Для чего нужна лампа

Какие есть виды ламп Статья

В этой статье мы поговорим про основные виды ламп. Сегодня существует много разных видов ламп, есть разные способы их классификации, но тут мы говорим именно про типы. То есть, про лампы разной конструкции, а не про такие отличия, как тип цоколя и т.д. Тут мы коротко расскажем про основные типы ламп, которые сегодня используются чаще всего. Про специализированные типы, которые можно увидеть очень редко, а в быту вообще никогда, мы рассказывать не будем. Но хватит вступления, перейдем к разговору про лампочки.

Светодиодные лампы

Про них мы уже рассказывали на нашем сайте (как и про некоторые другие виды), поэтому будем говорить только про основные моменты. Светодиодные лампочки это самый современный тип, который вытесняет все остальные. У них серьезный срок службы (до 50 тысяч часов), высокий КПД, то есть, если сравнивать с другими типами, то при одинаковом световом потоке они потребляют меньше энергии. В этом смысле они эффективнее некоторых других ламп. Также они не нагреваются (во многом за счет этого у них высокий КПД так как энергия не уходит в тепло). Они безопасны с точки зрения экологии (есть вредные типы ламп, которые нельзя выкидывать в обычную мусорку). Включаются моментально, не боятся перепадов напряжения (при определенных условиях), можно выбирать разные цвета свечения. Ну и сама технология позволяет делать не только собственно лампочки, но также ленты и другие изделия, что позволяет решать самый широкий спектр задач по организации освещения.

Вполне очевидно, что светодиодные лампы на сегодняшний день являются самой совершенной технологией, если говорить о массовом производстве. В большинстве случаев нет никаких причин покупать лампы других типов, особенно если говорить про их эксплуатацию в быту. Но минусы есть и у них, в первую очередь это цена, которая выше, чем у других типов. Впрочем, это было актуально тогда, когда светодиодные лампы только-только начинали завоевывать своё место. Сегодня цены на них снизились, они все еще дороже, но разница уже не такая существенная. А если вспомнить про их долговечность и экономичность, то они будут выгоднее, чем лампы накаливания. Да, не сразу, но со временем они окупаются.

Другой минус это холодный белый свет, который приятен далеко не всем. Мы рассказывали про цветовую температуру ламп, поэтому тут повторяться не будем. Хотя светодиодные лампы и долговечные, но и они могут деградировать. Особенно это относится к дешевым, у которых нет нормального драйвера, вместо которого стоит блок питания. Такие светодиодные лампочки не только менее долговечные, но могут еще и пульсировать. При этом такая пульсация для глаза незаметна (в начале), но негативно влияет на зрение. Со временем она станет заметной, но это происходит незадолго до полной деградации светодиода. Таким образом, светодиодные лампы имеют определенные недостатки, которые несколько ограничивают сферу их применения. Например, мало кто захочет иметь в спальне или гостиной холодный свет, который не способствует отдыху. Ну и если вы решили приобрести светодиодную лампочку, то тут главное не экономить, а купить хорошую и от надежного производителя, которая прослужит очень долго.

Лампа накаливания

Лампы накаливания сегодня считаются устаревшим типом и не только потому, что это в принципе первый тип электрической лампы, который был изобретен. Они устарели просто с технической точки зрения, уступают другим видам ламп по многим параметрам. Но при этом они все еще не вышли из употребления, их покупают, хотя гораздо меньше, чем еще лет 10-15 назад. Вполне вероятно, что спрос на лампы накаливания будет снижаться и в будущем, но полностью про них забудут еще очень не скоро. Главный плюс её в цене. У неё довольно простая конструкция, впускают с разными цоколями, разной формы, что позволяет подобрать лампу практически под любой светильник или плафон. Работает она сама по себе, то есть, не требуются блоки питания, драйверы и другие дополнительные элементы. Может работать от любого тока, не чувствительна к полярности напряжения.

Может работать при низких и высоких температурах, но в определенных пределах, тут есть ограничения. Свет у лампы накаливания теплый, по этой причине её до сих пор используют в помещениях для отдыха (хотя тут есть альтернативы). При производстве лампы накаливания не используют токсичные и опасные материалы, поэтому они безопасны, в том числе и для экологии. Единственная потенциальная опасность от лампы накаливания это если её разбить и порезаться стеклом. Можно написать еще много плюсов, но они либо незначительные, либо актуальны только при определенных условиях. Основное мы рассказали, поэтому теперь перейдем к минусам. Их тоже не мало, но мы поговорим только про основные, из-за которых лампы накаливания становятся все менее популярными.

Хотя лампы накаливания и дешевые, что мы занесли в плюсы, но их главные минусы тоже имеют экономический характер. Во-первых, срок их службы редко превышает тысячу часов, а зачастую он может быть существенно меньше тысячи. Во-вторых, их КПД очень низкий. Низкая энергоэффективность (КПД) это следствие другого недостатка — лампа накаливания очень быстро нагревается. То есть, довольно много электрической энергии преобразуется в тепло, собственно говоря это следует из названия лампы и принципа её действия (нить накаливания). В зависимости от потребляемой мощности, лампы могут нагреваться до довольно высоких температур, вплоть до 300 градусов по Цельсию и выше. А это уже риск получить сильный ожог даже при коротком касании. Лампы накаливания очень чувствительны к вибрациям или ударам, даже легкие воздействия могут вывести их из строя. Они нередко бывают бракованные или плохого качества, прежде всего это относится к нити накаливания, которая может быстро перегорать.

Про минусы можно продолжать еще долго, но достаточно тех, которые мы перечислили. Также стоит отметить, что во многих странах еще лет 10-14 назад (в том числе и в России) начали ограничивать использование ламп накаливания. В некоторых странах действуют законодательные ограничения, в первую очередь это направленно на экономию энергии. Хотя может показаться, что разница между лампами в этом смысле не очень большая, но когда речь идет про сотни миллионов или даже миллиарды ламп, итоговая разница в потреблении электроэнергии очень ощутима. Чаще всего лампы накаливания заменяют на энергосберегающие лампы, о которых будем разговаривать дальше.

Энергосберегающая лампа

Замена ламп накаливания на энергосберегающие лампы началась более 20 лет назад, в России в 2009 году даже был принят Федеральный закон об энергосбережении. Сразу важно отметить, что изначально под энергосберегающими лампами понимали только люминесцентные, но на самом деле это ошибка. Энергосберегающие лампы это вообще не конкретный тип, это могут быть и светодиодные лампы или лампочки других типов. Под энергосберегающей лампой понимают такие, которые обладают более высокой светоотдачей при одинаковом энергопотреблении при сравнении с лампами накаливания. В рамках этой статьи мы упомянули энергосберегающие лампы, но поскольку так называют лампы разных типов, мы подробно на этом вопросе останавливаться не будем.

Люминесцентные лампы

Их мы упоминали в разделе выше, когда говорили про энергосберегающие лампы. В этом контексте чаще всего понимают компактные люминесцентные лампы, но они бывают разные. Вообще, люминесцентные лампы сами по себе бывают разных типов, мы в это углубляться не будем, а поговорим про них в целом. То есть, про общие особенности, а также плюсы и минусы. Такие лампы довольно долговечные, срок их службы может быть 7-10 тысяч часов, что значительно больше, чем у ламп накаливания (напомним, там редко речь идет более чем про тысячу часов). До светодиодных в этом компоненте еще очень далеко, но в целом показатель неплохой. Светоотдача у них в разы выше, чем у ламп накаливания, экономия тут до 85%. С другими лампами в этом компоненте сравнивать не будем, но очевидно, что не просто так их используют как энергосберегающие лампы.

Нагрев у люминесцентных ламп есть, но его можно признать незначительным. Свет у них довольно мягкий, они не мерцают, в целом, он приятнее для глаз. Тут еще стоит отметить, что люминесцентные лампы не являются точечными источниками освещения, они изучают свет всей поверхностью колбы вне зависимости от её формы и размера. Это обусловлено конструкцией люминесцентной лампы, тут мы про это подробно рассказывать не будем, так как уже говорили про это в отдельной статье. Про преимущества на этом все, теперь поговорим про недостатки, которые есть и некоторые из них очень существенные.

Люминесцентные лампы являются опасными и требуют особой утилизации, их нельзя просто так выкинуть. Все дело в ртути, которая используется в лампе. Да, в современных количество ртути очень незначительное, не более 7 миллиграмм в среднем на одну лампочку, но и это является потенциально опасным. А если говорить про люминесцентные лампы старой конструкции, то их нельзя было разбивать в жилых помещениях. Это было действительно опасно и потом требовалась демеркуризация. Цена на них не такая уж и низкая, люминесцентные лампы дороже ламп накаливания, дешевле некоторых других типов, но все же они не самые дешевые. Они могут не работать при отрицательных температурах и при низком напряжении, что ограничивает сферу их использования. Проблемой для них может быть и конденсат, то есть, эксплуатация при низких температурах и повышенной влажности: это может приводить к пробоям. Также стоит отметить, что компактные лампы не предназначены для частых включений и выключений — это нежелательно. Это общие недостатки и преимущества, могут быть различия между разными типами. Например, линейны и компактные люминесцентные лампы могут довольно сильно отличаться друг от друга. В целом же, их использование продолжается и сегодня, но этот тип лампочек постепенно теряет свою популярность и заменяется другими видами, прежде всего светодиодными.

Галогенные лампы

Галогенная лампа по своей сути является обычной лампой накаливания, но, конечно, отличия есть, иначе её бы не выделяли в отдельный тип. Основное отличие в том, что в баллоне у нее находится буферный газ, это пары галогенов (йод или бром), отсюда и название. В основном такие лампы сравнивают с лампочками накаливания, мы также пойдем по этому пути, особо выдумывать тут ничего не нужно. И это потому, что галогенные лампы изобретались как раз как альтернатива лампам накаливания, в них попытались исправить некоторые недостатки, но при этом не потерять основные преимущества. Сегодня они выпускаются разных типов, различной мощности, под все основные виды цоколей. Также есть несколько разновидностей галогенных ламп (капсульные, с отражателем и т.д.), но про это мы говорили в другом материале, а тут перейдем непосредственно к плюсам и минусам.

Первое преимущество в более продолжительном сроке службы, к чему приводит как раз использование буферного газа. Если сравнивать с лампой накаливания, а напомним, что тут мы делаем именно это, то срок службы может быть больше раза в 4. А при определенных условиях (использование плавного включения), они могут работать в десять раз дольше, то есть, 10 тысяч часов. У галогенных ламп хорошая цветопередача, одна из лучших. Световая отдача у них выше, но по этому показателю до энергосберегающих ламп им еще далековато, поэтому если говорить строго, к плюсам это однозначно занести нельзя. Они безопасны для окружающей среды, имеют минимальное мерцание, компактные. Кроме того, если есть необходимость заменить лампы накаливания галогенными, то никакие доработки в данном случае не потребуются.

Ну а теперь перейдем к недостаткам галогенных ламп. Все же срок службы у них меньше, чем у многих современных типов ламп. Да, мы писали про десять тысяч часов, но на деле это актуально только при использовании плавного включения, что приводит к повышению цены. Если говорить про цену, то она выше, чем у ламп накаливания. Энергии они потребляют довольно много, плюс приличное её количество уходит в тепло, галогенные лампы могут быть довольно горячими. В целом же, галогены лампы это особый тип, который имеет свою сферу применения. Например, их часто можно увидеть в прожекторах, они используются в автомобильных фарах и т.д.

Газоразрядные лампы

У нас осталось немного основных типов лампочек, про которые имеет смысл рассказать и теперь начинают те, которые встречаются реже. Впрочем, газоразрядные лампы являются исключением, ведь это не конкретный тип, а целая группа ламп. Например, вышеупомянутые люминесцентные лампы тоже можно отнести к газоразрядным. Тем не менее, про эти лампы имеет смысл рассказать хотя бы в целом и коротко. Общее у всех типов то, что в них используется принцип электрического разряда в газах. В качестве газа могут быть пары ртути, неон, криптон, пары натрия, другие газы, а также их смеси. От типа газа зависят и свойства лампы.

У газоразрядных ламп есть свои преимущества, они могут быть разными, в зависимости от типа, но в целом это неплохой срок службы, КПД выше, чем у ламп накаливания, хорошая или отличная цветопередача, компактные размеры. Они выпускаются в очень большом разнообразии цветовых оттенков, под разные условия эксплуатации и т.д. Тут имеет смысл смотреть на конкретные виды газоразрядных ламп, некоторые из которых имеют весьма ограниченные сферы применения, например, ксеноновые. Минусы у них также зависят от конкретного типа газоразрядной лампы, тут есть и содержащие опасные вещества, есть довольно дорогие и прихотливые к условиям эксплуатации. Про некоторые типы газоразрядных ламп мы рассказывали отдельно, поэтому на этом пожалуй закончим. Говорить про этот тип можно очень долго.

Филаментные лампы

Филаментная лампа это разновидность светодиодной, но сегодня её довольно часто выделяют в отдельный тип. Внешне выглядят как обычные лампы накаливания, только вместо нити у них используется светодиодный филамент. Или, если говорить проще, то светодиодная нить. Выглядят они достаточно необычно, часто используются не только для освещения, но и для дизайна интерьеров. У них есть в целом все преимущества, которые присущи светодиодным лампам, но также стоит отметить еще некоторые. Во-первых, у них угол рассеивания света 360 градусов. Во-вторых, их цветопередача лучше за счет прозрачной колбы. Срок службы у них также очень приличный, но если была куплена качественная филаментная лампа.

Но есть и недостатки, первый из которых это стоимость, которая высокая, даже если сравнивать с обычными светодиодными лампочками. Про другие, более дешевые типы, даже можно и не говорить. Также они менее прочные из-за стеклянной колбы. Если её герметичность будет нарушена, то филаментная лампа перестанет работать. Впрочем, для этого нужно её уронить или ударить, а подобное вообще выдерживают немногие типы ламп, поэтому это не самый серьезный недостаток. Ключевой это все же высокая стоимость, именно по этой причине филаментные лампы не нашли широкого применения. Тем не менее, это весьма любопытный тип, про который имеет смысл поговорить отдельно.

Это основные виды электрических лампочек, про которые имело смысл поговорить в нашей статье. Как мы писали в самом начале нашей статьи, видов гораздо больше, а если брать газоразрядные, то только там более десяти подвидов. Например, криптоновые лампы. А есть еще лампы специального назначения, куда можно отнести бактерицидные. Они уже используются не для освещения, а совсем для других целей. С практической точки зрения нужно знать плюсы и минусы каждого типа. Это поможет выбрать подходящий именно для вас. Но в большинстве случаев выбор сводится к двум-трем видам, если не усложнять и ничего не выдумывать. Например, когда выбирают лампочку для дома, то сегодня выбор между светодиодными, галогенными или теми, которые можно отнести к энергосберегающим. Другие покупать для этих целей не имеет никакого смысла.

Для чего нужна лампа

Электрическая лампочка преобразует электроэнергию в свет. Современный человек не может представить свою жизнь без этого широко распространенного изделия. Спрос на лампочки велик, но и предложение не отстает. Поэтому их конструкция непрерывно совершенствуется производителями с целью обойти конкурентов. На сегодняшний день основные виды лампочек — лампы накаливания и светодиодные лампы. Каждая разновидность имеет свои преимущества, о которых будет рассказано ниже.

Лампы накаливания

Принцип действия лампы основан на излучении света веществом, нагретым электрическим током.

Устройство ламп накаливания очень простое. У них в основании имеются два контакта из металла, которые соединяются с концами электрической цепи, например, в патроне лампы. Контакты соединены с тонкой металлической нитью (нитью накала) в середине колбы двумя жесткими проводами. Нить поддерживается стеклянным держателем или стержнем. Металлическая нить, провода и стеклянная опора находятся внутри колбы из стекла.

Электрический ток течет от одного металлического контакта через нить накала к другому, когда лампочка подключена к источнику питания. Тонкая металлическая нить должна быть нагрета до повышенной температуры, прежде чем она сможет излучать полезное количество видимого света.

Многие металлы могли бы расплавиться и стать жидкими, не достигнув достаточно высокой температуры. Поэтому металлическая нить в лампе накаливания изготовлена ​​из вольфрама, который имеет самую высокую температуру плавления среди всех металлов в чистом виде. Несмотря на высокую стоимость вольфрама, нить накала имеет очень маленькую толщину, и поэтому не делает лампу дорогостоящей. Это одно из самых дешевых устройств, используемых для освещения с помощью электричества.

Виды цоколей лампочек

Существуют разные виды цоколей лампочек. Они бывают:

• резьбовыми (наиболее популярные — E27, E14);
• штырьковыми (G13; G9 и т.д.);
• штифтовыми;
• с утопленными контактами;
• фокусирующими;
• софитными;
• кабельными;
• телефонными и т.д.

Цифра в маркировке означает диаметр цоколя в миллиметрах.

Помимо прочих, изобретены бесцокольные соединения. Однако почти все виды лампочек для дома имеют цоколи с резьбовой нарезкой. Они различаются по диаметру, поэтому при покупке лампочки надо внимательно осмотреть ее, чтобы знать, какой размер вы выбрали. Лампа с цоколем, чей диаметр не соответствует диаметру патрона, работать в этом патроне не сможет.

Светодиодные лампы

Большая часть энергии, потребляемая лампой накаливания, используется для выработки тепла, а не света. Примерно 95% потребляемой электрической энергии выделяется в виде тепла. Какими бывают лампочки, способные справиться с этой проблемой? Наиболее популярное из современных решений – лампы, использующие светодиоды (LED). В основе светодиодных ламп лежит действие полупроводника, излучающего свет при пропускании электротока в прямом направлении. Существует 2 вида LED-ламп – рассчитанные на 220 В и на 12 В. Первые функционируют в типовой электросети, вторые требуют использования особого блока питания.

Преимущества светодиодных ламп

Светодиодные лампы стоят дороже ламп накаливания, однако имеют немало преимуществ.

• LED-лампы экономят энергию, преобразуя ее в свет, а не в тепло. Поэтому светодиоды потребляют как минимум на 75% меньше энергии, чем лампы другого типа, и могут работать в 25 раз дольше, чем лампы накаливания. Типичная продолжительность службы светодиода составляет от 10 до 25 лет или от 10 000 до 25 000 часов. Ожидаемый срок эксплуатации может быть особенно важным фактором при выборе ламп для труднодоступных светильников.
• Большинство светодиодов изготовлены из безопасного полупроводникового материала, называемого фосфидом арсенида галлия. Светодиодные лампы на 100% подлежат вторичной переработке.
• Поскольку светодиоды потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем другие лампы накаливания, и преобразуют ее в основном в свет, они остаются холодными на ощупь, что снижает риск возгорания и/или ожогов.
• Светодиоды известны своей стабильностью. Другим лампочкам может потребоваться период прогрева при включении, и они могут начать мерцать со временем, но светодиоды будут постоянно освещать пространство. Кроме того, при светодиодном освещении цвет и яркость, излучаемые лампой, будут одинаковыми с момента первого включения и до истечения срока ее действия.
• Лампы LED могут выдерживать самые суровые условия, обеспечивая стабильное наружное освещение даже при резком понижении температуры.

Какие лампы лучше?

Стоимость лампы накаливания значительно ниже, чем стоимость светодиодной лампы. При освещении просторного дома или офиса лампы с нитью накала могут стать более экономичным стартовым вложением. Еще одним преимуществом лампы накаливания является теплый, знакомый свет, который она излучает.

Однако срок службы лампы накаливания составляет от 1% до 5% срока службы новых светодиодных ламп. Перейдя на светодиодные лампочки, вы можете сэкономить за несколько лет солидную сумму. Хотя светодиодные лампы примерно в два раза дороже, чем их конкуренты, вы в конечном итоге платите в три раза меньше энергии за то же количество ватт, если выбираете LED-лампы. Светодиодные лампы сделаны из более прочных материалов, чем лампы накаливания, поэтому более безопасны. Вы можете не только сэкономить деньги и сберечь энергию, но и избежать травм, выбрав LED.

Как можно определить, является ли лампа энергоэффективной? Не смотрите только на мощность на упаковке. Она одинаковая, независимо от лампочки. Например, лампа накаливания мощностью 1000 Вт потребляет столько же энергии, сколько светодиод мощностью 1000 Вт. Чтобы узнать, экономите ли вы на яркости, вам нужно посмотреть на выходной световой поток и сравнить его с мощностью. Для более яркого освещения выберите большее число.

Выбирайте лампы с высоким значением потока и низкой мощностью для более яркого и эффективного освещения. Например, лампа накаливания со световым потоком 120 люмен, но потребляющая 1000 Вт мощности, стоит намного дороже, чем светодиодная лампа со световым потоком 120 люмен, но потребляющая всего 500 Вт.

Конструкция, технические параметры и разновидности ламп накаливания

Лампа накаливания – первый электрический осветительный прибор, играющий важную роль в жизнедеятельности человека. Именно она позволяет людям заниматься своими делами независимо от времени суток.

По сравнению с остальными источниками света такое устройство характеризуется простотой конструкции. Световой поток излучается вольфрамовой нитью, расположенной внутри стеклянной колбы, полость которой заполнена глубоким вакуумом. В дальнейшем для увеличения долговечности вместо вакуума в колбу стали закачивать специальные газы — так появились галогеновые лампы. Вольфрам — термостойкий материал с большой температурой плавления. Это очень важно, поскольку для того, чтобы человек увидел свечение, нить должна сильно нагреться за счет проходящего через нее тока.

История создания

Интересно, что в первых лампах использовался не вольфрам, а ряд других материалов, включая бумагу, графит и бамбук. Поэтому, несмотря на то, что все лавры за изобретение и усовершенствование лампы накаливания принадлежат Эдисону и Лодыгину, приписывать все заслуги только им — неправильно.

Писать о неудачах отдельных ученых не станем, но приведем основные направления, к которым прилагали усилия мужи того времени:

1. Поиски лучшего материала для нити накаливания. Нужно было найти такой материал, который одновременно был устойчив к возгоранию и характеризовался высоким сопротивлением. Первая нить была создана из волокон бамбука, которые покрывались тончайшим слоем графита. Бамбук выступал в качестве изолятора, графит — токопроводящей среды. Поскольку слой был малым, то существенно возрастало сопротивление (что и требовалось). Все бы хорошо, но древесная основа угля приводила к быстрому воспламенению.
2. Далее исследователи задумались над тем, как создать условия строжайшего вакуума, ведь кислород — важный элемент для процесса горения.
3. После этого нужно было создать разъемные и контактные компоненты электрической цепи. Задача усложнялась из-за использования слоя графита, характеризующегося высоким сопротивлением, поэтому ученым пришлось использовать драгоценные металлы — платину и серебро. Так повышалась проводимость тока, но стоимость изделия была чересчур высока.
4. Примечательно, что резьба цоколя Эдисона используется и по сей день — маркировка E27. Первые способы создания контакта включали пайку, но при таком раскладе сегодня говорить о быстро заменяемых лампочках было бы сложно. А при сильном нагреве подобные соединения быстро бы распадались.

В наше время популярность подобных ламп падает в геометрической прогрессии. В 2003 году в России была увеличена амплитуда питающего напряжения на 5 %, к сегодняшнему дню этот параметр составляет уже 10 %. Это привело к сокращению срока эксплуатации лампы накаливания в 4 раза. С другой стороны, если вернуть напряжение на эквивалентное значение вниз, то существенно сократится отдача светового потока — до 40 %.

Вспомните учебный курс — еще в школе преподаватель физики ставил опыты, демонстрируя, как увеличивается свечение лампы при повышении силы тока, подающегося на вольфрамовую нить. Чем выше сила тока, тем сильнее выброс излучения и больше тепла.

Принцип действия

Принцип работы лампы построен на сильном нагреве нити накаливания за счет проходящего через нее электрического тока. Для того чтобы твердотельный материал начал излучать красное свечение, его температура должна достигнуть 570 град. Цельсия. Излучение будет приятным для глаз человека только при увеличении этого параметра в 3–4 раза.

Подобной тугоплавкостью характеризуются немногие материалы. За счет доступной ценовой политики выбор был сделан в пользу вольфрама, температура плавления которого составляет 3400 град. Цельсия. Чтобы повысить площадь светового излучения, вольфрамовая нить скручивается в спираль. В процессе эксплуатации она может нагреваться до 2800 град. Цельсия. Цветовая температура такого излучения равна 2000–3000 К, что дает желтоватый спектр — несопоставимый с дневным, но в то же время не оказывающий негативного воздействия на зрительные органы.

Попадая в воздушную среду, вольфрам быстро окисляется и разрушается. Как уже говорилось выше, вместо вакуума стеклянная колба может заполняться газами. Речь идет об инертных азоте, аргоне или криптоне. Это позволило не только повысить долговечность, но и увеличить силу свечения. На срок эксплуатации влияет то, что давление газа препятствует испарению вольфрамовой нити из-за высокой температуры свечения.

Строение

Обычная лампа состоит из следующих конструктивных элементов:

• колба;
• вакуум или инертный газ, закачиваемый внутрь нее;
• нить накала;
• электроды — выводы тока;
• крючки, необходимые для удерживания нити накала;
• ножка;
• предохранитель;
• цоколь, состоящий из корпуса, изолятора и контакта на донышке.

Помимо стандартных исполнений из проводника, стеклянного сосуда и выводов, существуют лампы специального назначения. В них вместо цоколя используются другие держатели или добавляется дополнительная колба.

Предохранитель обычно изготавливается из сплава феррита и никеля и помещается в разрыв на одном из выводов тока. Зачастую он расположен в ножке. Его основное предназначение — защита колбы от разрушения в случае обрыва нити. Связано это с тем, что в случае ее обрыва образуется электрическая дуга, приводящая к плавлению остатков проводника, которые попадают на стеклянную колбу. Из-за высокой температура она может взорваться и вызвать возгорание. Впрочем, долгие годы доказали низкую эффективность предохранителей, поэтому они стали эксплуатироваться реже.

Колба

Стеклянный сосуд используется для защиты нити накаливания от окисления и разрушения. Габаритные размеры колбы подбирают в зависимости от скорости осаждения материала, из которого производится проводник.

Газовая среда

Если раньше вакуумом заполнялись все без исключения лампы накаливания, то сегодня такой подход применяют лишь для маломощных источников света. Более мощные устройства заполняются инертным газом. Молярная масса газа влияет на излучение тепла нитью накаливания.

В колбу галогенных ламп закачиваются галогены. Вещество, которым покрыта нить накала, начинает испаряться и взаимодействовать с расположенными внутри сосуда галогенами. В результате реакции образуются соединения, которые повторно разлагаются и вещество вновь возвращается на поверхность нити. Благодаря этому появилась возможность повысить температуру проводника, увеличив коэффициент полезного действия и срок эксплуатации изделия. Также такой подход позволил сделать колбы более компактными. Недостаток конструкции связан с изначально малым сопротивлением проводника при подаче электрического тока.

Нить накала

По форме нить накаливания может быть разной — выбор в пользу той или иной связан со спецификой лампочки. Зачастую в них применяют нить с круглым сечением, закрученную в спираль, гораздо реже — ленточные проводники.

Современная лампа накаливания работает от нити из вольфрама или осмиево-вольфрамового сплава. Вместо обычных спиралей могут закручиваться биспирали и триспирали, что стало возможным за счет повторного закручивания. Последнее приводит к уменьшению теплового излучения и повышению КПД.

Технические характеристики

Интересно наблюдать за зависимостью световой энергии и мощности лампы. Изменения не линейны — до 75 Вт световая отдача увеличивается, при превышении — снижается.

Одно из преимуществ таких источников света – равномерное освещение, поскольку практически во всех направлениях свет излучается с одинаковой силой.

Еще одно достоинство связано с пульсированием света, которое при определенных значениях приводит к значительной утомляемости глаз. Нормальным значением считают коэффициент пульсации, не превышающий 10 %. Для ламп накаливания параметр максимум достигает 4 %. Самый худший показатель — у изделий мощностью 40 Вт.

Среди всех доступных электрических осветительных приборов лампы накаливания нагреваются сильнее. Большая часть тока преобразуется в тепловую энергию, поэтому прибор больше похож на обогреватель, чем на источник света. Световая отдача находится в диапазоне от 5 до 15 %. По этой причине в законодательстве прописаны определенные нормы, запрещающие, к примеру, использовать лампы накаливания более 100 Вт.

Обычно для освещения одной комнаты достаточно лампы на 60 Вт, которая характеризуется небольшим нагревом.

При рассмотрении спектра излучения и сравнении его с естественным освещением можно сделать два важных замечания: световой поток таких ламп содержит меньше синего и больше красного света. Тем не менее, результат считается приемлемым и не приводит к утомлению, как в случае с источниками дневного света.

Эксплуатационные параметры

При эксплуатации ламп накаливания важно учитывать условия их использования. Их можно применять в помещениях и на открытом воздухе при температуре не менее –60 и не более +50 град. Цельсия. При этом влажность воздуха не должна превышать 98 % (+20 град. Цельсия). Устройства могут работать в одной цепи с диммерами, предназначенными для регулирования световой отдачи за счет изменения интенсивности света. Это дешевые изделия, которые могут быть самостоятельно заменены даже неквалифицированным человеком.

Существует несколько критериев для классификации ламп накаливания, которые будут рассмотрены ниже.

В зависимости от эффективности освещения лампы накаливания бывают (от худших к лучшим):

• вакуумные;
• аргоновые или азот-аргоновые;
• криптоновые;
• ксеноновые или галогенные с установленным отражателем инфракрасного излучения внутрь лампы, что увеличивает КПД;
• с покрытием, предназначенным для преобразования инфракрасного излучения в видимый спектр.

Намного больше разновидностей ламп накаливания, связанных с функциональным назначением и конструктивными особенностями:

1. Общее назначение — в 70-х гг. прошлого столетия они назывались «нормально-осветительными лампами». Самая распространенная и многочисленная категория — изделия, применяемые для общего и декоративного освещения. С 2008 года выпуск таких источников света существенно сократился, что было связано с принятием многочисленных законов.
2. Декоративное назначение. Колбы таких изделий выполняются в форме изящных фигур. Чаще всего встречаются свечеобразные стеклянные сосуды с диаметром до 35 мм и сферические (45 мм).
3. Местное назначение. По конструкции идентичны первой категории, но питаются от уменьшенного напряжения — 12/24/36/48 В. Обычно применяются в переносных светильниках и приборах, освещающих верстаки, станки и т. п.
4. Иллюминационные с окрашенными колбами. Зачастую мощность изделий не превышает 25 Вт, а для окрашивания внутренняя полость покрывается слоем неорганического пигмента. Гораздо реже можно встретить источники света, наружная часть которых окрашивается цветным лаком. В таком случае пигмент очень быстро выцветает и осыпается.

1. Зеркальные. Колба выполнена в специальной форме, которая покрыта отражающим слоем (к примеру, методом распыления алюминия). Данные изделия используются для перераспределения светового потока и повышения эффективности освещения.
2. Сигнальные. Их устанавливают в светосигнальные изделия, предназначенные для отображения какой-либо информации. Характеризуются низкой мощностью и рассчитаны на продолжительную эксплуатацию. На сегодняшний день практически бесполезны из-за доступности светодиодов.
3. Транспортные. Еще одна обширная категория ламп, используемых в транспортных средствах. Характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к вибрациям. В них применяют специальные цоколи, гарантирующие прочное крепление и возможность быстрой замены в стесненных условиях. Могут питаться от 6 В.
4. Прожекторные. Высокомощные источники света до 10 кВт, характеризующиеся высокой световой отдачей. Спираль укладывается компактно, чтобы обеспечить лучшую фокусировку.
5. Лампы, применяемые в оптических приборах, — к примеру, кинопроекционная или медицинская техника.

Специальные лампы

Также существуют более специфические разновидности ламп накаливания:

1. Коммутаторные — подкатегория сигнальных ламп, применяемых в коммутаторных панелях и выполняющих функции индикаторов. Это узкие, продолговатые и малогабаритные изделия, имеющие параллельные контакты гладкого типа. За счет этого могут помещаться в кнопки. Маркируются как «КМ 6-50». Первое число указывает на вольтаж, второе — ампераж (мА).
2. Перекальная, или фотолампа. Данные изделия используются в фототехнике для нормированного форсированного режима. Характеризуется высокими световой отдачей и цветовой температурой, но малым сроком эксплуатации. Мощность советских ламп достигала 500 Вт. В большинстве случаев колба матируется. Сегодня практически не используются.
3. Проекционные. Применялись в диапроекторах. Высокая яркость.

Двухнитевая лампа бывает нескольких разновидностей:

1. Для автомобилей. Одна нить используется для ближнего, другая — для дальнего света. Если рассматривать лампы для задних фонарей, то нити могут использоваться для стоп-сигнала и габаритного огня соответственно. Дополнительный экран может отсекать лучи, которые в лампе ближнего света могут слепить водителей встречных автомобилей.
2. Для самолетов. В посадочной фаре одна нить может использоваться для малого света, другая — для большого, но требует внешнего охлаждения и непродолжительной эксплуатации.
3. Для железнодорожных светофоров. Две нити необходимы для повышения надежности — если перегорит одна, то будет светиться другая.

Продолжим рассматривать специальные лампы накаливания:

1. Лампа-фара — сложная конструкция для подвижных объектов. Используется в автомобильной и авиационной технике.
2. Малоинерционная. Содержат тонкую нить накаливания. Применялась в звукозаписывающих системах оптического типа и в некоторых видах фототелеграфа. В наше время используется редко, поскольку есть более современные и улучшенные источники света.
3. Нагревательная. Применяется в качестве источника тепла в лазерных принтерах и копирах. Лампа имеет цилиндрическую форму, закрепляется во вращающемся металлическом валу, к которому прикладывается бумага с тонером. Вал передает тепло, что приводит к расплыванию тонера.

Электрический ток в лампах накаливания преобразуется не только в видимый для глаза свет. Одна часть идет на излучение, другая трансформируется в тепло, третья — на инфракрасный свет, который не фиксируется зрительными органами. Если температура проводника составляет 3350 К, то КПД лампы накаливания составит 15 %. Обычная лампа на 60 Вт с температурой 2700 К характеризуется минимальным КПД — 5 %.

Коэффициент полезного действия усиливается степенью нагрева проводника. Но чем выше будет нагрев нити, тем меньше срок эксплуатации. К примеру, при температуре 2700 К лампочка просветит 1000 часов, 3400 К — в разы меньше. Если повысить напряжение питания на 20 %, то свечение усилится в два раза. Это нерационально, поскольку срок эксплуатации сократится на 95 %.

Плюсы и минусы

С одной стороны, лампы накаливания являются самыми доступными источниками света, с другой – характеризуются массой недостатков.

• низкая стоимость;
• нет необходимости в применении дополнительных приспособлений;
• простота использования;
• комфортная цветовая температура;
• устойчивость к повышенной влажности.

• недолговечность — 700–1000 часов при соблюдении всех правил и рекомендаций по эксплуатации;
• слабая световая отдача — КПД от 5 до 15 %;
• хрупкая стеклянная колба;
• возможность взрыва при перегреве;
• высокая пожарная опасность;
• перепады напряжения существенно сокращают срок эксплуатации.

Как увеличить срок службы

Существует несколько причин, по которым может уменьшиться срок эксплуатации данных изделий:

• перепады напряжения;
• механические вибрации;
• высокая температура окружающей среды;
• разрыв соединения в проводке.

Вот несколько рекомендаций по продлению срока службы ламп накаливания:

1. Выберите изделия, которые подходят для диапазона напряжения сети.
2. Перемещение осуществляйте строго в выключенном состоянии, поскольку из-за малейших вибраций изделие выйдет из строя.
3. Если лампы продолжают перегорать в одном и том же патроне, то его нужно заменить или починить.
4. При эксплуатации на лестничной площадке в электрическую цепь добавьте диод или включите последовательно две лампы одной мощности.
5. На разрыв цепи питания можно добавить устройство для плавного включения.

Технологии не стоят на месте, постоянно развиваются, поэтому сегодня на смену традиционным лампам накаливания пришли более экономичные и долговечные светодиодные, люминесцентные и энергосберегающие источники света. Главными причинами выпуска ламп накаливания остается наличие менее развитых с технологической точки зрения стран, а также хорошо налаженное производство.

Приобретать такие изделия сегодня можно в нескольких случаях — они хорошо вписываются в дизайн дома или квартиры, либо вам нравится мягкий и комфортный спектр их излучения. Технологически — это давно устаревшие изделия.

Лампа освещения

Лампа накаливания — источник искусственного освещения в осветительных приборах, который выделяет тепло в процессе работы. Конструкция представляет собой спираль из тугоплавкого металла, которая помещена внутрь колбы, заполненной инертными газами или вакуумом. Среда внутри колбы предотвращает окисление металла. Существует много разновидностей лампочек, но главная причина роста их популярности — доступность.

Газоразрядная лампа представляет собой более современную версию источника освещения со спиралью внутри стеклянной колбы. Её устройство также подразумевает газовую среду внутри колбы, только вместо спирали применяются электроды. Освещение получают благодаря электрическому разряду.

Классификация ламп накаливания

Лампы накаливания сегодня известны каждому, но среди них можно выделить и четыре подтипа:

1. Вакуумные. В лампочках такого типа внутри колбы создаётся безвоздушное пространство. Считается, что они имеют меньшую светоотдачу, чем газонаполненные.
2. Галогенные. Главное преимущество этих ламп — большой срок службы, который составляет 2000-4000 часов. Газонаполненная лампа сможет прослужить не более 1200 часов. Лампочки такого типа заполняются буферным газом, которым являются пары брома или йода.
3. Криптоновые. Колба наполняется криптоном, который увеличивает светоотдачу осветительного прибора, позволяя при этом уменьшить размер колбы без потери яркости.
4. Аргоновые. Внутри таких ламп содержится нейтральный газ аргон, который защищает вольфрамовую нить накаливания. Аргоновые лампы ценятся за долговечность и достаточный уровень яркости при невысокой стоимости.

Лампа накаливания: общие характеристики, область применения, преимущества и недостатки

Основные характеристики ламп накаливания:

1. Мощность. Этот параметр зависит от того, где используется осветительный прибор. Для бытовых нужд можно ограничиться лампой до 60 Вт , но существуют и модели с мощностью до 100 Вт и более.
2. Температура накала. Нить во время работы может нагреваться до 2000-2800 градусов.
3. Напряжение. Составляет от 220 до 330 Вольт.
4. Светоотдача. От 9 до 19 Лм /1Вт .
5. Размер и тип цоколя. Бывает резьбовой и штифтовой цоколи. Цоколь со штифтовым типом соединения редко применяется в быту, и чаще всего используется в автомобильной промышленности. Он может иметь один или два контакта. Существует три основных размера цоколей — Е14, Е27 и Е40. Цифра в обозначении соответствует диаметру в миллиметрах.
6. Рабочий ресурс. 1000-4000 часов в зависимости от типа.

Лампы накаливания считаются самыми доступными из всех лампочек, которые сегодня предлагают магазины. Они выделяют много тепловой энергии и чувствительны к частым переключениям. Разберемся, чем хороши, а чем плохи данного типа лампы.

Преимущества:

• доступность;
• компактность;
• при работе на переменном токе не видно мерцания;
• свет нормально воспринимается человеческим глазом;
• не требуют специальной утилизации;
• не издают шума во время работы;
• минимальный уровень УФ -излучения.

Недостатки:

• низкий уровень светоотдачи;
• малый срок службы;
• высокое энергопотребление;
• пожароопасность;
• хрупкость.

Несмотря на недостатки, такие лампы по-прежнему активно используются для бытовых нужд. Кроме того, они бывают и транспортными, и применяться в оптике или другой подсветке транспортных средств. Лампы накаливания, покрытые тонким слоем алюминия, применяются для освещения торговых залов и магазинов. Иногда лампу накаливания все еще можно встретить в устройстве светосигнальных приборов, на сегодняшний день в этой сфере более распространены светодиодные.

Газоразрядная лампа, её классификация

Газоразрядные лампы классифицируются по типу источника света и давлению.

По источнику света

По типу свечения бывают:

1. Люминесцентными. В таких лампах источником света служат атомы и молекулы, которые возбуждаются разрядом, произведенным в среде газов.
2. Газосветные. Освещение достигается благодаря люминофорам, которые активизируются так же с помощью газового разряда.
3. Электродосветные. Функционируют за счет электродного свечения, произведенного с помощью газового разряда.

По величине давления

1. Для газоразрядных ламп высокого давления (от 25 до 1000 кПа) характерно наличие внушительного светового потока, но при этом они не слишком энергозатратны. На типу наполнения они чаще всего относятся к ртутным. Они плохо переносят низкие температуры, но отличаются высокой светоотдачей.
2. Лампы низкого давления (от 0.1 до 25кПа) чаще всего бывают люминесцентными. Они иметь различный спектр излучения. В процессе их работы возникает ультрафиолетовое излучение, которое получается благодаря люминофорам. Среди ГРЛ низкого давления самой высокой светоотдачей обладают натриевые лампы.

Газоразрядная лампа: общие характеристики, область применения, преимуществ а и недостатки.

Основные характеристики газоразрядных ламп:

1. Светоотдача. От 40 до 220 лм/Вт.
2. Рабочий ресурс. От 3000 до 20000 часов.
3. Цвет излучения. Тепло-белый (3000 К ), либо нейтрально-белый (4200 К ).

• высокий уровень светоотдачи;
• практичность;
• возможность работы в экстремальных климатических условиях;
• невысокая стоимость.

• высокий уровень пульсирования цветового потока;
• сложность включения;
• для стабильного горения необходим ограничитель напряжения;
• температура внутри колбы влияет на давление рабочего пара, и может спровоцировать аварию.

Светодиодная лампа: общие характеристики, область применения, преимущества и недостатки.

Основные характеристики светодиодных ламп:

1. Мощность. От 3 до 25 Вт . Для бытового использования достаточно лампочки 9-13 Вт , что соответствует 40-100 ваттным лампам с нитью накаливания.
2. Напряжение. Рабочий диапазон от 176 до 264 Вольт.
3. Тип цоколя. В основном используется Е14 и Е27.
4. Температура света. Бывают лампы с дневным белым светом, теплым и холодным.

Светодиодные лампы считаются наиболее современными. Однако помимо плюсов она имеет еще и минусы.

• низкий уровень энергопотребления;
• большой срок службы;
• низкий нагрев корпуса;
• компактность;
• более высокая прочность, по сравнению с другими типами ламп.

• высокая цена;
• небольшой угол рассеивания света.

Светодиодные светильники используются в освещении улиц, производственных помещений, офисов. Основная сфера применения светодиодов — организация внешней подсветки архитектурных сооружений. В большинстве прожекторов также применяются светодиоды.

Различие ламп освещения по контактной группе

В большинстве государств существуют определенные стандарты, которые относятся к устройству осветительных приборов. Везде они были разными, поэтому сегодня можно встретить множество разновидностей ламповых цоколей.

Тип «E» — цоколь Эдисона. Самый привычный и распространенный тип подсоединения ламп к патрону. Он распространен в России, и используется повсеместно. Существует всего 10 его типоразмеров, но в принятые в РФ стандарты — это Е14, Е27. Е5 часто встречается в иностранной бытовой технике, а Е10 в подсветке холодильников, духовых шкафов и другого кухонного оборудования. В США стандартом являются Е17, Е26 и Е39.

После буквенного обозначения в маркировке следует цифровое, которое обозначает диаметр цоколя в миллиметрах.

Заключение

Существует множество разновидностей осветительных приборов, которые отличаются по техническим характеристикам, сфере применения, и имеют свои достоинства и недостатки. Осветительные приборы могут использовать не только в бытовых условиях, но и для удовлетворения промышленных нужд. Выбрать нужную лампочку нетрудно, если правильно определить её назначение и знать основные параметры, на которые стоит обращать внимание.

СВЕТЛАЯ ЖИЗНЬ, ИЛИ ВСЁ О ЛАМПАХ

Покупая новый светильник, подавляющее большинство людей ориентируется прежде всего на его внешний вид, прикидывает, подходит ли он к интерьеру жилища или офиса и довольно редко интересуется его «тактико-техническими» данными. Осветительная лампа кажется нам простым и привычным предметом, которому не стоит уделять особого внимания. Однако это далеко не так. Освещение в доме или на работе формирует настроение человека, его работоспособность. От него во многом зависит состояние здоровья, то есть качество жизни. Поэтому есть смысл поговорить об осветительных лампах подробнее.

Все основные качества светильника напрямую связаны с типом и свойствами используемых в нём ламп. За полтора века своего существования семейство электроламп стало весьма обширным и разно- образным. Поэтому мы рассмотрим только те типы ламп, которые используются в бытовых светильниках достаточно часто.

Вот главные характеристики любой осветительной электролампы:

Светоотдача (световая эффективность) — измеряется в люмен/ватт (лм/Вт, lm/W) и показывает, сколько света лампа даёт на один затраченный ватт электрической мощности. Чем больше люмен, тем лучше; при равной мощности от лампы с большей светоотдачей вы получите больше света или столько же, но за меньшие деньги. К сожалению, на самой лампе светоотдача не указывается. Её можно узнать в справочниках или в сопроводительных документах на партию ламп в магазине.

Мощность — количество электроэнергии, потребляемое лампой за час, измеряется в ваттах (Вт, W). Маркировка для 60-ваттной лампы: 60 W и наносится на колбу или цоколь.

Напряжение — оно также указано на цоколе или колбе и должно быть почти равно напряжению питающего электричества. Наиболее часто встречаемая маркировка: 230—240 V. Лампа с такой маркировкой рассчитана на напряжение сети 220 вольт с небольшим запасом, чтобы во время кратковременных скачков напряжения лампа не перегорела.

Индекс цветопередачи (Ra) — за идеал принимается 100%, при таком значении цветопередача полная, то есть соответствует солнечному освещению.

ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ

Обыкновенная лампочка, несмотря на многие годы применения, до сих пор остаётся самым массовым источником света. Почти все остальные типы ламп имеют похожее устройство. Это не относится к светодиодам, но такие источники света из-за высокой цены пока не стали по-настоящему массовыми. На примере всем известной лампочки мы рассмотрим её устройство и устройство других ламп.

Стеклянная колба — в ней помещены все детали лампы, кроме цоколя.

Газ-наполнитель — необходим для замедления испарения раскалённого металла с поверхности спирали. Для этой цели используются аргон, криптон, азот.

Спираль — проволочка с высоким удельным сопротивлением и высокой тугоплавкостью. Чем выше максимально допустимая температура нагрева спирали, тем ярче светит лампа. В большинстве изделий применяется вольфрам, который позволяет нагреваться спирали до 2700оС.

Штенгель — деталь, которая держит спираль и не даёт ей деформироваться.

Вводы — проводники, передающие электрический ток к спирали.

Теплоотражатель — отражает часть тепла от цоколя.

Ножка — обеспечивает герметичность колбы в месте вводов.

Цоколь — с его помощью лампа закрепляется в электропатроне светильника.

Обычная лампа накаливания — самая массовая благодаря своей низкой цене, привычности, простоте схемы светильников, в которых она используется. Световая эффективность лампы с вольфрамовой спиралью равна примерно 12 лм/Вт. По сравнению с другими это неэффективный источник света. Бóльшая часть излучения спирали находится в невидимом инфракрасном (тепловом) спектре. Проще говоря, такие лампы гораздо больше греют, чем светят. Между прочим, некоторые умельцы используют их в качестве нагревателей для хранения овощей в ящике на балконе зимой, лампочки отлично справляются. Срок жизни обычных ламп накаливания около 1000 часов, причём из-за постепенного переноса материала нити в виде паров на колбу она мутнеет и со временем яркость существенно понижается. Индекс цветопередачи примерно равен 90%, в спектре свечения преобладают жёлтые тона, это напоминает солнечный свет, что многим нравится. Подавляющее большинство ламп выпускается с цоколями Е27 (обычные резьбовые с диаметром резьбы 27 мм) и миньон — Е14 (резьбовые с диаметром 14 мм). Встречаются и другие цоколи, но назвать их массовыми никак нельзя.

Мощность ламп может составлять от нескольких ватт до нескольких киловатт (промышленные), в быту используются лампы до 300 Вт.

Внешний вид колб очень разнообразен, в подтверждение — далеко не полный список:

— криптон матовый (грибок);

— криптон опаловый (грибок);

— криптон прозрачный (грибок);

— рефлекторные цветные прозрачные;

— свеча Софт Лайт (мягкое опаловое покрытие);

— свечи «На ветру» матовые;

— свечи витые матовые;

— свечи витые прозрачные.

ГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ

Лампы этого типа по устройству почти ничем не отличаются от обычных ламп накаливания, они и есть лампы накаливания, но при их производстве используются гораздо более совершенные технологии и материалы. Цена галогенных ламп существенно выше, но и свойства намного лучше. Индекс цветопередачи у галогенных ламп близок к 100%. Такое высокое значение Ra легко оценить при рисовании, шитье, работе с документами и в других случаях, когда требуется точность работы с цветом. Служит галогенная лампа около 4000 часов.

При производстве галогенных ламп в газ добавляется небольшое количество паров йода или брома, что не позволяет парам металла осаждаться на колбе. Казалось бы — мелочь, но она увеличивает светоотдачу до 20—30 люмен/ватт на протяжении всего срока службы без постепенного снижения светового потока. Первыми оценили и перешли на галогенные лампы производители автомобильных фар: на дороге во время движения особенно важны освещённость и чёткость объектов. Этого удалось достичь при жёсткой экономии электрической мощности современного автомобиля. В условиях обычной квартиры тоже хочется иметь яркий свет при небольших затратах энергии и сохранении естественного цвета предметов. Возможности использования галогенных ламп очень широки, от карманного фонарика до мощных прожекторов. Конструкции и размеры этих ламп ещё более многочисленны, чем у обыкновенной лампы. Цоколи галогенных ламп так же разнообразны, как разнообразны сферы применения самих ламп. В справочниках приводятся точные цифровые данные расположения, диаметра и конструкции выводов, но воспользоваться такими данными довольно сложно. Для этого придётся проводить измерения с точностью до сотых долей миллиметра. Гораздо лучше выяснить, как правильно называется цоколь вашей лампы, и при покупке спрашивать, ориентируясь на стандартизированное название. Если не удалось определить название, возьмите с собой в магазин перегоревшую лампу. Без знания названия или без образца обращаться к продавцу со словами: «Вы мне покажите лампу, а я её сразу узнаю» — не стоит, риск ошибиться очень велик.

Высокий срок службы галогенных ламп реализуется не сам собой. Для этого нужно точно соблюдать условия эксплуатации. Важным параметром является температура лампы. При повышенной температуре ресурс сокращается очень ощутимо. Вообще галогенные лампы во время горения нагревают колбу намного больше, чем обычные лампы. Это объясняется как физическими процессами, так и небольшими размерами ламп. Если обычная лампа при мощности 100 W имеет размер небольшой груши, то галогенная такой же мощности не крупнее ягоды крыжовника. Такой напряжённый температурный режим предъявляет высокие требования ко всем элементам лампы, и при обращении с ней необходимо выполнять определённые правила:

— при установке или замене галогенных ламп нельзя касаться колбы руками. Надо пользоваться перчатками или просто упаковочной плёнкой, в которую лампа была завёрнута. Если всё-таки пришлось коснуться рукой, следует непременно протереть колбу тряпочкой, смоченной спиртом или ацетоном, а потом дать просохнуть. Если этого не сделать, частицы жира с рук при высокой температуре запекутся на стекле колбы. Это место будет иметь иной коэффициент расширения, и при нагреве возможны появление трещины и выход лампы из строя;

— регулярно, примерно раз в полгода (особенно это касается низковольтных ламп) необходимо вынимать и протирать лампочки, а если потребуется, то и чистить ножки от нагара. Также необходимо чистить отверстия в патронах. Это вызвано тем, что площадь контакта ножки с клеммой патрона крайне невелика, в десятки раз меньше, чем у обычной лампы с винтовым цоколем, а токи при равной мощности такие же для ламп 220 В и в 20 раз выше у ламп 12 В. Высокая нагруженность контактов повышает температуру лампы, вызывает искрение и выгорание патрона;

— если у вашего светильника разбилось защитное стекло, вам не удастся заменить его кусочком обычного оконного. Обычное стекло не выдержит исходящего от галогенной лампы теплового потока. В большинстве галогенных светильников лампа расположена очень близко к защитному стеклу. Таким способом достигаются миниатюрность светильника и высокие декоративные свойства. Например, у домашних люстр с обычными лампами их количество редко превышает 12 штук, а галогенные люстры могут иметь около 50 лампочек;

— у галогенных ламп нет однообразия в питающем напряжении, в бытовых светильниках чаще всего используются лампы на напряжение 220 и 12 В, встречаются на 6 и 24 В. Внимание: лампы на разное напряжение могут внешне ничем не отличаться друг от друга.

При использовании ламп с напряжением, отличным от сетевого, необходим трансформатор. Трансформаторы имеют немалые вес, объем и цену. Наличие трансформатора — главный недостаток светильников с галогенными лампами. Внимание: существуют люстры, имеющие от 18 до 24 двенадцативольтовых галогенных ламп, но не имеющие трансформатора. Лампы там включены последовательно, как в новогодней гирлянде, при сгорании одной лампы гаснут все! Определить сгоревшую лампу можно, только проверив все лампы до единой. Поэтому от покупки такого светильника надо отказываться сразу.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ЛАМПЫ

Вообще-то энергосберегающими можно назвать любые лампы с высокой светоотдачей: чем она выше, тем больше энергии вы сбережёте.

Светоотдача люминесцентной лампы очень высока, примерно 40—80 лм/Вт, цветопередача — около 85%, срок службы — 10 000 часов. Люминесцентные лампы появились довольно давно. Станции метро, производственные и офисные помещения, крупные магазины, где приходится использовать много светильников практически весь рабочий день или круглосуточно, освещены исключительно люминесцентными лампами. Их использование даёт громадную экономию электроэнергии. В быту распространение таких ламп несравненно скромней. Главная причина — посредственная цветопередача люминесцентных ламп, многие люди в свете этих ламп через некоторое время начинают чувствовать себя неуютно.

Из-за не слишком хороших характеристик по цветопередаче изготовители делят свои изделия на несколько групп, по цвету излучаемого света, и обязательно ставят соответствующее условное обозначение (см. таблицу 1).

Используя в одном помещении лампы с разными характеристиками излучения, удаётся максимально приблизить общий спектр к естественному свету. Для жилых помещений на три лампы «Б» ставится одна лампа «ТБ», а для офиса пропорция обратная — это облегчает работу с документами. Заменять сгоревшие лампы надо такими же, чтобы соотношение не менялось. Всем знакома ситуация, когда одна из ламп дневного света начинает мигать, в этом случае ремонт нельзя откладывать. Даже самый спокойный человек после 10 минут такого «освещения» полностью теряет работоспособность. Надо знать и ещё об одной особенности: при отрицательной температуре люминесцентная лампа светит значительно тусклей, чем при положительной.

Термин «энергосберегающая лампа» сегодня применяют к люминесцентной лампе, которую можно ввернуть вместо обычной лампы накаливания без всяких переделок. В отличие от трубчатой лампы здесь не требуются ни специальные светильники, ни пускатели, ни дроссели. Все эти приспособления встроены в саму лампу. Только с появлением таких ламп стала реальной возможность экономить электричество в квартирах. Энергосберегающие лампы с винтовым цоколем обладают всеми достоинствами люминесцентной лампы и удобством обычной. Побочное, но очень приятное достоинство — крайне незначительный нагрев колбы. Даже если непосредственно на неё упадёт легко возгорающийся предмет, воспламенения не произойдёт, температура лампы такова, что во время работы можно спокойно касаться её рукой, не рискуя обжечься.Замена во всей квартире ламп накаливания энергосберегающими лампами — капиталовложение достаточно долговременное. Давайте посчитаем ожидаемую экономию для одной лампочки, приняв для простоты стоимость 1 кВт равной 2 руб. (см. таблицу 2).

За год работы при нынешних (2007 год) ценах на электричество энергосберегающая лампочка почти окупилась и дальше начнёт приносить экономию, тем большую, чем дороже будет стоить энергия (а в удорожании сомневаться не приходится) и чем больше вы пользуетесь электроосвещением. Особо отметим, что стоит приобретать лампы только известных марок и в надёжных магазинах. Технологии изготовления энергосберегающих ламп совершенствуются с каждым годом. В настоящее время выпускаются модели, позволяющие экономить в сравнении с лампами накаливания до 80% электроэнергии. Да и стоимость их постепенно, но всё же снижается.

СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ

На данный момент светодиодные лампы нельзя считать равноправными соперниками другим светильникам в сфере бытового освещения. С другой стороны, есть немало областей, в которых светодиоды вытеснили конкурентов практически полностью, например в сфере индикации. Главное достоинство светодиодной лампы — фантастическая долговечность, срок службы доходит от 25 000 до 100 000 часов при непрерывной работе от 3 до 12 лет! Светоотдача — до 100 лм/Вт. Хотя цветопередачу нельзя назвать даже средней, светодиоды излучают свет в довольно узком спектре, можно подобрать практически любой цвет излучения. Светодиоды нагреваются столь незначительно, что их применяют там, где очень важно сохранить температурный режим.

Стандартные цоколи позволяют вворачивать светодиодные лампы в патроны для любых других ламп. Светодиодные лампы используются от декоративного микроосвещения до использования в мощных прожекторах и уличных светильниках. Но в большинстве даже специализированных магазинов таких ламп в продаже пока нет. Широкому распространению светодиодных ламп препятствует их цветовые качества и высокая цена: они дороже ламп накаливания в 10—20 раз.

Впрочем, все новые разработки проходили стадию высоких цен, постепенно с развитием технологии цены стремительно падают. Очень возможно, что распространённость светодиодных ламп в самые ближайшие годы резко возрастёт.

Теперь, когда мы узнали особенности ламп разных типов, сравним их стоимость.

Примерное соотношение цен на лампы для бытового освещения

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА СВЕТИЛЬНИКОВ

Трансформатор. Для питания низковольтных галогенных ламп требуется пониженное напряжение. Для этого в светильниках используются понижающие, защитные трансформаторы. По устройству они разделяются на электромагнитные и электронные. Электромагнитный трансформатор вполне традиционен: металлический или ферритовый сердечник, и на нём две обмотки — сетевая и понижающая, к которой подключены лампочки. Простота устройства даёт высокую надёжность, однако оно имеет высокий вес и довольно низкий кпд. При использовании нескольких десятков лампочек в одном светильнике эти недостатки могут перерасти в проблему. Такой трансформатор при работе издаёт заметное гудение. При замыкании в цепи ламп происходит перегрев и возможен выход устройства из строя с большим выделением тепла и дыма. Чтобы избежать этого, в схеме обычно используется плавкий предохранитель, заменить который непросто.

Электронный трансформатор называется трансформатором больше по инерции, по существу, это электронная схема. Вес его в несколько раз меньше, никакого гудения нет, при замыкании происходит автоматическое отключение. Конфигурация корпуса может быть практически любой и позволяет разместить устройство без ущерба внешнему виду светильника.

Цены на трансформаторы для питания галогенных ламп начинаются от 60 руб. и доходят до нескольких тысяч, в зависимости от мощности, конструкции, марки и качества. Электромагнитные и электронные трансформаторы стóят примерно одинаково. Весьма существенно цена зависит от продавца. В разных магазинах цены на однотипные устройства могут отличаться вдвое!

Диммер. Этот электронный прибор служит для бесступенчатой регулировки яркости за счёт изменения напряжения. Диммер ставится в разрыв питающего (фазового) провода и может использоваться как с обычными лампами, так и с галогенными. Для люминесцентных ламп он не применяется. Для чего он нужен? Если люстра и так имеет несколько режимов включения, ставить устройство можно не спешить, а вот если проводка предполагает только один режим, диммер избавит от необходимости долбить стены, чтобы проложить ещё один или несколько проводов. Диммеры можно установить и для регулировки напряжения в розетках, куда включены настольные лампы или бра. Кстати, во многих таких светильниках диммеры уже встроены.

Диммер позволяет экономить до 50% электроэнергии. Максимальный эффект достигается только при правильном подборе устройства. Они выпускаются на разную мощность, которая должна быть минимум на 20% больше максимальной мощности светильника. При работе в условиях плохой теплоотдачи, в деревянных или кирпичных стенах, или при высокой температуре воздуха этот запас должен быть увеличен до 50%. Кроме обычных диммеров, ручки которых надо вращать и нажимать, существуют сенсорные. Чтобы отрегулировать свет, достаточно просто прикоснуться к ним и немного подержать руку. От длительности касания будет зависеть яркость света. Сначала она будет нарастать, потом падать. Диммеры используют как составной элемент дистанционного управления освещением. Цены на диммеры начинаются от 500 руб.

Советы мастеру

СКОЛЬКО НУЖНО СВЕТА?

Сколько человеку нужно света и какого? Этот вопрос порождает ещё множество вопросов: какому человеку, когда, для чего… Для самых распространённых случаев ответ посмотрим в таблице 3.

*Лк (люкс) — в международной системе СИ — единица освещённости; освещённость, создаваемая световым потоком 1 лм, равномерно распределённым по поверхности площадью 1 м 2 .

Рассчитать освещённость и проверить, соответствует ли она нормам, можно при помощи несложной формулы: суммарная мощность ламп в помещении (Вт) умножается на светоотдачу ламп (лм) и делится на площадь помещения (м 2 ).

РЕМОНТИРУЕМ СВЕТИЛЬНИК

• При определении неисправностей начинайте с простых причин. Проверьте работоспособность розетки, подключив в неё другой, заведомо исправный электроприбор. Проверьте лампочку, ввернув её в другой патрон, потом проверьте патрон, ввернув в него другую лампочку.

• В светильниках с понижающим трансформатором поищите предохранитель, проверьте и при необходимости замените. В большинстве трансформаторных светильников он находится внутри изолирующей трубочки и снаружи похож на другие детали, включён он между одним из концов сетевого шнура и схемой.

• Проверьте работу выключателя и целостность электрошнура. И то и другое ремонтировать не надо, только менять.

• Внимание: хрустальные (стеклянные) детали никогда не должны соприкасаться с металлическими, между стеклом и металлом обязательно должны стоять пластмассовые или фетровые прокладки. Стеклянные детали никогда туго не затягивают гайками, для достижения этого ставят дистанционные проставки. Гайка стягивает проставку чуть раньше, чем стянулась бы стеклянная деталь.

• Если вашей люстре больше 10 лет и у неё выгорел хотя бы один патрон, менять необходимо все патроны и всю проводку. Если этого не сделать, то потом с периодичностью раз в год вам придётся снимать люстру и менять ещё патроны один за одним. При замыкании в первом повреждённом патроне вся проводка испытывает большую нагрузку и сильно нагревается, при этом изоляция проводов может сильно пострадать. После такого перегрева изоляция выполняет свои функции очень плохо.

• Ремонтировать дополнительные электронные приборы (диммеры, дистанционное управление, реле времени и т.д.) не стоит и искать мастерскую, где их чинят, тоже не нужно — невыгодно. Если они не исправны, меняйте.

СВЕТЛАЯ ЖИЗНЬ, ИЛИ ВСЁ О ЛАМПАХ

Покупая новый светильник, подавляющее большинство людей ориентируется прежде всего на его внешний вид, прикидывает, подходит ли он к интерьеру жилища или офиса и довольно редко интересуется его «тактико-техническими» данными. Осветительная лампа кажется нам простым и привычным предметом, которому не стоит уделять особого внимания. Однако это далеко не так. Освещение в доме или на работе формирует настроение человека, его работоспособность. От него во многом зависит состояние здоровья, то есть качество жизни. Поэтому есть смысл поговорить об осветительных лампах подробнее.

Все основные качества светильника напрямую связаны с типом и свойствами используемых в нём ламп. За полтора века своего существования семейство электроламп стало весьма обширным и разно- образным. Поэтому мы рассмотрим только те типы ламп, которые используются в бытовых светильниках достаточно часто.

Вот главные характеристики любой осветительной электролампы:

Светоотдача (световая эффективность) — измеряется в люмен/ватт (лм/Вт, lm/W) и показывает, сколько света лампа даёт на один затраченный ватт электрической мощности. Чем больше люмен, тем лучше; при равной мощности от лампы с большей светоотдачей вы получите больше света или столько же, но за меньшие деньги. К сожалению, на самой лампе светоотдача не указывается. Её можно узнать в справочниках или в сопроводительных документах на партию ламп в магазине.

Мощность — количество электроэнергии, потребляемое лампой за час, измеряется в ваттах (Вт, W). Маркировка для 60-ваттной лампы: 60 W и наносится на колбу или цоколь.

Напряжение — оно также указано на цоколе или колбе и должно быть почти равно напряжению питающего электричества. Наиболее часто встречаемая маркировка: 230—240 V. Лампа с такой маркировкой рассчитана на напряжение сети 220 вольт с небольшим запасом, чтобы во время кратковременных скачков напряжения лампа не перегорела.

Индекс цветопередачи (Ra) — за идеал принимается 100%, при таком значении цветопередача полная, то есть соответствует солнечному освещению.

ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ

Обыкновенная лампочка, несмотря на многие годы применения, до сих пор остаётся самым массовым источником света. Почти все остальные типы ламп имеют похожее устройство. Это не относится к светодиодам, но такие источники света из-за высокой цены пока не стали по-настоящему массовыми. На примере всем известной лампочки мы рассмотрим её устройство и устройство других ламп.

Стеклянная колба — в ней помещены все детали лампы, кроме цоколя.

Газ-наполнитель — необходим для замедления испарения раскалённого металла с поверхности спирали. Для этой цели используются аргон, криптон, азот.

Спираль — проволочка с высоким удельным сопротивлением и высокой тугоплавкостью. Чем выше максимально допустимая температура нагрева спирали, тем ярче светит лампа. В большинстве изделий применяется вольфрам, который позволяет нагреваться спирали до 2700оС.

Штенгель — деталь, которая держит спираль и не даёт ей деформироваться.

Вводы — проводники, передающие электрический ток к спирали.

Теплоотражатель — отражает часть тепла от цоколя.

Ножка — обеспечивает герметичность колбы в месте вводов.

Цоколь — с его помощью лампа закрепляется в электропатроне светильника.

Обычная лампа накаливания — самая массовая благодаря своей низкой цене, привычности, простоте схемы светильников, в которых она используется. Световая эффективность лампы с вольфрамовой спиралью равна примерно 12 лм/Вт. По сравнению с другими это неэффективный источник света. Бóльшая часть излучения спирали находится в невидимом инфракрасном (тепловом) спектре. Проще говоря, такие лампы гораздо больше греют, чем светят. Между прочим, некоторые умельцы используют их в качестве нагревателей для хранения овощей в ящике на балконе зимой, лампочки отлично справляются. Срок жизни обычных ламп накаливания около 1000 часов, причём из-за постепенного переноса материала нити в виде паров на колбу она мутнеет и со временем яркость существенно понижается. Индекс цветопередачи примерно равен 90%, в спектре свечения преобладают жёлтые тона, это напоминает солнечный свет, что многим нравится. Подавляющее большинство ламп выпускается с цоколями Е27 (обычные резьбовые с диаметром резьбы 27 мм) и миньон — Е14 (резьбовые с диаметром 14 мм). Встречаются и другие цоколи, но назвать их массовыми никак нельзя.

Мощность ламп может составлять от нескольких ватт до нескольких киловатт (промышленные), в быту используются лампы до 300 Вт.

Внешний вид колб очень разнообразен, в подтверждение — далеко не полный список:

— криптон матовый (грибок);

— криптон опаловый (грибок);

— криптон прозрачный (грибок);

— рефлекторные цветные прозрачные;

— свеча Софт Лайт (мягкое опаловое покрытие);

— свечи «На ветру» матовые;

— свечи витые матовые;

— свечи витые прозрачные.

ГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ

Лампы этого типа по устройству почти ничем не отличаются от обычных ламп накаливания, они и есть лампы накаливания, но при их производстве используются гораздо более совершенные технологии и материалы. Цена галогенных ламп существенно выше, но и свойства намного лучше. Индекс цветопередачи у галогенных ламп близок к 100%. Такое высокое значение Ra легко оценить при рисовании, шитье, работе с документами и в других случаях, когда требуется точность работы с цветом. Служит галогенная лампа около 4000 часов.

При производстве галогенных ламп в газ добавляется небольшое количество паров йода или брома, что не позволяет парам металла осаждаться на колбе. Казалось бы — мелочь, но она увеличивает светоотдачу до 20—30 люмен/ватт на протяжении всего срока службы без постепенного снижения светового потока. Первыми оценили и перешли на галогенные лампы производители автомобильных фар: на дороге во время движения особенно важны освещённость и чёткость объектов. Этого удалось достичь при жёсткой экономии электрической мощности современного автомобиля. В условиях обычной квартиры тоже хочется иметь яркий свет при небольших затратах энергии и сохранении естественного цвета предметов. Возможности использования галогенных ламп очень широки, от карманного фонарика до мощных прожекторов. Конструкции и размеры этих ламп ещё более многочисленны, чем у обыкновенной лампы. Цоколи галогенных ламп так же разнообразны, как разнообразны сферы применения самих ламп. В справочниках приводятся точные цифровые данные расположения, диаметра и конструкции выводов, но воспользоваться такими данными довольно сложно. Для этого придётся проводить измерения с точностью до сотых долей миллиметра. Гораздо лучше выяснить, как правильно называется цоколь вашей лампы, и при покупке спрашивать, ориентируясь на стандартизированное название. Если не удалось определить название, возьмите с собой в магазин перегоревшую лампу. Без знания названия или без образца обращаться к продавцу со словами: «Вы мне покажите лампу, а я её сразу узнаю» — не стоит, риск ошибиться очень велик.

Высокий срок службы галогенных ламп реализуется не сам собой. Для этого нужно точно соблюдать условия эксплуатации. Важным параметром является температура лампы. При повышенной температуре ресурс сокращается очень ощутимо. Вообще галогенные лампы во время горения нагревают колбу намного больше, чем обычные лампы. Это объясняется как физическими процессами, так и небольшими размерами ламп. Если обычная лампа при мощности 100 W имеет размер небольшой груши, то галогенная такой же мощности не крупнее ягоды крыжовника. Такой напряжённый температурный режим предъявляет высокие требования ко всем элементам лампы, и при обращении с ней необходимо выполнять определённые правила:

— при установке или замене галогенных ламп нельзя касаться колбы руками. Надо пользоваться перчатками или просто упаковочной плёнкой, в которую лампа была завёрнута. Если всё-таки пришлось коснуться рукой, следует непременно протереть колбу тряпочкой, смоченной спиртом или ацетоном, а потом дать просохнуть. Если этого не сделать, частицы жира с рук при высокой температуре запекутся на стекле колбы. Это место будет иметь иной коэффициент расширения, и при нагреве возможны появление трещины и выход лампы из строя;

— регулярно, примерно раз в полгода (особенно это касается низковольтных ламп) необходимо вынимать и протирать лампочки, а если потребуется, то и чистить ножки от нагара. Также необходимо чистить отверстия в патронах. Это вызвано тем, что площадь контакта ножки с клеммой патрона крайне невелика, в десятки раз меньше, чем у обычной лампы с винтовым цоколем, а токи при равной мощности такие же для ламп 220 В и в 20 раз выше у ламп 12 В. Высокая нагруженность контактов повышает температуру лампы, вызывает искрение и выгорание патрона;

— если у вашего светильника разбилось защитное стекло, вам не удастся заменить его кусочком обычного оконного. Обычное стекло не выдержит исходящего от галогенной лампы теплового потока. В большинстве галогенных светильников лампа расположена очень близко к защитному стеклу. Таким способом достигаются миниатюрность светильника и высокие декоративные свойства. Например, у домашних люстр с обычными лампами их количество редко превышает 12 штук, а галогенные люстры могут иметь около 50 лампочек;

— у галогенных ламп нет однообразия в питающем напряжении, в бытовых светильниках чаще всего используются лампы на напряжение 220 и 12 В, встречаются на 6 и 24 В. Внимание: лампы на разное напряжение могут внешне ничем не отличаться друг от друга.

При использовании ламп с напряжением, отличным от сетевого, необходим трансформатор. Трансформаторы имеют немалые вес, объем и цену. Наличие трансформатора — главный недостаток светильников с галогенными лампами. Внимание: существуют люстры, имеющие от 18 до 24 двенадцативольтовых галогенных ламп, но не имеющие трансформатора. Лампы там включены последовательно, как в новогодней гирлянде, при сгорании одной лампы гаснут все! Определить сгоревшую лампу можно, только проверив все лампы до единой. Поэтому от покупки такого светильника надо отказываться сразу.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ЛАМПЫ

Вообще-то энергосберегающими можно назвать любые лампы с высокой светоотдачей: чем она выше, тем больше энергии вы сбережёте.

Светоотдача люминесцентной лампы очень высока, примерно 40—80 лм/Вт, цветопередача — около 85%, срок службы — 10 000 часов. Люминесцентные лампы появились довольно давно. Станции метро, производственные и офисные помещения, крупные магазины, где приходится использовать много светильников практически весь рабочий день или круглосуточно, освещены исключительно люминесцентными лампами. Их использование даёт громадную экономию электроэнергии. В быту распространение таких ламп несравненно скромней. Главная причина — посредственная цветопередача люминесцентных ламп, многие люди в свете этих ламп через некоторое время начинают чувствовать себя неуютно.

Из-за не слишком хороших характеристик по цветопередаче изготовители делят свои изделия на несколько групп, по цвету излучаемого света, и обязательно ставят соответствующее условное обозначение (см. таблицу 1).

Используя в одном помещении лампы с разными характеристиками излучения, удаётся максимально приблизить общий спектр к естественному свету. Для жилых помещений на три лампы «Б» ставится одна лампа «ТБ», а для офиса пропорция обратная — это облегчает работу с документами. Заменять сгоревшие лампы надо такими же, чтобы соотношение не менялось. Всем знакома ситуация, когда одна из ламп дневного света начинает мигать, в этом случае ремонт нельзя откладывать. Даже самый спокойный человек после 10 минут такого «освещения» полностью теряет работоспособность. Надо знать и ещё об одной особенности: при отрицательной температуре люминесцентная лампа светит значительно тусклей, чем при положительной.

Термин «энергосберегающая лампа» сегодня применяют к люминесцентной лампе, которую можно ввернуть вместо обычной лампы накаливания без всяких переделок. В отличие от трубчатой лампы здесь не требуются ни специальные светильники, ни пускатели, ни дроссели. Все эти приспособления встроены в саму лампу. Только с появлением таких ламп стала реальной возможность экономить электричество в квартирах. Энергосберегающие лампы с винтовым цоколем обладают всеми достоинствами люминесцентной лампы и удобством обычной. Побочное, но очень приятное достоинство — крайне незначительный нагрев колбы. Даже если непосредственно на неё упадёт легко возгорающийся предмет, воспламенения не произойдёт, температура лампы такова, что во время работы можно спокойно касаться её рукой, не рискуя обжечься.Замена во всей квартире ламп накаливания энергосберегающими лампами — капиталовложение достаточно долговременное. Давайте посчитаем ожидаемую экономию для одной лампочки, приняв для простоты стоимость 1 кВт равной 2 руб. (см. таблицу 2).

За год работы при нынешних (2007 год) ценах на электричество энергосберегающая лампочка почти окупилась и дальше начнёт приносить экономию, тем большую, чем дороже будет стоить энергия (а в удорожании сомневаться не приходится) и чем больше вы пользуетесь электроосвещением. Особо отметим, что стоит приобретать лампы только известных марок и в надёжных магазинах. Технологии изготовления энергосберегающих ламп совершенствуются с каждым годом. В настоящее время выпускаются модели, позволяющие экономить в сравнении с лампами накаливания до 80% электроэнергии. Да и стоимость их постепенно, но всё же снижается.

СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ

На данный момент светодиодные лампы нельзя считать равноправными соперниками другим светильникам в сфере бытового освещения. С другой стороны, есть немало областей, в которых светодиоды вытеснили конкурентов практически полностью, например в сфере индикации. Главное достоинство светодиодной лампы — фантастическая долговечность, срок службы доходит от 25 000 до 100 000 часов при непрерывной работе от 3 до 12 лет! Светоотдача — до 100 лм/Вт. Хотя цветопередачу нельзя назвать даже средней, светодиоды излучают свет в довольно узком спектре, можно подобрать практически любой цвет излучения. Светодиоды нагреваются столь незначительно, что их применяют там, где очень важно сохранить температурный режим.

Стандартные цоколи позволяют вворачивать светодиодные лампы в патроны для любых других ламп. Светодиодные лампы используются от декоративного микроосвещения до использования в мощных прожекторах и уличных светильниках. Но в большинстве даже специализированных магазинов таких ламп в продаже пока нет. Широкому распространению светодиодных ламп препятствует их цветовые качества и высокая цена: они дороже ламп накаливания в 10—20 раз.

Впрочем, все новые разработки проходили стадию высоких цен, постепенно с развитием технологии цены стремительно падают. Очень возможно, что распространённость светодиодных ламп в самые ближайшие годы резко возрастёт.

Теперь, когда мы узнали особенности ламп разных типов, сравним их стоимость.

Примерное соотношение цен на лампы для бытового освещения

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА СВЕТИЛЬНИКОВ

Трансформатор. Для питания низковольтных галогенных ламп требуется пониженное напряжение. Для этого в светильниках используются понижающие, защитные трансформаторы. По устройству они разделяются на электромагнитные и электронные. Электромагнитный трансформатор вполне традиционен: металлический или ферритовый сердечник, и на нём две обмотки — сетевая и понижающая, к которой подключены лампочки. Простота устройства даёт высокую надёжность, однако оно имеет высокий вес и довольно низкий кпд. При использовании нескольких десятков лампочек в одном светильнике эти недостатки могут перерасти в проблему. Такой трансформатор при работе издаёт заметное гудение. При замыкании в цепи ламп происходит перегрев и возможен выход устройства из строя с большим выделением тепла и дыма. Чтобы избежать этого, в схеме обычно используется плавкий предохранитель, заменить который непросто.

Электронный трансформатор называется трансформатором больше по инерции, по существу, это электронная схема. Вес его в несколько раз меньше, никакого гудения нет, при замыкании происходит автоматическое отключение. Конфигурация корпуса может быть практически любой и позволяет разместить устройство без ущерба внешнему виду светильника.

Цены на трансформаторы для питания галогенных ламп начинаются от 60 руб. и доходят до нескольких тысяч, в зависимости от мощности, конструкции, марки и качества. Электромагнитные и электронные трансформаторы стóят примерно одинаково. Весьма существенно цена зависит от продавца. В разных магазинах цены на однотипные устройства могут отличаться вдвое!

Диммер. Этот электронный прибор служит для бесступенчатой регулировки яркости за счёт изменения напряжения. Диммер ставится в разрыв питающего (фазового) провода и может использоваться как с обычными лампами, так и с галогенными. Для люминесцентных ламп он не применяется. Для чего он нужен? Если люстра и так имеет несколько режимов включения, ставить устройство можно не спешить, а вот если проводка предполагает только один режим, диммер избавит от необходимости долбить стены, чтобы проложить ещё один или несколько проводов. Диммеры можно установить и для регулировки напряжения в розетках, куда включены настольные лампы или бра. Кстати, во многих таких светильниках диммеры уже встроены.

Диммер позволяет экономить до 50% электроэнергии. Максимальный эффект достигается только при правильном подборе устройства. Они выпускаются на разную мощность, которая должна быть минимум на 20% больше максимальной мощности светильника. При работе в условиях плохой теплоотдачи, в деревянных или кирпичных стенах, или при высокой температуре воздуха этот запас должен быть увеличен до 50%. Кроме обычных диммеров, ручки которых надо вращать и нажимать, существуют сенсорные. Чтобы отрегулировать свет, достаточно просто прикоснуться к ним и немного подержать руку. От длительности касания будет зависеть яркость света. Сначала она будет нарастать, потом падать. Диммеры используют как составной элемент дистанционного управления освещением. Цены на диммеры начинаются от 500 руб.

Советы мастеру

СКОЛЬКО НУЖНО СВЕТА?

Сколько человеку нужно света и какого? Этот вопрос порождает ещё множество вопросов: какому человеку, когда, для чего… Для самых распространённых случаев ответ посмотрим в таблице 3.

*Лк (люкс) — в международной системе СИ — единица освещённости; освещённость, создаваемая световым потоком 1 лм, равномерно распределённым по поверхности площадью 1 м 2 .

Рассчитать освещённость и проверить, соответствует ли она нормам, можно при помощи несложной формулы: суммарная мощность ламп в помещении (Вт) умножается на светоотдачу ламп (лм) и делится на площадь помещения (м 2 ).

РЕМОНТИРУЕМ СВЕТИЛЬНИК

• При определении неисправностей начинайте с простых причин. Проверьте работоспособность розетки, подключив в неё другой, заведомо исправный электроприбор. Проверьте лампочку, ввернув её в другой патрон, потом проверьте патрон, ввернув в него другую лампочку.

• В светильниках с понижающим трансформатором поищите предохранитель, проверьте и при необходимости замените. В большинстве трансформаторных светильников он находится внутри изолирующей трубочки и снаружи похож на другие детали, включён он между одним из концов сетевого шнура и схемой.

• Проверьте работу выключателя и целостность электрошнура. И то и другое ремонтировать не надо, только менять.

• Внимание: хрустальные (стеклянные) детали никогда не должны соприкасаться с металлическими, между стеклом и металлом обязательно должны стоять пластмассовые или фетровые прокладки. Стеклянные детали никогда туго не затягивают гайками, для достижения этого ставят дистанционные проставки. Гайка стягивает проставку чуть раньше, чем стянулась бы стеклянная деталь.

• Если вашей люстре больше 10 лет и у неё выгорел хотя бы один патрон, менять необходимо все патроны и всю проводку. Если этого не сделать, то потом с периодичностью раз в год вам придётся снимать люстру и менять ещё патроны один за одним. При замыкании в первом повреждённом патроне вся проводка испытывает большую нагрузку и сильно нагревается, при этом изоляция проводов может сильно пострадать. После такого перегрева изоляция выполняет свои функции очень плохо.

• Ремонтировать дополнительные электронные приборы (диммеры, дистанционное управление, реле времени и т.д.) не стоит и искать мастерскую, где их чинят, тоже не нужно — невыгодно. Если они не исправны, меняйте.

Что такое лампа накаливания – как она работает и для чего существует

Что такое лампочка и зачем она нужна. Лампа накаливания имеет свои отличительные признаки и сферу применения. Чтобы подробнее понять её специфику, нужно рассмотреть отдельно некоторые особенности.

Что такое лампа накаливания

Сфера использования

До того момента пока не появились специальные лампочки энергосбережения, лампы накаливания использовались везде и в промышленных производствах, и в бытовых условиях. Их достаточно просто устанавливать и снимать. Стоимость ламп низкая. На сегодняшний день они стали применяться реже, но всё также востребованы во многих квартирах и других помещениях. Чаще всего их можно обнаружить:

• в качестве внутреннего и наружного освещения фонарных столбов;
• автомобильные лампы и фары;
• общественные места и транспорт.

Характеристики

Технические характеристики являются важной характеристикой того или иного материала или элемента. Лампа накаливания включает в себя следующие характеристики и их обозначения:

• мощность. В бытовых условиях применяют лампочку от 50 до 150 киловатт;
• накал нити. Она способна накалиться до температуры в 2800 градусов;
• максимальное напряжение составляет 330 Вольт, а среднее 220;
• два типа цоколя: резьбовой или штифтовой;
• срок службы во включенном состоянии составляет более 1000 часов;
• вес источника света составляет приблизительно около 15 грамм в зависимости от разновидности.

Устройство и схема

У большинства разновидностей современных лампочек накаливания практически идентичное устройство:

• главной деталью в ней является вольфрамовая спираль, которая зажигает свет и подаёт тепло. Её сопротивление практически в три раза больше чем у медного материала. Электрод способен поддержать горящий элемент и проводить к нему электрический ток;
• следующий элемент называется стеклянной колбочкой. Это оболочка, которая выполнена из стекла, она окружает внутренние элементы, а также наполнена инертным газом, чтобы не произошло окислительных процессов;
• цоколь. Предназначен для монтажа и демонтажа элемента освещения.

Принцип действия

Перед тем как выпускать лампу, в неё обязательно закачивается специальный газ, который позволяет дольше проработать элементам лампы. Во время установки лампы в патронник, её контакты замыкаются и образуется свечение.

Цоколь

Самыми популярными разновидностями по цоколю являются E 14, E 27, E 40. Цифрой обозначается диаметр. Без резьбы можно встретить лампы накаливания в автомобильной промышленности. В разных странах есть свои диаметры цоколя в зависимости от сферы деятельности. Цоколь является неотъемлемой частью лампы.

Маркировка

Перед тем как покупать какую-то лампочку крайне важно изучить маркировку и различные обозначения, который указываются в технической документации производителем. Состоит маркировку из букв и цифр с различными значениями.

Маркировка на лампочках накаливания в буквах и цифрах может быть следующая:

• «Б» обозначает, что лампочка является биспиральной. То есть имеет две спирали;
• «БО» говорит о том что лампа биспиральная и наполнена газом аргон;
• «БК» внутри содержится газ криптон;
• «ДБ» диффузные с матовой колбочкой;
• «В» вакуумные;
• «Г» наполненные газом;
• «О» опаловые;
• «М» молочные;
• «Ш» шаровидные.

Цифры обозначают максимально возможное напряжение, которое способна выдать лампочка накаливания.

КПД

Лампы накаливания имеют низкий коэффициент полезного действия. Выражается данный параметр в мощности. В то время, когда элемент нагревается до 2800 К, его коэффициент достигает значения в 5 процентов, что является очень низким результатом.

Конечно же лампочка будет светить гораздо ярче, но срок её службы сократится до считанных часов. Точно также случится если наоборот сбросить мощность, срок эксплуатации элемента освещения вырастет в несколько раз, но она будет очень тусклой.

Табличка соотношения люменов и ватт в лампочке

Люмены — это специализированная единица измерения, которая позволяет вычислить световой поток. Точного параметра нет. У разных производителей характеристика слегка изменяется. Приблизительно характеристика колеблется в диапазоне от 80 до 155 Люменов.

Отношение Лм и Вт в источнике освещения:

• светодиодная (5 ватт), накал.(50 ватт) световой поток в таком случае составляет 500 Люменов;
• светодиодные (12 ватт), накал.(75 ватт) световой поток составляет 900 Люменов;
• светодиодные (15 ватт), накал.(100 ватт) 1200 Люменов.

Разновидности лампочек и их функциональное направление

Разновидность лампочки подразделяется по структурной особенности и функциональному назначению;

• нормальное освещение. Большинство современных производителей выпускают именно эту модель. Все люди чаще всего её используют в обиходе;
• в виде декорации. Подходят для украшений в любом помещении;
• иллюминация. Разукрашиваются в различные цвета;
• сигнал. Предназначены для экстренного освещения;
• двухнитиевые. Используются для автомобилей.

Преимущества и недостатки

У лампочек накаливания есть свои положительные и отрицательные стороны.

Положительные стороны включают в себя:

• простота в изготовлении. Они изготавливаются уже давно и хорошо проработаны;
• простота в монтаже и демонтаже;
• не оказывает влияние на зрительное восприятие человека;
• моментальное включение и долгая работоспособность;
• отсутствие в структуре вредных веществ;
• низкая стоимость.

Отрицательные стороны:

• срок службы гораздо ниже по сравнению с другими разновидностями;
• хрупкие;
• небезопасные. Есть возможность, что лампочка взорвётся в процессе эксплуатации. Чаще всего это происходит если попадет на неё влага. Осколки могут повредить глаза или попасть на кожу, что является отсутствием безопасности;
• вероятность возникновения пожара;
• низкий КПД.

Как увеличить срок эксплуатации

Для того чтобы увеличить срок эксплуатации лампочки, необходимо придерживаться всех правил работы.

• не нужно держать лампу постоянно включенной;
• не допускать сильных скачков напряжения;
• сделать последовательное соединение нескольких ламп. Это уменьшит выдаваемую мощность, но снизит яркость, зато значительно вырастет срок службы;
• установить диммер и стабилизатор. Два этих элемента способны увеличить срок эксплуатации элемента в несколько раз.

Ответы на частые вопросы

Он бывает разным. В большинстве случаев применяется инертный для снижения риска окисления элементов. Также может содержаться криптон, аргон, ксенон.

Это происходит с течением времени, когда спираль сгорает. Она становится тонкой и впоследствии от резкого скачка напряжения рвётся.

При мощности в 60 ватт — 0,06 кВт за час работы. Все остальные мощности можно рассмотреть индивидуально и просто подставить представленные параметры. К примеру, 100 ватт — 0,1 кВт в час.

Самыми популярными производителями на сегодняшний день являются: Philips, Osram, general electr.