биспираль; 3 – спираль, расположенная по поверхности цилиндра

Требуемые кривые силы света ламп накаливания можно получить применением специальных колб с отражающими или рассеивающими покрытиями. Использование отражающих покрытий на колбе соответствующей формы позволяет иметь значительное разнообразие кривых силы света. Лампы с отражающими покрытиями называют зеркальными (рисунок 4). При необходимости обеспечить особо точное светораспределение в зеркальных лампах применяют колбы, изготовленные методом прессования. Такие лампы называются лампами-фарами. В некоторых конструкциях ламп накаливания имеются встроенные в колбы металлические отражатели.

Рисунок 4. Зеркальные лампы накаливания

Применяемые в лампах накаливания материалы

Металлы

Основным элементом ламп накаливания является тело накала. Для изготовления тела накала наиболее целесообразно применять металлы и другие материалы с электронной проводимостью. При этом пропусканием электрического тока тело будет накаливаться до требуемой температуры. Материал тела накала должен удовлетворять ряду требований: иметь высокую температуру плавления, пластичность, позволяющую тянуть проволоку различного диаметра, в том числе весьма малого, низкую скорость испарения при рабочих температурах, обуславливающую получение высокого срока службы, и тому подобных. В таблице 1 приведены температуры плавления тугоплавких металлов. Наиболее тугоплавким металлом является вольфрам, что наряду с высокой пластичностью и низкой скоростью испарения обеспечило его широкое использование в качестве тела накала ламп накаливания.

Таблица 1

Температура плавления металлов и их соединений

Металлы	T, °С	Карбиды и их смеси	T, °С	Нитриды	T, °С	Бориды	T, °С
Вольфрам Рений Тантал Осмий Молибден Ниобий Иридий Цирконий Платина	3410 3180 3014 3050 2620 2470 2410 1825 1769	4TaC + + HiC 4TaC + + ZrC HfC TaC ZrC NbC TiC WC W2C MoC VnC ScC SiC	3927 3927 3887 3877 3527 3427 3127 2867 2857 2687 2557 2377 2267	TaC + + TaN HfN TiC + + TiN TaN ZrN TiN BN	3373 3307 3227 3087 2977 2927 2727	HfB ZrB WB	3067 2987 2927

Скорость испарения вольфрама при температурах 2870 и 3270°С составляет 8,41×10^-10 и 9,95×10^-8 кг/(см²×с).

Из других материалов перспективным можно считать рений, температура плавления которого немного ниже, чем у вольфрама. Рений хорошо поддается механической обработке в нагретом состоянии, стоек к окислению, имеет меньшую скорость испарения, чем вольфрам. Имеются зарубежные публикации о получении ламп с вольфрамовой нитью с добавками рения, а также покрытия нити слоем рения. Из неметаллических соединений интерес представляет карбид тантала, скорость испарения которого на 20 – 30% ниже, чем у вольфрама. Препятствием к использованию карбидов, в частности карбида тантала, является их хрупкость.

В таблице 2 приведены основные физические свойства идеального тела накала, изготовленного из вольфрама.

Таблица 2

Основные физические свойства вольфрамовой нити

Температура, К	Скорость испарения, кг/(м²×с)	Удельное электрическое сопротивление, 10-6 Ом×см	Яркость кд/м²	Световая отдача, лм/Вт	Цветовая температура, К
1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400	5,32 × 10-35 2,51 × 10-23 8,81 × 10-17 1,24 × 10-12 8,41 × 10-10 9,95 × 10-8 3,47 × 10-6	24,93 37,19 50,05 63,48 77,49 92,04 107,02	0,0012 1,04 51,2 640 3640 13260 36000	0,0007 0,09 1,19 5,52 14,34 27,25 43,20	1005 1418 1823 2238 2660 3092 3522

Важным свойством вольфрама является возможность получения его сплавов. Детали из них сохраняют устойчивую форму при высокой температуре. При нагреве вольфрамовой проволоки, в процессе термической обработки тела накала и последующих нагревах происходит изменение ее внутренней структуры, называемое термической рекристаллизацией. В зависимости от характера рекристаллизации тело накала может иметь большую или меньшую формоустойчивость. Влияние на характер рекристаллизации оказывают примеси и присадки, добавляемые в вольфрам в процессе его изготовления.

Добавка к вольфраму окиси тория ThO₂ замедляет процесс его рекристаллизации и обеспечивает мелкокристаллическую структуру. Такой вольфрам является прочным при механических сотрясениях, однако он сильно провисает и поэтому не пригоден для изготовления тел накала в виде спиралей. Вольфрам с повышенным содержанием окиси тория используется для изготовления катодов газоразрядных ламп из-за его высокой эмиссионной способности.

Для изготовления спиралей применяют вольфрам с присадкой оксида кремния SiO₂ вместе со щелочными металлами – калием и натрием, а также вольфрам, содержащий, кроме указанных, присадку оксида алюминия Al₂O₃. Последний дает наилучшие результаты при изготовлении биспиралей.

Электроды большинства ламп накаливания выполняют из чистого никеля. Выбор обусловлен хорошими вакуумными свойствами этого металла, выделяющего сорбированные в нем газы, высокими токопроводящими свойствами и свариваемостью с вольфрамом и другими материалами. Ковкость никеля позволяет заменять сварку с вольфрамом обжатием, обеспечивающим хорошую электро- и теплопроводность. В вакуумных лампах накаливания вместо никеля используют медь.

Держатели изготавливают как правило, из молибденовой проволоки, сохраняющей упругость при высокой температуре. Это позволяет поддерживать тело накала в растянутом состоянии даже после его расширения в результате нагрева. Молибден имеет температуру плавления 2890 К и температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), в интервале от 300 до 800 К равный 55 × 10^-7 К^-1. Из молибдена делают также вводы в тугоплавкие стекла.

Выводы ламп накаливания изготавливают из медной проволоки, которую приваривают торцевой сваркой к вводам. У ламп накаливания малой мощности отдельные выводы отсутствуют, их роль выполняют удлиненные вводы, изготовленные из платинита. Для припаивания выводов к цоколю применяют оловянно-свинцовый припой марки ПОС-40.

Стекла

Штабики, тарелочки, штенгели, колбы и другие стеклянные детали, применяемые в одной и той же лампе накаливания, изготовляют из силикатного стекла с одинаковым температурным коэффициентом линейного расширения, что необходимо для обеспечения герметичности мест сварки этих деталей. Значения температурного коэффициента линейного расширения ламповых стекол должны обеспечивать получение согласованных спаев с металлами, используемыми для изготовления вводов. Наибольшее распространение получило стекло марки СЛ96-1 со значением температурного коэффициента, равным 96 × 10^-7 К^-1. Это стекло может работать при температурах от 200 до 473 К.

Одним из важных параметров стекла является интервал температур, в пределах которого оно сохраняет свариваемость. Для обеспечения свариваемости некоторые детали изготовляют из стекла марки СЛ93-1, отличающегося от стекла марки СЛ96-1 химическим составом и более широким интервалом температур, в котором оно сохраняет свариваемость. Стекло марки СЛ93-1 отличается повышенным содержанием окиси свинца. При необходимости уменьшения размеров колб применяют более тугоплавкие стекла (например, марки СЛ40-1), температурный коэффициент которых составляет 40 × 10^-7 К^-1. Эти стекла могут работать при температурах от 200 до 523 К. Наиболее высокую рабочую температуру имеет кварцевое стекло марки СЛ5-1, лампы накаливания из которого могут работать при 1000 К и более в течение нескольких сотен часов (температурный коэффициент линейного расширения кварцевого стекла 5,4 × 10^-7 К^-1). Стекла перечисленных марок прозрачны для оптического излучения в интервале длинн волн от 300 нм до 2,5 – 3 мкм. Пропускание кварцевого стекла начинается от 220 нм.

Вводы

Вводы изготовляют из материала, который наряду с хорошей электропроводностью должен иметь тепловой коэффициент линейного расширения, обеспечивающий получение согласованных спаев с применяемыми для изготовления ламп накаливания стеклами. Согласованными называют спаи материалов, значения теплового коэффициента линейного расширения которых во всем интервале температур, то есть от минимальной до температуры отжига стекла, отличаются не более чем на 10 – 15%. При впае металла в стекло лучше, если тепловой коэффициент линейного расширения металла несколько ниже, чем у стекла. Тогда при остывании впая стекло обжимает металл. При отсутствии металла, обладающего требуемым значением теплового коэффициента линейного расширения, приходится изготовлять не согласованные впаи. В этом случае вакуумно-плотное соединение металла со стеклом во всем диапазоне температур, а также механическая прочность впая обеспечиваются специальной конструкцией.

Согласованный спай со стеклом марки СЛ96-1 получают при использовании платиновых вводов. Дороговизна этого металла привела к необходимости разработки заменителя, получившего название «платинит». Платинит представляет собой проволоку из железоникелевого сплава с температурным коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у стекла. При наложении на такую проволоку слоя меди можно получить хорошо проводящую биметаллическую проволоку с большим температурным коэффициентом линейного расширения, зависящим от толщины слоя наложенного слоя меди и теплового коэффициента линейного расширения исходной проволоки. Очевидно, что такой способ согласования температурных коэффициентов линейного расширения позволяет осуществлять согласование в основном по диаметральному расширению, оставляя несогласованным температурный коэффициент продольного расширения. Для обеспечения лучшей вакуумной плотности спаев стекла марки СЛ96-1 с платинитом и усиления смачиваемости поверх слоя меди, окисленного по поверхности до закиси меди, проволока покрывается слоем буры (натриевая соль борной кислоты). Достаточно прочные впаи обеспечиваются при использовании платиновой проволоки диаметром до 0,8 мм.

Вакуумно-плотный впай в стекло СЛ40-1 получают при использовании молибденовой проволоки. Эта пара дает более согласованный впай, чем стекло марки СЛ96-1 с платинитом. Ограниченное применение этого впая связано с дороговизной исходных материалов.

Для получения вакуумно-плотных вводов в кварцевое стекло необходимы металлы с весьма малым тепловым коэффициентом линейного расширения, которых не существует. Поэтому необходимый результат получаю благодаря конструкции ввода. В качестве металла используют молибден, отличающийся хорошей смачиваемостью кварцевым стеклом. Для ламп накаливания в кварцевых колбах применяют простые фольговые вводы.

Газы

Наполнение ламп накаливания газом позволяет повысить рабочую температуру тела накала без уменьшения срока службы из-за снижения скорости распыления вольфрама в газовой среде по сравнению с распылением в вакууме. Скорость распыления снижается с ростом молекулярной массы и давления наполняющего газа. Давление наполняющих газов составляет около 8 × 104 Па. Какой газ для этого использовать?

Использование газовой среды приводит к появлению тепловых потерь из-за теплопроводности через газ и конвекции. Для снижения потерь выгодно заполнять лампы тяжелыми инертными газами или их смесями. К таким газам относятся получаемые из воздуха азот, аргон, криптон и ксенон. В таблице 3 приведены основные параметры инертных газов. Азот в чистом виде не применяют из-за больших потерь, связанных с его относительно высокой теплопроводностью.

Таблица 3

Основные параметры инертных газов

Газ	Молекулярная масса	Потенциал ионизации, В	Теплопроводность, 10-2 Вт/(м×К)
Водород Аргон Криптон Ксенон	28,01 39,94 83,70 131,30	15,80 15,69 13,94 12,08	2,38 1,62 0,80 0,50

Источник: Афанасьева Е. И., Скобелев В. М., «Источники света и пускорегулирующая аппаратура: Учебник для техникумов», 2-е издание переработанное – Москва: Энергоатомиздат, 1986 – 272с.

artillum.ru

Лампы освещения — какие бывают лампы и лампочки

Базовые понятия электрики Инструменты электрика Электроинструменты электрика Техника безопасности Помощь при поражении током Защита от электрического тока Кабели, провода и шнуры Характеристики составляющих проводов Маркировка кабельной продукции Виды кабелей, проводов и шнуров Сопутствующие изделия Способы соединения проводов Электромонтажные изделия Изделия для прокладки кабеля Электромонтажные коробки Розетки и выключатели Осветительная аппаратура Трансформаторы Автоматические выключатели Предохранители Ящики и боксы под автоматы Электрические счетчики Монтаж кабеля Выбор проводов Составление схемы электропроводки Монтаж скрытой проводки Штробление стен Скрытая прокладка проводки в трубах Скрытая прокладка кабеля в перегородках, полах и потолках Монтаж открытой электропроводки Прокладка кабеля сквозь стены, дверные проемы и оконные рамы Монтаж розеток, выключателей и распределительных коробок Освещение Виды светильников Основные правила освещения Монтаж освещения в квартире или ч. доме Галогенные лампы с трансформатором Монтаж уличного освещения Дизайнерские ухищрения в освещении Монтаж распределительных (ЩЭ) щитков Заземление Заземление в многоэтажном доме Система уравнивания потенциалов Электричество в частном доме Трехфазные и однофазные сети Ввод электроэнергии в частный дом Подключение к линии электропередачи Заземление в частном доме Защита от молний в частном доме Система уравнивания потенциалов Применение стабилизаторов Монтаж электрики на открытом воздухе Система «Умный дом» Ремонт электропроводки Отключение электроэнергии во всей квартире (доме) Срабатывание УЗО Приложения

Среди всех электроустановочных и электромонтажных изделий осветительная аппаратура имеет наиболее богатый ассортимент. Это происходит потому, что элементы освещения несут в себе не только сугубо технические характеристики, но и элементы дизайна. Возможности современных ламп и светильников, их конструкторское разнообразие настолько велики, что немудрено растеряться (рис. 5.66). Например, существует целый класс светильников, предназначенных исключительно для гипсокартонных потолков. Многочисленные виды ламп имеют различную природу света и эксплуатируются в неодинаковых условиях. Чтобы разобраться, какого типа лампа должна стоять в том или ином месте и каковы условия ее подключения, необходимо вкратце изучить основные виды осветительной аппаратуры. У всех ламп есть одна общая часть: цоколь, при помощи которого они соединяются с проводами освещения. Это касается тех ламп, в которых есть цоколь с резьбой для крепления в патроне. Размеры цоколя и патрона имеют строгую классификацию. Необходимо знать, что в бытовых условиях применяют лампы с 3 видами цоколей: маленьким, средним и большим. На техническом языке это означает Е14, Е27 и Е40. Цоколь, или патрон, Е14 часто называют «миньон» (в пер. с фр. — «маленький»). Самый распространенный размер — Е27 (рис. 5.67). Е40 используют при уличном освещении. Лампы этой маркировки имеют мощность 300, 500 и 1000 Вт. Цифры в названии обозначают диаметр цоколя в миллиметрах. Рис. 5.67. Лампа накаливания с подвесным патроном и цоколем Е27 Помимо цоколей, которые вкручиваются в патрон при помощи резьбы, есть и другие виды. Они штырькового типа и называются G-цоколями. Используются в компактных люминесцентных и галогенных лампах для экономии места. При помощи 2 или 4 штырьков лампа крепится в гнезде светильника (рис. 5.68). Таблица 5.8. Светоотдача ламп разных типов Тип лампы Светоотдача, лм/Вт Стандартная лампа накаливания 7-17 Криптоновая 8-19 Галогенная 14-30 Ртутная 40-60 Люминесцентная 40-90 Компактная люминесцентная 40-90 Натриевая 90-150 Видов G-цоколей много. Основные из них: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 и R7s-7. На светильниках и лампах всегда указывается информация о цоколе. При выборе лампы необходимо сравнивать эти данные. Мощность — одна из важнейших характеристик лампы. На баллоне или цоколе производитель всегда указывает мощность, от которой зависит светимость лампы. Это не уровень света, который она излучает. В лампах различной природы света мощность имеет совершенно несхожее значение. Например, энергосберегающая при указанной мощности 5 Вт будет светить не хуже лампы накаливания в 60 Вт. То же касается и люминесцентных ламп. Светимость лампы исчисляется в люменах. Как правило, это не указывается, так что при выборе лампы необходимо ориентироваться на советы продавцов или заглядывать в табл. 5.8. Светоотдача обозначает, что на 1 Вт мощности лампа дает столько-то люмен света. Из таблицы видно, что энергосберегающая компактная люминесцентная лампа в 4-9 раз экономичнее, нежели накаливания. Можно легко подсчитать, что стандартная лампа в 60 Вт дает примерно 600 лм, тогда как компактная имеет такое же значение при мощности 10-11 Вт. Настолько же она будет экономичнее по энергопотреблению. Лампа накаливания (JIOH) самый первый источник электрического света, который появился в домашнем обиходе. Она была изобретена еще в середине 19 в., и хотя с того времени претерпела немало реконструкций, сущность осталась без изменений. Любая ЛОН состоит из вакуумного стеклянного баллона, цоколя, на котором располагаются контакты и предохранитель, и нити накаливания, излучающей свет рис. 5.69). Спираль накаливания сделана из вольфрамовых сплавов, которые легко выдерживают рабочую температуру горения +3200 °С (рис. 5.70). Чтобы нить мгновенно не перегорела, в современных лампах накачивают в баллон какойнибудь инертный газ, например аргон. Принцип работы лампы очень прост. При пропускании тока через проводник малого сечения и низкой проводимости часть энергии уходит на разогрев спирали-проводника, отчего тот начинает светиться в видимом свете. Несмотря на столь простое устройство, видов ЛОН существует огромное множество. Они различаются по форме и размерам (рис. 5.71). Декоративные лампы (свечи): баллон имеет вытянутую форму, стилизованную под обычную свечу (рис. 5.72). Как правило, используются в небольших светильниках и бра. Окрашенные лампы: стекла баллонов имеют различный цвет с декоративными целями. Зеркальными лампами называют лампы, часть стеклянного баллона которых покрыта отражающим составом для направления света компактным пучком. Такие лампы чаще всего используют в потолочных светильниках, чтобы направлять свет вниз, не освещая потолка. Лампы местного освещения работают под напряжением 12, 24 и 36 В. Они потребляют немного энергии, но и освещение соответствующее. Применяются в ручных фонарях, аварийном освещении и т. д. ЛОН по-прежнему остаются в первых рядах источника света, несмотря на некоторые недостатки. Их минусом является очень низкий КПД — не более 2-3 % от потребляемой энергии. Все остальное уходит в тепло. Второй минус заключается в том, что ЛОН небезопасны с противопожарной точки зрения. Например, обычная газета, если ее положить на лампочку в 100 Вт, вспыхивает примерно через 20 мин. Надо ли говорить, что в некоторых местах ЛОН нельзя эксплуатировать, например в маленьких абажурах из пластика или дерева. Кроме того, такие лампы недолговечны. Срок службы ЛОН составляет примерно 500-1000 ч. К числу плюсов можно отнести дешевизну и простоту монтажа. ЛОН не требуют каких-либо дополнительных устройств для работы, подобно люминесцентным. Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними — это газовый состав в баллоне (рис. 5.73). Рис. 573. Галогенная лампа с обычным цоколем В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама. Именно поэтому лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2-3 раза. Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя — лампа перегорит очень быстро. Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения (рис. 5.74 и 5.75). Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях. Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие (рис. 5.76-5.77).     К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Если оно «играет», лучше приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока. Принцип работы люминесцентных ламп серьезно отличается от ЛОН. Вместо вольфрамовой нити в стеклянной колбе такой лампы горят пары ртути под воздействием электрического тока (рис. 5.78). Свет газового разряда практически невидим, поскольку излучается в ультрафиолете. Последний заставляет светиться люминофор, которым покрыты стенки трубки. Этот свет мы и видим. Внешне и по способу соединения люминесцентные лампы также сильно отличаются от ЛОН. Вместо резьбового патрона с обеих сторон трубки есть два штырька, закрепляющихся следующим образом: их надо вставить в специальный патрон и повернуть в нем (рис. 5.79). Люминесцентные лампы имеют низкую рабочую температуру. К их поверхности можно без опаски прислонять ладонь, поэтому они устанавливаются где угодно. Большая поверхность свечения создает ровный рассеянный свет. Именно поэтому их иногда называют лампами дневного света (рис. 5.80). Кроме того, варьируя состав люминофора, можно изменять цвет светового излучения, делая его более приемлемым для человеческих глаз. По сроку службы люминесцентные лампы превосходят лампы накаливания почти в 10 раз. Рис. 5.80. Светильник с люминесцентными лампами Минусом таких ламп является невозможность прямого подключения к электросети. Нельзя просто накинуть 2 провода на торцы лампы и воткнуть вилку в розетку. Для ее включения используются специальные балласты. Связано это с физической природой свечения ламп. Наряду с электронными балластами используются стартеры, которые как бы поджигают лампу в момент включения (рис. 5.81). Большинство светильников под люминесцентные лампы оборудованы встроенными механизмами свечения наподобие электронных пускорегулирующих аппаратов (ПРА) или дросселями. Маркировка люминесцентных ламп не похожа на простые обозначения ЛОН, имеющие только показатель мощности в ваттах. Для рассматриваемых ламп она следующая: — Л Б — белый свет; — ЛД — дневной свет; — ЛЕ — естественный свет; — ЛХБ — холодный свет; — ЛТБ — теплый свет. Цифры, идущие за буквенной маркировкой, обозначают: первая цифра — степень цветопередачи, вторая и третья — температуру свечения. Чем выше степень цветопередачи, тем более естественно освещение для человеческого глаза. Рассмотрим пример, относящийся к температуре свечения: лампа с маркировкой Л Б840 означает, что эта температура равна 4000 К, цвет белый, дневной. Следующие значения расшифровывают маркировку ламп: 2700 К — сверхтеплый белый, 3000 К — теплый белый, 4000 К — естественный белый или белый, более 5000 К — холодный белый (дневной). В последнее время появление на рынке компактных люминесцентных энергосберегающих ламп произвело настоящую революцию в светотехнике (рис, 5.82). Рис. 5.82. Компактная люминесцентная энергосберегающая лампа с ПРА Были устранены главные недостатки люминесцентных ламп — их громоздкие размеры и невозможность использовать обычные нарезные патроны. ПРА были вмонтированы в ламповый цоколь, а длинная трубка свернулась в компактную спираль. Теперь разнообразие видов энергосберегающих ламп очень велико. Они различаются не только по своей мощности, но и по форме разрядных трубок (рис. 5.83). Плюсы такой лампы очевидны: нет нужды устанавливать электронный балласт для запуска, пользуясь специальными светильниками (рис. 5.84). Экономичная люминесцентная лампа пришла на смену обычной ЛОН. Однако у нее, как и у всех люминесцентных ламп, есть недостатки. Минусов несколько: — такие лампы плохо работают при низких температурах, а при -10 °С и ниже начинают светить тускло; — долгое время запуска — от нескольких секунд до нескольких минут; — слышен низкочастотный гул от электронного балласта; — не работают вместе со светорегуляторами; — сравнительно дорогие; — не любят частого включения и выключения; — в состав лампы входят вредные ртутные соединения, поэтому она требует специальной утилизации; — если использовать в выключателе индикаторы подсветки, данная осветительная аппаратура начинает мерцать. Как бы ни старались производители, свет люминесцентных ламп пока не очень похож на естественный и режет глаза. Кроме энергосберегающих ламп с ПРА существует множество разновидностей без встроенного электронного балласта. Они имеют совершенно другие виды цоколя (рис. 5.85). Рис. 5.85. Компактная люминесцентная лампа без ПРА обычно используется в светильниках, оборудованных электронным балластом Принцип свечения дуговой ртутной лампы высокого давления (ДРЛ) — дуговой разряд в парах ртути (рис. 5.86). Такие лампы обладают высокой свето отдачей — на 1 Вт приходится 50-60 лм. Запускаются при помощи ПРА. Недостатком является спектр свече ния — их свет холоден и резок. Лампы ДРЛ чаще всего использу ются для уличного освещения в светиль никах типа «кобра» (рис. 5.87). Рис. 5.84. Декоративный светильник с энергосберегающими лампами Рис. 5.86. Лампа ДРЛ Светодиодные лампы — этот продукт высокой технологии впервые был скон струирован в 1962 г. С той поры светодиодные лампы стали постепенно внедряться на рынок осветительной продукции (рис. 5.88). Рис. 5.87. Уличный светильник типа «кобра», ПРА встроенный Рис. 5.88. Светодиодный фонарь характеризуется ярким светом и крайне низкими энергозатратами Светодиод по принципу действия это самый обычный полупроводник, у которого часть энергии в переходе р-n сбрасывается в виде фотонов, то есть видимого света. Такие лампы имеют просто потрясающие характеристики. Они десятикратно превосходят ЛОН по всем показаниям: долговечности, светоотдаче, экономичности, прочности и т. д. (рис. 5.89). Рис. 5.89. Светодиодная лампа Есть у них лишь одно «но» — это цена. Она приблизительно в 100 раз превосходит цену обычной лампы накаливания. Однако работа над этими необычными источниками света продолжается, и можно ожидать, что вскоре мы будем радоваться изобретению более дешевого, нежели его предшественники, образца ПРИМЕЧАНИЕ! Ввиду необычных физических характеристик светодиодов из них можно изготавливать настоящие композиции, например в виде звездного неба на потолке комнаты. Это безопасно и не требует больших затрат энергии.

delo-elektrika.ru

Какие лампы лучше?

Магазины полны самых разнообразных типов ламп, значительно отличающихся друг от друга, не только по дизайну но и по цене. 

Какие лампы лучше? 

Какие лампы сэкономит вам больше всего энергии — и деньги? 

Какой тип ламп самый безопасный?

В данной статье, я решил провести сравнение различных типов ламп, чтобы ответить на эти вопросы.

Для начала давайте проведем сравнение различных ламп (накаливания,  люминесцентных, галогенных, светодиодных) и сравним их достоинства и недостатки.

Лампы накаливания

Лампы накаливания являются наиболее распространенными в мире, и в нашей стране. С начала прошлого века и до конца 80-х годов, лампы накаливания с вольфрамовой нитью была практически единственным доступным источником электрического освещения.

Лампы накаливания самые безопасные для зрения, особенно у детей! Однако самые «прожорливые» — потребляют очень много электроэнергии.

Принцип работы лампы основан на нагревании проводника (нити вольфрама) при протекании через него электрического тока. Вольфрам нагревается до высокой температуры (2800K или 2527 ° C), который излучает в видимом спектре для человеческого глаза свет. Но следует знать, что основная часть питающей нить накала электроэнергии превращается не в свет, а в тепло. В свет преобразуется всего 5-15% световой энергии. Это является одним из основных недостатков этой технологии. 

Световая отдача и срок службы определяются температурой спирали. При повышении температуры спирали возрастает яркость, но вместе с тем и сокращается срок службы из-за сублимации вольфрама.

Сублимация вольфрама

Нить вольфрама нагревается до высокой температуры. Это приводит к сублимации (переход вещества из твёрдого состояния в газообразное) вольфрама и уменьшения толщины нити жизни. Кроме того, образующийся газ, будет осаждаться на стенках колбы, тем самым делая ее менее прозрачной и уменьшая светоотдачу.

Преимущества обычных ламп накаливания:

• Низкая цена
• Нет риска для здоровья
• Мгновенное зажигание
• Можно утилизировать вместе с бытовыми отходами
• Хорошая цветопередача

Недостатки обычных ламп накаливания:

• Ограниченный срок (1000 часов)
• Низкая мощность светового потока  (от 10 до 15 лм / Вт)
• Светоотдача уменьшается с течением времени
• Опасность ожогов при прикосновении к работающей лампе

 

Галогенные лампы

Современный вариант ламп накаливания. Как и у обычных ламп основа «галогенок», это  вольфрамовая нить, которая нагревается до высокой температуры, чтобы излучать в видимом спектре свет. Тем не менее, содержание  газов галогенов (как правило, йод или бромид),  в колбе лампы, будет препятствовать сублимации нити, что  позволяет значительно увеличить срок службы (примерно в 2 раза больше, чем у обычной лампы накаливания).

Преимущества галогенных ламп:

• Нет риска для здоровья
• Можно утилизировать вместе с бытовыми отходами
• Мгновенное зажигание
• Мощность светового потока на 30% выше, чем у обычной лампы накаливания ( галогенная лампа — 70Вт освещает как обычная лампа накаливания — 100Вт)
• Хорошая цветопередача

Недостатки галогенных ламп:

• Ограниченный срок (2000ч)
• Опасность ожога из-за высокой температуры колбы

 

Компактные люминесцентные лампы

Вырабатывают свет по такому же принципу, что и обычные люминесцентные лампы. В цилиндрическую трубку с электродами, закачаны пары ртути, которые излучают ультрафиолетовые лучи, под действием электрического разряда. Нанесенный на внутренние стенки люминофор преобразуют ультрафиолетовое излучение в видимый свет.

Риск отравления ртутью

Люминесцентные лампы содержат пары ртути, от 1 до 30 мг (3-5мг в стандартных компактных люминесцентных лампах). Ртуть не опасна, когда он находится внутри колбы. Тем не менее, в случае, когда она деформируется или бьется, необходимо принять некоторые меры предосторожности.

Электромагнитные волны

Люминесцентная лампа производит значительное количество электромагнитных волн, при запуске. Таким образом, рекомендуется быть более чем 1-2 метра от лампы при запуске и не ближе 30 см в процессе работы лампы. Рекомендуется не размещать такие типы ламп возле спальных мест.

УФ-излучение

Эти лампочки производят ультрафиолетовые лучи, которые являются вредными для здоровья (рака кожи) и зрения (ожог сетчатки глаза), особенно для детей. Тем не менее, следует понимать, что флуоресцентный порошок находящейся в лампе играет роль преобразования УФ-излучения, генерируемое при ионизации газа, в видимый свет. УФ-лучи поглощаются почти полностью и риск для здоровья УФ-излучения является весьма ограниченным.

Преимущества компактных люминесцентных ламп

• Цена относительно разумна по сравнению с производительностью
• Довольно продолжительный срок службы (8000ч в среднем)
• Высокая светоотдача 70lm / Вт или 5 раз больше, чем у лампы накаливания

Недостатки  люминесцентных ламп

• Цветопередача хуже, чем у лампы накаливания
• Время прогрева от нескольких секунд до нескольких минут (особенно в старых моделях)
• Опасность отравления ртутью (в случае разбития лампы)
• Подлежит обязательной утилизации. Выбрасывать вместе с бытовым мусором не допустимо.
• Не совместимы с обычным регулятором освещения.
• Производство электромагнитных волн не подходит для использования рядом с пользователем (настольная лампа, лампа возле кровати, и т.д.)
• Опасность ожога (70 ° С)

 

Светодиодные лампы

LED (Light Emitting Diode)  —  полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Риск для зрения

Светодиодные лампы представляют определенные риски для здоровья, которые может вызвать прямое (открытое) LED освещение. Некоторые светодиоды производят немного голубоватый свет, это может ухудшить зрение, особенно у маленьких детей.

Преимущества светодиодных ламп

• Очень долгий срок службы
• Очень хорошая светоотдача (примерно в 6 раз больше, чем у обычной лампы накаливания)
• Низкая температура лампы

Недостатки светодиодных ламп

• Высокая цена
• Риск для зрения, особенно у маленьких детей

 

Какие лампы сэкономит вам больше всего энергии — и деньги? 

Для оценки эффективности использования энергии в электрических лампочках, необходимо учитывать несколько значений:

• Люмен (Лм) Это единица измерения мощности светового потока. Иногда указывается на упаковке лампы.
• Ватт (Вт) Единица измерения количества потребляемой электрической энергии (мощность лампы). Чем выше мощность, тем больше лампа потребляет электроэнергии.
• Кандела (Кд) Определяет освещенность, или силу светового потока, испускаемого в одном направлении.
• Индекс цветопередачи (IRC) Это способность лампы передавать естественный цвет окружающих предметов. Коэффициент передачи от 0 до 100. Самые лучшие показатели у ламп накаливания и галогенных ламп (более 90). Хуже у люминесцентных и светодиодных (60-90) Для жилых помещений рекомендуется показатель 80-100

Учитывая  соотношения значений Лм и Вт, мы можем сравнить эффективность различных ламп. Чем больше значение Лм на 1 Вт, тем эффективность лампы выше. Чем выше эффективность лампы, тем ниже денежные затраты за потребление электроэнергии.

Теоретически, идеальный световой поток может достигать 1W = 683 лм (при 555nm).

Для электрического освещения имеем:

1. Светодиодные лампы — до 220 Лм/Вт. У современных светодиодных ламп на данный момент варьируется  от 80 до 150 Лм на 1 Вт.
2. Компактные люминесцентные лампы — 40-100 Лм/Вт
3. Галогенные лампы — 10-40 Лм/Вт
4. Обычные лампы накаливания — 7-14 Лм/Вт
5. Пламя свечи (для сравнения) — от 0,2 до 0,4 Лм/Вт

С помощью данного  анализа, мы видим, что все виды ламп являются экономически эффективными по сравнению с традиционными лампами накаливания  несмотря на более высокую цену.

electroshaman.by