Галогенная лампа (накаливания): срок службы, принцип работы, типы

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:

  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.

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:

  • 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.

Читайте также:  Проверка дросселя лампы дневного света (с мультиметром и без него)

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.

  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.

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.

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.

Читайте также:  Как проверить светодиодную лампочку (мультиметром) в домашних условиях

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.

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.

Галогеновые лампы накаливания

Из экономических соображений многие собственники частных владений все больше отдают предпочтение галогенным лампам, а традиционные светильники с лампочками накаливания остаются невостребованными. Безусловно, они имеют и минусы.

  1. Принцип работы галогенных ламп
  2. Чем отличаются галогенки и лампы накаливания?
  3. Преимущества и недостатки
  4. Разновидности

Принцип работы галогенных ламп

Рассмотрим подробно принцип работы галогенных ламп. Они работают практически так же, как и обыкновенные модели ламп накаливания. У традиционного варианта огромная матовая стеклянная колба. Она наполнена смесью различных газов, в основном это азот, аргон или сразу оба данных элемента. В центральной части находится вольфрамовая нить, через которую нагревается лампа до 2 500 °C. Такая высокая температура способствует созданию свечения. Все белые области, среди которых вольфрам, во время накаливания могут светиться белым цветом, однако с помощью колбы освещение получается холодным или теплым.

Галогеновая лампа

Чем отличаются галогенки и лампы накаливания?

Обыкновенный осветительный прибор при потреблении энергии в сутки примерно около 6 часов может работать до 500 электрочасов. Естественно, в голове возникает следующий вопрос: «Вследствие чего он потребляет так много электричества?» Это имеет место из-за того, что потребление энергии осуществляется благодаря нагреву, на что растрачивается в два раза больше электричества, чем на выделение света. С течением времени, вследствие образующегося тепла и сильного нагрева, вольфрамовые нити могут перегореть, а бывают случаи, когда лампы взрываются. С галогенной лампой такого произойти не может – именно в этом и есть отличие ее от лампы накаливания.

Чем же еще они непохожи? Кроме того, они могут отличаться содержанием газа. В галогенках используется газ, который вырабатывался с вольфрамовым испарением, таким образом и образовался галогеновый пар в виде газа. В сочетании его с вольфрамовыми парами, не оседающими на поверхности и исчезающими без каких-либо следов, срок эксплуатации нитей намного увеличивается. Кроме того, подобная необычная смесь газов обеспечивает снижение температуры нитей. Когда применяется галоген, нить также распространяет тепло в помещении, однако уже в 1,5 раза менее, чем при применении азота или аргона.

Типы галогеновых ламп

Преимущества и недостатки

С устройством галогенных ламп связаны их плюсы и минусы. Для начала определим их достоинства:

  1. Позволяют сэкономить на электроэнергии.

Повышенная температура тела свечения определяет повышенную светоотдачу галогена. У таких светильников светоотдача в диапазоне от 15 до 22 лм/Вт. Для сравнения – самые качественные классические виды ламп накаливания вряд ли смогут обеспечить такую величину на уровне даже 11 лм/Вт. При равной величине освещенности применение галогенок позволяет значительно выиграть по мощности.

  1. Длительный срок эксплуатации.

Из-за неполной регенерации осветительных материалов и повышенного давления газа буферного типа в емкости существенным образом снижается изнашиваемость спирали при эксплуатации таких накаливаемых ламп. Для новых экземпляров срок эксплуатации достигает 2 000–5 000 часов, что в пару раз больше по длительности эксплуатации ламп накаливания.

Читайте также:  Разбилась люминесцентная лампа: что делать, содержат ртуть или нет, чем опасны

Отличие ламп накаливания от светодиодной лампы

  1. Цветопередача.

Технология, применяющая свечение подогретого до высоких температур источника, становится причиной повышенного излучения света, что не так уж далеко по своим особенностям от естественного. Из-за повышенной температуры нити спектр лампы смещается в голубой цвет сферы. Однако их цветопередача составляет примерно Ra 99–100.

  1. Компактные размеры.

Сегодня производители могут себе позволить выпуск колб минимальных размеров. Это же преимущество делает возможным их применение в качестве источников света в автомобилях.

Кроме указанных выше, отметим среди их достоинств легкость изменения интенсивности освещенности помещения и совершенную безопасность применения в любых условиях, даже при высокой влажности. При постоянных осмотрах с помощью мультиметра вы гарантированно обеспечите своему прибору качественную и эффективную работу. Автоматические выключатели предотвращают появление перегрузки в электрической цепи.

Устройство галогенки

А теперь рассмотрим их недостатки. Колба может нагреваться до довольно высоких температур, вследствие этого высока вероятность воспламенения окружающих предметов. Из-за этого нужно предпринимать необходимые меры безопасности. Лампы так сильно нагреваются к тому же вследствие накопления грязи на их внешней области, что может стать причиной локального перегрева колбы и преждевременного выхода из строя прибора. Поэтому такими приборами необходимо пользоваться с большой осторожностью.

Кроме того, галогенная лампочка отличается высокой ценой, это связано с использованием при ее производстве особых материалов. Но их цена намного ниже востребованных, к примеру, люминесцентных источников. Галогеновые лампы, если они испортятся, нельзя выбрасывать в мусор. Испорченная техника отправляется или в особый контейнер для дальнейшей утилизации, если таковая доступна, или передается фирме, которая специализируется на подобных услугах.

Разновидности

На сегодняшний день многие как отечественные, так и зарубежные компании производят точечные галогенные лампы для применения в разных типах сети – и стандартной, и низковольтной.

  • Линейная галогенная лампа.

Эта разновидность похожа на кварцевую трубку, у которой два выхода из двух областей. Производятся обычно с длиной примерно 98 мм. Они отличаются высокой прочностью к любого типа механическим повреждениям. Во многих случаях нуждаются в установке прибора в горизонтальном состоянии. Лампы отличаются высокой мощностью. Они незаменимы для освещения внутреннего интерьера с большой площадью.

Как выглядит линейная галогенная лампа

  • Лампы с внешней колбой

Такие точные галогеновые лампы пришли на смену традиционным лампам накаливания. По внешнему виду колба такого прибора схожа с колбой ламп накаливания. Внешние колбы предназначены для предохранения внутренних деталей из кварца от грязи. У них меньшие габариты, если сравнивать их с лампами накаливания идентичной мощности. У этого вида ламп имеется цоколь. Производятся они в различных декоративных вариантах – в виде свечи, шестигранника и так далее.

  • Галогенки направленного света с отражателями.

Это небольших размеров колба с отражателями, которые отвечают за угол наклона и свойства рассеивания света. В основном применяются отражатели из алюминия, они создают световой поток в определенном направлении; и интерференционные, которые равномерным образом рассеивают лучи света в конусе некоего объема. Также можно использовать защитное стекло – оно может быть матовым, прозрачным или цветным. Лампочки направленного света производятся для применения и в стандартной электрической сети, и в сети пониженного напряжения. Главным образом они применяются в качестве потолочного светильника освещения в некоторых зонах интерьера. В состав таких осветительных приборов входит двухштыревой отражатель. Чтобы работать в сети с напряжением в 6, 12 либо 24 В, применяются варианты с разнообразными типами цоколей. Чтобы работать в стандартной осветительной сети, применяются варианты с такими же цоколями G9 и G10.

Галогенки направленного света с отражателями

  • Капсульные исполнения.

Это миниатюрная колба, у которой два вывода, предназначенных для подключения к питающим сетям. Их обычно применяют в корпусном и бескорпусном светильниках. Главное предназначение – это точечные приборы для создания декоративного освещения. В основном их устанавливают в потолок либо в интерьерные детали. Для подключения к низковольтной сети применяют цоколь G4, G5,3, GY6,35. Для работы в стандартной осветительной сети в составе имеется цоколь G9.

Широкий выбор габаритов, мощностей и конструкций галогенок дает возможность их применять в самых разнообразных сферах, а ярко выраженные преимущества позволяют широко использовать их в бытовом и промышленном предназначениях. Кроме того, осветительные приборы на основе галогенных деталей отличаются высокой экономичностью, эффективностью и безопасностью.

Галогенные лампы: история создания, тонкости конструкции, любопытные факты

Галогенные лампы используются в подавляющем большинстве автомобильных фар и пока не собираются сдавать свои позиции. Долговечность, приемлемая яркость и низкая цена — таким сочетанием потребительских свойств не могут похвастаться ни ксеноновые, ни светодиодные лампы.

История изобретения

Первая пригодная для освещения лампа накаливания

Прототипы лампы накаливания появились в самом начале XIX века. Автором же первой пригодной для практического применения лампы накаливания был немецкий часовщик Генрих Гёбель. Дело было в 1854 году. В качестве тела накала в его лампе выступала обугленная бамбуковая нить толщиной 0,2 мм. Источником тока выступала химическая батарея.

Разумеется, о массовом производстве и широком применении не могло быть и речи. Ни эффективный вакуумный насос, необходимый для вакуумирования ламп в промышленных масштабах, ни динамо-машина, способная непрерывно вырабатывать электроэнергию, еще не были изобретены.

Появление современных ламп

Поиск наилучшей конструкции лампы накаливания вели изобретатели по всему миру. Но именно наш соотечественник Александр Николаевич Лодыгин нашел сразу несколько принципиально важных технических решений. Именно он первым предложил сворачивать нить накаливания в спираль и заполнять колбу инертным газом.

Читайте также:  Кварцевание в домашних условиях (инструкция): как работает лампа и как ею пользоваться

В 1900 году молибденовые и вольфрамовые лампы Лодыгина демонстрировались на Всемирной выставке в Париже.

Трудности в создании лампы накаливания

В конструкции лампы накаливания, кажется, нет ничего принципиально сложного. Но дьявол, как всегда, скрывается в деталях.

Одна из главных трудностей — найти наиболее подходящий материал для тела накала. Физика знает, что любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, излучает все длины электромагнитных волн. По мере увеличения температуры интенсивность излучения возрастает, и одновременно его максимум смещается в сторону более коротких длин волн. При температуре выше 800 К (градусов Кельвина) тело начинает излучать видимый свет в красной части спектра.

При дальнейшем повышении температуры тела свечение смещается от красного края спектра к синему. Для многих веществ, кстати, существует возможность определять температуру на расстоянии по цвету излучения. Здесь берет начало уже упомянутая нами физическая величина — цветовая температура.

Цветовая температура солнечного света примерно равна 5500 К. Зрение человека эволюционно лучше всего приспособлено именно к такому свету. В идеале искусственный источник света должен его повторять. А для этого он должен быть нагрет до температуры как раз 5500 К.

Беда в том, что это температура солнечной плазмы, и она практически недостижима. Поэтому усилия инженеров и изобретателей, работавших над конструкцией лампы накаливания, во многом были направлены именно на это — найти для тела накала лампы такое вещество, которое выдерживало бы длительное нагревание до возможно более высокой температуры. И поскольку речь идет об электрической лампочке, при этом являлось бы проводником электрического тока.

Очевидно, что поиск очень быстро привел исследователей к тугоплавким металлам. И сегодня для спиралей ламп накаливания повсеместно используется вольфрам. Температура его плавления 3695 К. Для сравнения, температура плавления железа вдвое ниже — 1812 К.

Любопытный факт: лампа-долгожительница

Срок службы бытовых ламп накаливания около 2000 часов. Хорошие галогенки в среднем работают вдвое дольше. А лампа в пожарном депо в Ливерморе (Калифорния, США) горит непрерывно с 1901 года. Сейчас ей посвящен специальный веб-сайт, и веб-камера круглосуточно передает ее изображение.

Объяснение живучести этой лампы пока не найдено. Предположительно, все дело в составе вещества, из которого изготовлена нить — в нем много углерода. Как бы то ни было, прогресс пошел по пути совершенствования ламп с вольфрамовой нитью, а не угольной. В результате появились лампы, которые сегодня называются галогенными.

Галогенная лампа — самая совершенная лампа накаливания

Чтобы повысить эффективность излучения лампы, температура тела накаливания должна быть как можно выше. При увеличении температуры доля видимого света возрастает, а потери в инфракрасной области спектра относительно сокращаются. Однако при повышении температуры также увеличивается и испарение вольфрама из тела накала: нить становится тоньше и, в конечном счете, лампочка перегорает. Но, что гораздо хуже, испаряющийся вольфрам конденсируется на внутренней поверхности стеклянной колбы и уменьшает ее прозрачность — свет лампочки становится тусклее.

Эту проблему удалось решить в галогенных лампах путем добавления в колбу буферного газа — паров брома или йода.

Процессы, происходящие в горящей галогенной лампе:

— Вольфрамовая спираль лампы имеет температуру около 3000 градусов. При такой температуре атомы вольфрама отрываются от кристаллической решетки и улетучиваются.

— Подлетая к стенкам колбы, имеющим температуру около 1400 градусов, атомы вольфрама оседают на ее поверхности. Однако при такой температуре они соединяются с галогенами, образуя галоиды.

— Молекулы галоидов перемещаются по колбе; когда они оказываются вблизи раскаленной спирали, то под действием высокой температуры распадаются. При этом атомы вольфрама возвращаются на спираль, а атомы галогенов освобождаются для нового цикла.

Галогенный цикл позволяет поддерживать поверхность колбы прозрачной и несколько увеличивает срок службы спирали. К сожалению, процесс восстановления спирали атомами вольфрама носит случайный характер. В результате со временем некоторые участки спирали слишком истончаются и лампа перегорает.

По сравнению с обычной лампой накаливания галогенки:
— дают больше света в пересчете на 1 Ватт потребляемой мощности;
— излучают более белый свет;
— примерно в 2 раза долговечнее и гораздо компактнее.

И, разумеется, они гораздо лучше для применения в качестве источника света в автомобильных фарах.

Как делают галогенные лампы

Хотя галогенные лампы в автомобильных фарах начали применять еще в 50-х годах прошлого века, массовый переход на этот источник света произошел только спустя 30 лет, в 1980-х.

Сегодня технология изготовления галогенных ламп для автомобильных фар отработана в мельчайших деталях. Процесс полностью автоматизирован.

Последовательность изготовления галогенной лампы:

1. Вначале к молибденовым проволочкам приваривается спираль из вольфрама, которая будет играть роль тела накала.

2. Спираль помещается в стеклянную трубку, которая запаивается с одной стороны.

3. Трубка вакуумируется, полнота удаления воздуха контролируется.

4. В полость лампы добавляются галогены — бром или йод. После чего колба запаивается окончательно. Если бы колбу заполняли только галогеном, то лампа бы сразу же перегорела. Внутрь автомобильной лампы закачивают смесь газов. В эту смесь входят азот, аргон и какой-нибудь галоген.

Читайте также:  Кварцевая и ультрафиолетовая лампа: чем отличаются, какая лучше

5. Колба устанавливается в цоколь, соответствующий типу лампы. Автомат закрепляет колбу так, чтобы вольфрамовая нить накаливания находилась в строго определенном положении относительно цоколя. Это важно для правильного светораспределения фары.

6. Лампа проверяется на работоспособность.

7. В зависимости от конкретной модели лампы в нее может устанавливаться вторая вольфрамовая спираль, непрозрачный экран, а торец колбы может покрываться непрозрачной краской. Эти дополнения обеспечивают правильное светораспределение лампы и фары в целом.

Качественные галогенки — это непросто

Качественные лампы это:
— долговечность,
— яркость,
— правильное светораспределение.

Увеличению долговечности лампы и повышению мощности света помогает добавление инертного газа ксенона в смесь газов. В лампах Philips, например, для изготовления колбы используется высокопрочное кварцевое стекло Philips с УФ-фильтром (Philips Quartz Glass), благодаря которому лампа заполнена смесью газов под давлением 15 атмосфер в холодном состоянии. При работе давление возрастает в несколько раз. Галогенки с колбами из твердого стекла такое давление не выдерживают, поэтому и служат гораздо меньше.

Яркость лампы определяется параметрами и точностью расположения вольфрамовой нити внутри колбы. Поскольку вольфрам — очень тугоплавкий металл, технология его обработки довольно сложна. Значение имеет все: микрокристаллическая структура металла, примеси, длина проволоки, ее сечение, геометрия нити. При размерах нити в несколько миллиметров изготовить ее качественно непросто.

Для правильного светораспределения фары необходимо, чтобы нить располагалась точно в фокусе отражателя. Если для ближнего и дальнего света используется одна лампа, необходимо, чтобы каждая нить была точно позиционирована относительно отражателя фары.

Дешевые низкокачественные лампы легко узнать по неправильному светораспределению. В конечном счете, покупать дешевые лампочки оказывается накладно: и дорогу освещают плохо, и перегорают часто. Гораздо разумнее выбрать долговечную лампу надежного производителя.

Технические характеристики и принцип работы галогеновых ламп

Среди осветительных элементов уверенную позицию занимает галогеновая лампа. Она является почти аналогом стандартной колбы накаливания. Имеет ряд преимуществ в сравнении со своей прародительницей.

  1. Определение и устройство
  2. Принцип работы
  3. Плюсы и минусы
  4. Области применения
  5. Разновидности бытовых галоген ламп
  6. Линейные
  7. С внешней колбой
  8. С отражателем
  9. Капсульные
  10. Низковольтные системы
  11. Блок защиты
  12. Трансформатор для галогенных ламп
  13. Сравнение галогенной и светодиодной лампы
  14. Особенности эксплуатации
  15. Проверка галогеновой лампочки

Определение и устройство

Внешний вид галогенных ламп

Галогенная лампа — это почти та же лампочка накаливания, только в её колбу добавлены пары галогенов (йода или брома). Их еще называют буферными газами. Благодаря этому удается усилить свечение элемента до 3 000 Кельвинов и продлить срок эксплуатации. Галогенка способна работать в среднем 2 000-4 000 часов. При условии плавного включения срок службы можно продлить до 8 000-12 000 часов.

Как и стандартная лампа накаливания, осветительный элемент имеет цоколь и колбу.

Принцип работы

Галогеновые лампы для дома или уличного освещения работают так:

  • Электрический ток протекает через спираль (вольфрамовое тело накала), чем нагревает её до высоких температур.
  • При прогреве тело начинает светиться. Это и есть рабочая позиция лампочки.
  • Из-за высокой температуры атомы вольфрамовой нити начинают испаряться. Но вступают в реакцию с бромом или йодом и не оседают на стекле колбы, как это происходит в обычных лампах накаливания, а возвращаются назад на спираль.
  • От этого продлевается срок службы элемента и усиливается его свечение.

Галогеновые лампочки одинаково эффективно работают при постоянном и переменном токах.

Плюсы и минусы

Сравнение различных источников освещения

Металлогалогенная лампа имеет ряд преимуществ и недостатков. К плюсам относят:

  • широкая сфера применения;
  • компактность колбы;
  • простота установки;
  • приемлемая рыночная цена;
  • срок службы, в 2-3 раза превышающий эксплуатацию стандартной лампы накаливания;
  • яркое свечение даже при скромных параметрах;
  • уровень Ra (цветопередача) равен 99-100, что позволяет не искажать цвета мебели, предметов интерьера в помещении.

Трансформатор для галогенных ламп

Из минусов выделяют такие моменты:

  • уровень КПД не выше 15%;
  • рабочий ресурс зависим от плавности и частоты включения;
  • необходимость установки выключателей с диммерами, что влечет за собой дополнительные расходы.

Если речь идет о большом количестве используемых галогенных лампочек, затраты вполне оправданы.

Области применения

Благодаря скоромным габаритам, галогенки типа G4 идеально подходят для установки в хрустальные люстры

МГЛ широко используется для организации освещения на таких объектах:

  • внутренние помещения любого назначения;
  • уличные линии освещения (фонарные столбы, прожекторные установки);
  • автомобильные фары;
  • авиаосвещение;
  • коммерческие торговые помещения (подсветка витрин ювелирных изделий, антиквариата);
  • места общественного пользования;
  • осветительные приборы при фото- и видеосъемке (прожекторы, проекторы);
  • в качестве инфракрасных источников излучения в микроволновых печах, паяльниках, электроплитах и др.

Наиболее выгодно галогенки оттеняют все цвета холодной гаммы.

Разновидности бытовых галоген ламп

На рынке представлены несколько типов осветительных элементов. Каждый из них имеет свои технические параметры и характеристики.

Линейные

Линейная галогенная лампа

Это самый старый вид галогенок. Внешне представляет собой трубку с двумя цоколями R7s на её концах. Галогенная линейная лампа требует обязательного горизонтального размещения. Диапазон мощности таких элементов составляет 1-20 кВт в зависимости от размера. Чаще применяются для устройства прожекторного освещения. Длина трубки может варьироваться от 78 до 118 мм.

С внешней колбой

Галогенка с внешней колбой

Идентичны по строению и конструкции с обычными лампами накаливания. Также имеют колбу, внутри которой расположена еще одна кварцевая, и цоколь Эдисона (Е14 или Е27). Эти галогенки можно использовать даже без светильников.

Читайте также:  Люминесцентная лампа: принцип работы, мощность, виды и маркировка

Стекло у подобной лампочки может быть молочным, прозрачным или матовым. Есть также элементы, у которых материал колбы поглощает УФ излучение.

Колба может иметь разную форму — многоугольную, шестигранную, свечеобразную, грушевидную и др.

Трансформатор элементам с внешней колбой не нужен, а блок защиты для плавного включения был бы желателен.

С отражателем

Галогенная лампа с алюминиевым отражателем

Эти галогеновые лампы для дома 220 вольт выпускают в трех стандартных типоразмерах — MR8, MR11 и MR16. Световой поток элементов характеризуется разными углами падения.

Устройство галогенки: колба со встроенным рефлектором. Существуют рефлекторы из металла (алюминиевые), которые направляют луч света вперед. Есть также интерференционные отражатели, отводящие свет назад. От этого увеличивается температура накала, что приводит к более яркому свечению и снижению потери тепла. Таким образом происходит экономный расход электроэнергии.

Лампочки с отражателями лучше применять для точечного, направленного освещения. Желательно подключать их через трансформатор.

Капсульные

Лампа галогенная КГМ 35вт 220в G9 капсульная

Подобные элементы имеют крошечные размеры и снабжены цоколем G9. Расшифровка маркировки означает, что расстояние между штырьками здесь равно 9 мм. Поэтому их еще называют галогеновыми лампами g9. У капсульных ламп тело накала может быть продольным или поперечным. Главное предназначение подобных элементов — эксплуатация в светильниках и люстрах без верхних декоративных стекол. G9 лампа галогенная также может использоваться во встроенном мебельном освещении.

Низковольтные системы

Низковольтная галогенная лампа

У этих видов ламп в качестве наполняющего газа использован ксенон. Световой поток увеличен на 10% с потреблением той же мощности, что и у других галогенок. Зажигаются низковольтные элементы мгновенно. Основные сферы применения — медицинская оптика или специальные осветительные приборы.

Блок защиты

Чтобы еще больше усилить период эксплуатации галогенок, мастера используют блок защиты. Главная задача устройства — обеспечить плавную подачу тока к лампочке при её включении. Часто при резком его поступлении элемент просто перегорает.

В результате подача тока, а значит, и интенсивность яркости, нарастают постепенно в течение 1-2 секунд. Защитный блок имеет два вывода. Принципиального значения фаза-земля, вход-выход и полярности не имеет.

Часто блок называют устройством для плавного пуска.

Трансформатор для галогенных ламп

Все галогенки делятся по классу рабочего напряжения — на 220 Вольт и на 12 Вольт. При замене галогеновых ламп на светодиодные лампы g4 12v требуется монтаж трансформатора. Он же дополнительно защищает осветительные элементы от скачков напряжения и перегрева.

Есть два вида трансформаторов:

  • Тороидальный. Считается простейшим. Его собирают из сердечника и двух обмоток. Главные достоинства — отменная надежность, простое подключение, низкая цена.
  • Импульсный (электронный). В своей конструкции такой трансформатор имеет сердечник, две обмотки и магнитопровод. Различают четыре вида электронного устройства в зависимости от формы сердечника и способа локации на нем обмоток — броневой, тороидальный, стержневой и бронестержневой. К тому же у импульсных трансформаторов различается число витков обмоток. Основные плюсы электронных трансформаторов — компактность, малый вес, большой диапазон входного напряжения, отсутствие шума и нагрева во время работы.

Импульсный трансформатор имеет высокий КПД.

Сравнение галогенной и светодиодной лампы

Сравнительная таблица галогенной и светодиодной ламп

Многие мастера задаются вопросом, какие лампы лучше – галогеновые или светодиодные для дома. Здесь важно рассмотреть особенности технических параметров обоих видов осветительных приборов:

  • Уровень потребления электроэнергии у светодиода меньше, чем у галогенки. Обе лампы выгоднее, чем стандартная, с вольфрамовой нитью накала.
  • Мощность. Галогенки на 60 Вт соответствуют мощности 100-Ваттной обычной лампы. Тот же уровень по мощности дает светодиод на 10 Вт.
  • Срок эксплуатации. Led лампа — 100 000 часов. Галогеновая — около 4 000 ч.
  • Оба вида элементов достигают максимальной яркости за 1-3 секунды.
  • Спектр свечения. Галогенки — холодный белый. Светодиоды — нейтраль, теплый и холодный на выбор. К тому же Led лампочки могут иметь и разные цвета.
  • Утилизация. Светодиоды — в бытовой мусор. Галогенки — требуют особой утилизации, поскольку могут загрязнять окружающую среду.
  • Допустимый диапазон температур эксплуатации. Светодиоды — от -90 до +200 градусов. Галогеновые — от -130 и до +160 градусов. Таким образом, последние нельзя использовать там, где есть плохой теплоотвод: в тесных помещениях, в мебели, в светильниках с плотно закрытыми плафонами.
  • Цена. Светодиоды стоят в пять раз дороже металлогалогеновых.

Ставить Led лампы вместо галогенок можно, но только при условии идеально работающей сети без скачков напряжения. При этом расходы на закупку светодиодов окупятся со временем за счет более экономного расхода электроэнергии.

Основываясь на знании перечисленных параметров и разницы между двумя видами ламп, мастер может выбрать тип элемента под конкретные условия их использования.

Особенности эксплуатации

Установка и замена галогенных ламп должна производиться только в перчатках

Правильная эксплуатация галогенных ламп подразумевает:

  • Монтаж элементов в перчатках или через сухую чистую салфетку. Обусловлено это тем, что на стеклянной колбе остаются жировые пятна и отпечатки. Позднее из-за высокой температуры нагретой лампы на её корпусе образуются чёрные пятна. Это сгоревший жир оставленного отпечатка. Подобные отметины приводят к перегреву внутри лампочки и дальнейшему её выходу из строя.
  • Важно исключить касание колбы смонтированной лампочки с любыми материалами. Особенно с деревом, тканью, бумагой и другими легко воспламеняющимися.
  • Нельзя касаться рукой работающей галогенки. Возможен сильный ожог.

Если элемент используется с диммером, нужно периодически зажигать лампу на 10 минут на полную мощность. От этого скопившийся в колбе осадок иодида вольфрама будет испаряться.

Проверка галогеновой лампочки

Проверка лампы мультиметром

Читайте также:  Индекс цветопередачи светодиодных ламп: обозначение, как измерять

Работоспособность элемента можно проверить мультиметром. Его выставляют в режим определения минимального сопротивления. Далее действуют по схеме:

  • лампу берут за колбу сухой салфеткой;
  • к выводу цоколя подводят щуп, вставленный в разъем VΩmA.

Если элемент рабочий, мультиметр покажет сопротивление в пределах от 0,5 Ом до нескольких единиц. Если результат на экране устройства ближе к бесконечности, значит, галогенка нерабочая.

Лампы ДРЛ на 125, 250, 400 Ватт — технические характеристики, подключение

Электрическая лампа ДРЛ относится к дуговым ртутным люминофорным источникам света, которые создают световой поток значительной мощности и при этом обладают небольшими габаритами. Они отлично зарекомендовали себя при организации уличного освещения, а также в качестве осветительных приборов для помещений промышленного типа.

Лампы типа ДРЛ

Конструкция и принцип работы

Как устроена разрядная ртутная лампа показано на рисунке.

Описание обозначений, представленных на рисунке конструкции лампы типа ДРЛ:

  • A – покрытый никелем цоколь Е40 или Е27 (последний только у модели ДРЛ 125);
  • B – резистор для ограничения напряжения;
  • C – фольга (изготавливается из молибдена);
  • D –дополнительный электрод (зажигатель);
  • E –рамка;
  • F – стеклянная колба (для нанесения люминоморфного покрытия используется ванадат иттрия);
  • G- свинцовая проволока;
  • H – основной электрод (покрыт вольфрамом);
  • J – азот (используется в качестве заполнителя внешней колбы);
  • K – ртутная дуговая лампа;
  • L – сжатый спай кварцевого источника освещения.

Устройства данного типа могут использоваться в любых помещениях, в том числе и пожароопасных, если они устанавливаются во взрывозащищенные светильники.

Принцип работы

После того, как подается напряжение питания, оно через цоколь поступает на основной и дополнительный электроды, что приводит к образованию между ними тлеющего разряда. Это приводит к тому, что в колбе начинают образовываться положительные ионы и свободные электроны.

После того как количество носителей заряда достигает определенного «порога», на месте тлеющего заряда возникает дуговой. Как правило, от момента включения до появления стабильного дугового разряда проходит не более минуты.

Но для выхода на рабочие электрические и световые показатели лампе еще понадобиться от 7 до 10 минут. Это обусловлено тем, что заключенной внутри газоразрядного устройства капле ртути понадобиться время для испарения, после чего происходит существенное улучшение яркости дугового разряда.

Заметим, что время выхода в рабочий режим напрямую зависит от температуры окружающего воздуха, чем она выше, тем меньше этот промежуток времени.

Типы устройств

Светильники, работающие по описанному выше принципу, бывают следующих типов:

ДРЛ – люминесцентная дуговая ртутная лампа;

Модель HPL-N (Филипс)

ДРВ отличаются от ДРЛ ламп тем, что в них используется нить накала из вольфрама, которая исполняет две функции: источника света и является ограничителем напряжения электрического тока. Для работы устройства этого типа не требуется специальная пускорегулирующая аппаратура (бездроссельная электролампа);

ДРВ устройства высокого давления (HQL) , производители Osram и Philips

ДРЛФ – источники освещения, способствующие процессу фотосинтеза у растений;

Устройство ДРЛФ типа

ДРУФ и ДРУФЗ – излучают в длинноволновом ультрафиолетовом спектре;

Ультрафиолетовая (бактерицидная) электролампа

ДРТ – ультрафиолетовый источник освещения трубчатого типа;

Источник освещения ДРТ

ДНаТ – трубчатые лампы, в которых в отличие от ДРЛ, помимо ртути используются и пары натрия. Основная особенность – специфический оттенок излучения (оранжево-желтый или золотисто-белый) для запуска требуется специальное оборудование.

Ртутно-натриевая электролампа ДНаТ

Технические характеристики

Приведем основные параметры типов ДРЛ и ДРВ, как наиболее распространенных.

На таблице представлены технические характеристики моделей ламп ДРЛ (на 125, 250, 400 и 700 Ватт):

Габариты и тип цоколя:

Тип Цоколь Максимальная длина (мм) Максимальный диаметр (мм)
ДРЛ-125 E27, E40 178,00 76,00
ДРЛ-250 Е40 227,00 76,00
ДРЛ-400 Е40 250,00 91,00
ДРЛ-700 Е40 292,00/355,00 122,00/152,00

Таблица, характеризующая основные параметры устройств ДРВ:

Тип Цоколь Рабочий ток (А) Световой поток (лм) Мощность (Вт) Срок службы (ч)
ДРВ-160 Е27,Е40 0,8 2500 160 4000
ДРВ-250 Е40 1,25 4600 250 4000
ДРВ-500 Е40 2,4 12250 500 4000
ДРВ-750 Е40 3,5 22000 750 4000

Сфера применения, достоинства и недостатки

Осветительные приборы ДРЛ используются для освещения улиц (в светильника РКУ, ЖКУ и т.д.)и больших складских и производственных помещений, из-за этого их еще называют промышленные лампы. Помимо этого этот тип источника света устанавливается в прожектор. К числу безусловных достоинств этих устройств можно отнести следующие:

  • высокий уровень светового потока;
  • продолжительный срок эксплуатации (не менее 12 тысяч часов);
  • возможность эксплуатации на морозе;
  • низкая цена на пускорегулирующую аппаратуру ламп ДРЛ типа.

Основные недостатки:

  • из-за наличия ртути и люминофора требуется специальная технология утилизации (как того требует соответствующий ГОСТ );
  • цветопередача низкого уровня (около 45%);
  • зависимость от стабильности источника питания, а именно, в выключенном приборе лампа не зажжется, а тот, что горит — гаснет, если напряжение «просаживается» на 15-20%;
  • при отрицательной температуре ниже -20° C, источник освещения может не зажечься, помимо этого при таких условиях эксплуатации существенно уменьшается его ресурс;
  • повторное включение возможно только через 10-15 минут;
  • после определенного времени эксплуатации (как правило, около 2000 часов) уровень светового потока существенно снижается.
Читайте также:  Плюсы и минусы светодиодного освещения (светодиодов и LED ламп для дома)

Сфера применения осветительных приборов ДРВ практически такая же, как ДРЛ, но если провести сравнение этих двух типов, то первые имеют следующие преимущества:

  • для работы не требуется специальное оборудование (ПРУ и ИЗУ устройства), что снижает стоимость монтажа и установки;
  • возможность использования вместо обычной электролампы накаливания;
  • высокая светоотдача;
  • низкая стоимость.

К числу характерных для этого типа недостатков следует отнести:

  • низкий КПД, практически вдвое меньше, чем имеет лампа ДРЛ;
  • непродолжительный срок эксплуатации (около 4000 часов).

Подключение

Схема подключения ламп ДРЛ показана на рисунке, заметим, что проверить работоспособность этих источников освещения можно только включив их соответствующим образом.

Схема подключения дугового ртутного источника света

Обозначения на схеме:

  • EL1 – устройство ДРЛ;
  • С – конденсатор не электролитического типа(должен быть рассчитан на работу с напряжением не менее 250В), служит для снижения потребления электроэнергии за счет уменьшения реактивной мощности;

Видео: Схема подключения дросселя к лампе ДРЛ

  • L1- дроссель;
  • F1 – предохранитель.

Каждому типу лампы нужен соответствующий дроссель, его задача – понизить ток источника питания, подключение ее напрямую приведет к выходу их строя.

Фотография дросселей

Емкость конденсатора подбирается согласно следующей таблицы:

Бездроссельные осветительные приборы (ДРВ), в отличие от ламп ДРЛ, не требуют специальной схемы включения.

Альтернативные источники освещения

Энергосберегающая лампа светодиодная – это отличный аналог другим источникам освещения, в том числе и ДРЛ, если ее купить, то можно существенно сэкономить на электроэнергии. Замена уличного освещения оправдает себя через три года эксплуатации, даже с учетом работ по переоборудованию.

Выпуском этих осветительных приборов занимаются многие известные зарубежные и российские компании (например, Лисма). В настоящее время цена этих приборов несколько выше, чем стоит лампа ДРЛ, но в ближайшее время эта проблема будет устранена, что сделает светодиодные источники освещения более доступными в Москве, СПб, а так же и в таких городах, как Саранск или Екатеринбург.

Подключение ламп ДРЛ на 125, 250, 400 Ватт и их технические характеристики

Лампа ДРЛ – это электротехническое устройство, относящееся к группе светотехнических приборов, которые служат для искусственного освещения. Такие приборы работают по принципу газового разряда в парах ртути, помещенных в замкнутую колбу. Источники света данного типа относятся к категории ртутных газоразрядных ламп.

ДРЛ – что это

Тип источника света всегда заложен в его названии, что позволяет специалисту в этой области сразу определить его технические характеристики и принцип работы.

Внешний вид лампы ДРЛ-250

Так, аббревиатура ДРЛ расшифровывается следующим образом:

  • «Д» – зажигание источника света происходит под воздействием электрической дуги, возникающей при подаче напряжения на контакты прибора. Устойчивость его работы обеспечивается посредством использования дросселя, ограничивающего значения рабочего тока в заданных пределах;
  • «Р» – в конструкции лампы используется ртуть, в парах которой осуществляется работа устройства;
  • «Л» – работа источника света обеспечивается за счет преобразования ультрафиолетового свечения в видимый спектр излучения при помощи люминофора, обеспечивающего процесс люминесценции.

К сведению! Люминесценция – это процесс свечения, обеспечиваемый путем воздействия внешней энергии на какой-либо материал, способный при этом излучать свет и находящийся в холодном состоянии. Процесс прекращается при отключении энергии возбуждения.

В маркировке источника света, помимо вышеизученной аббревиатуры, всегда присутствует цифровое обозначение. Например, обозначение “ДРЛ-125” указывает на мощность лампы, равную 125 Ваттам.

Основные элементы конструкции газоразрядной лампы к содержанию ↑

Конструкция

Как и прочие типы газоразрядных ламп, источники света серии ДРЛ состоят из трех основных конструктивных элементов:

  • стеклянная колба, выполненная из жаропрочного стекла;
  • цоколь – элемент, оснащенный резьбовым соединением, которое обеспечивает крепление лампы в патроне светильника и контакт токоведущих частей лампы с внешней электрической сетью;
  • горелка, выполненная в виде трубки. Она изготовлена из кварцевого стекла, внутри нее размещены основной и дополнительный электроды, а также ограничительный резистор.

Из колбы прибора откачан воздух и закачан азот, а на внутреннюю поверхность нанесен слой люминофора.

Во внутреннее пространство горелки, являющейся разрядной трубкой, закачан инертный газ (аргон) и помещена ртуть в виде капельки или нанесенного на ее стенки и (или) электроды налета. В зависимости от электрической мощности лампы данной серии выпускаются с цоколем Е27 и Е40, что определяет возможности их использования с тем или иным светильником.

Схема включения лампы ДРЛ в работу к содержанию ↑

Принцип работы

После включения источника света в электрическую сеть осуществляется подача напряжения на токоведущие части лампы, размещенные в цоколе. По электрической цепи напряжение поступает на электроды, смонтированные в горелке, вследствие чего между ними появляется тлеющий разряд. Это обусловлено образованием дополнительных свободных электронов и ионов на их поверхности.

По мере накопления электронов и ионов происходит нагрев внутреннего пространства газоразрядной трубки, и ртуть начинает испаряться. Тем самым обеспечивается режим разряда между электродами, переходящего из состояния тлеющего в дуговой.

По мере увеличения количества паров ртути усиливается яркость дугового разряда.

Читайте также:  Бактерицидная лампа: инструкция по применению, как работает, как пользоваться, что убивает лампа

При нормальных условиях эксплуатации время выхода источника света на заявленные технические показатели составляет 4,0–5,0 минут.

Чем выше температура окружающего воздуха, тем меньше времени потребуется лампам данного типа на выход в режим максимального светового излучения.

Типы устройств

В промышленности выпускаются ртутные лампы серии ДРЛ в нескольких модификациях, различающиеся по техническим характеристикам и условиям эксплуатации:

  1. ДРЛ – стандартная модификация, имеющая ряд недостатков, из которых наиболее негативными являются следующие: высокая степень нагрева во время использования, чувствительность к скачкам напряжения в электрической сети, продолжительный период времени для выхода на оптимальный режим работы.
  2. ДРВ (ДРВЭД) – дуговая ртутная вольфрамовая и эритемная вольфрамовая лампа. Их отличительными чертами являются: запуск в работу без использования дросселя и повышенные показатели по световому излучению.
  3. ДРЛФ – усовершенствованная модель стандартной лампы высокого давления, в которой внутренняя поверхность колбы покрыта отражающим материалом, что улучшает технические характеристики по сравнению с исходной модификацией.

От размеров ламп зависит возможность их использования в том или ином светильнике к содержанию ↑

Технические характеристики ДРЛ и её аналогов

Основная техническая характеристика источника света – его мощность – отражена в маркировке ламп ДРЛ. С остальными показателями, определяющими условия эксплуатации, необходимо ознакомиться дополнительно. Для этого следует изучить сопроводительные документы.

К прочим показателям относятся следующие технические характеристики:

  • световой поток – от него зависит потребность в определенном количестве источников света для создания требуемой освещенности на единице площади;
  • срок службы – определяет гарантированный период эксплуатации конкретной модели;
  • типоразмер цоколя – задает параметры светильников, с которыми возможно использование конкретной лампы;
  • габариты – также определяют возможность использования ламп с тем или иным светильником.

Основные технические характеристики ламп серии ДРЛ приведены в нижеследующей таблице:

мм

Сфера применения

Лампы серии ДРЛ широко используются в качестве источника искусственного света в приборах для уличного освещения, а также в системах освещения внутри производственных зданий и сооружений.

Наиболее востребованы следующие модификации газоразрядных ламп при монтаже освещения различных объектов:

  • модели ДРЛ светильников – проезжие части автомобильных дорог и улиц, площади и скверы, производственные цеха промышленных предприятий и объекты технического назначения (АЗС, автостоянки, склады и т. д.);
  • модели осветительных приборов ДРВ – те же объекты, что и для моделей ДРЛ, также применяются для освещения сельхозпредприятий, занимающихся выращиванием овощей в утепленном грунте (теплицы, оранжереи и т. д.).

Использование ламп серии ДРВ для освещения теплиц к содержанию ↑

Подключение

Лампы типа ДРВ подключаются непосредственно к электрической сети, как и обычная лампа накаливания.

Для включения в работу ламп типа ДРЛ необходимо наличие ПРА (пускорегулирующего аппарата) – дросселя, обеспечивающего регулировку значений рабочего тока в заданных значениях. Он необходим, чтобы исключить перегорание светотехнического прибора, а также для создания режима его зажигания.

Схема подключения лампы ДРЛ приведена на нижеследующем рисунке:

Лампа ДРЛ в разрезе и схема ее включения с использованием дросселя

Дроссели, используемые с газоразрядными лампами данного типа, выпускаются в двух исполнениях: независимого и встраиваемого включения. Это зависит от конструкции светильника и места размещения в нем ПРА.

Внешний вид дросселя независимого включения мощностью 150 Вт

Основные технические характеристики, являющиеся критериями выбора модели ПРА на соответствие условиям использования с конкретной газоразрядной лампой:

  • электрическая мощность;
  • рабочий ток;
  • температура обмотки в нормальном режиме работы;
  • допустимо возможный перегрев обмотки;
  • максимально допустимая потеря мощности при использовании;
  • коэффициент мощности.

Выход из строя ПРА является основной причиной незажигания светильников, оснащенных газоразрядными лампами, во время их эксплуатации. В связи с этим вопрос о том, как проверить дроссель для ДРЛ, является актуальным для многих обладателей подобных светотехнических устройств.

Использование мультиметра – это наиболее правильное решение при проверке работоспособности дросселя

Самый простой способ проверки – воспользоваться мультиметром и проверить целостность обмоток, а также наличие межвиткового замыкания.

В случае отсутствия измерительного инструмента можно воспользоваться лампочкой накаливания мощностью, аналогичной мощности дросселя, и включить ее последовательно в цепь питания ПРА.

При исправно работающем дросселе лампа накаливания будет гореть в половину накала или мерцать. Отсутствие свечения говорит о том, что обмотка прибора повреждена, наличие яркого свечения – в обмотке имеется межвитковое короткое замыкание.

Использование газоразрядных ламп при освещении цехов промышленных предприятий позволяет снизить затраты на оплату счетов за использованную электрическую энергию к содержанию ↑

Достоинства и недостатки

Популярность ламп ДРЛ обусловлена их достоинствами, главными из которых являются:

  1. Продолжительные сроки эксплуатации.
  2. Компактные размеры.
  3. Высокие показатели по световому потоку.

Кроме этого, модели серии ДРВ могут быть использованы вместо ламп накаливания, позволяя снизить нагрузку на питающую электрическую сеть. А наличие вольфрамовой нити способствует стабилизации напряжения питания источника света.

Основными недостатками ламп ДРЛ являются следующие показатели:

  1. Восприимчивость к скачкам напряжения в питающей сети.
  2. Повторное включение источника света можно осуществить только после его остывания.
  3. Пульсация светового потока.

Модификации ДРВ, кроме вышеуказанных недостатков, обладают меньшими КПД и сроком эксплуатации, чем аналогичные модели серии ДРЛ.

Светодиодный аналог светильника уличного освещения типа ДРЛ

В связи с тем, что в последние годы все большее количество потребителей электрической энергии борются за ее экономию, на смену газоразрядным лампам приходят их светодиодные аналоги.

Читайте также:  Разбилась люминесцентная лампа: что делать, содержат ртуть или нет, чем опасны

Светотехнические приборы, использующие светодиоды в качестве источника света, применяются в качестве уличных светильников, а также для внутреннего освещения, декорирования помещений и при оформлении ландшафтного дизайна.

Лампа ДРЛ 125,250,400,700 расшифровка и технические характеристики

Лампы ДРЛ.

Лампа ДРЛ является электрическим газоразрядным светотехническим устройством для искусственного освещения. Аббревиатура расшифровывается – Дуговые Ртутные Лампы. Термин «ртутная лампа» или «РЛ» — общепризнанный. Он используется в технической документации.

  • Д – дуга.
  • Р – ртуть.
  • Л – люминофор (источник света).

Физическим принципом работы является электрический разряд в ртутных парах.

При маркировке присутствует еще и цифра, обозначающая мощность. К примеру, ДРЛ-250 – 250 Ватт, Дуговая Ртутная Лампа.

В СССР, в России существуют регламентирующие документы на изготовление ртутных осветителей ГОСТ 27682-88 и 53074-2008.

Устройство дуговой ртутной лампы

Первые горелки, которые применялись в этом типе световых источников имели 2 электрода, это требовало наличия дополнительного устройства, которое генерирует мощные импульсы для зажигания дуги. Напряжения горения ламп ниже, чем напряжение запуска. Первым устройством было ПУРЛ-220 – Пусковое Устройство Ртутных Ламп. 220 – это рабочее напряжение в вольтах. ПУРЛ-220 было недолговечным, так как базировалось на газовом разряднике. В семидесятые годы двухэлектродные лампы были сняты с производства. На смену пришли горелки с четырьмя электродами. Им не требовалось внешнего устройства для запуска. Запуск происходит намного проще.

1 – основной электрод.

2 — поджигающий электрод.

3 – выводы электродов из горелки.

5 – резистор (сопротивление).

В основе работы лежит два процесса:

  • Электрическая дуга между электродами.
  • Процесс люминесценции.

Внешний корпус изготавливают из специального жаропрочного стекла. Из колбы – внешнего корпуса откачан воздух. Вместо него закачан азот, либо инертный газ. Его предназначение – предотвращение теплообмена между горелкой и колбой. Тем не менее температура баллона может достигать 120 градусов. Цоколь предназначен для фиксации в патроне подключения. Внутренняя часть колбы покрыта изнутри люминофорным слоем. Люминофор – вещество, которое способно светиться в видимом нами спектре при облучении ультрафиолетом, либо при бомбардировке электронами. В случае с ДРЛ лампами – ультрафиолетовым излучением. Светящимся телом является электрическая дуга между электродами. Из-за наличия люминофорного покрытия колба непрозрачная.

В момент, когда лампа не подключена и холодная, ртуть может быть либо в виде шарика, может быть в виде тонкого слоя на стенках горелки.

Горелка представляет собой трубку из кварцевого стекла (либо специальной тугоплавкой прозрачной керамики), так как оно термостойкое и пропускает ультрафиолетовое излучение. Внутри находится строго дозированные порции инертного газа. Ультрафиолет вызывает свечение люминофорного слоя. Это самая главная часть — излучатель.

Резисторы необходимы для ограничения пусковых токов.

Виды ламп ДРЛ

Этот тип осветителей классифицируется по давлению паров внутри горелки:

  • Низкого давления — РЛНД, не более 100 Па.
  • Высокого давления — РЛВД, около 100 кПа.
  • Сверхвысокого давления — РЛСВД, около 1МПа.

У ДРЛ есть несколько разновидностей:

  • ДPИ – Дуговая Ртутная с излучающими добавками. Разница только в примененных материалах и наполнении газом.
  • ДРИЗ – ДРИ с добавлением зеркального слоя.
  • ДРШ – Дуговая Ртутная Шаровая.
  • ДРT – Дуговая Ртутная трубчатая.
  • ПРК – Прямая Ртутно-Кварцевая.

Западная маркировка отличается от российской. Этот тип маркируется как QE (если следовать ILCOS – общепринятой международной маркировке), по дальнейшей части можно узнать производителя:

Принцип работы и схемы подключения ДРЛ

Схема подключения двухэлектродной ДРЛ в статье не рассматривается, так как этот тип ламп морально устарел и более не производится.

На принципиальной схеме изображены:

C – конденсатор (не является обязательным элементом).

LL – дроссель (катушка индуктивности).

FU – плавкий предохранитель.

При подаче напряжения, происходит ионизация газа между парами основных и поджигающих электродов. Так как они расположены в непосредственной близости, то ионизация газа происходит легко между ними. После ионизации газа происходит пробой между основными электродами – образуется дуговой разряд. Свет от самого разряда имеет голубой, либо фиолетовый оттенок.

Сам люминофор дает красноватый оттенок, таким образом, происходит смешивание основных цветов и синтезируется холодный белый свет. Видимый оттенок может незначительно меняться в зависимости от приложенного напряжения.

Разряд в горелке набирает яркость в течение семи-восьми минут. Это связано с тем, что изначально ртуть находится в виде шарика в жидком состоянии. При росте температуры происходит постепенное испарение ртути и разряд улучшается. Как только жидкий металл полностью перейдет в состояние пара, яркость достигнет максимума. При этом повышается и давление. Максимальная яркость достигается за десять-пятнадцать минут. Температура окружающей среды влияет на время выхода источника света на штатный режим.

Дроссель необходим, он является простейшим ПРА – пускорегулирующим аппаратом. Также он ограничивает ток, проходящий через электроды. Если ДРЛ-лампу подключить напрямую в сеть, то ее выход из строя неминуем. Обычно это происходит мгновенно. Полярность подключения дросселя не играет никакой роли. Его главное предназначение – стабилизация работы осветителя.

Подбор дросселя для конкретной ДРЛ лампы рассмотрен в таблице

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: