Что такое галогеновая лампа: принцип работы, устройство
Сегодня большую популярность получили галогеновые лампы — их часто устанавливают в качестве дополнительных светильников или самостоятельного освещения в квартирах и домах. Разберем, так ли хороши галогеновые лампы для дома, в чем их основное преимущество и как правильно их использовать.
Введение
По сути, галогенная лампа представляет собой немного усовершенствованную классическую лампу накаливания. Они отличаются от обычных лампочек ярким светом, стабильностью (отсутствует эффект мерцания), широким спектром и цветом. Цвет свету придается химическим путем за счет использования различных газов в колбе.
Виды галогеновых ламп
Название галогеновые лампы получили за то, что в колбах у них не вакуум, как в обычных, а галогеновые газы с парами йода, хлора, брома, фтора и пр.
Подобная технология позволила значительно продлить срок службы галогеновых ламп – нормой для них считается 3-5 тысяч часов работы, тогда как у классики – до 1 тысячи часов. Благодаря газу, с поверхности вольфрамовой спирали практически не происходит испарения, поэтому она работает максимально долго.
Натриевые лампы высокого давления очень популярны у садоводов, которые разводят растения в теплицах и оранжереях. В пасмурный день их теплый свет вполне может заменить солнечный. Это повышает плодоносность растений.
Короткодуговые лампы со сверхвысоким сроком службы, используются главным образом в развлекательной сфере и архитектурном освещении.
Колба у этих светильников также отличается. Обычно ее делают из специального кварцевого стекла, способного отфильтровывать ультрафиолетовое излучение. Это благоприятно сказывается на мебели и стенах – они не выгорают, как при обычном светильнике или солнечном свете.
Из-за галогенового газа колба лампы сильно нагревается. Чтобы не происходило перегрева или возгорания, в устройствах устанавливают дихроичные отражатели. Они помогают бороться с тепловым излучением и выводят его за пределы светильника, рассеивая в воздухе.
Внимание: яркость лампы можно регулировать, меняя отражатели и их форму, устанавливая рассеивающие или фокусирующие стекла.
Основные виды галогенок
Существует пять основных видов галогеновых светильников. Они отличаются друг от друга по устройству и принципу излучения:
Отметим, что мощность галогеновых ламп ниже, чем обычных, поэтому они потребляют меньше энергии, но при этом у них отличная цветопередача и светоотдача.
Галогенки можно сочетать с выключателями, позволяющими регулировать освещенность, они безопасны для человека в отличие от люминесцветных, содержащих пары ртути.
Во время эксплуатации галогенки не теряют яркость и светят так же, как и в первый день покупки. Спектр подобных светильников максимально приближен к естественному, поэтому если вам нравится холодный люминесцент, то старайтесь подобрать более белый свет.
Впрочем, любителей мертвого белого света немного, а в галогеновом освещении вещи, кожа и предметы выглядят наиболее естественно, не теряя своего природного оттенка.
Основные достоинства
Теперь, когда вы знаете все про галогеновые лампы: что это такое, какие виды бывают и из чего состоят. Перечислим основные достоинства подобных светильников:
Теперь перечислим основные недостатки:
Принцип работы
Ключевой принцип работы галогенных ламп заключается в химическом процессе, который называется галогеновый цикл. Рассмотрим этот процесс подробнее:
Таким образом происходит цикл – вольфрам, испаряясь, соединяется с бромом, а затем возвращается назад, восстанавливая нить.
Обратите внимание: в большинстве случаев нить после продолжительной работы практически не отличается от новой. Лампа перегорает из-за необратимых процессов в держателе спирали и колбы, а не из-за деградации вольфрама.
Как правильно устанавливать галогенки
Несмотря на то что принципиальное устройство галогенной лампы фактически идентично обычной, правила монтажа их отличаются. Светильник накаливания можно просто выкрутить и заменить на новый, но подобный фокус не подойдет к искомым устройствам. Действовать нужно по следующей схеме:
Внимание: касаться поверхности лампы нельзя, поскольку на ней остается жир и кусочки кожи. При работе колба нагревается до высоких температур, и жир может загореться, что приведет к поломке светильника.
Стоит ли использовать галогенки
Основное, чем отличается галогенная лампа от лампы накаливания – это пониженное электропотребление при более мощном световом потоке и продолжительный срок службы. Особенно это касается низковольтных светильников на 12 и 24 вольта. Для их функционирования необходимо установить в систему специальный трансформатор. Его надо располагать в непосредственной близости от светильников, поскольку при большой длине напряжение сильно падает и лампы могут не включаться.
Схема подключения трансформатора к галогенке
Внимание: трансформатор нужно брать с запасом в 10-15 процентов. К примеру, если вы устанавливаете три светильника мощностью по 50 ватт, то 3*50 + 3*50*0,15=172 ватта минимальная мощность трансформатора.
Располагать его нужно не дальше, чем 4 метра от крайних ламп, чтобы избежать потерь. Трансформаторы достаточно компактны – их можно спрятать за гипсокартоном или натяжным потолком.
Также продумайте доступ к устройству, в случае если оно выйдет из строя. При установке галогенок в пленочные натяжные потолки нужно использовать лампы небольшой мощности в сочетании с рассеивающими корпусами, чтобы они не расплавили поливинилхлорид.
Заключение
Зная, что такое галогенная лампа, вы сможете сделать правильный выбор в магазине. Их выпускает множество производителей (Philips, GE, Sylvania, Osram), и по качеству они практически ничем не отличаются.
Не надо приобретать их на рынке, поскольку в последнее время появилось достаточно много китайских подделок – лучше обратитесь в серьезный магазин.
При установке светильника помните, что он может достаточно сильно нагреваться. Подводите к нему качественные провода (1.5 квадрата вполне достаточно для создания системы освещения), защищая их возле места подключения термоусадкой от обгорания.
Предусматривайте свободное место для свободной циркуляции воздуха и охлаждения, не ставьте их в ограниченном и замкнутом пространстве, поскольку они будут часто сгорать.
Перед покупкой обязательно снимите имеющиеся лампы и изучите их, чтобы не ошибиться с маркировкой и цоколем. Во время замены не забывайте, что касаться колбы и цоколя нельзя.
Что нужно знать о галогеновых лампах
Они появились сравнительно недавно, но практически сразу вошли во все сферы жизни. Они энергосберегающие, экологичные, яркие и используются в освещении улиц, домов и в качестве автомобильных фар. Но, решившись купить компактную и универсальную лампочку, можно потеряться во многообразии ее видов, форм, характеристик и цветов. Сделать выбор поможет консультант в магазине, но лучше заранее знать, что собой представляют галогеновые лампы, чтобы выбрать ее самому.
Область применения
У галогенных ламп много преимуществ. Их используют в домашнем и уличном освещении, автомобильных фарах, прожекторах самолетов. В фото и видеосъемке они нашли применение из-за хорошей цветопередачи. Галогенное освещение используют в дизайне ландшафта. Их свет похож на дневной, и поэтому лампочка хорошо использовать в детских садах, школах и на рабочем месте.
В микроволновках, духовых шкафах и обогревателях применяются инфракрасные для быстрого нагревания.
Галогеновые светильники устанавливают на потолки, создающие имитацию звездного неба и положительную атмосферу.
Принцип работы
Строение галогенных лампочек похоже на строение обычных с нитью накаливания. Для ее производства в галогенках используют вольфрамовую проволоку, которую скручивают в спираль и помещают внутрь стеклянной колбы. Ее заполняют газом, в состав которого входят галогены — бром, йод, хлор — продлевая срок службы лампочки.
Принцип работы галогеновой лампы состоит в том, что когда ее включают, вольфрамовая нить накаляется, освобождая пары вольфрама, но из-за галогенов они не оседают на стенки колбы. Она остается светлой, а освещение ярким. Колбу лампочки создают из кварца, выдерживающего резкие перепады температур и из-за этой жаропрочности, ее размеры могут быть маленькими.
Разновидности галогенных лампочек
Галогенки отличаются по типу, конструкций, цоколю, питанию.
Конструкция и тип
Капсульные световые источники применяют в светотехнике, транспорте, в качестве домашнего и уличного освещения.
Линейные изделия похожи на вытянутую колбу. Контакты для подключения расположены по ее краям. Их используют в театральных, поисковых прожекторах, в декоративной подсветке, в фото и киносъемке. Из-за того, что лампа накаляется, она начинает сильно нагреваться и становится источником ИК излучения. Видимый свет проходит через спецпокрытие колбы, отражающее инфракрасное излучение и возвращая его обратно.
Лампочка с дополнительной колбой ничем не отличается от галогенной. Внешняя колба необходима, чтобы не допустить контакта с основной, которая при работе сильно нагревается. Это предотвратит возможность обжечься, что делает лампу непожароопасной. Также внешняя колба оберегает внутреннюю от разных загрязнений, потому что это влияет на работу лампочки. Из-за вида лампы ее можно заменить с обычной лампочки на галогеновую.
Лампы с отражателем света популярны, потому что они безопасны для зрения, применяются в точечных светильниках и для освещения комнаты.
В рефлекторной галогенной лампочке есть маленькая колбочка, которая находится в центре отражающего элемента-рефлектора. Из-за него появляется равномерное распределение света, излучаемое лампой. Рефлектор производят из разных материалов, но часто используют алюминиевый отражатель, потому что он отражает исходящее тепло от лампочки, защищая колбу от нагрева.
Лампа применяется в открытых светильниках и на потолке в качестве украшения.
Инфракрасные галогеновые лампочки экономичные, потому что отражают ИК излучение. Изнутри колба покрыта напылением, не пропускающим ИК лучи, отражая их и возвращая на нить накаливания. Из-за такого процесса мощность галогенных ламп увеличивается.
Цоколь
Тип цоколя для галогенных ламп — от которого на нее подает ток — зависит от их применения, размера и конструкций. У низковольтных изделий цоколь GU5.3, G4, GY 6.35. Чтобы заменить лампу накаливания необходимо использовать лампочки с цоколем Эдисона (E27 и E14). В основном у всех этих источников света есть дополнительные колбы. Галогенки снабжены разъемом R7, а те, которые устанавливают на автомобили, создаются с цоколем Н или HR.
Питание
Галогеновые изделия на 24 и 12 В используются для переносных источников света, автомобилей, поездов и самолетов, а на 110 и 220 В —для освещения помещений. Но лампочки на 12 и 24 В можно применять в качестве потолочных светильников.
Производители
Галогенные изделия изготавливают много компаний, но среди них более известны:
Преимущества и недостатки
У галогенных источников света есть ряд достоинств:
Но кроме преимуществ, у этих ламп есть и недостатки:
Характеристики галогенных ламп
Советуем посмотреть видео:
Стоимость
Цена между галогеновыми лампами и обычными существенно отличается, если в расчет брать несколько изделий одной и той же мощности. Например, стоимость галогенной в 35 Вт составляет около 60 рублей, а обычной лампы накаливания – не больше 25 рублей. Также нужно обращать внимание на размер цоколя, потому что от него зависит, какую лампочку стоит покупать.
Почему нельзя трогать руками
Когда к лампе прикасаются голыми руками, на ней отпечатываются жирные пятна и на этих участках колбы температура значительно повышается. Но плотность корпуса спасает лампочку от плавления и перегретости.
Однако, при прикосновений к ней незащищенными руками ее целостность нарушается, а подобные действия приводят срок службы изделия к минимуму. Только аккуратное отношение позволит лампе работать дольше.
Правильная утилизация
Если рабочий срок лампы подошел к концу или она повредилась, то ее нужно утилизировать, однако, сделать это непросто. Отработанную лампочку нельзя выбросить вместе с остальным мусором, потому что – хоть и немного, но в ней есть вредные летучие пары для человека.
Они сравнительно безопасны из-за своего малого количества внутри колбы, но все же утилизация должна проходить в пунктах приема. Узнать их расположение можно в справочной службе.
Как проверить галогеновую лампу
Так как галогенная лампочка состоит из одной вольфрамовой нити, проверить ее работоспособность можно с помощью специального прибора, измеряющий сопротивление-тестер или мультиметр. Для этого нужно поставить переключатель тестера в диапазон до 100 Ом и присоединить щипцы к лампе. В зависимости от ее мощности и напряжения, прибор укажет на сопротивление. Если оно есть, то изделие работает, если нет – световой источник неисправен.
Заключение
Выбирая галогенные лампы для дома, нужно учитывать не только их способность к экономии, но также долгий срок службы и прочие характеристики, описывающие их критерии. Они подходят, как для домашнего освещения, так и для уличного, промышленного, а еще их можно использовать в качестве украшений ландшафтного дизайна.
Источники света бывают разного размера, формы, мощности и типа конструкций. Однако со всеми преимуществами этих ламп, нужно обращать внимание на недостатки, которых немного, но они все же есть. Учитывая все характеристики и правила использования, только так покупатель сможет выбрать, какая лампочка подойдет именно ему.
Виды, характеристики и советы по выбору галогенных ламп
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:
Описанные выше процессы уменьшают влияние двух ключевых недостатков стандартных лампочек накаливания:
В то же время вольфрамово-галогенный цикл не лишен недостатков:
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.
Галогенные источники света применяются как нагревательные элементы. Речь идет об использовании их в электрических плитах, микроволновых печах и паяльных лампах.
Разновидности галогенных лампочек
Лампочки с галогенами классифицируют по источникам питания:
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
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.
Обратите внимание! Чтобы избежать перегрева, вместо стандартных патронов рекомендуется использовать керамические.
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.
Обратите внимание! Низковольтные устройства всегда подключают к электросети через трансформаторы.
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.
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:
На рисунке ниже приведено сравнение разных типов источников света.
Есть у галогенных устройств и минусы (особенно у лампочек бытового назначения):
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.
Еще один способ увеличить продолжительность жизни лампы — избегать слишком частого включения и выключения света. Для лампы лучше, если она работает несколько часов без перерыва, чем если ее в этот период несколько раз включают и выключают. Также продлевает срок службы стабильное входное напряжение.
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.
Советы по выбору
Чтобы правильно выбрать освещение для дома, необходимо принять в расчет ряд обстоятельств:
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.