Галогенные приборы освещения

Галогенные лампы для домашнего использования: виды, достоинства и недостатки

Галогенные приборы освещения

В настоящее время в российской Федерации действует запрет на выпуск и продажу ламп накаливания мощностью 100 Вт и более.

Эти меры должны способствовать внедрению энергосберегающих технологий освещения и значительному снижению потребления электроэнергии для бытовых нужд в целом по стране.

Однако альтернативные источники света – люминесцентные и светодиодные лампы, при всех своих достоинствах имеют ряд существенных недостатков.

Основными из них считаются смещенный в голубую сторону спектр излучения и проблемы с построением регуляторов светового потока.

К тому же люминесцентные лампы требуют применения специальных мер утилизации и имеют ограничения по применению за счет создания радиочастотных помех в широкой области спектра.

В связи с этим достойной альтернативой обычным лампам накаливания могут стать галогенные лампы.

Устройство и принцип действия галогенных ламп

Галогенная лампа представляет собой обычную лампу накаливания со спиралью из вольфрамовой проволоки специальных марок, колба которых заполнена буферным газом (азотно-кислородная смесь или смесь инертного газа с кислородом) с добавлением галогеносодержащих примесей. В качестве таких примесей используются летучие соединения бора или йода.

Йодсодержащие лампы лидируют по объемам производства за счет доступности и простоты получения соединений, а также в связи с некоторыми технологическими факторами.

Вольфрамово-галогенный цикл

Использование галогенов в лампах накаливания связано с реализацией так называемого вольфрамово-галогенного цикла. При его протекании происходит несколько процессов.

  • Испарение вольфрама с тела свечения (нити накаливания) за счет высоких температур.
  • Перенос испарившихся частиц вольфрама за счет диффузии или конвекции в области относительно низкой температуры (ниже 1400К), находящиеся вблизи стенок колбы.
  • Образование устойчивых молекул соединений вольфрам-галоген в низкотемпературных областях.
  • Перенос образовавшихся молекул в области высоких температур вблизи разогретой вольфрамовой спирали.
  • Распад молекул под действием высоких температур и выпадение атомов вольфрама на поверхность тела свечения.

В результате этих процессов частично нивелируются два основных недостатка классических ламп накаливания.

  1. Не происходит потемнения поверхности колбы, за счет того, что испарившиеся частицы вольфрама возвращаются на нить накаливания.
  2. Осуществляется частичная регенерация тела свечения, что может существенно продлить срок службы лампы.

Реализация вольфрамово-галогенного цикла с точки зрения процессов внутри лампы пока далека от совершенства.

  • Во-первых, протекание процессов с использованием соединений йода невозможно, при отсутствии кислорода. Поскольку в качестве галогеносодержащих добавок используются водородные соединения (йодистые метил и метилен), в процессах внутри колбы наблюдается протекание водяного цикла, вызывающего ускоренное разрушение нити накала.
  • Во-вторых, использование йода не приводит к полной регенерации нити, так как возврат испарившегося вольфрама происходит хаотично, не восстанавливая наиболее перегретые зоны тела свечения. В результате ускоренное испарение вольфрама с участков, имеющих наиболее высокую температуру, и перегорание нити неизбежны.
  • В-третьих, оказывают отрицательное влияние некоторые другие свойства йода – повышенная агрессивность к металлам, поглощение значительной доли излучения в желто-зеленой части спектра, слабо отработанная технология дозировки галогена.

Указанные недостатки могут быть устранены применением соединений других галогенов. В настоящее время широко используются летучие соединения брома (бромистые этилы и этилены).

Высокая агрессивность как брома, так и могущих его заменить хлора и фтора (последний наиболее перспективен с точки зрения регенерации нити, но проявляет высокую активность в отношении стекла и кварцевого стекла, из которого изготавливаются колбы ламп) пока ограничивает их применение.

Поиск летучих галогенных соединений для улучшения качества вольфрамово-галогенного цикла в лабораториях продолжается до сих пор.

Особенности конструктивных решений

Применение буферного газа и использование свойств вольфрамово-галогенного цикла привело к изменениям в конструкции лампы накаливания.

  • За счет уменьшения скорости выгорания тела свечения появилась возможность поднять температуру нити до величины в 3000К. В связи с этим потребовалось использование для колбы кварцевого стекла, задерживающего потто ультрафиолетового излучения.
  • В результате устранения осаждения на стенках колбы материала нити удалось значительно уменьшить ее размеры. Это, в свою очередь, позволило поднять давление внутри колбы и использовать в качестве буферных тяжелые инертные газы, в частности, ксенон, что положительно сказалось на увеличении мощности и долговечности галогенных ламп по сравнению с классическими лампами накаливания.

Новые решения в конструкции

При эксплуатации лампы накаливания, галогенной в том числе, значительная часть излучения тела свечения лежит в инфракрасном диапазоне. Специалисты приводят цифры, согласно которым более 60% энергии, потребляемой осветительным прибором, выделяется в виде тепловой.

Новые решения конструкции галогенных ламп используют покрытие колбы, не пропускающей инфракрасную составляющую излучения. Применение такого покрытия локализует тепловое излучение в объеме колбы. Это позволяет получить дополнительный нагрев спирали и повышение ее температуры до необходимых значений при снижении потребляемой лампой мощности.

Преимущества и недостатки галогенных ламп

С особенностями конструкции и принципа действия галогенных ламп связаны их эксплуатационные преимущества и недостатки

Экономичность (потребление электроэнергии)

Высокая температура тела свечения и отсутствие затемнения колбы определяют высокую светоотдачу галогенных ламп. Для осветительных приборов такого типа светоотдача лежит в пределах 15-22 лм/Вт. Для сравнения, лучшие экземпляры классических ламп накаливания с трудом обеспечивают эту величину на уровне 10-12 лм/Вт.

Таким образом, для получения одной и той же величины освещенности использование галогенных ламп дает выигрыш по мощности в 1.5-2 раза.

Снижению непроизводительных потерь мощности в идее тепла способствует наполнение галогенных ламп тяжелыми инертными газами. Этой же цели служат особые конструктивные решения, в частности, покрытие колбы материалами непрозрачными для инфракрасного излучения.

В результате экономический эффект для потребителя от применения галогенных ламп сравним с использованием люминесцентных источников.

Долговечность

Частичная регенерация материала тела свечения в вольфрамово-галогенном цикле и высокое давление буферного газа в колбе приводят к существенному снижению износа спирали галогенной лампы в процессе эксплуатации.

Для современных галогенных осветительных приборов типичное значение срока эксплуатации составляет 2-5 тысяч часов свечения, что в несколько раз превосходит долговечность ламп накаливания и мало уступает люминесцентным лампам.

Цветопередача

Технология, использующая свечение нагретого до высоких температур источника, дает световое излучение, близкое по характеристикам к естественному. В этом заключается преимущество ламп накаливания и галогенных ламп по сравнению с другими источниками света.

Более высокая температура нити накаливания в галогенной лампе приводит к некоторому смещению спектра лампы в голубую область по сравнению с лампами накаливания, уменьшению «теплых» составляющих. Несмотря на это, цветопередача галогенных ламп лежит в пределах Ra 99-100.

Компактность

Возможность уменьшить колбу привела к созданию малогабаритных мощных ламп, которые с успехом могут использоваться в качестве точечных источников освещения для помещений. Это же достоинство дает возможность применения галогенных ламп в качестве источников головного света автомобилей.

Кроме перечисленных, к достоинствам галогенных ламп можно отнести простоту регулирования интенсивности освещения с использованием распространенных схем диммеров (регуляторов освещенности) и безопасность эксплуатации в тяжелых условиях, в том числе и при повышенной влажности – этой особенностью отличаются низковольтные галогенные приборы.

Основные недостатки ламп с галогенными наполнителями связаны с принципом их работы.

  • Высокая температура колбы, в некоторых моделях достигающая величин возгорания окружающих предметов. В связи с этим требуется применение соответствующих мер пожарной безопасности.
  • С высокой температурой колбы связана и нетерпимость галогенных приборов к загрязнению внешних поверхностей. Подобное загрязнение может привести к локальному перегреву поверхности колбы и преждевременному выходу лампы из строя. В связи с этим требуются особые меры предосторожности при эксплуатации или конструктивные решения для защиты колбы.
  • Относительная дороговизна, связанная с применением специфических материалов при изготовлении (кварц, инертные буферные газы, летучие соединения галогенов). Однако стоимость галогенных ламп значительно ниже популярных люминесцентных и светодиодных источников.

Виды галогенных ламп и их цоколей для использования в домашних системах освещения

Отечественные и зарубежные производители выпускают галогенные лампы для использования как в стандартных (220-240В), так и в низковольтных (12-24В) осветительных сетях.

Линейные галогенные лампы R7s

Лампы этого типа имеют вид кварцевой трубки с выводами с двух сторон. Выпускаются стандартной длины – 78 и 118 мм с цоколями типа R7s. Обладают повышенной механической прочностью. В большинстве случаев требуют горизонтального размещения лампы.

Обладая высокой мощностью (вплоть до десятков кВт), используются в качестве источников заливного света для наружного освещения и внутреннего освещения пространств значительной площади.

Лампы с внешней колбой

Этот тип галогенных ламп предназначен для прямой замены традиционных ламп накаливания в стандартных осветительных сетях (220-240В). По форме колба таких ламп напоминает колбу ламп накаливания. Внешняя стеклянная колба защищает кварцевую внутреннюю от загрязнений.

Выпускаются лампы с внешней прозрачной, молочной или матированной колбой. Обладают меньшими габаритами по сравнению с лампами накаливания той же мощности. Снабжаются цоколями Е37(цоколь Эдисона) или Е14 (миньон). Могут выпускаться в декоративном исполнении – свечеобразные, шестигранные и т. д.

Галогенные лампы направленного света с отражателем

Представляют собой миниатюрную колбу с отражателем. Отражатель отвечает за направление и параметры рассеивания светового потока.

Чаще всего используются отражатели алюминиевые, создающие направленный световой пучок и интерференционные, равномерно рассеивающие световой поток в конусе определенного объема.

В комплекте с отражателями может быть использовано защитное прозрачное, матированное или цветное стекло.

Лампы направленного света выпускаются для использования как в стандартных электрических сетях, так и в сетях низкого напряжения (12-24В)

Основное направление использование – потолочные светильники или источники направленного света в отдельных зонах помещения.

Комплектуются лампы с отражателями двуштыревыми цоколями.

Для работы в сетях 6, 12 или 24 В используются лампы с цоколями GY4, GZ4, GU4, GX5,3, GU5,3, GY6,35, где цифры показывают расстояние между центрами штырей цоколя в мм.

Для работы в стандартных осветительных сетях используются лампы с аналогичными цоколями G9 и G10. Увеличенное расстояние между штырями не дает спутать лампы типоразмера MR35 с их низковольтными аналогами.

Капсульные или пальчиковые исполнения

Представляют собой миниатюрную колбу с двумя выводами для подключения к питающей сети.

Могут быть использованы в корпусных и бескорпусных светильниках. Основное назначение – точечные источники декоративного освещения. Как правило, встраиваются в потолочное покрытие или элементы интерьера.

Для подключения к низковольтным сетям используют цоколь G4, G5,3, GY6,35. Для работы в стандартных осветительных сетях комплектуются цоколем G9.

Разнообразие размеров, мощностей и конструктивных исполнений галогенных ламп массу различных вариантов их применения, а отчетливо выраженные эксплуатационные достоинства позволяют широко использовать их в бытовых и промышленных целях. При этом системы освещения на базе галогенных элементов характеризуются высокими экономичностью, надежностью и безопасностью.

Читайте также:  Зарядное устройство - это очень просто

Видео о изготовлении галогенных ламп

Посмотрите увлекательное видео о том как производятся галогеновые лампы.

Источник: http://elektrik24.net/osvetitelnye-pribory/lampy/galogenovye/dlja_doma.html

Галогенные лампы (LED освещение) | Строительный портал

В Европе программа перехода на энергосберегающие технологии стартовала в 2009 году, когда с сентября 2009г. было запрещено на законодательном уровне продавать самые популярные во всем мире лампы накаливания.

Россия также взяла курс на энергоэффективность в 2009 году. Так в ноябре 2009 года был принят закон об энергосбережении, в котором определены основные этапы постепенного вывода из оборота ламп общего назначения. Так с 01.01.2011г. введен запрет на продажу ламп накаливания мощностью от 100 Вт и более, с 2013 г. – от 75 Вт, с 2014 г. – от 25 Вт и выше.

Давайте разберемся, почему такие привычные для нас «лампочки Ильича» попали в немилость, чем их можно заменить и как правильно перейти на более энергоэффективные источники.

Содержание

Почему выводятся из эксплуатации лампы общего назначения?

Основная причина вывода ламп общего назначения (ЛОН) из оборота – низкая энергоэффективность, которая заложена в самом принципе работы лампы.

Источником света в ней является спираль из вольфрамовой проволоки (нить накаливания), которая при подаче тока раскаляется и излучает свет. Но, фактически, в свет преобразуются только 5% (!) потребляемой лампой энергии.

Остальные 95% – переходят в тепло. То есть привычные нам лампы не столько светят, сколько греют!

Второй существенный недостаток ламп накаливания (ЛН) – со временем они начинают хуже светить. Это происходит от того, что на стенки колбы оседает вольфрам, который постепенно испаряется с нити накаливания, тем самым снижается световой поток. Нить без вольфрама перегорает (ускоряют процесс перегорания еще и частые включения/выключения) – и лампа идет в утиль.

Конечно, стоимость самой лампы накаливания намного ниже по сравнению с другими типами современных ламп. Но это только кажется на первый взгляд.

На самом же деле, у ЛОН намного выше цена эксплуатации, а это значит, что единоразовая экономия при покупке перекроется с лихвой большими расходами электроэнергии.

 К тому же ЛН имеет короткий срок службы: самая качественная из них может прослужить до 1000 часов, а лампы недобросовестных производителей перегорают уже после нескольких включений. Поэтому покупать такие лампочки приходится часто.

И еще одним недостатком ламп общего назначения является их малая светоотдача: от 7 до 17 лм/Вт.

Что же нам предлагают современные технологии взамен ламп накаливания? Альтернативой ЛОН выступают лампы нескольких видов: галогенные, индукционные, светодиодные, люминесцентные, газоразрядные, энергосберегающие.

В нашей статье остановимся подробно на изучении галогенных ламп, их видов, эксплуатационных характеристик и способах введения в эксплуатацию.

Что такое галогенная лампа? Преимущества и недостатки

Галогенная лампа – это усовершенствованная лампа накаливания, получившая широкое распространение относительно недавно.

Высокие технологии производства позволили повысить эксплуатационные показатели галогенных ламп по всем параметрам в сравнении со стандартными лампами.

Эффективность галогенных ламп выше обычных ЛН на 20 – 50% (соответственно, на такую же величину снижается энергопотребление).

Главные достоинства галогенных ламп – их доступная цена, прекрасная передача цвета, возможность создания разных световых оттенков и яркий свет на протяжении всего периода эксплуатации.

Благодаря добавлению в колбу паров галогенов (брома, хлора, фтора, йода), которые уменьшают испарение вольфрама, значительно увеличился срок службы лампы (до 2000 – 5000 часов работы).

Испарение вольфрама происходит медленнее, в том числе, из-за высокого давления газов в колбе, объем которой стал значительно меньше по сравнению с ЛОН. Таким образом, ресурс галогенных ламп в 3-5 раз выше обычных. При этом он ниже, чем у люминесцентных.

Галогенные лампы имеют насыщенный яркий ровный свет, который значительно отличается по спектральному составу от света обычной лампы. Такой свет максимально приближен к спектру солнечного света. Поэтому он прекрасно передает цвет лица человека, а также цвета в интерьере теплой и нейтральной гаммы.

Галогенные газы, в отличие от инертных, защищают колбу от снижения светового потока (галогенные газы, вступая в реакцию с атомами вольфрама, связывают их, не давая оседать на стенках колбы). Яркость освещения регулируется большим ассортиментом отражателей разных диаметров. Тепловое излучение отводится за пределы освещаемой площади благодаря дихроичным отражателям.

Галогенные лампы, как и ЛОН, могут диммироваться, т.е. менять уровень яркости. Потребитель может без каких-либо дополнительных усилий заменить лампу накаливания на галогенную в осветительных приборах с функцией диммирования.

При этом энергопотребление при одинаковой светоотдаче уменьшается на 30 % меньше.

Но имейте в виду, что увеличение или уменьшение питающего напряжения всего на пять-шесть процентов уменьшает рабочий ресурс вдвое, а также провоцирует оседание вольфрама на колбу.

Кроме сказанного выше, галогенные лампы оберегают освещаемые вещи от выгорания благодаря специальным фильтрам, нанесенным на кварцевое стекло, которые не пропускают ультрафиолет.

Не удивительно, что эти лампы были запущены в массовое производство и получили такое широкое распространение как в бытовых (домашних условиях, общественных зданиях), так и в профессиональных сферах деятельности.

Но у галогенных ламп есть и свои недостатки. Из-за высокой чувствительности к скачкам напряжения в сети, они гораздо чаще перегорают в момент включения, чем лампы общего назначения. Поэтому их необходимо включать через блоки защиты стабилизаторы напряжения или трансформаторы (для низковольтных ламп). О блоках защиты галогенных ламп будет рассказано ниже.

Еще одним существенным недостатком является очень сильное нагревание колбы (выше 250 до 500(!) градусов по Цельсию).

Поэтому, во-первых, при их установке вы должны позаботиться о соблюдении норм противопожарной безопасности (между перекрытием и подвесным потолком обеспечьте достаточное расстояние, исключите возможность соприкасания лампы с любым предметом или материалом, находящимся поблизости, чтобы предотвратить его возгорание). А во-вторых, колбу никогда нельзя брать голыми руками.

Особенности эксплуатации галогенных ламп

Галогенные лампы особенно чувствительны к жировым загрязнениям. Колбы нельзя касаться даже хорошо вымытыми руками. На ней в любом случае останутся отпечатки пальцев, и стекло колбы, под действием высоких температур, может оплавиться в этом месте.

Повышенная температура лампы ускоряет процесс испарения вольфрама, что катастрофически сокращает срок службы лампы. Достаточно взять ее в руки без перчаток всего один раз, чтобы сократить срок службы втрое(!). Поэтому всегда берите лампу с одной колбой куском чистой ткани либо в перчатках.

Если же колба чем-то испачкана – обязательно протрите ее медицинским спиртом. Брать руками можно только лампу с двойной колбой.

Если вы используете галогенную лампу вместе с диммером, включайте ее время от времени на полную мощность. Это необходимо, чтобы испарить осадок йодида вольфрама, накопившийся на внутренней стороне колбы.

Галогенные лампы одинаково хорошо работают на постоянном и на переменном токе. При этом они рассчитаны на напряжение 220 и 12 вольт.

Следовательно, низковольтные лампы должны быть оборудованы электронным инвертором или понижающим трансформатором (он может быть встроен в осветительный прибор). Можно установить одно понижающее устройство на группу светильников.

В таком случае низковольтная сеть монтируется проводом большего сечения по сравнению с обычной 220-вольтной проводкой, рассчитанной на ту же потребляемую мощность.

Виды галогенных ламп

Прежде чем купить галогенные лампы, внимательно изучите из разновидности и сферу применения.

Линейные двухцокольные лампы со спиральной нитью накала и кварцевой трубкой применяются для освещения широких поверхностей.

Имеют высокую светоотдачу и коэффициент цветопередачи, живой белый блеск, постоянный световой поток, возможность регулировки яркости, мгновенное перезажигание.

Лампы мощностью более 500 Вт требуют четко горизонтальной установки (допустимое отклонение – 4 градуса).

Лампы с цветным защитным стеклом и со стеклянным отражателем. Используются для декоративного освещения.

«Галогенки» с параболическим стеклянным отражателем с алюминиевым слоем. Предназначен для создания световых акцентов при акцентном освещении (в том числе уличная подсветка), элемент светового дизайна.

Лампы с двойной колбой. Характеризуются отличной цветопередачей (Ra=100) и стабильной светоотдачей. Имеют резьбовой цоколь и работают от стандартного сетевого напряжения. Совместимы с регуляторами яркости.

При покупке также обратите особое внимание на цоколи галогенных ламп. Дело в том, что уменьшенный размер колбы, а также изготовление ее из толстостенного стекла дают возможность использовать лампу без стандартных цоколей. Поэтому иногда может быть необходима смена светильника.

Блок защиты галогенных ламп

Как мы уже говорили, неприятной особенностью галогенных ламп является их высокая чувствительность к перепадам напряжения и частое перегорание в момент включения. Дело в том, что при резком включении имеет место большой скачок напряжения, и на спирали выделяется кратковременно большая мощность.

При этом температура, буквально за доли секунды, повышается от комнатной до нескольких тысяч градусов. В то же время в момент включения нить накаливания еще относительно холодная, а следовательно – имеет маленькое сопротивление. Ночью эти процессы усиливаются из-за повышенного напряжения в сети.

Именно по этой причине лампы часто горят при включении.

Срок службы лампы можно продлить двумя способами: добавить диод, уменьшив таким образом частоту тока, или при включении лампы плавно повышать напряжение. Все блоки защиты обеспечивают второй вариант. Их также называют устройством плавного пуска.

Блоки защиты рассчитаны на разную нагрузку и имеют различные модификации. Некоторые из них работают с лампами, которые запитываются через обычный или электронный трансформатор.

Размеры блоков зависят от мощности нагрузки. Самый маленький блок может быть установлен в подрозетник прямо за выключателем.

Блок защиты большей мощности можно установить, например, в подвесном потолке или в монтажной коробке под выключателем.

Галогенная лампа: схема подключения через трансформатор

В целях экономии электроэнергии и повышения безопасности эксплуатации, нередко применяются низковольтные схемы освещения. Так галогенные лампы малого напряжения подключают через 6-ти, 12-ти и 24-вольтные источники питания.  В этом случае, при сокращении на порядок энергопотребления, яркость света остается прежней.

Невысокое напряжение является дополнительной гарантией безопасности, поэтому низковольтные галогенные лампы часто устанавливают в ванных комнатах. Их также удобно использовать во встроенных светильниках на подвесном потолке, поскольку современные электронные трансформаторы имеют маленькие размеры и легко монтируются прямо на каркас потолка.

Использование низковольтных ламп подразумевает наличие понижающего трансформатора галогенных ламп. На рисунке ниже представлена схема подключения шести галогенных светильников с использованием двух понижающих трансформаторов.

Если вам необходимо подключить большое количество ламп, используйте специальные клеммные соединители. При этом учтите, что галогенные лампы подключаются параллельно между собой.

При подключении галогенных светильников придерживайтесь следующих правил.

Длина выходного провода на 12 Вт должна быть не больше 2 метров. В противном случае возможны потери тока, а следовательно – снижение яркости освещения.

Располагайте трансформатор минимум в двадцати сантиметрах от любого источника тепла во избежание перегрева. Старайтесь не располагать трансформатор в полостях с объемом менее 11 литров. Если же по техническим причинам трансформатор монтируется в нишу небольших размеров, суммарная нагрузка на него не должна превышать 75% от максимального возможного значения.

Читайте также:  Бесконтактный ключ

Фотоальбом: галогеновые светильники

Фотоальбом: галоген в интерьере

Видеоролик: как заменить галогеновую лампу

Источник: http://strport.ru/elektrooborudovanie-svet-osveshchenie/galogennye-lampy-ili-led-osveshchenie

Галогенные лампы для дома: устройство, разновидности и технические характеристики

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.

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.

Применение

Несмотря на то, что галогенные лампочки уступают в эффективности светодиодным и люминесцентным источникам света, они пользуются популярностью. В частности, лампы с диммерами 220 В легко заменяют стандартные лампочки накаливания.

Галогенные устройства применяют в качестве освещения для автомобилей.

Такой источник света идеально подходит для этой сферы, поскольку обеспечивает высокую светоотдачу, длительность эксплуатации, стойкость к перепадам напряжения, имеет небольшую колбу.

Галогенные светильники применяют также в прожекторах, рампах, для освещения при проведении фотосъемок и видеосъемок. Они используются в шелкографии и флексографической печати, при сушке материалов, отличающихся чувствительностью к ультрафиолету.

Разновидности галогенных лампочек

Лампочки с галогенами классифицируют по источникам питания:

  • низковольтное исполнение с драйвером на 12 Вольт;
  • лампы накаливания 220в.

Классификация ламп представлена на рисунке внизу.

Низковольтные лампочки также могут подключаться к выделенному источнику питания на 220 В, но только при наличии понижающего трансформатора. Данное устройство уменьшает напряжение до допустимого уровня (12 Вольт). Галогенные лампочки этого типа имеют штырьковый цоколь G4, G9, GU10, G12. Также в автопроме применяется цоколь типа H4.

Виды цоколей показаны на следующем рисунке.

Лампочки принято подразделять на несколько типов в зависимости от особенностей их конструктивного исполнения:

  • линейные;
  • капсульные;
  • с отражателем;
  • с вынесенной колбой;
  • низковольтные;
  • галогеновые люстры;
  • IRC-галогенные источники света.

Линейные

С этого типа лампочек начиналось производство галогенных источников света. Выпускаются такие лампы и поныне. В конструкции линейных источников света имеется пара штырьковых держателей с обеих сторон вытянутой колбы. В бытовых целях такие устройства применяют редко из-за их высокой мощности (от 1 до 20 кВт).

Капсульные

Такие лампочки характерны своими небольшими габаритами. Капсульные источники света применяют для подсветки интерьеров. Обычно используют цоколи G4 и G9. Что касается G9, то этот цоколь предназначен для сети 220 В. За счет компактности и небольшой мощности капсульные устройства часто устанавливают в светильниках открытого типа.

С отражателем

Галогенные лампочки с отражателями также именуют устройствами с направленным излучением. Подобного эффекта добиваются за счет применения отражателя, который выполняется в одном из двух вариантов — интерференционном или алюминиевом.

В случае с отражателем из алюминия тепло отводится вперед, а интерференционное исполнение предполагает отвод тепла назад. Также приборы с отражателем изготавливают с защитной крышки и без таковой.

Светильники с отражателем оснащаются разными типами цоколей: для сети 220 В или низковольтные — на 12 Вольт.

С вынесенной колбой

Устройства с внешней колбой часто путают со стандартными лампами накаливания. Они имеют схожую конструкцию, в том числе резьбовой цоколь E14 или E27, такую же стеклянную колбу и тело накала. Но внутри лампочки с вынесенной колбой имеются галогены.

Галогеновые люстры

Источники света этого типа производятся с цоколем E17 или E27. Одна из главных характеристик люстр — малогабаритность лампочек, они практически незаметны. Люстры обычно рассчитаны на работу от сети 220 В, однако встречаются и низковольтные светильники. В последнем случае понадобится подключение через понижающий трансформатор.

Низковольтные

К низковольтным источникам света относятся приборы, работающие от напряжения 6, 12 или 24 Вольт. Наиболее распространенный вариант — лампа на 12 Вольт.

Чаще всего низковольтные галогенные лампочки используют в случае установки на легковоспламеняющиеся основания.

Применяются для освещения интерьеров (точечная подсветка), небольших фрагментов садовых участков, для освещения экспонатов в музеях и т.д.

Благодаря своей безопасности низковольтные источники света разрешены к использованию в помещениях с повышенным уровнем влажности. Но в этом случае необходимо обеспечить надежную защиту цоколя от попадания на него воды.

IRC-галогенные лампы

Галогенные IRC-лампы имеют специальное покрытие, которое прозрачно для видимого света, но является преградой для инфракрасного излучения. Данное покрытие принимает инфракрасный свет и отражает его обратно — к спирали. Благодаря такой технологии сокращаются тепловые потери и повышается эффективность лампы.

По данным ведущего производителя — компании Orasm — технология позволяет уменьшить потребление электричества на 45% в сравнении с другими галогенными лампочками. При этом срок службы устройства увеличивается в 2 раза.

IRC-лампа позволяет получить мощный световой поток — 1700 лм, а также светоотдачу 26 лм/Вт, что вдвое выше возможной 35-ваттного люминесцентного источника света.

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.
  1. Тип светового потока.
  2. Цветовая температура. Галогенные лампочки обеспечивают комфортную для глаз температуру, находящуюся в пределах 2,7–3 тыс. К.
  3. Индекс цветопередачи. Данный показатель находится в районе 100.
  4. 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.
  5. 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.

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.

Особенности эксплуатации

Чтобы максимально продлить срок службы галогенной лампочки, рекомендуется избегать касания колбы голыми руками.

Даже на чистых руках присутствует жировой слой, который при попадании на поверхность источника света приводит к нарушению температурного баланса, почернению колбы и перегоранию лампочки.

Поэтому любые манипуляции с галогенной лампой следует выполнять не голыми руками, а с помощью салфетки или неворсистой ткани.

Производители

Самая известная фирма, специализирующаяся на производстве галогенных ламп, — компания Osram. В ее ассортименте есть лампочки любых разновидностей и мощности. В продаже имеются капсульные светильники, устройства с отражателем, с классическими колбами и много другое. Помимо источников света бытового назначения, Osram выпускает светильники для автомобилей.

Существуют и другие компании-производители, наиболее известные из которых — Navigator и Camelion. Цены на продукцию такого рода довольно сильно разнятся в зависимости от типа лампочки, ее технических возможностей и репутации производителя. Лампочки на 20 В стоят от 40 рублей за единицу, а светильники на 150 В не купить дешевле 400–500 рублей.

Читайте также:  Гто по-современному

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

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.

Галогенные лампы для дома: устройство, разновидности и технические характеристики

Источник: https://220.guru/osveshhenie/istochniki-sveta/galogennye-lampy.html

Галогенные лампы. Виды и устройство. Работа и особенности

Многие считают, что галогенные лампы относятся к особенному типу, в них якобы применяется необыкновенный метод образования света. Но все гораздо проще. Это обычные лампы, они являются моделью модернизированной лампы накаливания. В них светит раскаленная вольфрамовая тонкая нить.

Однако, они имеют некоторые особенности. В колбе лампы содержится наполнитель – газ, в который добавлены так называемые галогены, состоящие из йода, хлора и брома.

Эти добавки предотвращают при определенной температуре потемнение колбы, и как следствие, снижение светового потока. Поэтому размер колбы, намного меньше, чем у обычных ламп. Вследствие этого повысили давление в колбе с газом.

Появилась возможность использования дорогостоящих инертных газов вместо наполнителя.

Некоторые преимущества галогенных ламп

  1. Яркий свет за все время работы.
  2. Компактные размеры.
  3. Повышенный срок работы, в сравнении с обычными лампами.
  4. Увеличенный поток света при равной мощности из-за повышенной светоотдачи.

Принцип работы

Атомы вольфрама вылетают с поверхности нагретой спирали, но не долетают до колбы, и с помощью химического процесса возвращаются обратно. Это называется галогенным циклом.

Казалось бы, что технология с применением галогенов отработана в совершенстве, вследствие чего лампа будет служить очень длительный срок. Но не все так просто.

Атомы вольфрама в результате испарения удаляются с одного места спирали, а прилетают назад на совершенно другие места.

В конце концов, в галогенке возникает такая же ситуация, как в обычной лампе, то есть, одни участки спирали утончаются, температура на этом участке повышается, так же как и испарение. Это приводит к тому, что лампа перегорает.

Галогенные лампы наиболее эффективны в своей работе при малом объеме колбы. Этим можно объяснить небольшие размеры изготовления галогенных ламп.

Параметры ламп

Номинальное значение напряжения галогенок разделяется двумя группами: высокое – 110-240 вольт и низкое – 6-24 вольт. Интервал мощностей полностью соответствует интервалу простых ламп накаливания.

Температура работы и объем теплоты, выделяемой лампами, являются основным свойством излучателей тепла, и представлены повышенными значениями. Вследствие этого галогенки имеют повышенную чувствительность к влаге, являются пожароопасными.

Горячая часть лампы находится очень близко с контактами клемм напряжения питания. Поэтому материал изготовления патрона и материал светильников, оснащенных галогенными лампами, должен быть изготовлен из термостойкого и несгораемого материала. Параметры работы ламп сохраняются при любой окружающей температуре.

Схемы работы

Подключение галогенных ламп не имеет отличия от простых ламп накаливания, их вкручивают в патрон светильника, и лампы светят до окончания срока службы. Больше нет никаких дополнительных подключений.

Низковольтные галогенки работают от низковольтных трансформаторов. Ток в сети низкого напряжения достаточно велик, поэтому подключают несколько отдельных групп приборов освещения с раздельными трансформаторами питания. Галогенки могут функционировать как от постоянного тока, так и от переменного.

Время работы галогенок

Принято считать, что стандартный срок работы сетевых и низковольтных ламп равен 2000 часов. Некоторые модели ламп могут иметь повышенный срок службы, до 4000 часов. Механические повреждения ламп при работе и частые действия с выключателем освещения значительно уменьшают срок службы.

Цвет температурного спектра галогенных ламп больше, чем у обычных, и составляет 3200 К. Цветопередаточный индекс галогенок наибольший, он составляет 100 Rа.

Особенности работы

Кроме вышеперечисленных особенностей, имеются еще некоторые моменты:

  1. К лампам в кварцевых колбах одинарного исполнения нельзя прикасаться голыми руками. Это можно объяснить тем, что кварц имеет способность кристаллизоваться возле инородных частиц, которые заносятся во время прикосновения.
  2. Некоторые модели галогенных ламп специального назначения не могут работать в любом положении, и нуждаются в определенном размещении в светильнике.

Виды галогенных ламп

Галогенки для напряжения 220 вольт

Такие галогенные лампы имеют резьбовой цоколь, предназначены в качестве замены обычных ламп со спиралью в светильнике.

Линейные лампы служат для работы в прожекторах, светильниках для уличного освещения.

Галогенные лампы низкого напряжения

Лампа зеркального типа с отражателем из алюминия служит для открытых типов светильников.

Капсульная галогенка низковольтная служит для декорации освещения точечного вида.

Низковольные трансформаторы для галогенок

Обычные простые трансформаторы ничем не примечательные в конструкции. Похожи на свои аналоги в электронике. Сердечники трансформаторов бывают тороидальные и Ш-образные.

Вследствие значительных токов работы ламп на вторичной обмотке трансформатора сечение провода может достигать 4 мм2. В корпусе имеются различного типа предохранители. Маркировка на корпусе имеет обозначения предохранителей.

К недостаткам трансформаторов с электромагнитным действием относится большой вес. Например, трансформатор на 300 ватт имеет массу до 12 кг.

Напрашивается мысль о том, насколько опасным является установка такого тяжелого прибора под потолок, и что после этого может произойти.

Для решения таких проблем, в наше время инновационных технологий придуманы и запущены в производство трансформаторы с электронной начинкой, которые правильнее называть электронными источниками питания. Такие приборы имеют в составе частотный преобразователь, повышающий частоту напряжения питания до 30000 герц. За счет этого величина габаритов трансформатора значительно снизилась.

Вес трансформаторов с электронной начинкой небольшой. При повышении мощности размер увеличивается ненамного. Также они греются меньше, в работе более тихие.

Как выбрать трансформатор?

Чтобы трансформатор проработал долго, необходимо сделать правильный выбор его параметров. Рассмотрим это на примере. Требуется подключение 3-х ламп мощностью 50 ватт. В итоге выходит 150 ватт, значит, нужен трансформатор на 150 Вт.

Если нужно подключить 4 лампы по 35 ватт, в сумме выходит 140 ватт, то выбирают также на 150 ватт. При применении таких трансформаторов можно загружать его меньше номинального значения на 15 ватт. В схеме подключения применяют светорегулятор.

Специалисты не советуют устанавливать такие устройства для галогенных ламп низкого напряжения, так как он быстро сгорит. Но это не совсем так. В продаже имеются светорегуляторы, которые служат именно для таких типов ламп. Если вы применяете обычный светорегулятор, то иногда включайте свет на всю яркость.

Эта процедура позволит продлить срок службы светорегулятору на долгие годы.

Достоинства галогенок

Приборы освещения с применением галогена имеют свои особенности и свойства. Преимуществами галогенных ламп можно назвать следующие особенности:

  • Дают очень приятный для глаз свет для повышенного внимания. Яркий свет излучения снижает напряжение глаз, кристаллик в глазном яблоке не испытывает перенапряжения.

  • Отлично сочетается с осветительными системами для рекламных целей, например, для рекламы товаров потенциальным покупателям. При оформлении витрин магазинов белый приятный свет считается оптимальным вариантом. При помощи галогенных видов прожекторов создают фокусировку точечного вида.

    Специалисты отмечают, что при освещении галогенными лампами цвет поверхностей получается насыщенным и интенсивным, краски обретают новую жизнь.

  • Прожекторы на основе галогенных ламп встраиваемого вида стали самыми удобными для освещения дворов.

    Такие осветительные устройства легко переносят резкие перепады температур. Так же как и светодиодные устройства, они устойчивы к факторам внешней среды, атмосферным явлениям. Чтобы они долго служили, нужно обеспечить хорошую герметичность.

    Галогенные лампы и прожекторы бытового назначения можно перед приобретением изучить по фотографиям. Они более экономичны на 20%, чем лампы накаливания. Главная их особенность – это яркий свет, освещающий все необходимое пространство.

Отрицательные моменты галогенок

  • Не всем людям подходит белое яркое освещение, которое бьет по глазам, и не во всех местах уместно. В спальнях или детских комнатах редко встречается галогенное освещение. В таких помещениях их могут устанавливать лишь под углом, опытными специалистами, по разработанной схеме освещения.
  • Наружная стенка колбы лампы прочная, но она может быть повреждена.

    Вследствие этого может выйти наружу газ, который опасен для человека. От одной лампы не будет большого вреда, но если ламп много, то это может вызвать мигрень или головокружение.

  • Галогенки для бытового применения имеют свои недостатки, как и другие разные устройства.

    Например, их не советуют ставить в ванной комнате, так как на них будет действовать постоянно влажный воздух, от которого лампы могут в скором времени взорваться.

  • Разбившиеся галогенные лампы требуют особой утилизации цоколей, осколков и патронов. Их нельзя выкидывать в обычные баки для мусора. Это является серьезным недостатком.

    Неисправную лампу нужно положить в универсальный контейнер для отходов химии, если он имеется, или сдать в специальную организацию, которая работает по оказанию подобных услуг.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektroobustrojstvo/osveshhenie/galogennye-lampy/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector