Виды ламп накаливания фото и названия: Виды ламп по типу, размеру цоколей, мощности, назначению, особенностям применения

Содержание

Виды электрических ламп

Опубликовано: 28.01.2012 Рубрика: Электрика Просмотров: 45353

Виды электрических ламп

Среди всех электроустановочных и электромонтажных изделий осветительная аппаратура имеет наиболее богатый ассортимент. Это происходит потому, что элементы освещения несут в себе не только сугубо технические характеристики, но и элементы дизайна. Возможности современных ламп и светильников, их конструкторское разнообразие настолько велики, что немудрено растеряться. Например, существует целый класс светильников, предназначенных исключительно для гипсокартонных потолков.

Многочисленные виды ламп имеют различную природу света и эксплуатируются в неодинаковых условиях. Чтобы разобраться, какого типа лампа должна стоять в том или ином месте и каковы условия ее подключения, необходимо вкратце изучить основные виды осветительной аппаратуры.

У всех ламп есть одна общая часть: цоколь, при помощи которого они соединяются с проводами освещения. Это касается тех ламп, в которых есть цоколь с резьбой для крепления в патроне. Размеры цоколя и патрона имеют строгую классификацию. Необходимо знать, что в бытовых условиях применяют лампы с 3 видами цоколей: маленьким, средним и большим. На техническом языке это означает Е14, Е27 и Е40. Цоколь, или патрон, Е14 часто называют «миньон» (в gер. с фр. — «маленький»).

Самый распространенным размер — Е27. Е40 используют при уличном освещении. Лампы этой маркировки имеют мощность 300, 500 и 1000 Вт. Цифры в названии обозначают диаметр цоколя в миллиметрах. Помимо цоколей, которые вкручиваются в патрон при помощи резьбы, есть и другие виды. Они штырькового типа и называются G-цоколями. Используются в компактных люминесцентных и галогенных лампах для экономии места. При помощи 2 или 4 штырьков лампа крепится в гнезде светильника. Видов G-цоколей много. Основные из них: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 и R7s-7. На светильниках и лампах всегда указывается информация о цоколе. При выборе лампы необходимо сравнивать эти данные.

Лампа накаливания с подвесным патроном и цоколем Е27

Мощность лампы — одна из важнейших характеристик. На баллоне или цоколе производитель всегда указывает мощность, от которой зависит светимость лампы. Это не уровень света, который она излучает. В лампах различной природы света мощность имеет совершенно несхожее значение.

Например, энергосберегающая лампа при указанной мощности 5 Вт будет светить не хуже лампы накаливания в 60 Вт. То же касается и люминесцентных ламп. Светимость лампы исчисляется в люменах. Как правило, это не указывается, так что при выборе лампы необходимо ориентироваться на советы продавцов.

Светоотдача обозначает, что на 1 Вт мощности лампа дает столько-то люмен света. Очевидно, что энергосберегающая компактная люминесцентная лампа в 4–9 раз экономичнее, нежели накаливания. Можно легко подсчитать, что стандартная лампа в 60 Вт дает примерно 600 лм, тогда как компактная имеет такое же значение при мощности 10–11 Вт. Настолько же она будет экономичнее по энергопотреблению.

Цоколь типа 2G

Лампы накаливания

Лампа накаливания (ЛОН) — самый первый источник электрического света, который появился в домашнем обиходе. Она была изобретена еще в середине 19 в., и хотя с того времени претерпела немало реконструкций, сущность осталась без изменений. Любая лампа накаливания состоит из вакуумного стеклянного баллона, цоколя, на котором располагаются контакты и предохранитель, и нити накаливания, излучающей свет.

Лампа накаливания

Спираль накаливания сделана из вольфрамовых сплавов, которые легко выдерживают рабочую температуру горения +3200 °C. Чтобы нить мгновенно не перегорела, в современных лампах накачивают в баллон какой-нибудь инертный газ, например аргон.

Принцип работы лампы очень прост. При пропускании тока через проводник малого сечения и низкой проводимости часть энергии уходит на разогрев спирали-проводника, отчего тот начинает светиться в видимом свете. Несмотря на столь простое устройство, видов ЛОН существует огромное множество. Они различаются по форме и размерам.

Свет в лампе накаливания исходит от раскаленной вольфрамовой спирали

Декоративные лампы (свечи): баллон имеет вытянутую форму, стилизованную под обычную свечу. Как правило, используются в небольших светильниках и бра.

Окрашенные лампы: стекла баллонов имеют различный цвет с декоративными целями.

Лампа накаливания с матовым стеклом дает более мягкий и равномерный свет

Зеркальными лампами называют лампы, часть стеклянного баллона которых покрыта отражающим составом для направления света компактным пучком. Такие лампы чаще всего используют в потолочных светильниках, чтобы направлять свет вниз, не освещая потолка.

Лампы местного освещения работают под напряжением 12, 24 и 36 В. Они потребляют немного энергии, но и освещение соответствующее. Применяются в ручных фонарях, аварийном освещении и т. д. ЛОН по-прежнему остаются в первых рядах источника света, несмотря на некоторые недостатки. Их минусом является очень низкий КПД — не более 2–3 % от потребляемой энергии. Все остальное уходит в тепло.

Декоративная лампа-свеча с цоколем Е14

Второй минус заключается в том, что ЛОН небезопасны с противопожарной точки зрения. Например, обычная газета, если ее положить на лампочку в 100 Вт, вспыхивает примерно через 20 мин. Надо ли говорить, что в некоторых местах ЛОН нельзя эксплуатировать, например в маленьких абажурах из пластика или дерева. Кроме того, такие лампы недолговечны. Срок службы ЛОН составляет примерно 500–1000 ч. К числу плюсов можно отнести дешевизну и простоту монтажа. ЛОН не требуют каких-либо дополнительных устройств для работы, подобно люминесцентным.

Галогенные лампы

Галогенная лампа с обычным цоколем

Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними — это газовый состав в баллоне. В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама.

Лампа ко встроенному светильнику

Именно поэтому галогенные лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2–3 раза. Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя — лампа перегорит очень быстро.

Галогенная линейная лампа

Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения. Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях.

Галогенные компактные зеркальные лампы с цоколем G4

Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие.

К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Если оно «играет», лучше приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока.

Прожектор

Люминесцентные лампы

Принцип работы люминесцентных ламп серьезно отличается от ЛОН. Вместо вольфрамовой нити в стеклянной колбе такой лампы горят пары ртути под воздействием электрического тока. Свет газового разряда практически невидим, поскольку излучается в ультрафиолете. Последний заставляет светиться люминофор, которым покрыты стенки трубки. Этот свет мы и видим. Внешне и по способу соединения люминесцентные лампы также сильно отличаются от ЛОН. Вместо резьбового патрона с обеих сторон трубки есть два штырька, закрепляющихся следующим образом: их надо вставить в специальный патрон и повернуть в нем.

Цоколь G5 люминесцентной лампы с контактными штырьками

Люминесцентные лампы имеют низкую рабочую температуру. К их поверхности можно без опаски прислонять ладонь, поэтому они устанавливаются где угодно. Большая поверхность свечения создает ровный рассеянный свет. Именно поэтому их еще называют лампами дневного света. Кроме того, варьируя состав люминофора, можно изменять цвет светового излучения, делая его более приемлемым для человеческих глаз. По сроку службы люминесцентные лампы превосходят лампы накаливания почти в 10 раз.

Светильник с люминесцентными лампами

Минусом люминесцентных ламп является невозможность прямого подключения к электросети. Нельзя просто накинуть 2 провода на торцы лампы и воткнуть вилку в розетку. Для ее включения используются специальные балласты. Связано это с физической природой свечения ламп. Наряду с электронными балластами используются стартеры, которые как бы поджигают лампу в момент включения. Большинство светильников под люминесцентные лампы оборудованы встроенными механизмами свечения наподобие электронных пускорегулирующих аппаратов (ПРА) или дросселями.

Стартеры для пуска люминесцентных ламп

Маркировка люминесцентных ламп не похожа на простые обозначения ЛОН, имеющие только показатель мощности в ваттах.

Для рассматриваемых ламп она следующая:

ЛБ — белый свет;
ЛД — дневной свет;
ЛЕ — естественный свет;
ЛХБ — холодный свет;
ЛТБ — теплый свет.

Цифры, идущие за буквенной маркировкой, обозначают: первая цифра — степень цветопередачи, вторая и третья — температуру свечения. Чем выше степень цветопередачи, тем более естественно освещение для человеческого глаза. Рассмотрим пример, относящийся к температуре свечения: лампа с маркировкой ЛБ840 означает, что эта температура равна 4000 К, цвет белый, дневной.

Следующие значения расшифровывают маркировку ламп:

2700 К — сверхтеплый белый,
3000 К — теплый белый,
4000 К — естественный белый или белый,
более 5000 К — холодный белый (дневной).

В последнее время появление на рынке компактных люминесцентных энергосберегающих ламп произвело настоящую революцию в светотехнике. Были устранены главные недостатки люминесцентных ламп — их громоздкие размеры и невозможность использовать обычные нарезные патроны. ПРА были вмонтированы в ламповый цоколь, а длинная трубка свернулась в компактную спираль.

Компактная люминесцентная энергосберегающая лампа с ПРА

Теперь разнообразие видов энергосберегающих ламп очень велико. Они различаются не только по своей мощности, но и по форме разрядных трубок. Плюсы такой лампы очевидны: нет нужды устанавливать электронный балласт для запуска, пользуясь специальными светильниками.

Экономичная люминесцентная лампа пришла на смену обычной лампе накаливания. Однако у нее, как и у всех люминесцентных ламп, есть недостатки.

Энергосберегающие лампы

Минусов у люминесцентных ламп несколько:

такие лампы плохо работают при низких температурах, а при –10 °C и ниже начинают светить тускло;
долгое время запуска — от нескольких секунд до нескольких минут;
слышен низкочастотный гул от электронного балласта;
не работают вместе со светорегуляторами;
сравнительно дорогие;
не любят частого включения и выключения;
в состав лампы входят вредные ртутные соединения, поэтому она требует специальной утилизации;
если использовать в выключателе индикаторы подсветки, данная осветительная аппаратура начинает мерцать.

Декоративный светильник с энергосберегающими лампами

Как бы ни старались производители, свет люминесцентных ламп пока не очень похож на естественный и режет глаза. Кроме энергосберегающих ламп с ПРА существует множество разновидностей без встроенного электронного балласта. Они имеют совершенно другие виды цоколя.

Компактная люминесцентная лампа без ПРА обычно используется в светильниках, оборудованных электронным балластом

Принцип свечения дуговой ртутной лампы высокого давления (ДРЛ) — дуговой разряд в парах ртути. Такие лампы обладают высокой светоотдачей — на 1 Вт приходится 50–60 лм. Запускаются при помощи ПРА. Недостатком является спектр свечения — их свет холоден и резок. Лампы ДРЛ чаще всего используются для уличного освещения в светильниках типа «кобра».

Дуговая ртутная лампа

Светодиодные лампы

Светодиодные лампы — этот продукт высокой технологии впервые был сконструирован в 1962 г. С той поры светодиодные лампы стали постепенно внедряться на рынок осветительной продукции. Светодиод по принципу действия — это самый обычный полупроводник, у которого часть энергии в переходе p-n сбрасывается в виде фотонов, то есть видимого света. Такие лампы имеют просто потрясающие характеристики.

Светодиодный фонарь характеризуется ярким светом и крайне низкими энергозатратами

Они десятикратно превосходят ЛОН по всем показаниям:

долговечности,
светоотдаче,
экономичности,
прочности и т. д.

Есть у них лишь одно «но» — это цена. Она приблизительно в 100 раз превосходит цену обычной лампы накаливания. Однако работа над этими необычными источниками света продолжается, и можно ожидать, что вскоре мы будем радоваться изобретению более дешевого, нежели его предшественники, образца.

Светодиодная лампа

Примечание! Ввиду необычных физических характеристик светодиодов из них можно изготавливать настоящие композиции, например в виде звездного неба на потолке комнаты. Это безопасно и не требует больших затрат энергии.

Метки: Галогенные лампы, Декоративные лампы, лампа, Лампа накаливания, лампочки, Люминесцентные лампы, Светодиодные лампы, электрическая лампа

Поделитесь ссылкой на статью в социальных сетях

Вы можете оставить свой комментарий

Поделитесь своим мнением, что Вы думаете о прочитанном?
Если Вам не понравилась статья, напишите в комментариях причину.
Возможно, Вы заметили ошибку или у Вас появились вопросы, напишите об этом.
Только зная Ваше мнение, можно будет улучшить и дополнить статью.

устройство и принцип действия, сравнение характеристик, особенности

Существует много типов ламп освещения, работающих на разных принципах. Одни используются для помещений, другие – для освещения улиц, третьи – в декоративных и даже медицинских целях. В этой статье мы выясним, какие бывают лампочки, рассмотрим основные виды ламп для освещения.

Какие бывают лампы и в чём их особенности

Современные лампы имеют разные формы и размеры. Это и трубки, и всем привычные лампочки с грушевидным цоколем, лампочки-свечи, в виде фонариков, изогнутых трубок. Размеры – от миниатюрных, умещающихся на ногте пальца, до приборов размером с трехлитровую банку.

Современные лампы имеют разные формы и размеры

Лампочки для освещения квартиры обычно небольшой (до 150 Вт для накаливания) мощности и нередко оригинальной формы, дополняющей внешний вид светильника.

Декоративные лампочки для люстр не только светят, но и украшают

Для освещения больших помещений и открытых объектов используются источники света посолиднее. Их мощность достигает киловатта и более. И размеры таких «лампочек» не домашние.

Эта светодиодная «лампочка» имеет мощность 80 Вт и большие размеры

Цветовая температура и цветопередача уличных ламп отличаются от естественной. К примеру, у натриевых ламп для уличных фонарей ярко выраженный оранжевый оттенок и низкая цветопередача.

Спектр натриевой лампы сильно отличается от белого

Для декоративной подсветки используют миниатюрные лампочки и приборы с собственными линзами и отражателями. Чаще всего мощность таких источников света невелика, но могут встречаться и мощные модели для установки в прожекторы.

Галогенная лампа для точечной подсветки с собственным отражателем

Основное различие ламп – в принципе действия. Их виды:

накаливания, в том числе галогенные;
газоразрядные;
газосветные;
светодиодные.

Рассмотрим каждый тип и его особенности подробнее.

Лампы накаливания и галогенные

Лампочку Ильича знают все. Колба, внутри спираль, которая под действием электрического тока раскаляется и излучает свет. Прибор прост в изготовлении, стоит недорого, спектр излучения теплого желтоватого оттенка. Идеальный вариант для освещения жилых помещений. Но у таких лампочек один существенный недостаток – большая часть энергии (до 95%) расходуется не на освещение, а на обогрев помещения. Кроме того, ресурс таких источников света невысок.

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Любопытно! Изначально в колбе этого типа источника света создавался вакуум, чтобы предотвратить окисление раскаленной спирали и ее разрушение. Сегодня практически все лампы этого типа заполняются инертными газами, и давление в них соответствует атмосферному. Это безопаснее. Исключение – некоторые типы миниатюрных лампочек.

Службу ламп накаливания продлили добавлением в колбу галогенов. В основном это бром или йод. Эти элементы умеют захватывать испарившиеся молекулы спирали и возвращать их на место, что продлило срок службы приборов. Отсюда и название такого типа лампочек – галогенные, или галогеновые.

Но чтобы галогены исполняли свою функцию, потребовалось поднять температуру спирали, сделав ее тоньше и увеличив напряжение питания. Обычное стекло колбы заменили термостойким кварцевым. В результате электрические лампы стали светить ярче, спектр излучения приблизился к дневному, а срок службы увеличился в несколько раз.

Конструкция обычной (слева) и галогенной ламп накаливания

На рисунке цифрами обозначены:

1 – колба (обычное стекло), заполненная инертным газом;
2 – тело накала;
3 – держатели;
4 – штенгель;
5 – электрические выводы;
6 – лопатка;
7 – цоколь;
8 – кварцевая колба, заполненная инертным газом с добавкой галогенов.

Нередко бытовые галогенные лампы имеют дополнительную колбу из обычного стекла, заполненную инертным газом. Она выполняет защитные функции и снижает температуру наружной поверхности источника света, являясь своеобразным термосом. Не следует путать такие лампы с обычными накаливания.

Галогенная лампа с защитной колбой

Итак, обычные лампочки накаливания имеют низкий КПД, относительно невысокий (около 1 000 ч) срок службы, но стоят недорого. Свет от них тёплый, что создаёт ощущение уюта. Мощность варьируется от единиц ватт до нескольких киловатт. Галогенные лампы, работающие на сходном принципе, «живут» в 2-3 раза дольше. В их спектре меньше оранжевого, КПД примерно в 2 раза выше, чем у обычных. Стоят они чуть дороже и во время работы сильно нагреваются. Особенно это касается лампочек без дополнительной колбы и приборов высокой мощности.

Одно из преимуществ ламп этого типа – высокий индекс цветопередачи. Цвет тел в их освещении не искажается и приближен к реальному.

Газоразрядные

У этого типа источников света много разновидностей ламп, но все они работают на одном принципе – излучение света за счет электрического разряда в газах. У каждого вида таких лампочек свои особенности конструкции и характеристики, поэтому рассмотрим их по отдельности.

Для наименования всех видов таких источников света в отечественной светотехнике используется термин «разрядная лампа» (РЛ), включённый в состав Международного светотехнического словаря, утверждённого Международной комиссией по освещению. Им следует пользоваться в технической литературе и документации.

Люминесцентные

Эти лампочки, будем называть их ЛЛ, разбиты на два подвида:

высокого давления;
низкого давления.

Первые применяются для освещения улиц и в осветительных приборах большой мощности. Вторые чаще всего используют для освещения общественных и производственных помещений. С появлением компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) этот тип источника света стал широко применяться для освещения и жилых помещений.

Компактные люминесцентные лампы

Для начала рассмотрим принцип работы устройств низкого давления. Колба в форме трубки из обычного стекла заполняется смесью инертных газов со ртутью и изнутри покрывается люминофором – составом, излучающим видимый свет под действием ультрафиолета. В торцы трубки впаяны электроды.

Конструкция люминесцентной лампы низкого давления

На рисунке цифрами обозначены:

1 – подогреваемые катоды;
2 – колба (обычное стекло), заполненная инертным газом и парами ртути;
3 – люминофор;
4 – цоколь.

При подключении электродов к источнику тока между ними появляется тлеющий разряд, заставляющий атомы ртути излучать ультрафиолет. Тот, в свою очередь, активирует люминофор, который начинает ярко светиться в видимом спектре. Само же ультрафиолетовое излучение поглощается стеклом колбы и люминофором.

На рисунке выше видно, что электроды имеют вид спиралей, а цоколи двухконтактные. Зачем, если это не лампочка накаливания? Дело в том, что в отключенной лампочке пары ртути конденсируются на стенках колбы, и сопротивление газового промежутка слишком велико для возникновения разряда. Чтобы он начался, электроды необходимо подогреть. Именно поэтому они имеют вид спиралей накаливания.

При включении лампочки специальное пусковое устройство подогревает электроды и подает на них высоковольтный импульс розжига. После того как лампочка запустилась, этот же устройство ограничивает ток через колбу, чтобы разряд не перешел в неуправляемый дуговой. Это устройство называется пускорегулирующим аппаратом и обязательно присутствует в люминесцентных светильниках.

Пускорегулирующий аппарат для люминесцентного светильника

Какие особенности у источника света этого типа? Более высокий, чем у лампочки Ильича, КПД (примерно в 5 раз). При той же мощности люминесцентная лампа будет светить в 5 раз ярче. Далее – срок службы. Он составляет примерно 3 000 – 5 000 часов против 1 000 у лампочек накаливания.

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Важно! Срок службы люминесцентной лампы зависит от числа включений/выключений. Особенно это касается бюджетных КЛЛ, в которых пуск осуществляется высоковольтным импульсом без предварительного подогрева электродов. Поэтому люминесцентные светильники не рекомендуется использовать в местах, где часто включают/выключают свет.

Спектр излучения. Внешне излучение ЛЛ выглядит более холодным, чем у ламп накаливания, в нем отсутствуют теплые красноватые оттенки. Хорошо это или плохо – сказать сложно. Все зависит от сферы применения светильников этого типа. Не блещут ЛЛ и хорошей цветопередачей, поскольку спектр излучения люминофора линейчатый, а не сплошной, как у лампочек накаливания.

Что касается химической опасности, то она хоть и не высока, но все же есть – в колбе источника света этого типа присутствует металлическая ртуть. При повреждении эта лампочка, как сказал классик, «воздуха не озонирует». Дополнительно отнесем к недостаткам ЛЛ обязательное наличие пускорегулирующего аппарата.

Теперь пару слов о люминесцентных лампах высокого давления. Их устройство и принцип действия схожи с лампами низкого давления, но отличия есть. Рассмотрим конструкцию наиболее популярной ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная). Имеем небольшую колбу из термостойкого кварцевого стекла, заполненную смесью инертных газов и ртути под высоким давлением (100 – 10 000 кПа и выше). Те же 2 катода, но не в форме спиралей, а обычные штырьки с дополнительными поджигающими электродами. Эта кварцевая колба помещена в обычную стеклянную, покрытую изнутри люминофором.

Конструкция люминесцентной лампы высокого давления ДРЛ

Принцип излучения света этой лампочкой нам уже знаком – дуговой разряд в кварцевой колбе, ультрафиолет, вызванный свечением атомов ртути, активирующий люминофор. Поскольку в кварцевой колбе, которую называют горелкой, высокое давление, ток дуги и интенсивность излучения ультрафиолета намного выше, а значит, лампочка светит ярче.

Внешняя колба дополнительно играет роль термоса, поскольку температура кварцевой колбы высока и может представлять опасность. Да и люминофор при нанесении на кварц выгорел бы.

Пару слов об особенностях источника света этого типа. Благодаря высокому давлению увеличилась светоотдача и мощность лампы по сравнению с ЛЛ низкого давления. Спектр излучения, цветовая температура и индекс цветопередачи прежние. На месте и обязательный пускорегулирующий аппарат.

Есть еще одно существенное отличие от устройств низкого давления. ДРЛ после включения не сразу загорается в полную силу. Для разогрева и выхода на рабочий режим ей необходимо несколько минут. Если отключить работающую лампу, то включить ее сразу не удастся. Придется дождаться, пока она остынет. Только потом светильник запустится и «разгорится».

Натриевые (ДНаТ)

Эти типы ламп, как и предыдущие, делятся на приборы низкого давления (НЛНД) и высокого (НЛВД). У обоих сходная с ЛЛ конструкция – колба в колбе. Исключение – газонаполнение колбы горелки. Это и делает принцип их работы иным. В натриевых дуговых лампочках колба заполняется смесью инертных газов с парами натрия (откуда и название). При возникновении в лампе дугового разряда атомы натрия начинают излучать, но не в ультрафиолетовом, а в видимом спектре. Поэтому люминофор в качестве «посредника» им не нужен.

Дуговая натриевая трубчатая лампа низкого давления

Зачем колба в колбе? Во-первых, натрий очень агрессивен к стеклу. Поэтому основная оболочка – из специального боросиликатного стекла. Вторая, наружная оболочка в лампах низкого давления – из обычного прозрачного. В лампочках высокого давления горелка из оксида алюминия Al2O3, который может противостоять не только натрию, но и высоким температурам. Внешняя колба (обычно прозрачная) играет роль термоса, поскольку эффективность лампочек этого типа зависит от температуры окружающей среды.

Натриевая лампа высокого давления имеет горелку из оксида алюминия

В основном в газонаполнении натриевой лампы кроме инертных газов и собственно натрия для уменьшения сопротивления газового промежутка содержится ртуть, но существуют и «зеленые» технологии, позволяющие обойтись без опасной для человека ртути.

Рассмотрим особенности источников света этого типа. Основной недостаток натриевой лампочки – ярко выраженный желто-оранжевый цвет свечения. И хотя спектр излучения в этой области у нее линейчатый, цветопередача страдает. В таком свете определить реальный цвет освещаемых объектов практически невозможно.

Но в таком спектре есть и преимущества. Желтый свет хуже поглощается водой, а значит, в непогоду (снег, дождь, туман) натриевые источники дают лучшее освещение. Поэтому они чаще всего используются для освещения загородных трасс, где важна не столько цветопередача, сколько хорошая видимость объектов.

Улица, освещенная натриевыми фонарями

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Несмотря на неблагоприятный спектр, натриевые лампы являются одним из самых эффективных электрических источников света. Светоотдача ДНаТ может достигать 200 люмен/ватт, а срок службы — до 15 000 часов.

Как и любая другая газоразрядная лампочка, натриевая требует для работы специального пускорегулирующего аппарата – ИЗУ (импульсного зажигающего устройства). Некоторые производители встраивают его в колбу лампы.

Металлогалогенные (МГЛ)

Этот тип ламп – гибрид ДРЛ и ДНаТ. Конструктивно металлогалогенная лампа – горелка из боросиликатного стекла, помещенная в дополнительную колбу. Горелка имеет два электрода и заполнена инертным газом с добавкой ртути. Отличие – в том, что дополнительно в эту смесь добавляются галогениды некоторых металлов, к примеру, ксенона (известные всем автовладельцам ксеноновые лампочки).

Эти металлогалогенные лампы автомобилисты называют «ксеноном»

Галогены, начинающие самостоятельно светиться под действием электрической дуги, необходимы для коррекции спектральной характеристики дугового разряда в парах ртути. В результате излучение смещается в видимую часть спектра преимущественно холодного белого цвета. Внешняя колба используется для защиты горелки от окружающей среды, играет роль термоса и фильтра, обрезающего жесткое ультрафиолетовое излучение в спектре излучения атомов ртути.

Цвет излучения металлогалогенной лампы обычно имеет холодный белый или даже синеватый оттенок

Цветовая температура источников света этого типа может варьироваться от 3 000 (желтоватый) до 7 000 К (синий). Все зависит от типа и состава излучающих добавок – галогенидов.

Для запуска и ограничения тока через работающую лампочку используются пускорегулирующие аппараты, которые нередко называют блоком розжига. Основные области применения ламп этого типа: кино- и фотосъемочное освещение, архитектурное наружное освещение, автомобильные фары, осветительные установки промышленных и общественных зданий, сценическое освещение, освещение больших открытых пространств (железнодорожные станции, карьеры, спортивные объекты и т. п.).

Освещение стадиона металлогалогенными лампами

Что касается индекса цветопередачи, он высок и у приборов, излучающих белый свет (может достигать 90 и выше). Это объясняет использование металлогалогенных лампочек в освещении сцены, фото- и киносъемок, где важна цветопередача. Диапазон мощностей МГЛ начинается от десятков ватт и достигает 10 — 20 кВт. Срок службы – 6 000 – 12 000 ч (зависит от газонаполнения, мощности и условий эксплуатации). Металлогалогенные лампы существенно меняют цветовую температуру в процессе эксплуатации. Со временем она постепенно уменьшается.

Металлогалогенные источники света нередко путают с галогенными (см. раздел «Накаливание»). Это серьезная ошибка, поскольку лампы используют разные принципы, а их характеристики сильно различаются.

Газосветные

Небольшая группа источников света. Их работа основана на свечении газа, которым заполнена колба. Теоретически газосветными можно назвать и натриевые или металлогалогенные лампочки, но поскольку для их работы необходима высокотемпературная дуга, их стоит отнести к отдельной категории.

В газосветных лампочках вместо дуги используется тлеющий низкотемпературный разряд. Он заставляет светиться некоторые газы. В основном это неон, дающий мягкое оранжевое свечение, но применяются и некоторые другие, имеющие иной спектр излучения, – гелий, аргон, криптон и др.

Цвет свечения газосветной лампы зависит от ее газонаполнения

Конструкция газосветной лампы проста: колба с двумя игольчатыми электродами, заполненная тем или иным газом. Для разнообразия цветов свечения эти газы смешивают в разных пропорциях. При подаче на электроды напряжения в колбе возникает тлеющий холодный разряд. Он и заставляет светиться лампочку.

Большинство газосветных ламп основано на технологии холодного катода. Название исходит из того, что катод перед зажиганием лампы специально не нагревается. Но все же он может нагреваться во время работы лампы до высоких температур.

Газосветные лампы экономичны, большинство из них практически не нагревается. Используются такие приборы в основном как устройства индикации, декоративной подсветки, для вывесок, указателей и т. п.

Использование газосветных ламп в рекламных вывесках

Светодиодные

Полупроводниковые источники света – самые перспективные. Несмотря на то что светодиодные технологии еще развиваются, светильники на их основе вытесняют другие типы осветительных приборов.

Принцип работы светодиода основан на способности полупроводникового p-n-перехода излучать свет при прохождении через него тока. Конструктивно светодиод представляет собой подложку из полупроводника, на которой при помощи легирующих примесей создаются два слоя – n- и p-типа. При подаче прямого напряжения на кристалл в месте p-n-перехода появляется видимое излучение, частота которого зависит от материала подложки и состава легирующих примесей. Таким образом, можно создать источник света практически с любой цветовой температурой и даже некоторых цветов – синий, красный и др.

Конструкция светодиода

Несмотря на высокую светоотдачу, одного светодиода обычно недостаточно для полноценного освещения. Поэтому их соединяют в группы – модули, которые подключают к общему источнику питания.

Светодиодный модуль

Модули используют для производства сменных лампочек, но нередко они «намертво» встраиваются в светильник. Для питания светодиодов требуется постоянное напряжение, а ток через полупроводники необходимо стабилизировать. Поэтому светодиодные лампы включают через специальные блоки питания – драйверы. Последние нередко встраиваются в лампы. Яркий представитель такого источника света – «энергосберегайка» – бытовая светодиодная лампочка. Ей можно заменить обычную лампу накаливания.

У всем знакомой светодиодной «энергосберегайки» собственный драйвер

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос

Существует технология, при которой кристаллы светодиодов формируют на одной общей подложке. Получается компактная конструкция с высокими световыми характеристиками. Она может состоять из многих десятков и даже сотен миниатюрных светодиодов, умещающихся на кристалле размером со спичечную коробку. Эта технология получила название COB.

Слева лампочка собрана на отдельных светодиодах, справа – на COB-матрицах

Теперь об особенностях. Светодиодная технология молода и постоянно совершенствуется, но уже сегодня полупроводниковые лампы по светоотдаче конкурируют даже с натриевыми источниками света. Что касается длительности срока службы, у светодиодов конкурентов нет. Некоторые виды полупроводников могут отработать до 25 000 часов без заметных ухудшений характеристик.

Конкуренты по сроку службы все же есть – газосветные приборы. Но они не могут тягаться со светодиодами по светоотдаче.

Единственный недостаток полупроводниковых источников света – высокая цена. Но, повторимся, технология молода, бурно развивается, а себестоимость светоизлучающих диодов снижается. Достаточно сказать, что в 1968 году обычный индикаторный светодиод стоил $200, а сегодня его можно купить за полцента.

Сравнение характеристик

С основными видами ламп для освещения и их особенностями мы разобрались. Осталось сравнить их характеристики, чтобы чётче понять, чем один тип источников света отличается от другого. Для удобства восприятия сведём основные характеристики разных источников света в небольшую таблицу.

Основные характеристики источников света разных типов

Тип		Световая отдача, лм/Вт	Индекс цветопередачи (Rа)	Цветовая температура, К	Срок службы, ч	Особенности
	Обычные накаливания	10-16	90-98	2 700-3 000	1 000	Низкая стоимость, низкий КПД
	Галогенные	15-22	90-98	2 900-3 200	2 000-3 000	Высокая температура колбы, рекомендовано устройство мягкого пуска
	Люминесцентные низкого давления	50-70	60-85	3 000-4 000	3 000-5 000	Необходим пускорегулирующий аппарат, критична к количеству включений, может мерцать с частотой 100 Гц
	Дуговые ртутные люминесцентные	70-90	40-60	3 400-4 200	5 000-10 000	Необходим пускорегулирующий аппарат, может мерцать с частотой 100 Гц, низкий индекс цветопередачи
	Натриевые	150-200	менее 40	2 000-2 500	6 000-20 000	Очень низкий индекс цветопередачи, противотуманный эффект, исключительно высокая светоотдача, необходим пускорегулирующий аппарат
	Металлогалогенные	70-100	90-95	2 800-7 000	6 000-15 000	Необходим пускорегулирующий аппарат,
	Газосветные	10-80 (зависит от цвета)	–	–	80 000 и более	Малое энергопотребление, большой выбор цвета свечения, малый нагрев, в качестве пускорегулирующего устройства достаточно резистора
	Светодиодные	80-200	60-90	–	10 000-25 000	Экономичны, требуют специального драйвера питания, длительный срок службы, высокая стоимость

На этом обзор ламп для освещения и декоративной подсветки заканчивается. Как мы выяснили, их типов много, но благодаря особенностям, присущим каждому из них, они отлично уживаются, занимая отдельные ниши.

Лампа накаливания | Типы лампочек

Какие они?

Лампа накаливания или лампа — это источник электрического света, который работает за счет накаливания, это излучение света, вызванное нагревом нити накала. Они выполнены в чрезвычайно широком Диапазон размеров, мощностей и напряжений.

Откуда они взялись?

Лампы накаливания являются оригинальной формой электрического освещения и используются уже более 100 лет. Хотя Томас Эдисон широко известен как изобретатель лампы накаливания, существует ряд люди, которые изобрели компоненты и прототипы лампочки задолго до того, как это сделал Эдисон.

Один из тех людей был британский физик Джозеф Уилсон Свон, фактически получивший первый патент на полную лампу накаливания. лампочка с угольной нитью в 1879 году. Дом Лебедя был первым в мире, освещенным лампочкой. Эдисон и Свон объединили свои компании, и вместе они первыми разработали коммерчески выгодную лампочку.

Как они работают?

Лампа накаливания обычно состоит из стеклянного корпуса с вольфрамовой нитью. Электрический ток проходит через нить накала, нагревая ее до температуры, при которой возникает свет.

Лампы накаливания обычно содержат стержень или стеклянную опору, прикрепленную к основанию лампы, что позволяет электрическим контактам проходить через колбу без утечек газа/воздуха. Небольшие провода, встроенные в стержень, поддерживают нить накала и/или его подводящие провода.

Окружающий стеклянный корпус содержит либо вакуум, либо инертный газ для сохранения и защиты нити накала от испарения.

Схема, показывающая основные части современной лампы накаливания.

Стеклянная колба
Инертный газ
Вольфрамовая нить
Контактный провод (идет к ноге)
Контактный провод (идет к базе)
Опорные тросы
Крепление/подставка для стекла
Базовый контактный провод
Резьба
Изоляция
Электрический ножной контакт

Где они используются?

Лампы накаливания не требуют внешнего регулирующего оборудования, имеют очень низкую стоимость производства и хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. Они также совместимы с устройствами управления, такими как диммеры, таймеры и фотодатчики, и могут использоваться как в помещении, так и на улице. В результате лампа накаливания широко используется как в бытовом, так и в коммерческом освещении, для переносного освещения, такого как настольные лампы, автомобильные фары и фонари, а также для декоративного и рекламного освещения.

Планируется, что к 2014 году производство многих ламп накаливания будет прекращено. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о Законе об энергетической независимости и безопасности от 2007 года и о том, как он может повлиять на вас.

Другие полезные ресурсы

Краткая история лампочки

Типы освещения: Лампы накаливания

Существует пять основных типов освещения:

Лампы накаливания
Флуоресцентный
Разряд высокой интенсивности
Светодиод

Лампы накаливания

Томас Алва Эдисон изобрел лампу накаливания с разумным сроком службы. Льюис Латимер усовершенствовал его с помощью углеродной нити.

Лампа накаливания состоит из герметичной стеклянной колбы с нитью внутри. Когда через нить проходит электричество, нить нагревается. В зависимости от температуры нити накала излучается излучение.

Температура нити накала очень высокая, как правило, более 2000ºC или 3600ºF. В «стандартной» 60-, 75- или 100-ваттной лампе температура нити накала составляет примерно 2550ºC или примерно 4600º F. При таких высоких температурах тепловое излучение нити включает значительное количество видимого света.

Этот принцип получения света из тепла называется «накаливанием». При этой высокой температуре в 2000º C около 5 процентов электрической энергии преобразуется в видимый свет, а остальная часть излучается в виде тепла или инфракрасного излучения.

Инструкции : Нажмите кнопку воспроизведения, чтобы увидеть, как работает лампа накаливания.

Как работает лампа накаливания
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание.

Как работает лампа накаливания

В лампе накаливания электричество проходит вверх и сквозь нить накала, заставляя ее нагреваться и ярко светиться. Чтобы предотвратить возгорание нити накала, из колбы удаляется весь кислород.

Теперь рассмотрим несколько различных типов ламп накаливания.

Стандартные лампы накаливания

Стандартные лампы накаливания являются наиболее распространенными, но при этом самыми неэффективными. Лампы большей мощности имеют более высокую эффективность (больше люменов на ватт), чем лампы меньшей мощности.

Инструкции : Нажмите кнопку «График» ниже, чтобы создать график сравнения мощности и эффективности, а затем ответьте на вопрос ниже.

Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание действия по повышению эффективности лампочки. Это расширится, чтобы предоставить больше информации.

Сравнение мощности и эффективности лампы накаливания

В приведенной ниже таблице сравнивается мощность лампы накаливания с ее эффективностью (люмен на ватт).

Сравнение мощности и эффективности лампы накаливания
Вт (мощность)	25	40	60	75	100	150
Эффективность (люмен на ватт)	8	12	14	15	17	19

На основании этих данных становится ясно, что с увеличением числа ватт увеличивается и эффективность.

Вольфрамово-галогенные лампы

Вольфрамово-галогенные лампы — это лампы накаливания с газами из семейства галогенных, запечатанными внутри колбы, и внутренним покрытием, отражающим тепло обратно к нити накала. По светоотдаче она аналогична обычной лампе накаливания, но имеет меньшую мощность. Галогены в газовом наполнении уменьшают материальные потери нити накала, вызванные испарением, и повышают производительность лампы.

Вольфрамовая галогенная лампа

Трубчатые вольфрамово-галогенные лампы

Трубчатые вольфрамово-галогенные лампы обычно используются в торшерах, которые отражают свет от потолка, обеспечивая более рассеянное и подходящее общее освещение.

Хотя они обеспечивают лучшую энергоэффективность, чем стандартные лампы типа А, эти лампы потребляют значительное количество энергии (обычно от 300 до 600 Вт) и сильно нагреваются (трубчатая вольфрамово-галогенная лампа мощностью 300 Вт достигает температуры около 2600°C по сравнению с примерно 600°C для компактной люминесцентной лампы). Поскольку вольфрамово-галогенные лампы работают при очень высоких температурах (достаточно высоких, чтобы буквально жарить яйца), их не следует использовать в светильниках с патронами, покрытыми бумагой или целлюлозой.

Трубчатая вольфрамово-галогенная лампа.

Галогенные лампы

Галогенная лампа часто на 10-20% эффективнее обычной лампы накаливания аналогичного напряжения, мощности и ожидаемого срока службы. Срок службы галогенных ламп в два-три раза больше, чем у обычных ламп. Насколько увеличиваются срок службы и эффективность, во многом зависит от того, используется ли наполнительный газ премиум-класса (обычно криптон, иногда ксенон) или аргон. На изображении ниже показан снимок, сделанный инфракрасной камерой, на котором сравнивается тепло, выделяемое галогенной и компактной люминесцентной лампой. Зоны красного и белого цветов очень горячие, а синие зоны холоднее.

Сравнение тепла, выделяемого галогенными и люминесцентными лампами.

Авторы и права: Лаборатория Лоуренса Беркли

Рефлекторные лампы

Рефлекторные лампы. Световые волны от лампы распространяются во всех направлениях. Свет, который направлен назад, бесполезен, когда свет больше всего нужен спереди. Рефлекторные лампы (тип R) предназначены для рассеивания света по определенным участкам.

Рефлекторные лампы имеют серебряное покрытие по бокам, как и любое зеркало, и поэтому все световые волны, проходящие по бокам или сзади, отражаются вперед. Поэтому их называют рефлекторными, а также прожекторными, точечными и точечными.

Инструкции : Нажмите на кнопки ниже, чтобы увидеть разницу между обычной и рефлекторной лампой: