Лампочки электрические – Электрические лампы — типы, виды, характеристики

Содержание

Электрические лампы - типы, виды, характеристики

Автор DUNDUK На чтение 3 мин. Опубликовано

Сейчас на современном рынке представлен широчайший ассортимент электрических ламп. Для того чтобы в них не запутаться и выбрать те электрические лампы, которые нам необходимы и нужны, я постарался в данной статье рассмотреть все их технические характеристики.

Электрические лампы подразделяются на виды и типы

Лампы накаливания общего назначения

Это самый распространённый тип электрических ламп. Они применяются повсеместно, как в жилых так и в служебных помещениях . Принцип  действия ламп накаливания такой: при протекании электрического тока через проводник (нить накаливания), тот нагревается и при достижении определённой температуры начинает светится. В современных лампах накаливания для нитей накала используют вольфрам. ТН (тело накала) помещают в колбу, из которой выкачивают все атмосферные газы. При этом КПД ламп накаливания, в зависимости от мощности, колеблется от 5 % до 15 %.

Электрические лампы накаливания (ЛН), по своему функциональному назначению и по конструкции, подразделяются на: ЛН общего назначения; декоративные ЛН; ЛН местного освещения; иллюминационные ЛН; зеркальные ЛН; сигнальные ЛН; транспортные ЛН; прожекторные ЛН; ЛН для оптических приборов; коммутаторные ЛН.


Галогенные лампы

Галогенная лампа — это та же лампа накаливания. Только здесь в колбу добавляют пары галогенов (брома и йода). В связи с этим срок службы данных электрических ламп увеличивается до 4000 часов.  Галогенные лампы обладают качественным светом. Спектр их применения очень широк. Главным недостатком этих ламп является то, что они слишком нежны в эксплуатации.

Линейные люминесцентные лампы

Это газорязрядная ртутная электрическая лампа, стеклянная колба, которая заполнена парами ртути. Светоотдача у такой электрической лампы в несколько раз больше, чем у лампы накаливания, той же мощности. Срок службы у люминесцентных ламп в 20 раз дольше , чем у обычных ламп накаливания. Этот вид ламп широко применяется в освещении промышленных и производственных помещений. Минус — ещё не совсем выяснено их влияние на организм человека. Ещё один минус — это утилизация ламп.


Компактные люминесцентные лампы

Это ртутная газоразрядная лампа низкого давления, уменьшенная до размеров обычных ламп накаливания. Иногда их называют энергосберегающими лампами. Это в корне не верно. Они имеют больший срок службы , чем лампы накаливания, но имеют один недостаток . Этим недостатком является то, что при частом включении — выключении и при нестабильном напряжении срок службы компактной люминисцентной лампы резко уменьшается. Плюсы: высокая светоотдача; корпус и колба электрической лампы не нагреваются. Минус: утилизация (внутри колбы ртуть). Применение: сейчас этими лампами пытаются заменить обычные лампы накаливания.


Светодиодные лампы

Источником света здесь является светодиод. Вот эти электрические лампы больше подходят под название  «энергосберегающие». Светоотдача, по сравнению с лампами накаливания, больше в 10 раз. Срок службы больше в 30 раз. Они безопасны в использовании ( нет ртутных паров, как в люминесцентных ). Светодиодные лампы более прочные. Основным недостатком светодиодных электрических ламп является их цена. Ещё один недостаток — это низковольтный источник питания. Применение: в фонариках и в светотехнике.

В данной статье я привёл характеристики различных электрических ламп, которые нашли широкое применение в нашей жизни. Читайте, анализируйте, выбирайте.

Электрики шутят:

Если бы Ньютон сидел под грушей, он изобрёл бы электрическую лампочку!

elektrikdom.com

Виды и типы электрических ламп для систем освещения, устройство, принцип работы, применение

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ - ДЕКОРАТИВНЫЕ - ПРИМЕНЕНИЕ

Со времён изобретения Томасом Эдисоном первой лампы прошло много лет, и современные изделия не всегда даже отдалённо напоминают прародительницу.

Прогресс не стоит на месте: учёные и инженеры изобретают новые типы источников света. И дело здесь не только в научном любопытстве — предлагаемая потребителю продукция должна соответствовать стандартам безопасности, быть эстетичной и экономичной.

В период безраздельного царствования лампочек накаливания у пользователя был только один выбор: какой мощности изделия устанавливать в гостиной, ванной комнате, кухне и прочих помещениях. Сегодня можно подобрать форму и вид устройства не только для каждой комнаты, но и для любой цели.

Галогенная лампа на потолке, светодиодная — в установленном на рабочем столе светильнике, и традиционная — для чтения любимой книги на диване. Возможны любые вариации — всё зависит исключительно от фантазии и финансовых возможностей хозяина жилья.

В погоне за новыми технологиями не стоит забывать и о привычных, проверенных временем. Хотя лампы накаливания и обладают целым рядом недостатков, их главный плюс — мягкий, не раздражающий глаз свет полного спектра. Именно при таком освещении лучше всего отдыхать после тяжёлого трудового дня, читать или вести дружескую беседу.

К минусам лампочек накаливания относятся:

  • крайне низкий коэффициент полезного действия — не более 10%;
  • короткий срок службы — в среднем 1000 часов;
  • малая светоотдача — 6–15 Лм/Вт;
  • травмо- и пожароопасность.

Последний пункт особенно важен. Стеклянная колба, изолирующая раскалённую вольфрамовую нить, может взорваться или разбиться при неосторожном обращении, а во время работы нагревается, в зависимости от мощности, до 3000C.

Усовершенствованная разновидность ламп накаливания — криптоновые. Использование инертного газа позволяет получать на 10% больше света.

Силицированная изнутри колба не только придаёт освещению приятный матовый оттенок, но и обладает повышенной прочностью и устойчивостью к перепадам температуры. Спираль защищена дополнительными держателями: лампочка не перестанет работать даже после сильной встряски.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ЛАМПЫ

Монополия ламп накаливания была уничтожена появлением галогенных и люминесцентных источников света. Эти изделия, при той же светоотдаче, потребляют меньше энергии и служат в несколько раз дольше. Современные энергосберегающие лампочки позволяют сократить расходы на освещение вплоть до 80% при сохранении естественной цветопередачи.

Освещение, продуцируемое люминесцентными лампами, по спектру аналогично дневному свету. Современные устройства такого типа:

  • не «мигают» при запуске;
  • не мерцают в процессе работы;
  • устойчивы к перепадам напряжения.

Содержание ртути в новых моделях сведено к минимуму, поэтому единственный их недостаток — дороговизна. Впрочем, затраты на приобретение быстро окупятся за счёт экономии на электрической энергии.

Другой способ меньше платить — приглушать свет. Ведь часто бывает необходимо просто найти в комнате нужную вещь или удостовериться в том, что все предметы расставлены по местам. Использовать для этого яркий свет нерационально — достаточно половины номинального светового потока. Для экономии можно установить два раздельных светильника с разными мощностями.

В начало

ДЕКОРАТИВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЛАМПЫ

Энергоэффективность и эргономичность — важнейшие качества источников света, но нельзя забывать и об эстетической составляющей. Обычная лампочка накаливания тоже может выглядеть красиво, однако не всегда её можно вписать в интерьер. Например, в только что купленной дизайнерской люстре такое изделие будет смотреться просто смешно.

И тут на помощь оформителю приходят модели нестандартных форм:

  • каплевидные;
  • грушевидные;
  • цилиндрические;
  • изогнутые;
  • спиралевидные;
  • конические;
  • шарообразные;
  • в форме свечей.

Производители постоянно пополняют ассортимент и предлагают покупателю всё новые формы, позволяющие подобрать лампочку для самого необычного светильника.

Современная декоративная лампа сама по себе является произведением искусства, не нуждающимся в дополнительных элементах — кожухе, абажуре или подставке. Благодаря мягкому, не раздражающему глаз свету такое изделие может быть использовано для освещения спальни или детской комнаты.

Детей и взрослых позабавят так называемые лампы Теслы (плазменные), в стеклянной ёмкости которых непрерывно возникают разноцветные разряды-молнии. Для освещения помещений эти изделия непригодны, но вполне способны поднять настроение и познакомить ребёнка с основами физики.

В начало

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЛАМПЫ НА ВСЕ СЛУЧАИ ЖИЗНИ

Современный человек не может представить своей жизни без электроники. В большинстве квартир есть персональные компьютеры и ноутбуки, не говоря уже о мобильных телефонах. Чтобы пользоваться этими предметами, необходимо качественное освещение, не наносящее вреда зрению и позволяющее разглядеть детали.

Самые опасные для человеческого глаза факторы — излишняя яркость и мерцание света.

Современные лампочки характеризуются непрерывным, практически неотличимым от дневного спектром, а матовое покрытие защищает зрение от агрессивного освещения.

Не должна лампа и представлять опасности для окружающей среды. Производители непрерывно понижают процент содержащихся в них отравляющих веществ — ртути (в люминесцентных лампах) и кадмия (в декоративных).

Во время работы любой источник света продуцирует ультрафиолетовое излучение, при длительной экспозиции небезопасное для человека. С целью его ослабления инженеры разрабатывают новые составы стекла, поглощающие большую часть вредных лучей.

При помощи современных ламп можно, хотя бы отчасти, обеспечить и безопасность жилища. В поисках подходящей для ограбления квартиры злоумышленники обычно ориентируются на работу освещения в вечернее и ночное время. Если свет в доме есть, вероятность незаконного проникновения в него существенно снижается.

Одинокому человеку, отбывающему в командировку, нужно договариваться о периодическом включении света с соседями или устанавливать дорогостоящую сигнализацию. То же касается семей, в полном составе уезжающих на каникулы или в отпуск. Установка сигнализации — вполне разумный шаг, а вместо того, чтобы беспокоить соседей, можно установить лампочки с детекторами света.

Такие устройства автоматически загораются при ослаблении дневного света и выключаются после восхода солнца. Кроме того можно в рамках системы «Умный дом» можно организовать управление освещением по любому сценарию.

Не обойтись в современном интерьере и без акцентирующего освещения, позволяющего визуально выделить гравюру или картину, ценный фарфор или коллекцию оружия. Для того, чтобы избежать искажений цветовой гаммы предметов, лучше всего воспользоваться качественными источниками света с естественным непрерывным спектром.

Существуют специальные лампочки для стеклянных шкафов и витрин, применение которых позволяет избавиться от раздражающих бликов.

Женщинам для комфортного нанесения макияжа необходима хорошая подсветка туалетного столика и зеркала. В этом случае оптимальным решением будет установка лампочки с зеркальным напылением золотистого или серебряного оттенка. Первое при включении светильника обеспечивает тёплый свет, второе — более холодный.

Светолюбивые растения плохо переносят осенне-зимний период с его короткими днями и долгими ночами. Спасти положение как в городской квартире, так и в теплице поможет правильно подобранная лампа. А использование источников света с преобладанием определённого спектра поможет ускорить принятие корней, рост растений или активизировать их цветение и плодоношение.

Хозяева аквариумных рыбок также имеют возможность подобрать для них идеально подходящее освещение. С этой целью можно использовать как стандартные лампочки, например, светодиодные, так и специально спроектированные. Главный критерий в этом случае — хорошее самочувствие обитателей аквариума и водных растений.

Существуют лампы любого размера — от самых маленьких, используемых в карманных фонариках, до гигантских, освещающих целые стадионы. Производители постоянно выводят на рынок новые модели, всё более яркие, экономичные и безопасные для человека и окружающей среды в уличных и других исполнениях.

В начало

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов


eltechbook.ru

Кто придумал лампочку – истории изобретателей, этапы усовершенствования

Кто изобрел лампочку? Ответ на этот вопрос не совсем точный. Электрическая лампочка была изобретена несколькими людьми, так как разные люди высказали идеи, описывали гипотезы, опубликовали подсчеты, делали чертежи либо внедряли задумки в практику.

Светильники до появления электрического аналога

В мире возникновения освещение, как только стали применять огонь. Затем она начала эволюционировать, когда стали делать появилась энергетика.

Первые лампочки освещали с помощью таких средств, как:

  • любое растительное масло;
  • нефть;
  • воск;
  • животный жир;
  • природный газ и так далее.

Первая керосиновая лампочка

Самые первые изобретения ламп использовали для освещения жир. В емкость с жиром клали тканевой фитиль. Жир позволял длительное время огню освещать. Выходило что-то напоминающее свечу в емкости. История лампочки прогрессировала, когда стали добывать нефть, в это время появлялись керосиновая лампа. Она за короткий промежуток времени стала так востребована. Изобретение электрической лампочки приходятся на время, когда электричество начала быстро распространяться вначале в городских просторах, а затем и в дальних уголках.

Этапы открытия

В основу изобретения лампочек положили способ свечения проводников, когда через него проходил электрический ток. Его знали еще задолго до того, как создали лампочку. Но главная проблема эффективного, продолжительного и доступного освещения от электрической сети был поиск материала, который бы использовался для изготовления спирали накаливания. Тогда когда  электричество уже являлось реальностью, а современные лампы накаливания еще не были изобретены, учеными практиковались лишь несколько видов материалов, среди которых был уголь, платин и вольфрам. Последние два материала считались редкими и дорогими. Уголь относился к более доступному материалу.

Начиная с XIX столетия имели место события, способствовавшие созданию первой электрической лампочки. В 1820 году французский ученый Деларю создал лампочку с платиновой проволокой. Проволока согревалась и светилась, однако это был всего лишь опытный экземпляр. Но спустя 18 лет исследователь из Бельгии Жобар показал угольную лампу накаливания. В 1854 году немецкий ученый Генрих Гебель как источник для освещения использовал бамбук.

Вид первой  лампы накаливания

Кто автор электрической лампочки?

Интересуясь ответом на вопрос – кто изобрел лампу, необходимо учесть, что тут имело место целая череда последовательных манипуляций, когда постоянно подхватывались идеи предшественников, которые впоследствии развивались. Яблочков является первым русским изобретателем, кто изобрел первую лампочку, а также он придумал электрическую свечу, благодаря которой впоследствии начали освещать городские улицы и скверы. Они могли освещать в течение 1,5 часов.

Впоследствии были изобретены светильники, у которых была автоматическая замена свечей. Яблочков создал не очень-то удобные свечи. Хотя они отлично справлялись со своей функцией.

История изобретения связано с именем такого популярного инженера из России, как Лодыгин Александр Николаевич. В 1872 году он воплотить в реальность мечту всех о бесперебойном источнике света. История создания лампы накаливания на этом этапе начала стремительно получать практическое использование. Она горела примерно 30 минут. Их впервые установили на улицах Северной столицы в 1873 году. В том же году изобретатель лампочки получил патент. Можно сделать вывод. Первая лампа накаливания появилась благодаря изобретениям этого ученого.

Начиная с 1890 года Лодыгин стал экспериментировать с использованием в нитях накала разнообразных тугоплавких металлов. В конечном итоге он смог применять впервые тут вольфрам. Кроме того, по его предложению стали впервые откачивать воздух из ламп и туда заполнять газ.

В 1878 Джозеф Сван помог появиться современной модификации электрической лампочки. Она состояла из колбы из стекла с угольной нитью накаливания.  О создателе ламп Хайрем Максим известно немного. Создавали пулемет с наименованием «Максим». Кроме того, он является создателем оригинальной модели на таких материалах, как уголь и бензин.

Томас Эдисон и Ильич

Если принять во внимание хронологии порядок протекающих событий, то электрическую лампу создал Лодыгин. А вот Яблочков являлся основоположником серии идей, которые стали причиной появления популярного сегодня источника освещения. Именно эти русские изобретатели и последующие разработки исследователей из Великобритании и Америки первую электрическую лампочку смогли так массово использовать и он оказался обыкновенным прибором, который производил свет. Но при развитии задумок имеется тот, кто ее породил, и тот, кому достался патент. А вот изобретение дуговой лампы не так известно.

Томас Эдисон

В 1879 году впервые продемонстрировали лампочку Эдисона с платиновой нитью. Через год ему дали еще один патент на модель с угольной нитью, работавшая в течении 40 часов. К тому же он внес определенный вклад в изготовлении лампочки накаливания, создав цоколь, патроне и выключатель.

То есть Томас Эдисон получил патент на электрическую лампу накалывания как собственного изобретения спустя год, как использовали модель Максима и практически позже на 6 лет всеобщего показа лампы Лодыгина. У патентной работы Т. Эдисона были собственные результаты: при объединении с Джозефом Сваном, он основал фирму по изготовлению самой первой модели электрических лам накаливая. Т. Эдисон вместе с Х. Максимом, когда конкурировали друг против друга, были в бюрократических разбирательствах между собой.

Т. Эдисон был более доступный. Х. Максим в данной борьбе не удостоился ни единого патента, а также у него были огромные финансовые потери, по этой причине он оставил страну и отправился в Европу. С лампочкой Эдисона все понятно.

А вот кто основатель лампочки Ильича? Для нынешнего поколения ответ неоднозначный. Подобное наименование знали лишь на территории Советского Союза, этот термин оказался в лексиконе россиян. Лампочки Ильича является наименованием не просто осветительного прибора, а целого ряда явлений. В 1921 году, на территории России царил глубокий экономический кризис, разразившийся тут в результате известной всем гражданской войны. И в это время Государственная комиссия по электрификации РФ приняла план ГОЭЛРО. Он был планом по развитию хозяйства, который бал основан на создании энергетической базы. В это время стали электрифицировать страну огромными масштабами. В скором времени в поселках, в которых использовались главным образом лучные либо керосиновые лампочки стали появляться электрические лампочки.

Ленин

Идею этого плана озвучил Ленин. По этой причине лампы для накала стали именовать в его честь. Такие модели стали накаливаться очень быстро. Лампочки Эдисона известно сегодня по той причине, что он смог вовремя запатентовать свое изобретение. На территории нашей страны лампочки с накаливаемыми стержнями начали ассоциировать с именем Ленина, потому что он первый снабдил Россию экономичной электроэнергией.

lampagid.ru

виды, типы, характеристики :: SYL.ru

Электрическая лампа основана на эффекте нагревания проводника в процессе пропускания электрического тока. Именно тепловое действие тока применяется в современных осветительных приборах. После того как будет включен ток, электрическая лампа будет излучать по закону Планка тепловой электромагнитный импульс. Между температурой и длиной волны существует зависимость, поэтому для видимого излучения температура должна составлять десятки тысяч градусов, стремясь к 5770 К.

Особенности

Электрическая лампа рассчитана на напряжение 220 В. Вольфрам, который имеет температуру кипения 3410 градусов по Цельсию, используют в виде нагревательного элемента. При показателях в диапазоне от 2300 до 2900 °C происходит излучение не дневного и не белого света. Именно поэтому лампы электрические осветительные испускают такой свет, который выглядит более красно-желтым, нежели дневной свет.

Для того чтобы охарактеризовать качество света, применяют цветовую температуру.

Если бы вольфрам располагался при подобных значениях температуры в воздухе, в таком случае он бы сразу стал оксидом. Чтобы электрическая лампа функционировала на протяжении длительного временного промежутка, из колбы предварительно выкачивают воздух. Сначала делали вакуумные варианты, а теперь лампы незначительной мощности (до 25 Вт) выпускают в вакуумированной колбе.

Более мощные модели заполнены криптоном, аргоном, азотом. Благодаря повышенному давлению, создаваемому в колбе, наполненной инертным газом, существенно снижается скорость испарения вольфрама, что позитивно отражается на эксплуатационных характеристиках. Такое устройство электрических ламп позволяет повышать коэффициент полезного действия, получать спектр, максимально приближенный к белому цвету. Газонаполненные лампы темнеют не так быстро, как вакуумные варианты, так как происходит осаждение материала, из которого состоит тело накала.

Конструкция

Электрическая лампа имеет различный вариант конструкции, в зависимости от ее предназначения. Среди общих составных частей, включенных во все модели, отметим вводы тока, колбу, а также тело накала. Электрические лампы led могут быть с цоколем разного вида либо без него. Некоторые модели производители наделяют дополнительными конструктивными элементами, оснащают внешней колбой.

Все виды электрических ламп имеют предохранитель, который выполнен из ферроникелевого сплава, введенного в один из вводов тока. Он необходим для защиты колбы от разрушения во время обрыва нити накала. При его отсутствии капля расплавленного металла бы разрушала стекло и становилась причиной пожара.

Особенности колбы

Колба способна защищать тело накала от действия атмосферного газа. Ее размеры зависят от скорости осаждения материала тела накала. Лампы большей мощности предполагают колбы внушительных размеров, чтобы осуществлялось распределение металла по всему пространству.

Специфика газовой среды

В современных лампах используют инертный химический газ. Среди распространенных вариантов лидирует смесь аргона и азота. Те потери энергии, которые возникают из-за теплопроводности, можно уменьшить путем подбора газа, имеющего большее значение молекулярной массы. Подключение электрических ламп осуществляется по определенной схеме, найти которую можно в инструкции.

Галогенные лампы

Они составляют особую группу среди ламп накаливания. Особенность их заключается во введении внутрь колбы галогенов, а также их соединений. В галогеновой конструкции при испарении металла с тела накала происходит его химическое взаимодействие с галогенами. Благодаря термическому разложению из образующегося галогенида снова формируется металл.

Галогеновые лампы характеризуются большей температурой накала спирали, высоким коэффициентом полезного действия, продолжительным эксплуатационным сроком, небольшими размерами колбы.

Особенности тела накала

Они имеют различные размеры и форму. Среди распространенных вариантов можно упомянуть проволоку, имеющую круглое поперечное сечение. В первых лампах оно изготавливалось из угля, имеющего температуру возгонки 3559 °C. Современные лампы создают на основе вольфрамовых спиралей, в редких случаях применяют слав вольфрама и осмия. При скручивании проволоки в спираль уменьшают размеры тела накала.

Электротехнические характеристики

При изготовлении ламп накаливания применяют закон Ома, связывающий силу тока, сопротивление, напряжение. У металлов незначительное удельное электрическое сопротивление, поэтому применяют тонкий и длинный провод. Нить накала, обладая меньшим сопротивлением, чем рабочее значение, прогревается медленно. Это позволяет включать лампу в электрическую цепь последовательно. В современных мигающих моделях используют биометрический переключатель. Он позволяет лампам работать в мерцающем виде.

Особенности цоколя

Томас Эдисон предложил вариант цоколя, имеющего резьбу. Среди распространенных моделей ламп, востребованных в настоящее время, выделим миньон Е14, а также Е40 и Е27. Есть и такие варианты ламп, в которых отсутствует классическая резьба. В патроне лампу удерживает трение. Подобные модели используют в автомобилях.

Классификация

В зависимости от функционального предназначения и конструктивных особенностей принято подразделять все лампы накаливания на следующие группы:

  • общего назначения;
  • декоративные модели;
  • местного освещения;
  • иллюминационные лампы;
  • зеркальные модели;
  • сигнальные виды;
  • транспортные лампы;
  • прожекторные и оптические модели.

Общие лампы считают самой массовой группой, предназначенной для декоративного, местного освещения. В 2008 году в нашей стране было принято решение о постепенном выведении их из производства.

Декоративные модели выпускают в специальных фигурных колбах. У потребителей пользуются популярностью свечеобразные виды. Зеркальные лампы покрывают тонким слоем порошкообразного алюминия, чтобы эффективно перераспределять световой поток.

Сигнальные варианты востребованы в разнообразных приборах, они постепенно вытесняются светодиодами. Широкой группой считают транспортные модели, применяемые в самолетах, вагонах, автомобилях, локомотивах, морских и речных судах.

Среди их особенностей необходимо упомянуть повышенную механическую прочность, устойчивость к вибрациям, возможность эксплуатации при напряжении от шести до двухсот двадцати вольт.

Прожекторные лампы обладают высокой мощностью, имеют существенную отдачу света. Применяют их не только для освещения, но и в различных сигнальных приборах.

Лампы для оптических приборов, кинопроекционной и медицинской техники размещают в колбах определенной формы.

Среди разновидностей сигнальных ламп особый интерес представляют коммутаторные виды. Их использовали в качестве индикаторов на коммутаторных панелях. Благодаря гладким параллельным контактам менять их можно было за считаные минуты.

Перекальная, фотолампа - это модель, которая предназначена для работы в четком диапазоне напряжения. У нее отличный показатель световой отдачи, но небольшой эксплуатационный срок службы. Во время существования Советского Союза производили фотолампы, имеющие мощность 500 и 300 Вт. В настоящее время их почти не используют, заменив более мощными и современными вариантами. У проекционных ламп, выпускаемых для кинопроекторов, повышенная яркость. Из-за существенного показателя температур срок службы таких ламп весьма ограничен.

Для автомобильных фар используют двухнитиевые варианты ламп. Одна предназначена для дальнего света, вторую используют при ближнем. Также у подобных ламп есть специальный экран, отсекающий при ближнем свете лучи, способные ослеплять водителей встречных транспортных средств.

КПД ламп

На яркость и эксплуатационный срок службы изделий влияет рабочее напряжение. Энергия, подаваемая в лампу, в основном переходит в излучение. Но человеческий глаз воспринимает лишь незначительный его диапазон. При температуре 3400 К КПД лампы составляет пятнадцать процентов. При понижении показателя температур он снижается до пяти процентов. Среди преимуществ ламп накаливания выделим их массовое производство, невысокую стоимость, компактные размеры, быстрое вхождение в рабочий режим. Такие модели могут работать на любом виде тока, они нечувствительны к перепадам напряжения.

www.syl.ru

Виды электрических ламп, а также их достоинства и недостатки

Рассмотрим подробнее, какие виды электрических ламп имеют наибольшую популярность в современном мире.

В процессе создания дизайна какого-то помещения обычно немало внимания уделяется освещению, поскольку этот элемент играет важную роль в восприятии окружающего пространства. На данный момент для внутреннего освещения помещений чаще всего применяют лампы накаливания, галогенные лампы, светильники на светодиодах или люминесцентные, а также энергосберегающие. Сегодня мы более подробно остановимся на видах современных электрических ламп, а также рассмотрим их положительные и отрицательные стороны.

Лампы накаливания

Данный вид ламп был изобретен первым. Свет в подобных лампах испускается источником накаливания, который раскаляется до высоких температур в процессе воздействия на него электрического тока. На территории России они начали широко распространяться еще во времена В.И. Ленина, за что в народе их стали называть «лампами Ильича».

Плюсы ламп накаливания

  • Несомненно, основной положительной стороной ламп накаливания является низкая стоимость. В настоящее время они являются наиболее доступным видом электрических ламп.
  • Еще данный тип ламп может характеризоваться сплошным спектром излучения, видимая часть которого насыщена оранжевыми и красными лучами света. Поэтому неудивительно, что использование таких ламп для освещения выделяет так называемые «теплые» цветовые тона и в то же время ослабляет «холодные». Лампы этого типа могут сделать домашнюю обстановку более теплой и уютной.

Минусы ламп накаливания

  • Данный вид ламп не может обеспечить достаточно высокий уровень цветопередачи. Из-за этого они совершенно не походят для освещения магазинов, по крайне мере тех, где покупатель должен видеть реальный цвет товара.
  • Лампы накаливания могут характеризоваться достаточно высоким уровнем расхода электроэнергии. Уже достаточно давно многие производители наносят на производимые лампы специальное напыление, которое делает энергопотребление более приемлемым.
  • Не стоит также забывать и о высоком показателе теплоотдачи у ламп накаливания. Создавая интерьер в помещении, данные лампы следует размещать на безопасном расстоянии от пожароопасных и легко плавящихся материалов.

Галогенные лампы

Долгое время галогенные лампы занимали вторую строчку популярности среди покупателей. Однако, последние годы они стали использоваться все реже, поскольку люди начали отдавать свои предпочтения более современным решениям. Прежде такие лампы широко использовались для реализации встроенного освещения. Теперь же их можно встретить разве что в некоторых люстрах и настенных бра.

Плюсы галогенных ламп

  • В сравнении с лампами накаливания галогенные обладают значительно более стабильным по времени световым потоком, поэтому у них продолжительней срок службы.
  • К положительным характеристикам можно отнести относительно меньшие размеры, более высокие показатели термостойкости и механической прочности.
  • Немаловажно и то, что галогенные лампы имеют высокий показатель мощности, в то время как уровень расхода электроэнергии в сравнении с лампами накаливания у них в разы меньше.

Минусы галогенных ламп

  • Чтобы подключить галогенные лампы в сеть требуется использовать трансформатор. Безусловно, в люстрах и настенных бра он обычно встроен. Однако, при необходимости создания точечного освещения приобрести трансформатор и смонтировать его придется самостоятельно.
  • Качество предлагаемых трансформаторов зачастую оставляет желать лучшего. Это может вылиться в серьезные проблемы, ведь спрятанный в гипсокартонном коробе или за натяжным потолком трансформатор поменять в случае выхода его из строя будет совсем непросто.

Люминесцентные лампы

Данные устройства нередко называют лампами дневного освещения. Условно их также можно разделить на лампы с наибольшим световым потоком, а также с меньшим, но более высоким качеством цветопередачи. Кроме того, они способны излучать разные цвета, за счет чего нередко используются при освещении магазинных витрин и торговых площадей. Такие лампы повсеместно применяются на предприятиях, на территории школ, во дворах различных учреждений и др.

Плюсы люминесцентных ламп

  • Показатель светоотдачи у люминесцентной лампы в разы превышает аналогичный у лампы накаливания такой же мощности.
  • При соблюдении ряда необходимых условий лампа данного типа может до 20 раз дольше работать, чем лампа накаливания.

Минусы люминесцентных ламп

  • При включении, а также в процессе работы люминесцентные лампы достаточно неприятно моргают, напрягая тем самым глаза человека.
  • Кроме того, они достаточно восприимчивы к скачкам напряжения в сети, а также частому отключению и включению.
  • Вышедшие из строя лампы этого типы должны утилизироваться особым образом, как токсичные отходы. Поэтому их нужно сдавать в специальные пункты утилизации.

Лампы энергосберегающие

Энергосберегающие лампы были созданы на основе люминесцентных. Основным их отличием является наличие особого электронного блока, который отвечает за процессы зажигания и дальнейшего горения. За счет этого удалось добиться того, что лампа не мигает как при начале работы, так и в дальнейшем.

Плюсы энергосберегающих ламп

  • Положительной стороной таких ламп является возможность создания разных цветовых температур, которые определяются при горении. Проще говоря, энергосберегающая лампа способна излучать как «теплый», так и «холодный» свет.
  • Важнейшей характеристикой является снижение потребления электричества. В некоторых случаях данный показатель достигает отметки в 80%.
  • Еще энергосберегающие лампы в процессе работы выделяют намного меньше тепловой энергии, а значит могут использоваться практически где угодно.
  • Лампы данного типа значительно реже выходят из строя в сравнении с лампами накаливания. Кроме того, они более невосприимчивы к скачкам напряжения и частым включениям и выключениям.

Минусы энергосберегающих ламп

  • Безусловно, главным минусом можно считать сравнительно высокую стоимость энергосберегающих ламп.
  • Данные лампы требуют бережного обращения даже после выхода их из строя, поскольку содержат в себе токсичные составляющие. Их нельзя выбрасывать вместе с обычными бытовыми отходами. Если такая лампа разобьется в помещении, то потребуется проведение уборки, как если был разбит ртутный градусник.

Светодиодные лампы

На сегодняшний день светодиодные лампы и светильники по праву можно считать наиболее востребованными. Источником света в них являются светодиоды, работающие при прохождении тока через полупроводниковые материалы. В настоящее время светодиодные устройства используются во всех направлениях светотехники, а область их применения практически не имеет границ.  

Плюсы светодиодных ламп

  • Светодиоды способны функционировать до 100 000 часов, а значит в долговечности они более чем в 100 раз превосходят лампы накаливания.
  • Кроме того, светодиодные лампы можно отнести к низковольтному оборудованию, а значит они достаточно безопасны для пользователей и не потребляют большого количества электроэнергии.

Минусы светодиодных ламп

  • Пожалуй, основным недостатком таких ламп является сильная восприимчивость к перепадам напряжения.
  • Кроме этого, светильники, построенные на основе светодиодов, излучают неровный свет. Можно предположить, что развитие технологий позволит устранить этот недостаток в будущем.

progress.online

Виды электрических ламп - Доктор Лом. Первая помощь при ремонте

1. Лампы накаливания:

Принцип действия всех ламп накаливания похож. Электрический ток, проходя по нити накаливания, обычно свитой в спираль, чтобы увеличить длину нити, нагревает нить, изготовленную из тугоплавкого материала, чаще всего вольфрама, до очень высокой температуры (2500-3000°). При этом часть тепловой энергии преобразуется в световое излучение. Чтобы вольфрам не вступал в реакцию с атмосферным кислородом при столь высокой температуре, спираль помещается в колбу, которая на стадии изготовления вакуумируется или заполняется инертным газом.

Обычные лампы накаливания.

Самые известные, самые простые по устройству и следовательно самые дешевые по цене, но при этом и самые ненадежные лампы:

Рисунок 1. Устройство обычной лампы накаливания.

1 - Вольфрамовая нить (спираль).

2 - Стеклянная колба. Для наполнения колбы используются инертные газы: азот, аргон, криптон, или их смеси. Вакуумные лампы делаются преимущественно небольших мощностей потому, что делать большую и толстую стеклянную колбу, выдерживающую перепад давлений между вакуумом и атмосферным давлением неэкономично.

3 - Электроды. На рисунке обозначены красным и синим цветом условно (для наглядности). Обычно эти цвета используются для обозначения типа проводов, синий - для нулевого провода, красный для фазного провода, однако при подключении проводов к патрону, в который будет вкручиваться лампа, соблюдать показанную на рисунке полярность не нужно.

4 - Цоколь (гильза), вкручиваемый в патрон. Лампы, используемые для освещения, как правило имеют цоколь с резьбой Эдисона. Лампы со штифтовыми патронами для освещения квартир и домов не используются и потому здесь не рассматриваются. Обычно гильза изготавливается из ржавеющей стали, защищенной от воздействия окружающей среды хромированием или цинкованием. Чем дешевле лампа, тем тоньше защитный слой, а это приводит к тому что при высокой влажности гильза ржавеет и соответственно электрический контакт ухудшается или пропадает вовсе.

5 - Керамическая изоляция. Обеспечивает изоляцию между электрическими контактами, вынесенными на цоколь лампы.

Преимущества обычных ламп накаливания:

  • Низкая цена.
  • Широкая доступность.

Разнообразие дизайна обычных ламп накаливания достигается за счет изменения формы стеклянной колбы. Колба может быть классической, как показано на рисунке 1, приплюснутой, вытянутой, имитирующей пламя свечи. Кроме того стеклянная колба может быть прозрачной, матированной, молочной, с отражателем. Также лампы бывают разных размеров и мощностей и тут многое зависит от электрического патрона, в который лампа будет вкручиваться или вставляться. На стеклянной колбе иногда можно рассмотреть мощность лампы и рабочее напряжение, а на упаковке дополнительно указываются марка цоколя (патрона), уровень освещенности и ресурс работы.

  • Быстрое включение. В отличие от большинства остальных ламп обычные лампы накаливания загораются практически сразу.

Недостатки:

  • Низкая надежность - ресурс работы таких ламп редко превышает тысячу часов. Основная причина выхода из строя обычных ламп накаливания - это перегорание нити, чаще всего это происходит из-за испарения вольфрама (все-таки температуры не малые), а там где нить тоньше, температура нагрева выше и следовательно испарение больше, или из-за повышения напряжения в сети. Даже непродолжительное превышение напряжения, например, с 220 до 240-250 Вольт на несколько минут, приводит к перегреву нити и уменьшает ресурс работы обычной лампы накаливания в 1.5-2 раза. Иногда в подъездах можно увидеть две лампы накаливания, подключенные последовательно, и таким образом работающие от напряжения 110 Вольт. Уровень освещенности от подключенных последовательно ламп в 2-3 раза меньше, чем от одной лампы такой же мощности, зато ресурс работы увеличивается в десятки раз.
  • Низкая эффективность - в световое излучение преобразуется не более 5-10 % от потребленной электрической энергии, вся остальная электрическая энергия преобразуется в тепловую. Другими словами обычная лампа в первую очередь электронагреватель и только во вторую источник света. Но в некоторых случаях этот недостаток можно использовать, например в кладовке на застекленном балконе или лоджии включенная лампочка в сильные морозы предохранит продукты от замерзания и никаких дополнительных нагревателей ставить не нужно. Правда для большей эффективности лампа накаливания должна располагаться внизу, но это уже совсем другая история. Световая отдача составляет 15-30 Люмен на Ватт потребленной электроэнергии.
  • Вред для здоровья - слепящая яркость обычных ламп накаливания отрицательно влияет на сетчатку глаза подобно электросварке и потому прямо смотреть на лампы накаливания не рекомендуется. Чтобы уменьшить вероятность прямого попадания излучения в глаза используются разного рода абажуры, плафоны, отражатели, нанесение на стеклянную колбу рассеивающего покрытия. Кроме того в спектре свечения обычных ламп накаливания преобладают желтый и красный спектры, поэтому свет от таких ламп отличается от дневного света. Впрочем, полноценно заменить дневной свет не может ни одна лампа потому этот пункт можно считать общим практически для всех ламп.

 

Галогенные (галогеновые) лампы.

Рисунок 2. Устройство галогенных ламп накаливания.

2а - низковольтная капсульная, 2b - с отражателем для встраиваемых светильников, 2с - под патрон с резьбой Эдисона

1 - Вольфрамовая нить (спираль).

2 - Стеклянная колба.

3 - Электроды. На рисунке обозначены красным и синим цветом условно (для наглядности). Обычно эти цвета используются для обозначения типа проводов, синий - для нулевого провода, красный для фазного провода, однако при подключении проводов к патрону, в который будет вставляться или вкручиваться лампа, соблюдать показанную на рисунке полярность не нужно.

4 - Контактная группа

5 - Отражатель (рефлектор).

По принципу действия галогенные лампы очень похожи на обычные лампы накаливания, нить накаливания также изготавливается из вольфрама. Однако в инертном газе, наполняющем колбу, содержатся добавки галогенов (отсюда и название "галогенные лампы"), таких как йод, хлор, бром, фтор или их химических соединений. Например, йод вступает в реакцию с вольфрамом, образуя летучее соединение - йодид вольфрама. Йодид вольфрама, попадая на накаленную спираль, разлагается на йод и вольфрам, а так как максимальная температура там, где нить накаливания тоньше всего, то в таком месте чаще происходит разложение йодида. Таким образом нить накаливания частично восстанавливается и срок службы лампы продляется. Впрочем использование йода имеет и свои недостатки: йод вступает в реакцию не только с вольфрамом, но и с другими металлами, которые могут содержаться в колбе. Заменять йод другими чистыми галогенами - хлором, бромом или фтором - нецелесообразно, так как эти галогены еще более химически активны. Сейчас в галогеновых лампах все чаще используется бромистый метилен или бромистый метил.

Преимущества галогенных ламп накаливания:

  • Высокая надежность - однажды мне пришлось менять галогеновые лампы, прослужившие более 10 лет при очень активном режиме использования. И менять их пришлось не потому, что лампы перегорели, а потому, что за эти годы выгорел отражатель, из-за чего полезная яркость ламп уменьшилась. Заявляемый производителями срок службы галогеновых ламп 5000-8000 часов.
  • Компактность - стеклянные колбы галогенных ламп редко превышают объем 1-1.5 см3. Даже если галогенная лампа выполнена в виде обычной лампы накаливания (рис. 2с), то внутри большой колбы можно увидеть основную маленькую, очень похожую на консольную (рис. 2а), в которой и находится нить накаливания. Да и в галогенных лампах для врезных светильников (рис. 2b) большую часть лампы занимает рефлектор.

Галогенные лампы на сегодняшний день представляют собой практически максимальное разнообразие. На рисунке 2 можно увидеть только некоторые из возможных видов галогенных ламп. Лампы, используемые во врезных (встроенных) светильниках (рис. 2а и 2b) вставляются в специальные патроны. Галогенные лампы, выполненные в классическом виде (рис. 2с), вкручиваются в патроны с резьбой Эдисона. Для прожекторных ламп (на рисунке не показаны) применяются свои патроны. Галогенные лампы, используемые в автомобилях здесь не рассматриваются.

Недостатки:

  • Искажение видимого спектра - в галогенных лампах происходит небольшое поглощение светового излучения в желто-зеленой части спектра. Из-за этого свет галогеновых ламп явно искусственный, впрочем дизайнерами такая особенность галогеновых ламп используется как достоинство.
  • Низкая эффективность - как и в обычных лампах накаливания в галогенных лампах в световую энергию преобразуется незначительная часть электрической энергии, остальная электрическая энергия превращается в тепловую.

Газоразрядные лампы.

Главное преимущество всех газоразрядных ламп по сравнению с лампами накаливания в их высокой эффективности. В световую энергию преобразуется до 30-40% электрической энергии. В газоразрядных лампах электрический ток течет не через проводник, точнее не только через проводник, как в лампах накаливания, а через пары металла (ртути или натрия) или инертный газ (неон, аргон, криптон или ксенон). Само собой, при обычном напряжении, температуре и давлении электрический ток через пары металла или газ пройти не может, а происходит это только во время электрического разряда. Чтобы электрический разряд произошел (зажглась дуга), нужно увеличить разницу потенциалов или силу тока, или повысить температуру электродов или испарить металл или изменить давление внутри лампы или изменить расстояние между электродами или скомбинировать эти методы. Такая вариативность позволила создать множество видов газоразрядных ламп. Наиболее известными из них являются:

Обычные люминисцентные лампы (ГРЛНД).

Люминисцентные лампы называются так потому, что в них используется люминофор. Стеклянные трубки люминисцентных ламп заполняются инертным газом и небольшим количеством ртути. Таким образом люминисцентные лампы относятся к газоразрядным ртутным лампам низкого давления, отсюда и аббревиатура - ГРЛНД. Устроены обычные люминисцентные лампы низкого давления следующим образом:

Рисунок 3. Устройство и подключение обычной люминисцентной лампы с электромагнитным балластом.

1 - Вольфрамовая нить (спираль) электрода. Назначение электродов испускать электроны при нагреве. Чтобы электронов было больше, вольфрамовая спираль обрабатывается карбонатами или пероксидами (перекисями) щелочноземельных металлов.

2 - Стеклянная колба. Наполняется инертным газом, как правило аргоном под давлением 100-400 Па (0.001-0.004 атмосферы) и небольшим количеством ртути.

3 - Слой порошкообразного люминофора, как правило галофосфата кальция, активированного магнием и сурьмой. Люминофор наносится на внутреннюю поверхность стеклянной трубки и преобразует ультрафиолетовый спектр электрического разряда в видимый спектр излучения. Изменяя пропорции активаторов, получают различные оттенки при свечении ламп. Таким образом делают лампы белого света (ЛБ), холодно-белого цвета (ЛХБ), еще называемые медицинскими, лампы дневного света (ЛДЦ). И это далеко еще не все возможные названия, маркировки и оттенки ламп. Больше подробностей можно узнать здесь. Для получения цветных люминисцентных ламп используются специальные люминофоры или стеклянная колба окрашивается в соответствующий цвет.

4 - Диэлектрический цоколь.

5 - Электрические контакты. На рисунке обозначены красным и синим цветом условно (для наглядности). Обычно эти цвета используются для обозначения типа проводов, синий - для нулевого провода, красный для фазного провода, однако при подключении проводов к патронам люминисцентной лампы, соблюдать показанную на рисунке полярность не нужно, тем более, что это не так-то просто сделать, учитывая симметрию лампы. А вот дроссель и стартер подключать нужно правильно, но в большинстве случаев внутренняя электроразводка осветительного прибора уже выполнена. Так что единственное, что требуется от пользователя - это аккуратно вставить лампу в патрон.

6 - Дроссель (электромагнитный балласт, пускорегулирующий автомат (ПРА), балластное сопротивление индуктивности).

7 - Стартер (автоматический пусковой выключатель)

8 - Комнатный выключатель.

Принцип действия люминисцентной лампы с электромагнитным балластом следующий:

1. Разогрев лампы

Когда мы включаем выключатель (8) электрическая цепь замыкается, ток проходит через дроссель, стартер и электроды. Стартер как правило представляет собой небольшую газоразрядную лампу и конденсатор (на рисунке 3 устройство стартера не показано). При замыкании электрической цепи выключателем ток между электродами лампы проходить не может из-за достаточно большого сопротивления газа, а вот между электродами стартера возникает тлеющий разряд, при этом электроды стартера (неоновой лампы) нагреваются. Один или оба электрода стартера изготавливаются из биметаллических пластин, меняющих свою форму при изменении температуры. При нагреве до определенной температуры электроды замыкаются и начинают остывать, так как ток уже течет через замкнутые электроды стартера. Все это время вольфрамовые нити (1) электродов люминисцентной лампы при прохождении электрического тока нагреваются и начинают испускать электроны. Инертный газ внутри стеклянной колбы также нагревается и ртуть, содержащаяся в лампе, испаряется.

2. Срабатывание стартера

Когда биметаллическая пластина-электрод стартера остывает и возвращается в исходное положение, электрическая цепь между электродами стартера размыкается и тут включается дроссель.

3. Создание дуги

Для создания электрической дуги обычного напряжения в 220 Вольт не достаточно. Чтобы дуга зажглась, необходимо создать разницу потенциалов в несколько тысяч вольт. Для этого используется дроссель (6) - проволочная катушка, намотанная на сердечник. При включении выключателя электрический ток проходит через дроссель, при этом вокруг дросселя генерируется магнитное поле. Когда стартер (7) размыкает цепь, в катушке наводится мгновенное высокое напряжение. При этом всплеске напряжения возникает электрическая дуга между электродами и лампа начинает светиться. Конденсатор, подключенный параллельно лампе стартера, продляет время всплеска, и предотвращает возникновение дуги между электродами стартера. После зажигания дуги сопротивление лампы быстро падает и соответственно сила тока, проходящего через лампу начинает быстро возрастать. Чтобы лампа не перегорела, опять же используется дроссель. Обладая определенным сопротивлением, дроссель регулирует силу тока, проходящего через лампу и в данном случае выступает в роли балласта. Если дуга не зажглась, а это может происходить по разным причинам, то между электродами стартера опять возникает тлеющий разряд и процесс включения повторяется. После того, как зажглась дуга, необходимости в подогреве электродов нет, они могут спокойно остывать. Пока цепь будет замкнутой посредством дуги, лампа будет работать. Таким образом стартер, размыкая электрическую цепь нагрева электродов, значительно увеличивает ресурс работы люминисцентных ламп.

4. Основной режим работы - свечение

После возникновения дуги электрический ток течет уже между электродами и лампа начинает работать в основном режиме. Электроны, перелетая от одного электрода к другому на высокой скорости сталкиваются с атомами ртути и выбивают электроны этих атомов на более высокую орбиту (или следующую энергетическую ступень). Когда электроны атомов ртути возвращаются на прежнюю орбиту, выделяется энергия в виде ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение, проходя через люминофор, возбуждает свечение люминофора в видимом спектре.

Преимущества электромагнитного балласта:

  • Простота конструкции и как следствие
  • Низкая стоимость и 
  • Относительно высокая надежность. Чем реже лампа будет включаться-выключаться, тем дольше она прослужит, как ни странно это звучит. Люминисцентные лампы подключенные с использованием электромагнитного балласта могут гореть многие годы. Срок службы люминисцентных ламп с использованием электромагнитного балласта 6000-12000 часов.

Недостатки:

  • Долгое включение - 1-5 сек в зависимости от напряжения в сети, температуры окружающей среды и степени износа лампы.
  • Низкочастотное гудение дросселя (около 100 Гц). Чем старее дроссель, тем гудение громче.
  • Возможное мерцание лампы.
  • Большие размеры и вес дросселя, что непосредственно влияет на размеры светильника
  • Уменьшение яркости при снижении температуры окружающей среды из-за уменьшения давления газа в стеклянной колбе (актуально для наружных осветительных приборов). При отрицательной температуре люминисцентную лампу с электромагнитным балластом вообще не включишь.

Частично устранить эти недостатки помогает электронный балласт (электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА)). Электронный балласт заменяет не только дроссель, но и стартер. Моделей электронных балластов много, одни включают лампу с заметной временной задержкой, как при использовании электромагнитного балласта, другие позволяют плавно изменять яркость люминисцентной лампы, третьи делают это практически мгновенно, в этом случае электроды вообще не нагреваются и дуга зажигается между холодными электродами. Подробное рассмотрение моделей ЭПРА не является темой данной статьи.

Люминисцентные лампы могут быть изготовлены в виде трубки (линейные лампы), в виде окружности, буквы W или U. Для подключения таких ламп используются специальные патроны. В последнее время все большее распространение получают компактные люминисцентные лампы с встроенным электронным пускорегулирующим аппаратом, больше известные как эконом-лампы или энергосберегающие лампы. Такие лампы вкручиваются в обычный резьбовой патрон и потому замена ламп накаливания на люминисцентные лампы идет ускоренными темпами. За работой "экономных" ламп я наблюдаю с середины 90-х годов и должен сказать, что в наших условиях такие лампы не всегда работают так долго, как заявляют производители. Если напряжение в сети часто колебается, то лампы приходится менять каждые полгода-год и это уже далеко не экономный режим.

Общий недостаток всех люминисцентных ламп - это наличие в лампах паров ртути, поэтому утилизация люминисцентных ламп - очень важная задача. Выбрасывать люминисцентные лампы в обычный мусорник для бытовых отходов ни в коем случае нельзя. К сожалению это правило и раньше не сильно-то соблюдалось, а сейчас и подавно. Если Вы нечаянно разбили люминисцентную лампу, то сразу обязательно проветрите помещение - пусть пары ртути выйдут. И хотя содержание ртути в люминисцентной лампе в сотни раз меньше, чем в обычном градуснике, все равно рисковать не надо.

Ртутные лампы высокого давления (РЛВД).

Ртутные лампы высокого давления используются в основном для наружного освещения, по причинам, изложенным ниже. Вариантов ртутных ламп также не мало, раньше выпускались двухэлектродные лампы, затем четырехэлектродные, сейчас все больше трехэлектродные. Рассмотрим принцип действия ртутной лампы высокого давления на примере четырехэлектродной лампы:

Рисунок 4. Устройство ртутной лампы высокого давления.

1 - Разрядная колба (горелка), наполненная инертным газом, как правило аргоном и небольшим количеством ртути. Давление газа может достигать 100 КПа (1 атмосфера). Горелки изготавливаются из кварца или керамики. 

2 - Основной электрод (катод).

3 - Зажигающий электрод (анод).

4 - Сопротивление для ограничения силы тока, проходящего через лампу.

5 - Стеклянная колба. На поверхность колбы с внутренней стороны может наноситься люминофор.

6 - Цоколь с резьбой Эдисона.

При включении лампы в электрическую сеть между основными и зажигающими электродами, расположенными на близком расстоянии возникает тлеющий разряд. При этом электроды нагреваются, ртуть начинает испаряться. Так как расстояние между основными электродами намного больше, то сразу зажигания дуги между основными электродами, расположенными в противоположных концах разрядной колбы, не происходит. При разогреве электродов количество излучаемых электронов и положительных ионов увеличивается до тех пор, пока не происходит пробой изоляции инертного газа. При этом возникает тлеющий разряд между основными электродами который очень быстро переходит в дуговой разряд. Для ограничения силы тока, проходящего через лампу используются сопротивления (4), в двухэлектродных лампах используется дополнительно электромагнитный балласт. Разогрев ртутных ламп происходит достаточно долго - в течение 10 — 15 минут после включения. И чем холоднее на улице, тем время включения будет дольше. Лучше всего ртутные лампы работают в горизонтальном положении.

Дуга в разрядной колбе генерирует мощное ультрафиолетовое излучение, а также видимое излучение фиолетового или голубого цвета. Если на внутреннюю поверхность стеклянной колбы нанесен люминофор, то ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимый спектр. Ртутные лампы без люминофора часто используются в лечебных целях, так как ультрафиолетовое излучение убивает микробов и часто их называют просто кварцевыми или ртутно-кварцевыми.

Неоновые лампы.

Неоновые лампы используются в основном для рекламы, иногда в качестве дополнительного освещения, поэтому сильно углубляться в устройство неоновых ламп не будем. Неоновые лампы наполняются неоном, откуда и получили свое название. Чистый неон светится оранжевым цветом, добавки к неону других газов позволяют получить зеленые, красные, синие и белые оттенки. В стеклянные трубки неоновых ламп вставляются электроды, чем больше длина неоновой лампы, тем большим будет напряжение, при котором между электродами возникнет разряд, поэтому для неоновых ламп часто требуются повышающие трансформаторы. Для изготовления неоновых ламп практически любой формы никакого особенно дорогостоящего оборудования не требуется, поэтому даже в относительно небольших городах есть фирмы, занимающиеся изготовлением неоновых ламп и, в частости неоновой рекламы, самостоятельно, поэтому говорить о сроке службы неоновых ламп не приходится, он может быть разный.

Натриевые лампы.

Натриевые лампы являются самыми эффективными источниками света. Если для так называемых экономных или энергосберегающих ламп световая отдача составляет 80-120 Люмен на Ватт потребленной электроэнергии, то для натриевых ламп этот показатель составляет 140-160 Лм/Вт. Натриевые лампы бывают низкого давления (НЛНД) и высокого давления (НЛВЛ). В натриевых лампах низкого давления электрический разряд происходит в парах натрия, в горелки ламп высокого давления добавляют ртуть и ксенон. Как и ртутные лампы высокого давления, натриевые лампы используются в основном для наружного освещения, и не только из-за длительности выхода на полную световую мощность (10-15 минут), а и из-за смещения цветового спектра в сторону желтого цвета. Срок службы натриевых ламп может достигать 25000 часов.

Металлогалогенные лампы (МГЛ).

Металлогалогенные лампы высокого давления отличаются от ртутных газоразрядных ламп тем, что в разрядную колбу помимо инертного газа и ртути добавляются галогениды некоторых металлов, что позволяет корректировать спектр излучения. Световая отдача достигает 140-150 Лм/Вт. Время выхода на полную световую мощность 3-10 минут в зависимости от мощности лампы. Все остальные отличия в маркировке. Возможность создания различных цветовых оттенков позволяет применять металлогалогенные лампы как для внутреннего освещения, так и для наружного.

Начиная с 90 годов прошлого века большое распространение получили ртутно-ксеноновые лампы, больше известные автомобилистам как ксеноновые лампы. Тем не менее эти газоразрядные лампы скорее нужно отнести к металлогалогенным лампам, а не рассматривать их как отдельный вид. Ксеноновые лампы с короткой дугой используются в основном в разного рода проекторах.

Светодиодные лампы.

На сегодняшний день светодиодные лампы являются самыми перспективными в плане экономии электроэнергии из-за максимально высокого КПД. Световая отдача светодиодных ламп достигает 100-200 Лм/Вт, в зависимости от мощности светодиодов и работы по увеличению светоотдачи ведутся постоянно. Светодиоды являются одним из видов полупроводниковых диодов, работающих по принципу использования p-n перехода.

Рисунок 5. Устройство светодиода лампового типа.

1 - Кристалл полупроводника, в котором осуществляется p-n переход.

2 - Пластмассовая колба, защищающая кристалл и одновременно служащая линзой. От формы линзы зависит угол рассеивания излучаемого света

3 - Соединительный провод.

4 - Встроенный отражатель (рефлектор). Лампы, в которых используются светодиоды, могут оборудоваться дополнительными отражателями

5 - Анод.

6 - Катод.

При прохождении электрического тока через p-n переход выделяется энергия. Параметры p-n перехода подбираются так, чтобы максимизировать выделение энергии в виде фотонов видимого спектра и минимизировать выделение тепла. Подбор соответствующего материала p-n перехода позволяет широко варьировать возможную цветовую гамму. Светодиоды являются твердотельными, не требующими газовых или вакуумных колб, и потому малогабаритными источниками света, работающими при малых напряжениях, начиная от 1-2 Вольт. Мощность светодиодов может составлять от 0.1 до 100 Вт. Обычно в светодиодных лампах, заменяющих обычные лампы, используется несколько штук или несколько десятков светодиодов по той причине, что сверхмощные светодиоды, способные в одиночку заменить обычную лампу, стоят слишком дорого. На сегодняшний день в светодиодных лампах наиболее широко используются светодиоды мощностью 0.2-0.3 Вт лампового типа диаметром 3, 5 или 10 мм по внешнему виду действительно напоминающие маленькую лампочку (рис. 5), чип-диоды SMD (surface mounted devices) приблизительно такой же мощности размерами приблизительно 4х4х3 мм и мощные светодиоды SMD, дополнительно оборудованные линзами и радиаторами для охлаждения кристалла.

Преимущества светодиодных ламп:

  • Высокая эффективность. В светодиодных лампах в световую энергию преобразуется до 50-80% электрической энергии, поэтому свет от светодиодных ламп максимально холодный в прямом смысле этого слова.
  • Большое разнообразие.
  • Высокая надежность - заявляемый производителями срок службы светодиодных ламп 50000-100000 часов.
  • Безопасность для здоровья - в спектре излучения светодиодных ламп нет инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Кроме того в составе ламп нет потенциально опасных для здоровья материалов - никакой ртути, галогенов и др.

На сегодняшний день светодиодные лампы выпускаются в виде отдельных светодиодов для самостоятельного подключения, в виде классических ламп под патроны с резьбой Эдисона, в виде линейных люминисцентных ламп, в виде галогенных ламп для врезных светильников и в виде разнообразнейших осветительных шнуров, т.е. во всех возможных видах.

Недостатки:

  • Высокая цена. Конечно же цены на светодиодные лампы зависят и от мощности и от производителя. Чтобы немного сориентироваться в цене, можно рассматривать следующий показатель - если мощность лампы умножить на 2 то это и будет приблизительная цена лампы в долларах. Например, лампа мощностью 1 Ватт будет стоить около 2$, лампа мощностью в 5 Ватт - около 10$, а лампа мощностью 50 Вт - около 100$. Однакопри этом нельзя забывать, что эффективность светодиодных ламп намного больше, чем обычных ламп накаливания.
  • Потускнение. При перегреве полупроводникового кристала диод потускнеет намного раньше, чем предполагалось, поэтому качественное теплоотведение в светодиодных лампах, особенно большой мощности - очень важная задача.

Примечание: За 5 лет, с тех пор как была написана эта статья, цены на светодиодные лампы значительно упали, вплоть до 0.2$ за Ватт и скорее всего это еще не предел. Сейчас они уверено вытесняют с рынка люминисцентные энергосберегающие лампы.

Возможно, какие-то виды ламп я не упомянул, но на первый раз, думаю, хватит.

doctorlom.com

Виды и принцип работы современных электрических бытовых ламп освещения

 

Современные виды ламп, которые применяются для освещения жилых, офисных, хозяйственно-бытовых помещений на сегодняшний день впечатляют своим разнообразием. Отличаются они друг от друга не только мощностью освещения, но и принципом действия, как следствие – разнообразием оттенков света, долговечностью и потребляемым количеством электроэнергии.

 

Соответственно, бывают виды ламп освещения, которые потребляют небольшое количество электроэнергии и при этом излучают яркое освещение и минимум тепла – эти лампы классифицируются, как энергосберегающие лампы, виды их по конструкции также разнообразны.

 

Нового поколения виды электрических ламп бывают таковыми, которые являются устойчивыми к перепадам напряжения в сети и имеют большее количество часов работы и циклов включения/выключения, что в сочетании с низким энергопотреблением значительно отличает их от традиционных ламп накаливания.

 

Однако, современные лампы освещения не ограничиваются этим, они имеют не только показатели светоотдачи, потребления электроэнергии и количество часов работы, существует и множество и других нюансов, как частота мерцания, экологичность, наличие/отсутствие встроенных выпрямителей тока, и многое другое.

 

Посему рассмотрим, какие бывают виды ламп на сегодняшний день, в первую очередь – основные положения, затем — рассмотрим принцип действия электрических ламп освещения из такого существующего их перечня:

 

  • лампы накаливания;
  • газоразрядные лампы;
  • светодиодные лампы.

 

Лампы накаливания являются наиболее распространенными на территории стран СНГ, и, пожалуй, самым древним видом ламп. Они не имеют ни каких особенных преимуществ, выделяют много тепла, потребляют много электричества, не имеют защиты от перепадов напряжения.

 

Единственное преимущество – теплое, подобное натуральному, солнечное освещение, которое, по мнению многих, не сравнится с явно искусственным освещением других видов ламп. Кроме того, они являются экологически чистыми в отличие от следующего вида ламп.

 

Газоразрядные лампы, а также их разновидность — люминесцентные лампы хороши тем, что имеют множество разновидностей, каждая из которых имеет определенное лучшее качество.

 

Ранее на территории СНГ были распространены классические, ртутные лампы дневного освещения, но на сегодня они в большей степени ушли в небытие и на их место пришли новые их разновидности.

 

Виды современных газоразрядных ламп применяются не только как обыкновенные источники электрического освещения в быту; они имеют декоративные разновидности, приемлемые для подсветки потолков, ниш и т. д.

 

Светодиодные лампы являются ничем иным, как современной альтернативой предыдущим двум видам ламп. Эти лампы – нового поколения энергосберегающие, экологичные и долговечные (стойкие к перепадам напряжения) осветительные электрические элементы.

 

Они имеют явное преимущество перед остальными видами ламп, но единственный недостаток – стоимость, так как технология их производства на сегодня новая и довольно дорогостоящая. Но их долговечность и экономичность, по мнению производителей, окупит разовые затраты на их приобретение.

 

Виды и принцип работы современных ламп накаливания

 

Принцип работы лампы накаливания основан на нагреве металлической спирали, находящейся в вакууме (лампы мощностью до 25Вт) или газе аргон или аргон+азот (средней мощности и высокомощные лампы) в герметично запаянной стеклянной колбе.

 

При прохождении через спираль, ток разогревает ее до температуры, равной впредь до 3000 градусов по Цельсию, вместе с этим происходит и излучение света, инфракрасных лучей.

 

Сама спираль выполнена из особо прочного и весьма тугоплавкого металла – вольфрама, а степень яркости освещения прямо пропорционально зависит от температуры нагрева; кроме того, газовая среда, в которой находится спираль, может содержать в себе частицы галогенов – соединений 17-ой гр. Таб. Менделеева (F, Cl, Br, I).

 

Современные лампы накаливания производятся из стекла с металлическим плафоном, имеющим резьбу, по средствам которой происходит фиксация в патроне, но имеются разновидности с контактно-зажимными и штыревыми типами соединений.

 

Виды ламп накаливания могут иметь четыре модификации, четыре условных обозначения, указывающих на тип спирали и окружающей ее среды в лампе накаливания: В (вакуумная), Б (биспиральная с аргоновым напылением), БО (биспиральная с аргоновым наполнением в опаловой колбе), Г (моноспиральная с аргоновым напылением).

 

 

Отдельным видом наиболее современных ламп накаливания являются галогенные лампы накаливания, отличие которых от вышеописанных обусловлено содержанием галогенных частиц в газовой среде лампы накаливания (частиц йода, хлора, брома), которые вступают в реакцию с испарившемся металлом с поверхности спирали.

 

После этого процесса металл возвращается на поверхность спирали по средствам температурного разложения получившегося соединения. Таким образом, они имеют больший КПД, срок годности и другие характеристики.

 

Что касается бытового назначения ламп накаливания, то они являются лампы общего назначения и обозначаются аббревиатурой ЛОН.

 

Виды и принцип работы современных газоразрядных ламп

 

Принцип работы газоразрядных ламп состоит в том, что видимое излучение света происходит вследствие возникновения разряда электричества в герметичной среде газа (неон, аргон, криптон, ксенон) или пара металлов (натрий, ртуть).

 

Таким образом, среда газа/пара металла – это и есть проводник тока, который от вольфрамового электрода с большим потенциалом (фазы, «+») проводит его к вольфрамовому электроду с меньшим потенциалом (нуля, «-»), излучая минимум тепла при высокой степени светоотдачи.

 

При этом в составе среды газа/пара могут применяться и галогены (фтор/F, хлор/Cl, бром/Br, йод/I), которые улучшают светоотдачу и остальные показатели газоразрядных ламп.

 

Существует также и газоразрядные люминесцентные лампы – лампы, в которых в результате разряда в парах ртути образуется невидимое для человеческого глаза ультрафиолетовое излучение (тепловое излучение), которое преобразуется в видимый свет при помощи находящегося на внутренних стенках колбы напыления люминофора (соединений галофосфата).

 

Виды газоразрядных ламп подразделяются на лампы низкого и высокого давления – по давлению внутри колбы.

 

Лампы высокого давления имеют в качестве основного преимущества высшую степень светоотдачи, и подразделяются в свою очередь по типу наполнителя на:

 

  • ртутные;
  • натриево-ртутные;
  • иодидо-металло-ртутные;
  • инертно-газовые.

 

Ртутные газоразрядные лампы высокого давления имеют напыление люминофора, является Люминесцентной лампой высокого давления и обозначается аббревиатурой ДРЛ.

 

Натриево-ртутные газоразрядные лампы высокого давления именуются также как просто натриевые и обозначаются аббревиатурой ДНаТ.

 

Иодидо-металло-ртутные газоразрядные лампы, а точнее лампы высокого давления с наполнителем — иодидами редкоземельных металлов с вмещением ртутных паров, именуются как металлогалогенные лампы и носят аббревиатуру ДРИ.

 

Инертно-газовые газоразрядные лампы высокого давления являются сугубо газовыми лампами, в которых применяются аргон, ксенон, неон, криптон или же их смеси и носят названия соответственно содержания газа.

Лампы низкого давления имеют преимущества только при освещении помещений, не нуждающихся в высокой мощности осветительных приборов; чаще всего – это декоративного освещения источники света, которые в зависимости от наполнителя бывают такие:

 

  • ртутные с инертным газом;
  • натриевые.

 

Лампы низкого давления с наполнителем паров ртути с примесью разновидностей инертного газа, именуемые как обыкновенные люминесцентные лампы (ЛЛ) и содержат еще слой люминесцена (см. принцип работы газоразрядных ламп).

 

Лампы низкого давления с наполнителем паров натрия – не являются таковыми, как предыдущие из-за совсем иного принципа действия, обозначаются аббревиатурой ДнаС.

 

Прочитав вышеописанные виды и принцип работы, Вы уже догадались, что по источнику света эти лампы подразделяются на газоразрядные и люминесцентные, а что касается низкого давления таких ламп, он на сегодняшний день их производят в качестве энергосберегающих.

 

Виды и принцип работы современных светодиодных ламп

 

Принцип работы светодиодных ламп состоит в излучении света от находящихся в этих лампах одиночных светодиодов или групп светодиодов, связанных специальной микросхемой, вмещающей в себе преобразователь сетевого тока в рабочий ток, на котором работают данные элементы.

 

Сам же светодиод представляет собой полупроводниковый аналоговый элемент, ранее использовавшийся для индикации в микроэлектронике. Этот элемент семейства диодов перерабатывает электрический ток в свет по средствам прохождения его (тока) через полупроводниковый кристалл. Кроме того, он имеет свойство пропускать ток только в одном направлении.

 

Если подробнее о принципе действия светодиода лампы, то он состоит из анода и катода, которые расположены по противоположным сторонам светоизлучающего кристалла, который легирован с этих сторон примесями: с одной – акцепторными, со второй — донорскими. В свою очередь кристалл находится на подложке из различного материала: кремния, силикона или находится в стеклянной оболочке.

 

При прохождении электрического тока от источника с большим потенциалом (анода, «+»), он движется через кристалл в направлении электрода с меньшим потенциалом (катод, «-»). Эту область перехода тока называют p-n переходом, в котором, собственно и возникает свечение при рекомбинации электронов и дырок в его области.

 

Виды светодиодных ламп как таковые, различные по конструкции, по составу внутренней среды и остальным техническим параметрам, присущим лампам накаливания и газоразрядным лампам, не существуют.

 

Имеются различия по форме плафонов (стандарты соответствуют остальным лампам), цветовой отдаче, и по рабочему питанию, что мы рассмотрим подробнее. Касаемо последнего, светодиодные лампы различают:

 

  • питание 4В;
  • питание 12В;
  • питание 220В.

 

Светодиодные лампы с питанием 4В применяются для слабомощных источников освещения, часто применяются в декоративных светильниках — «свечках». Соответственно, применяются как вспомогательное локальное, часто-густо декоративное освещение.

 

Светодиодные лампы 12В являются заменой современных ламп накаливания, также и галогенных ламп, а также разновидностей газоразрядных/люминесцентных ламп. Они имеют достойную мощность освещения при невысокой теплоотдачи, что делает их не только хорошими источниками общего, но и мебельного встроенного освещения.

 

Светодиодные лампы 220В – используются для высокомощного освещения, входное питание 220В преобразуется в меньшее по средствам встроенного трансформатора и питает светоизлучающие элементы (светодиоды). Единственный вид светодиодных ламп, которые не требуют отдельного подключения трансформатора.

 

 

mastery-of-building.org