Галогеновые лампы

Галогенные лампы относятся к группе источников света с нитью накаливания. Однако такие источники света отличаются широким ассортиментом и более продолжительным сроком эксплуатации. Несмотря на наличие в продаже более продвинутых лампочек (светодиодные, люминесцентные), галогенные устройства по-прежнему пользуются популярностью.

Устройство и принцип действия

Начинка галогенных лампочек во многом напоминает нити накаливания: та же стеклянная колба, тело накала и цоколь. Однако эти источники света имеют в своем составе йод и бром.

Проходя через тело накала, ток разогревает вольфрамовую спираль, что приводит к свечению. Вследствие высокой температуры происходит высвобождение вольфрамовых атомов, вступающих во взаимодействие с галогенами (йодом и бромом). Реакция препятствует осаживанию металлических элементов на внутренних стенках осветительного устройства, что позволяет существенно увеличить срок эксплуатации лампочки.

Таким образом, принцип работы галогенной лампочки базируется на использовании вольфрамово-галогенного цикла:

1. Испарение вольфрама.
2. Перенос частиц посредством диффузии или конвекции на участки с меньшей температурой.
3. Появление устойчивых молекул соединений вольфрама и галогенов.
4. Транспортировка появившихся молекул на участки с высокими температурами — к нагретой вольфрамовой спирали.
5. Разложение молекул в результате воздействия повышенной температуры и выделение вольфрамовых атомов на поверхность тела свечения.

Описанные выше процессы уменьшают влияние двух ключевых недостатков стандартных лампочек накаливания:

1. Тело колбы не темнеет, так как испарившиеся вольфрамовые частицы снова уходят на нить накаливания.
2. Происходит регенерация тела свечения, что увеличивает эксплуатационный срок лампочки.

В то же время вольфрамово-галогенный цикл не лишен недостатков:

1. Реакции, где применяется йод, невыполнимы без кислородной среды. Так как в качестве наполнителей используются соединения водорода (йодистый метил и метилен), то в колбе осуществляется водяной цикл, ускоряющий разрушительные процессы в нити накала.
2. Йод не позволяет полностью регенерировать нить, поскольку возвращение вольфрамовых атомов происходит в хаотическом порядке. При этом самые перегретые участки тела свечения не восстанавливаются. Следствием является быстрое испарение вольфрама с участков, подвергшихся воздействию критических температур, и перегорание нити.
3. Минусы использования йода проявляются и в других вопросах: агрессивность при взаимодействии с металлами, вбирание в себя немалой части излучения на зелено-желтом участке спектра. Также имеет место недостаточно проработанная методика дозирования галогена.

Перечисленные минусы компенсируются использованием других типов галогенов. К примеру, в последнее время получили распространение бромовые соединения (этилы и этилены). Также возможно применение фтора или хлора. Особенно интересен фтор, так как он с наибольшей эффективностью позволяет усилить регенерацию нити. Существенным ограничивающим фактором для брома, фтора и хлора является их агрессивность.

Преимущества и недостатки

Достоинством галогенных ламп является минимально возможное мерцание при питании переменным током промышленной частоты и более высокая эффективность преобразования энергии в видимый свет в сравнении с другими лампами накаливания. Недостатком этой системы является то, что распад галогенидов вольфрама при обратном переносе на спираль осуществляется неравномерно и зависит от температуры участков спирали. В результате, на ней образуются со временем утолщения и утоньшения, приводящие к разрушению, хотя и, конечно, гораздо медленнее, чем у простых ламп накаливания при той же температуре. При использовании галогенных ламп в сети переменного тока совместно с диммером может возникать низкочастотный акустический шум, но его нельзя отнести к недостаткам самих ламп. Утилизация их не требует особой процедуры, поскольку эти источники света не содержат веществ и материалов, опасных для окружающей среды и живых организмов (не путать с металлогалогенными лампами!).

Компактность

Добавление галогенов предотвращает осаждение вольфрама на стекле, при условии, что температура стекла выше 250 градусов Цельсия. По причине отсутствия почернения колбы галогенные лампы можно изготавливать очень компактными. Малый объём колбы позволяет, с одной стороны, использовать большее рабочее давление (что опять же ведёт к уменьшению скорости испарения нити) и, с другой стороны, без существенного увеличения стоимости заполнять колбу тяжёлыми инертными газами, что ведёт к уменьшению потерь энергии за счёт теплопроводности. Всё это увеличивает срок службы галогенных ламп и повышает их эффективность (КПД).

Цветопередача

Галогенные лампы обладают хорошей цветопередачей (Ra 99-100), поскольку их непрерывный спектр близок к спектру абсолютно чёрного тела с температурой 2800-3000 K. Их свет подчёркивает тёплые тона, но в меньшей степени, чем свет обычных ламп накаливания.

Технические характеристики

Чтобы правильно подобрать нужную галогенную лампочку, рекомендуется вникнуть в их ключевые технические характеристики. Это даст возможность выбора устройства с подходящей интенсивностью света, мощностью и входным напряжением.

Базовые характеристики:

1. Разновидность цоколя. Существует множество видов цоколей, в том числе G4, G9, GU10, G12 и другие. С учетом типа цоколя выбирают другие параметры (от этого в частности зависит, открытым или закрытым будет светильник).
2. Напряжение источника электропитания. Есть два варианта, один из которых рассчитан на питание от сети 220 В, второй — на 12 Вольт.
3. Мощность. Данный параметр зависит от типа лампочки. Для линейных лампочек используется параметр 100-1 500 W, для низковольтных капсульных источников света с держателем G4 применяют схемы 10 W, 20 W или 35 W. Для держателя G9 понадобится 40 W, а для лампочек с рефлектором — 20,35 или 50 W.
4. Форма колбы. Она изготавливается в виде свечи, бывает линейной или грушевидной.

5. Тип светового потока.
6. Цветовая температура. Галогенные лампочки обеспечивают комфортную для глаз температуру, находящуюся в пределах 2,7–3 тыс. К.
7. Индекс цветопередачи. Данный показатель находится в районе 100.
8. Срок службы лампочки. В среднем лампочка будет работать в течение 2 тыс. часов. Если же условия эксплуатации идеальны, галогенный источник света способен работать вдвое больше.
9. Коэффициент полезного действия. Обычно находится в пределах 50–80%. Низкий показатель связан с затратами энергии на нагрев поверхности изделия.

На следующем рисунке представлены основные типы цоколей.

Обратите внимание! Как только поступает напряжение, свет зажигается мгновенно. Чем выше мощность лампочки, тем более ярким будет освещение.

Маркировка ламп показана на рисунке ниже.

Преимущества и недостатки

Правильно организованная система освещения предполагает использование в наибольшей степени подходящих светильников. Чтобы разобраться, какой тип лампочек больше подходит для той или иной ситуации, рекомендуется ознакомиться с их характеристиками. Это позволит выделить плюсы и обозначить минусы разных осветительных приборов.

Достоинства галогенных лампочек:

• высокий уровень цветопередачи вне зависимости от модификации, благодаря чему достигаются максимально достоверные цвета — без серьезных искажений;
• достаточная интенсивность света;
• доступные цены;
• продолжительный срок эксплуатации;
• широкий выбор модификаций, отличающихся между собой по многим параметрам (напряжение, цоколь, мощность и т.д.).

На рисунке ниже приведено сравнение разных типов источников света.

Есть у галогенных устройств и минусы (особенно у лампочек бытового назначения):

• неустойчивость к перепадам напряжения в электросети;
• чувствительность к регулярно происходящим коммутациям;
• хрупкость конструкции.

Где используются галогенные лампы?

На сегодняшний день галогенки с трудом могут соперничать с LED или энергосберегающими лампочками, однако для замены ламп накаливания они отлично подходят.

Благодаря хорошей светоотдаче и небольшому размеру они используются в автомобильных, мотоциклетных и велосипедных фарах.

Мощные лампы нашли свое применение в прожекторах, оборудовании для кино-, фото- и видеосъемки, в офсетной печати. Кроме того, лампочки с малой мощностью могут применяться в качестве инфракрасных нагревательных элементов.

Достоинства и недостатки галогенок

Этот вид осветительных устройств имеет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с лампами накаливания. У них больший срок эксплуатации, особенно при соблюдении правил эксплуатации, а также меньшее потребление электроэнергии.

Благодаря повышенной светоотдачи для приборов характерен особо яркий световой поток, который может иметь теплый либо холодный оттенок.

Потребителям предлагается широкий ассортимент моделей этого типа, отличающихся по габаритам, форме, а также яркостью и тоном светового источника. Это позволяет найти идеальный вариант для подсветки любого пространства.

Свет, излучаемый галогенными источниками, равномерно распределяется по всей комнате. Это обеспечивает комфорт и способствует уменьшению утомляемости глаз

Поскольку использование галогенов препятствует осаждению вольфрама на стенках стекла, такие устройства можно делать компактными. Малый объем колбы также способствует увеличению периода службы и КПД.

Рассматриваемые лампы хорошо переносят неблагоприятные факторы внешней среды, включая резкие перепады температур. Благодаря этому, они прекрасно подходят для наружного освещения, особенно если продумать их герметичность.

В конструкции не применяются вредные вещества, поэтому галогенные аппараты считаются экологически безопасными и не требуют особой утилизации. В то же время не стоит класть их в контейнеры для стекла, поскольку колбы выполняются из кварцевого материала, имеющего другие характеристики.

Галогенки обладают также рядом серьезных минусов. При их использовании следует строго соблюдать правила пожарной безопасности.

Поскольку вольфрамовая спираль сильно нагревает колбу, такие приборы выделяют повышенное количество тепла, из-за чего их нежелательно устанавливать в легкоплавящиеся люстры или другие осветительные устройства.

Не рекомендуется также монтировать лампочки у самого потолка; при необходимости можно использовать специальные накладки.

Минусом подобных изделий является также низкочастотный шум, который появляется в сети переменного тока, если они используются вместе с диммером.

Светильники также отличаются чувствительностью к перепадам напряжения, поэтому их рекомендуется включать через специальный трансформатор, что позволяет существенно увеличить срок эксплуатации.

Галогенные приспособления используются в разных сферах. Их применяют в бытовых осветительных приборах, в микроволновках, устройствах для фото и видеосъемок, автомобильных фарах, уличных прожекторах

Из-за высокой температуры повышается восприимчивость ламп к жировым загрязнениям. Не стоит касаться поверхности колбы голыми руками, так как это может вызвать перегорание или даже распад изделия.

Монтировать приборы следует в перчатках либо воспользовавшись чистой салфеткой. При случайном контакте с кожей желательно немедленно протереть изделие микрофиброй, смоченной в спирте.

Основные виды галогенных ламп

Капсульные. Основная отличительная особенность «пальчиковых» галогенок – небольшой размер. Тело накала может располагаться поперечно или продольно, на заднюю стенку наносится отражатель, поэтому дополнительных внешних отражателей не требуется, как и защитной стеклянной колбы. Благодаря своей компактности такие лампочки могут применяться для подсветки мебели, потолков, торговых объектов, а также в декоративных светильниках.

С отражателем. Лампочка состоит из небольшой колбы с рефлектором, который распределяет световой поток в пространстве. Существует много видов отражателей, однако самым популярным остается алюминиевый. Также различаются по типоразмерам (MR8, MR11, MR16) и углам излучения. Подвидом таких ламп являются IRC-галогенки – со специальным покрытием, не пропускающим ИК-излучение, а отражающим его обратно на спираль. В итоге потери тепла и потребление энергии уменьшаются, а срок службы продлевается. Лампочки с отражателем выпускаются без защитного стекла, с защитным прозрачным или цветным стеклом. Используются для направленного освещения, в качестве общих и локальных источников света.

Линейные. Одни из самых старых галогенок, выпускающиеся еще с 60-х годов. Представляют собой кварцевую трубку длиной 78 или 118 мм (это стандарт, но встречаются модели других размеров), в которой тело накала удерживается в нужном положении при помощи кронштейнов. Большинство линейных галогенных ламп должны располагаться горизонтально, закрепляясь в светильнике при помощи двух цоколей, размещенных по краям лампы. Современные модели используются как для наружного, так и для внутреннего освещения, они обладают повышенными показателями ударопрочности.

С внешней колбой. По виду очень похожи на обычные грушевидные лампы накаливания, имеют стандартный цоколь Эдисона: Е14 или Е27. Они относятся к группе сетевого напряжения, то есть могут подключаться непосредственно в сеть 220 В. Внутри прозрачной, матовой, молочной или другой колбы находится небольшая линейная или миниатюрная галогенная лампочка. Колба защищает ее от попадания пыли, загрязнений, случайных прикосновений.

Виды цоколей галогенных ламп

Цоколь зависит от вида лампочки:

• капсульные могут иметь цоколи G4, G5,3, GY6,35 (для напряжения 12-24В) и G9;
• с отражателем: низковольтные имеют двухштырьковые разъемы — GY4, GZ4, GU4, GX5,3, GU5,3, GY6,35 (цифры после буквы – расстояние между штырьками), сетевого напряжения — G9 и G10;
• линейные: современные выпускаются с цоколем R7s, расположенным с двух сторон;
• с внешней колбой: стандартные цоколи Эдисона Е14 и Е27.

Нюансы выбора галогенок

Лампы следует покупать лишь после приобретения осветительного прибора или продумывания схемы освещения в случае обустройства подвесного либо натяжного потолка.

При этом важно учесть следующие факторы:

• тип лампы;
• размер колбы и цоколя;
• мощность прибора;
• условия эксплуатации.

При выборе нужно прежде всего обратить внимание, какая разновидность лампочек совместима с купленным светильником. О чем можно узнать из инструкции, прилагаемой к нему.

Внимания требует и цоколь – деталь конструкции, предназначенная для фиксации в патроне. В этом элементе, изготовленном из термостойких материалов, размещаются контакты, через которые поступает электрический ток, предназначенный для питания устройства.

В галогенных лампах могут применяться самые разнообразные цоколи со штырьками. Конструкция этих элементов должна соответствовать гнезду светильника, для которого они предназначены

К числу наиболее востребованных вариантов относятся G9; G4; R7S; GU10:

1. Модель G4 отличается компактными размерами. Такие лампы используются для точечного освещения или подсветки. Они имеют долгий срок эксплуатации, благодаря чему довольно популярны.
2. Получили распространение и изделия с цоколем G9. Они подходят для монтажа в декоративные осветительные приборы и предназначены для работы в сетях переменного электротока с напряжением 220 В.
3. Для кварцевых галогенных ламп характерен цоколь R7S. Компактные и легкие устройства чаще всего применяют в высокоинтенсивных установках.
4. Приборы с цоколем GU10 оснащены утолщенным окончанием контактов, обеспечивающим поворотное подсоединение к патрону. Этот вид аппаратов подключается к 220-вольтной сети без трансформатора.

Важно также учесть схему предстоящего подключения, что определяется уровнем напряжения лампы. От этого зависит необходимость использования блока питания при установке.

На схеме представлены различные модели галогенных приборов с обозначением буквенной маркировки, свойственной для каждого варианта подобных устройств

В схемах могут использоваться высоковольтные или низковольтные изделия. Первые функционируют непосредственно от электросети с напряжением 220 В, поэтому их можно подключать не применяя дополнительные блоки. Большая часть хорошо совмещается с диммерами.

К низковольтным относятся приборы, функционирование которых возможно от напряжения 6, 12, 24 V. Для их подключения требуется использовать трансформатор либо блок питания, играющий роль стабилизатора, при этом от одного аппарата может работать сразу несколько ламп.

Низковольтные галогенки потребляют значительно меньшее количество электричества. С обычными видами диммеров они сочетаются сложно, однако интенсивность свечения можно менять при помощи трансформатора.

Капсульные модели часто применяются для декоративной подсветки, но могут использоваться и для основного освещения. Наиболее экономичными считаются изделия с отражателями, особенно IRC-устройства.

Галогенные лампы разной мощности и формы активно используют дизайнеры. Такие приборы не только имеют приятный для глаз свет, но и позволяют создавать эффектные схемы освещения

Для предотвращения нагрева нужно обязательно учитывать, чтобы лампочки находились на некотором расстоянии от стенок светильника и потолка.

При организации наружного освещения лучше уделить внимание линейным светильникам. Они обладают повышенной прочностью и интенсивным свечением.

IRC-галогенные лампы

Новым направлением развития ламп является так называемые IRC-галогенные лампы (сокращение «IRC» обозначает «инфракрасное покрытие»). На колбы таких ламп наносится специальное покрытие, которое пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасное (тепловое) излучение и отражает его назад, к спирали. За счёт этого уменьшаются потери тепла и, как следствие, увеличивается эффективность (КПД) лампы. По данным фирмы OSRAM потребление энергии снижается на 45 %, а срок службы удваивается (по сравнению с обычной галогенной лампой). Такая галогенная лампа мощностью 65 Вт даёт световой поток 1700 лм, то есть имеет световую отдачу 26 лм/Вт. Это примерно вдвое меньше световой отдачи компактной люминесцентной лампы мощностью 30 Вт (1900 лм), требующейся для создания аналогичного светового потока, и вдвое больше световой отдачи простой лампы накаливания.

Галогенная или светодиодная лампа: что лучше?

Однозначного ответа на этот вопрос нет, так как это зависит от сферы применения, а также особых требований к световым характеристикам. Несмотря на то, что LED более экономичен, практичен и долговечен, большинство светодиодных лампочек имеет низкие показатели качества передачи цвета (именно поэтому свет некоторых ламп будет казаться неприятным вне зависимости от цветовой температуры).

Выводы и полезное видео по теме

На представленном видеоролике можно услышать подробный рассказ о галогенных источниках света:

Видеообзор наиболее популярных галогенок, используемых в жилых помещениях:

Сведения о правилах эксплуатации лампочки галогенового типа, соблюдая которые можно продлить срок ее службы:

Лампы, колбы которых заполнены галогенами, отличаются хорошими рабочими качествами, что позволяет широко применять их в быту и в промышленности. Предприятия выпускают многочисленные линейки подобной продукции, различающиеся по конструкции, мощности, размеру.

Широкий ассортимент позволяет подобрать вариант, который идеально подходит под конкретные требования. Важно лишь всесторонне рассмотреть особенности предлагаемых приборов.

У вас есть опыт использования галогенных источников освещения? Расскажите, лампам какого производителя вы отдали свое предпочтение и чем руководствовались при выборе. Пожалуйста, оставляйте свои , делитесь опытом, задавайте вопросы в блоке под статьей.

Советы по выбору

Чтобы правильно выбрать освещение для дома, необходимо принять в расчет ряд обстоятельств:

1. Мощность и светоотдача. Для галогенных лампочек характерно более высокое соотношение по сравнению с лампами накаливания. Если обычная лампочка создает поток света мощностью 12 лм, то галогенная — 25 лм. Соответственно, для той же самой интенсивности освещения нужна галогенная лампочка с вдвое меньшей мощностью.
2. Напряжение. Устройства низковольтного типа потребляют меньше электричества. К тому же, они невелики по размеру. Однако для их применения понадобится трансформатор, поскольку прямое подключение к сети не представляется технически возможным.
3. Мощность модуля. Показатель вычисляется с учетом суммарной мощности источников света. Для трех лампочек мощностью по 50 Вт каждая нужен трансформатор на 150 Вт. Допустим недогруз, но не более 15 Вт.

4. Провод. Понадобится провод сечением от 1,5 квадратных миллиметров. Оптимальный вариант — 2,5 квадратных миллиметра.
5. Регулятор света. Выбирается специальный прибор для низковольтных галогенных устройств.
6. Цоколь. Для каждой лампочки существует соответствующий тип цоколя.

Обратите внимание! Основание для установки источника света должно быть изготовлено из пожаробезопасных материалов. Для защиты гипсокартонного основания достаточно специального кольца, а вот в случае с натяжным потолком не обойтись без термоплатформы.

Самостоятельное подключение

Установить галогенный светильник своими руками несложно. Работу следует выполнять в перчатках или же держать прозрачную часть прибора салфеткой или куском ткани. Внешняя колба менее чувствительна, однако перчатки лучше все же использовать.

Светильники с отражателями монтируют к стойке с монтажным кольцом. В качестве крепежного элемента используют усики или пружинки (конкретный способ фиксации зависит от модели). Крепеж обеспечивает механическое закрепление устройства в монтажном кольце.

К лампочке подводят выделенный провод. Разрешается подключение шлейфовым способом. Однако такой способ нежелателен, так как приводит к потере мощности.

Кабели используют импульсные, поскольку они обеспечивают компактность. Фазный проводник из коробки стыкуют с выключателем, а провод от выключателя соединяют с трансформатором. Нуль направляют от распредкоробки к трансформатору. В цоколь устройство вкручивают так же, как и обычную лампу накаливания.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...