Свет – основа жизни. Потому что благодаря ему существует фотосинтез – базовый процесс появления органики. В жизни людей свет также очень важен. Но день сменяется ночью. И чтобы эффективно преодолеть эту закономерность, была изобретена электрическая лампа. Со временем различные виды электрических ламп прочно вошли в нашу жизнь.

Первые электрические лампочки

Первые лампы освещения появились в конце девятнадцатого века. Для получения света было использовано сопротивление металла. Эти лампы накаливания, название которых связано с принципом работы, функционируют следующим образом.

В них электрический ток нагревает металл до высокой температуры. По мере увеличения температуры металл сначала приобретает темно-красный цвет, но при ее дальнейшем росте он желтеет, а затем белеет. При этом видимого света становится все больше и больше. Для получения максимально высокой температуры и наибольшего количества света лампы накаливания снабжены колбой, из которой откачан воздух.

Для применения в лампочке наиболее эффективной формой металлического проводника является спираль. Она позволяет уменьшить место, занимаемое проводником. Но чтобы достичь наиболее высокой температуры, необходимы особые свойства металла. Он должен быть максимально тугоплавким. По этой причине изготавливаются из вольфрама.

Несмотря на то, что уже прошло более ста лет с появления первой электрической лампочки и появились новые разновидности ламп, принцип получения света путем простого нагрева вольфрамовой спирали до сих пор востребован.

Современные лампы, работающие по принципу накаливания спирали, весьма разнообразны по своим размерам и мощности. Их главное преимущество – минимальная себестоимость, основанная на простом устройстве. При включении этих лампочек сразу же достигается максимальная освещенность пространства. Они могут работать в широком диапазоне температур. По этим причинам лампочки накаливания – основные осветительные приборы в системах аварийного освещения. Несмотря на разнообразные формы и размеры, все они устроены одинаково.

Принцип излучения света раскаленной вольфрамовой спиралью усовершенствовался, воплотившись в галогенных лампочках. Если обычная лампочка имеет ограниченный ресурс из-за испарения вольфрама, в галогенных лампочках этот недостаток устранен благодаря использованию галогенных соединений-восстановителей. Они позволили увеличить температуру спирали и, соответственно, яркость лампочки. При этом ресурс ее также вырос.

Но нагрев и связанное с этим тепло, в большом количестве излучаемое раскаленной спиралью, также увеличились. Чтобы получить больший световой поток от лампочки при меньшей температуре и расходе электрической энергии, надо изменить принцип создания света.

Люминесцентные лампы

Свет в виде люминесценции был открыт в конце девятнадцатого века. Тогда обнаружили, что слабый электрический ток в разреженном газе с давлением менее 100 Па вызывает его свечение. Это явление назвали тлеющим разрядом.

Причем состав света для каждого газа получается разный. У паров ртути наблюдалось совсем незначительное свечение. Такой эффект происходит потому, что наибольшую силу излучение имеет в ультрафиолетовом спектре. Энергия его велика и заметно воздействует на различные вещества. Некоторые из них от воздействия ультрафиолета излучают видимый свет. Эти вещества называются люминофорами.

Стало возможным создать новые виды осветительных ламп – люминесцентные лампочки. Их производство началось в 1938 году и существует до нашего времени. Обычные люминесцентные лампы имеют вид длинных стеклянных трубок белого цвета. Они стали частью дизайна потолков многих офисов и промышленных помещений.

Трубчатая колба изнутри покрыта белым порошком люминофора. Чтобы люминесцентная лампочка нормально функционировала, необходимо ограничить ток через нее. С этой целью используется так называемый балласт в виде дросселя или инверторный.

Современные типы ламп чаще снабжаются инверторными балластами. Они существенно улучшают основные характеристики ламп. Вместе с мощными высоковольтными транзисторами появились новые типы ламп освещения – энергосберегающие лампочки. В них трубчатая колба изогнута в компактную конструкцию, уменьшающую максимальные размеры до минимума. Для ознакомления с тем, какие бывают энергосберегающие лампочки на рынке, предложено изображение ниже.

Газоразрядные лампы

Яркость и потребляемая мощность – две важнейшие характеристики ламп освещения. Они определяют поиск технических решений, чтобы создать новые виды ламп освещения с лучшими параметрами. Принцип создания света в люминесцентной лампе требует большой поверхности люминофора для увеличения светового потока. Он достаточен для использования в бытовых и офисных помещениях. Но как мощный компактный источник света не пригоден. По этой причине была изобретена газоразрядная лампа высокого давления.

В ней тлеющий разряд возникает лишь сразу после включения. Затем давление внутри колбы возрастает одновременно с увеличением силы тока в лампе. Возникающая в газе дуга является источником мощного излучения. Это излучение используется по-разному в зависимости от состава газа. Разряд в парах ртути при высоком давлении порядка 100 кПа дает много как видимого света, так и ультрафиолетового излучения.

Но видимый свет имеет оттенок синего цвета. Люди и предметы при таком освещении неприятно выглядят. Для коррекции цветопередачи источник света – горелка из кварцевого стекла – окружается колбой с покрытием люминофором. Получается лампа, которая называется ДРЛ – дуговая ртутная люминесцентная. Эти лампы широко применялись для уличного освещения.

Но колба с люминофором увеличивает себестоимость источника света. Преобразование ультрафиолета в видимый свет с применением люминофора имеет тенденции к ухудшению со временем. От осыпавшегося люминофора мутнеет кварцевое стекло. Цветопередача даже с люминофором оставляет желать лучшего. В силу перечисленных причин ДРЛ были вытеснены в уличном освещении натриевыми лампами. Они устроены функционально точно так же. Но вместо паров ртути используются пары натрия.

Колба прозрачна, а горелка изготовлена из специальных материалов, более тугоплавких, чем кварцевое стекло. Свет охватывает желтые цвета спектра, которые лучше всего воспринимает человеческое зрение. Поэтому натриевые лампы выглядят ярче, чем ДРЛ такой же мощности.

Их широко применяют как наиболее современные и выносливые источники света не только для уличного освещения, но и в сельском хозяйстве для теплиц и помещений птицеводческого и животноводческого комплексов. Но главным ограничителем применения натриевых ламп является их неправильная цветопередача из-за узкого спектра излучения.

Среди газоразрядных ламп наиболее правильная цветопередача у сверхвысокого давления и ксеноновых ламп. Лампа ДРШ – дуговая ртутная шаровая – это горелка специальной формы из кварцевого стекла. Форма в виде шара придает колбе наибольшую прочность. Это необходимо из-за давления внутри колбы, которое может быть больше 1 МПа. Из-за большого давления и температуры пары ртути излучают более широкий спектр. Но при этом лампа взрывоопасна, а в ее спектре много ультрафиолета.

Существенным недостатком ДРЛ, ДРШ и натриевых ламп высокого давления является использование металла для получения паров. По этой причине лампы долго запускаются, а после погасания не могут сразу зажечься из-за большого давления в колбе. Чтобы лампу зажечь, необходим балласт специальной конструкции.

Из газоразрядных ламп, получивших распространение в связи с развитием полупроводниковых приборов, выделяются ксеноновые лампы как источники, наиболее близкие к естественному свету. Они применяются в фотовспышках, автомобильных фарах, проекторах кинотеатров и мощных осветителях. Среди них также есть модели высокого и сверхвысокого давления. Это самые мощные современные источники качественного света.

Настоящая революция на рынке светотехники произошла после появления синих и ультрафиолетовых светодиодов. Стало возможным использовать светодиодное освещение и изготавливать лампочки для этих целей. На сегодняшний день они являются наиболее эффективными источниками света для бытовых светильников. Их конструкция основана на использовании отдельных светящихся кристаллов. Причем сам кристалл излучает синий спектр, в том числе ультрафиолет. А видимый белый свет с тем или иным оттенком создает люминофор. Точно так же, как и в люминесцентной лампе.

Светодиодные лампочки

Светодиод всегда излучает свет в одну сторону. Эта особенность определяется его расположением на подложке. Направленность света в светодиодных лампочках зависит от геометрии расположения излучателей света. С учетом этого надо выбирать лампочку для светильника или люстры. Более новыми конструктивными разновидностями являются филаментные лампочки. Они имитируют лампочки накаливания и создают свет, наиболее равномерно направленный во все стороны.

В них применены микросхемы в виде нитей. Нить на самом деле – это узкая сапфировая лента-подложка. На ней сформированы кристаллы и резисторы по аналогии со светодиодной лентой. Эти лампочки идеально подходят для различных светильников с дизайном, адаптированным под лампочки накаливания. Питает светодиодную лампочку электронный балласт, аналогичный тому, который применен в энергосберегающей лампочке.

Чтобы сравнить разные виды лампочек по основным характеристикам, далее приведены таблица и иллюстрация. Они наглядно показывают преимущества светодиодных ламп. Несмотря на более высокую цену, эти источники света окупаются сполна.

Таблица основных характеристик различных видов ламп

Потребительский рынок предлагает сегодня лампы освещения различной стоимости. При этом их потребительские и технологические свойства также существенно отличаются друг от друга.

Различают несколько видов ламп освещения :

• - люминесцентные лампы;
• - галогенные лампы;
• - светодиодные светильники.

Рассмотрим каждый из видов на предмет выявления основных потребительских и технологических особенностей.

Краткий обзор ламп освещения

Лампы накаливания

Довольно длительное время лампы накаливания абсолютно не имели конкуренции на рынке. Форма лампочек накаливания может быть различной, как и их мощность, минимальная мощность равна 15 Вт, а максимальная – 300 Вт.

Современные лампы накаливания представлены двумя разновидностями: криптоновые и биспиральные. В криптоновых лампах накаливания используется инертный газ криптон. Их мощность колеблется от 40 до 100 Вт. При этом криптоновые лампочки в отличие от обычных обладают большей светоотдачей.

Повышенной светоотдачей обладают и биспиральные лампы, дающие свет за счет сложной дугообразной вольфрамовой нити. Поверхность ламп накаливания может быть прозрачной, опаловой или зеркальной.

Несмотря на то, что световой поток матированных ламп меньше (при незначительной матировке - на 3%, у молочных – на 30%), они пользуются популярностью, и главным образом из-за более рассеянного света, который приятен для зрительного восприятия. Световой поток светильников, покрытых зеркальным слоем, достаточно велик.

Люминесцентные лампы

Широкое распространение в последнее время получили люминесцентные лампы различной мощности (от 8 до 80 Вт). Их свечение происходит за счет люминофоров, на которые действует ультрафиолетовое излучение газового разряда. Лампы данного вида дают мягкий, рассеянный свет.

По сравнению с лампами накаливания, экономичность люминесцентных ламп намного выше, а световой поток при одинаковой мощности больше в 7-8 раз. Большая разница наблюдается и в сроке службы.

У люминесцентных ламп он дольше в 10-20 раз, чем у ламп накаливания. Недостатком люминесцентных ламп является чувствительность к температуре и мерцание света.

Галогенные лампы

Лампы данного вида почти на 100% ярче обычных лампочек накаливания. Они имеют разную форму и виды, в зависимости от этого свет может быть рассеянным или представлять концентрированный пучок.

Благодаря такому разнообразию галогенные лампы освещения , дающие насыщенные красивые оттенки, довольно часто применяются в дизайнерских решениях. Использование их яркого света и великолепной цветопередачи позволяет легко экспериментировать с освещением, создавая неповторимые эффекты.

Галогенный свет применяется как для общего освещения, так и для детальной подсветки и выделения определенных участков жилого пространства.

Разнообразие галогенных светильников подразделяется на:

• - подвесные;
• - точечные (встраиваемые в подвесной потолок);
• - настенные;
• - встраиваемые в мебель, стены;
• - поворотные (направление света регулируется поворотом держателя лампы);
• - фиксированные модели.

Особое внимание современные дизайнеры уделяют точечным светильникам «под хрусталь» (стеклянные цепочки кристаллов подвешиваются на металлическую конструкцию) и светильникам «звездное небо» (совокупность миниатюрных ламп напоминает скопление звезд), которые великолепно преображают помещение, внося в его оформление неповторимые акценты.

Точечные светильники в современных квартирах пользуются особой популярностью.

Светодиодные лампы освещения

На сегодняшний день светильники, использующие светодиоды , также получили широкое распространение. Их ключевой особенностью является низкое энергопотребление, что, безусловно, придется по душе каждому хозяину.

Сегодня очень часто можно наткнуться в интернете на материалы, рассказывающие о многообразии ламп, но ни один из виденных вариантов автором статьи нельзя назвать полным, а зачастую и вовсе приведенная информация не соответствует действительности. Именно по этой причине мы решили выпустить статью про современные лампы освещения.

Мы рассмотрим их классификацию, назовем основные принципы функционирования, не забыв указать на отдельные преимущества и недостатки.

Начнем мы наш список со всем известных ламп накаливания, которые верой и правдой служат человечеству уже больше ста лет.

Представляет собой лампа накаливания искусственный источник света, который испускается за счет сильного нагрева тела накала, в качестве которого чаще всего выступает вольфрамовая нить. Первые модели таких лам имели угольные нити, которые служили значительно меньше.

Чтобы избежать окисления тела накала от воздействия воздуха, ее помещают в колбу, которая может быть:

• Вакууумированной;
• Заполненной парами галогенов (17-я группа периодической таблицы Менделеева);
• Наполненной инертными газами.

По этим признакам соответственно различают типы ламп: вакуумные, галогеновые, газовые (например, криптоновые). Все они имеют несколько отличные свойства, о чем вы узнаете дальше.

Принцип функционирования

Нагревание тела накала происходит за счет протекания через него электрического тока.

Совет! Если вам интересно узнать о тепловом воздействии тока, то ознакомьтесь с физическим законом Джоуля-Ленца.

Как только происходит замыкание электрической цепи, происходит моментальное повышение температуры. Сильно вдаваться в физические процессы, протекающие в веществах в это время, не будем, скажем лишь, что для получения видимого человеческим глазом свечения, их температура должна превысить отметку в 570ºС, что соответствует температуре красного свечения видимого спектра.

Как известно, самым удобным для физиологического восприятия человека является спектр свечения, который испускает абсолютно черное тело, температура которого будет равна нагреву поверхности фотосферы нашего Солнца – 5770К. К сожалению, науке не известны вещества, способные выдержать такой нагрев, не потеряв при этом первоначальную молекулярную структуру, другими словами – которое не расплавится.

Диапазон температуры в которых работает вольфрамовая нить колеблется от 2000 до 2800ºС при температуре плавления этого металла в 3410 градусов. Реже в качестве тела накала могут использоваться рений и осмий.

Именно по этой причине спектр света, излучаемого лампой накаливания, смещен в сторону красного, то есть он нам кажется желтоватым – свет солнца становится таким при рассветах и закатах. При этом основная часть спектра находится в диапазоне инфракрасного излучения. Можно сразу отметить закономерность, что чем меньше температура нагрева излучающего вещества, тем более красным он нами видится.

• Для лучшей ориентации в видимом цвете света, придумали градацию по цветовой температуре, то есть каждому оттенку соответствует фиксированное значение в градусах. Лампы накаливания работают в цветовой температуре от 2200 до 2900К, что соответствует по шкале желтому цвету. Он отличается от естественного дневного, но очень приятен для восприятия нами вечерами, из-за того, что не нарушает выработку мелатонина – гормона, отвечающего за регуляцию суточных ритмов.
• При контакте с воздухом вольфрам начинает активно окисляться, образуя триоксид вольфрама – белесый налет на колбе лампы, когда она теряет свою герметичность. По этой простой причине вольфрамовое тело накала помещается в герметичную колбу, из которой откачивается воздух, а на замену закачивается инертный газ (криптон, аргон или азот) под определенным давлением. В таких условиях вольфрам испаряется намного медленнее, а это значит, что температура накаливания может быть увеличена, при этом также растет срок службы.

• В свою очередь, спектр свечения смещается в сторону белого. Увеличивается энергоэффективность лампы – большая часть излучения переходит в видимый спектр.
• На заре появления ламп накаливания внутреннее пространство колбы находилось под вакуумом, но такая конструкция не просуществовала долго, в силу своей несовершенности. Сегодня такие лампы бывают разве что маломощные (до 25 Вт).

Чистые металлы, к коим и относится вольфрам, а также их сплавы обладают положительным температурным коэффициентом сопротивления. Простыми словами это означает, что чем сильнее нагрет металл, тем больше он сопротивляется протекающему через него току.

Благодаря этой особенности лампа накаливания самостоятельно регулирует потребляемую мощность, то есть мы может подключать их в электрическую сеть напрямую без приборов ограничивающих ток. Это свойство выгодно отличает лампы накаливания от люминесцентных и светодиодных ламп, которым нужны драйверы и пускорегулирующие аппараты, именно эта особенность делает даже самые качественные лампы накаливания во много раз дешевле конкурентов.

Строение лампы

Строение лампы полностью зависит от ее типа. Давайте кратко пробежимся по общим деталям ламп накаливания:

• Колба – основная защита тела накала от атмосферных газов. Попутно она может выполнять роль рассеивателя. Размер колбы подбирается согласно скорости осаждения материала, из которого изготовлено тело накала.
• Газовая среда – так сказать, это внутренняя атмосфера лампы, состоящая, как уже говорилось, из инертных газов – чаще всего из смеси аргона и азота, что обусловлено их низкой себестоимостью. Данная среда позволяет уменьшить теплопотери, особенно, если закачаны газы с высокой молярной массой. Отдельно стоит отметить галогенные лампы, в которые добавляются галогены и их соединения. Испарившийся металл с тела накала при контакте с ними возвращается обратно благодаря температурному разложению образующихся соединений. Данное свойство означает больший срок службы, который в среднем будет дольше в 2,5 раза.

• Тело накала – этот элемент может быть разной формы и размера, в зависимости от типа и функционального назначения лампы. Чаще всего можно встретить круглую проволоку, для уменьшения размера закрученную в спираль, но существуют еще и ленточные варианты. По этой причине электротехники заменяют словосочетание «нить накала» на «тело накала» — именно этот термин входит в Международный светотехнический словарь. Стандартные лампы имеют расположение тела накала в виде половинки шестиугольника, что сделано для равномерного распределения потока света.

• Цоколь – форма его всем знакома. Это резьбовое соединение. Идея принадлежит английскому физику и химику Джозефу Суону. Стандартизировал размеры цоколя всем известный Томас Эдисон, предложив дожившие и до сегодня варианты Е40, Е27 и Е14.

Мысли автора! В очередной раз убеждаемся, как эффективно работает маркетинг. Большинство изобретений, которые сегодня приписывают Эдисону, ему вовсе не принадлежат, а заслуга его в основном – это первое массовое производство и объединение купленных патентов.

• Существуют и другие типы цоколей, например, байонетные , которые очень распространены в Британии. Американские цоколи отличаются от стандартных, ввиду пониженного напряжения в общественных сетях (110В) – сделано это для предотвращения возможности ввинчивания европейских ламп.

Преимущества и недостатки

Итак, существуют следующие типы ламп накаливания:

• Вакуумные;
• Аргоновые или азот-аргоновые;

• Криптоновые;
• Ксенон-галогенные с наличием инфракрасного отражателя;
• С покрытием, преобразующим ИК излучение в видимое – сегодня в этом направлении ведутся серьезные разработки.

Человек не желает полностью расставаться с лампами накаливания ввиду их преимуществ перед прочими источниками света, но и использовать их, как и раньше, нет возможности в связи с современной тенденцией к энергосбережению.

Вот достоинства этих ламп:

• Цена готового изделия;
• Компактные размеры;
• Невосприимчивость к качеству электропитания – скачкам напряжения;
• Мгновенное зажигание и выключение, что без проблем позволяет задействовать их в светодинамических устройствах;
• Мерцание этих ламп незаметно для нашего зрения;
• Легкая регуляция яркости путем изменения напряжения;
• Приятный для восприятия световой спектр – он возникает по тому же принципу, что и солнечный свет; не зависит от сторонних материалов и достигается только температурой излучателя; имеет стабильность во времени и полностью предсказуем; свечение ровное и чистое.

• Очень высокая цветопередача (100 Ra), что незаменимо при освещении музеев, аквариумов и прочего.
• Резкие тени, что опять же соответствует солнечному свету;
• Лампы не боятся конденсата и не реагируют на температуру окружающей среды;
• Они могут рассчитываться на разное напряжение, вплоть до сотен вольт;
• Не имеют в составе токсичных веществ;
• Ненадобность пускорегулирующей аппаратуры;
• Возможность работать от переменного и постоянного тока;
• Нет разницы в подключаемой полярности тока;
• Лампы бесшумны и не создают радиопомех;
• Они нечувствительны к ионизирующей радиации и электромагнитным импульсам.

Как видите достоинств очень много, но большинство из них сугубо технические.

Давайте теперь поговорим о недостатках:

1. Маленький срок службы – 1000 часов, что по сегодняшним меркам крайне мало;

Заметка от автора! Складывается четкое убеждение, что данные по срокам службы разных источников света «притянуты за уши», или установлены по эталонным образцам, сделанным из качественного сырья. Например, обычная лампа накаливания в ванной комнате у вашего покорного слуги уже беспрерывно служит 5 лет, тогда как галогеновые лампочки в комнатах, с, казалось бы, большим сроком работы (ставим, как положено, через тряпочку) горят нещадно. То же самое касается и энергосберегающих ламп, которые по заверениям производителей должны беспрерывно работать минимум 2000 часов.

1. Низкий КПД;
2. Зависимость срока службы и светимости от напряжения;
3. Выделение большого количества тепла, и как следствие — высокая пожароопасность;
4. При перегорании тела накала возможен разрыв колбы;
5. Высокие требования к термостойкости материалов под светильники;
6. Стеклянные колбы очень хрупкие.

Как вы понимаете, основными минусами, которые заставляют отказываться от этих ламп, являются пункты 2 и 6.

Газоразрядные лампы

Классификация ламп освещения продолжается. Следующими в списке пойдут газоразрядные источники света, которые излучают энергию в видимом диапазоне.

Свечение в лампах возникает благодаря появлению между катодами электрической дуги, наподобие той, что мы видим при работе со сварочным аппаратом. Возникает она при достаточной ионизации вещества, находящегося в газообразном состоянии, и образовании плазмы.

Несмотря на то, что принцип работы таких ламп одинаков, их принято делить по источнику света.

Люминесцентные лампы

Первые в этом списке – люминесцентные источники света, самым классическим вариантом которых является стандартная трубчатая модель, используемая на производствах и в подъездах. Довольно широкое распространение получили и компактные лампы, которые люди больше знают под названием «энергосберегающие».

Видимый свет от такого источника образуется при прохождении ультрафиолета через слой люминофора, которым покрыта внутренняя сторона колбы, излучение возбуждается газовым разрядом.

Внутреннее пространство в таких лампах заполнено инертными газами и парами ртути. На концах колбы располагаются вольфрамовые электроды, между которыми непрерывно горит дуговой разряд.

При прохождении электрического разряда через такую среду образуется ультрафиолетовое излучение, которое человеческий глаз не видит. Преобразуется оно в видимый свет только при прохождении через люминофор, от состава которого зависит как цвет свечения, так и его яркость.

В качестве люминофоров чаще всего используют ортофосфаты кальция-цинка или галофосфаты кальция.

• Световая отдача у таких источников выше в среднем в 2,5 раза, чем у лампы накаливания. Служит она примерно около пяти лет при соблюдении максимального количества включений равного 2000, то есть не более 5 раз в сутки.
• Применяются они широко для освещения различных общественных зданий: больниц, школ, канцелярий и прочих – с их помощью организовывается основное и аварийное освещение.
• После появления ламп со стандартным винтовым цоколем и электронным пускорегулирующим аппаратом, они широко распространились и в быту. Помимо этого они часто используются при персональном освещении рабочих мест, световой рекламе и уличной декоративной подсветке строений.

В отличие от своего предшественника, хотя так говорить, наверное, неправильно, ведь первые газоразрядные лампы появились еще в далеком 1856 году, то есть раньше современных ламп накаливания. Однако имелся в виду конкурент, который до этого полностью занимал бытовую нишу.

Итак, в отличие от ламп накаливания, люминесцентные источники света являются более энергоэффективными, что считается их главным преимуществом.

Вот остальные достоинства такого решения:

• Большое разнообразие световых оттенков;
• Рассеянный свет, не дающий резких теней, что важно, например, при фотосъемке;
• Долгий срок службы от 2000 до 20000 часов – важно понимать, что данный показатель целиком зависит от качества применяемых радиодеталей в пускорегулирующих аппаратах и качества люминофора. При этом люминесцентные лампы нуждаются в хорошем электропитании. Поэтому, если хотите, чтобы ваша лампа служила долго, покупайте качественный продукт от производителей с именем.

Голландская фирма «Phillips» — один из лидеров по выпуску качественных люминесцентных ламп

Однако люминесцентные лампы, впрочем, как и все газоразрядные, в последнее время стали очень активно вытесняться светодиодными источниками света, и причин, по которым они сдают свои позиции предостаточно:

• Самая главная – это химическая опасность из-за использования в конструкции токсичной ртути;
• Спектр свечения ламп линейчатый, неравномерный. Он неприятен для зрения и способен искажать цвета. Существуют лампы с высоким индексом цветопередачи, но они, во-первых, дороги, а во-вторых, не могут излучать также активно, как стандартные.
• За время эксплуатации люминофор начинает деградировать, что приводит к снижению КПД, ухудшению цветопередачи и падению яркости свечения.

• Лампа имеет неприятное мерцание, заметное глазу человека. Наличие достаточно емких конденсаторов в ЭПРА может решить проблему, но производители часто экономят, ставя детали недостаточной емкости.
• Все газоразрядные источники света не могут быть подключены к электрической сети напрямую, из-за чего используется пускорегулирующая аппаратура, что не может не сказаться на габаритах ламп и их стоимости.
• Люминесцентные лампы создают неудачную нагрузку для электрической цепи, что также исправимо при наличии дорогих ЭПРА.

Более подробно узнать о люминесцентных лампах, в том числе и истории их появления, вы можете в одной из недавно вышедших на нашем сайте статей.

Газосветные лампы

Эти источники света отличает то, что светится в них не люминофор, а сам газ. Ярким примером являются неоновые лампы.

Запускаются он по технологии холодного катода, то есть он предварительно не разогревается за счет подаваемого тока, а используется эмиттер свободных электронов. Такой старт вреден для лампы, однако она может разгораться мгновенно, в отличие от горячего запуска, где лампа увеличивает яркость постепенно. В процессе работы лампы, катоды также достигают температуры, как и при горячем запуске, но не сразу.

Лампы, работающие по такому принципу, раньше использовали для подсветки жидкокристаллическиж экранов, сегодня им на смену пришли светодиоды. Газосветные лампы очень экономичны, но для полноценного освещения они не применяются.

Электродосветные лампы

Перед вами последний газоразрядный источник света. Светятся в них электроды, которые возбуждаются газовым разрядом. Сильно углубляться в тонкости этих приборов не станем, так как они очень близки к уже названным.

Общие свойства газоразрядных источников света

• Итак, по величине давления внутри колбы газоразрядные лампы делят на модели высокого (ГРЛВД) и низкого (ГРЛНД) давления.
• Все они обладают очень высокой светоотдачей, а значит, расходуют меньше электричества.

• Внутри ламп применяются разные газы: пары металлов (натрия и ртути), неон, ксенон и прочие, включая разные смеси.
• Цветовая температура свечения ламп может разниться от 2200 до 20000К.
• Для работы разрядных источников света необходимы пусковые аппараты.

В остальном мы уже всего коснулись и уже пора переходить к последнему виду ламп в нашем списке.

Светодиодные лампы

Внутри каждой такой лампы находится много светодиодов, которые представляют собой полупроводники определенного типа, при прохождении через которые электрического тока, создается световое излучение. Используются они как для промышленного, так и бытового освещения, являя собой самый современный, экономичный и экологически безопасный источник света.

Уже сегодня светодиодные лампы получают очень широкое распространение. Они активно используются в бытовой электронике для подсветки матриц жидкокристаллических дисплеев, что позволило сделать различные приборы более компактными – появились телефоны с цветными экранами, за ними смартфоны, планшеты, сверхтонкие телевизоры и многое другое.

Их задействуют для уличного освещения и растениеводства, в общем, практически везде.

Для таких ламп характерны следующие преимущества:

• Очень низкое энергопотребление – они эффективнее большинства разрядных ламп;
• Большой срок службы, не зависящий от количества включений/выключений. Дошло до того, что производители не могут назвать точных цифр, ориентируясь только по прогнозам специальных методов, которые выдают значения от 30 до 70 тысяч часов.
• Низкое тепловыделение, что позволяет применять их вблизи легко воспламеняемых веществ.
• Значительная механическая прочность – лампа легко переживает даже падение с высоты в пару метров.
• Экологическая безопасность – отсутствие паров ртути, однако сразу заметим, что многие недобросовестные производители не брезгуют использовать токсичные пластики, свинец-содержащие припои и электролиты.
• Достаточно высокий цветовой спектр от 2700 до 6500 К, что позволяет создать нужное освещения практически для всех бытовых нужд.
• Светодиоды не инертны и запускаются сразу на максимальной яркости.
• Существуют модели ламп с разным углом свечения.
• Нечувствительность к очень низким температурам, тогда как люминесцентные лампы могут вовсе не стартовать.
• Беспроблемная утилизация.

Не обошлось и без недостатков, коих тоже не мало:

• Первый – это высокая цена, особенно, если речь идет о качественной фирменной продукции.
• Многие лампы светят в одном направлении и не в состоянии осветить нормально окружающее пространство, что в определенных моментах можно считать и достоинством.
• Многие производители, особенно китайские, в погоне за яркостью и высоким КПД не уделяют должного внимания ровности свечения – их лампы неприятно пульсируют.
• Светодиоды боятся перегрева. Все тепло, которое они выделяют, уходит в цоколь, и если производитель сэкономил на радиаторе, то не ждите, что лампа прослужит вам долго.
• Чаще в схемах используется последовательное подключение светодиодов, а значит, при выходе хотя бы одного из них из строя перестанут работать и остальные (как гирлянда).
• Знайте, что абсолютное большинство продаваемых сегодня в России светодиодных ламп не соответствует стандартам и нормам, которые установлены на ее территории. Ситуация не сильно меняется уже с 2011 года.
• Многие продаваемые лампы не имеют точной маркировки всех характеристик, что в значительной степени усложняет подбор правильного освещения.

На фото — светодиодная панель для встройки в потолки

• Большинство белых светодиодов имеют провал в излучаемом спектре в районе волны соответствующей по длине 480 нм. Именно на это излучение реагирует человеческий зрачок, сужаясь при попадании света. В результате сетчатка может получить дозу вредного синего излучения, и зрение может пострадать. Однако некоторые фирмы уже производят безвредные светодиоды.
• Вообще о вредности светодиодов для зрения в СМИ говорят достаточно часто. Однако стоит понимать, что речь идет о долгом взгляде, направленном непосредственно на источник света, что в бытовых условиях практически не случается.

Со временем светодиоды теряют свою яркость, постепенно выгорая – у всего на этом свете есть ресурс.

На этом закончим наше повествование. Мы рассмотрели все бытовые лампы освещения. Если тема показалась вам интересной, то вы можете почитать профильные статьи на нашем ресурсе.

Самый широкий ассортимент из всей электрической аппаратуры у осветительных элементов, используемых как для выполнения традиционных функций, так и штрихов дизайна.

Виды ламп и применение

Лампа накаливания. Ее изобрели в 19 веке, и она является первооткрывателем в освещении домашних помещений. Любая из ламп имеет нить накаливания, вакуумный баллон из стекла, предохранитель и основание для хранения всех контактов. Элементарное устройство ЛОН дает почву для создания всевозможных форм и размеров. Из сплавов вольфрама изготавливают спирали, которые наполняют инертным газом, чтобы она быстро не сгорела. Лампа работает от пропускаемого тока к проводнику, часть выделяемой энергии идет на нити накаливания, в результате появляется свечение.

Имеется масса видов ламп различаемых по форме и размерным характеристикам:

✔ Зеркальные лампы применяются в потолочных светильниках,

✔ Местного потребления используются в фонарях,

✔ Декоративные инфракрасные лампы для светильников.

Преимущества:

☺ Легкая установка при монтаже,

☺ Дешёвый вид электрических ламп,

☺ Мягкий спектр излучения.

Недостатки:

☹ Низкая передача цвета,

☹ Маленький КПД (большое потребление электроэнергии),

☹ Плохая пожароустойчивость.

Галогенные лампы. Они создаются из кварца, потому что в баллон к газам добавляют еще бром или йод, которые повышают температуру спирали, в результате уменьшая вольфрамовые испарения. Это дает больший срок службы и сокращение в размерах. Минус кварцевого баллона в том, что если прикоснуться рукой, лампа долго не прослужит. В прожекторах используют линейные галогены, а также в конструкциях гипсокартона. Эти лампы восприимчивы к напряжению, лучше использовать в комплекте с трансформатором.

Преимущества:

☺ Высокий срок службы,

☺ Механическая прочность и термостойкость,

☺ Приличная мощность,

☺ Лучшая цветопередача, чем у ламп накаливания.

Недостатки:

☹ Использование трансформатора, для установки ламп,

☹ Проблематичная замена трансформатора, если нет к нему доступа.

Люминесцентные лампы. Их состав отличается от других, так как в баллоне уже находятся пары ртути, которые под электричеством горят с ультрафиолетовым излучением. Из-за него горит люминофор, который и выдает видимый свет человеку.

Маркировка данных ламп по свету:

ЛД – дневной,

ЛЕ – естественный,

ЛХБ – холодный,

ЛТБ – теплый,

ЛБ – белый.

Преимущества:

☺ Отдача света лучше, чем у ламп накаливания,

☺ Высокий срок службы.

Недостатки:

☹ Моргают во время использования,

☹ Утилизация как токсичных отходов.

В настоящее время были устранены основные минусы этого вида: размер и отсутствие патрона. Поэтому сейчас различают множество типов таких ламп по форме трубок разряда и мощности. На основе этих ламп произведены энергосберегающие, имеют блок электронного розжига, обеспечивающий свечение лампы. Они не моргают во время использования. Высокий срок службы обеспечен за счёт устойчивости к перепадам электричества. Название вида говорит об экономии затрат, которое на 80% снижает расход. Имеют расширенный цветовой спектр, тем самым увеличивая применение в разных сферах. Высокая цена и токсичный состав характеризуют отрицательные стороны продукта.

Светодиодные лампы. Это технология прогресса, созданная в 1962 году и активно внедряющаяся на рынок « света». Они имеют уникальные показатели в отличие от ЛОН по своим характеристикам. Превосходство не только в качестве, но и цене.

Назначение:

➤ Для жилых помещений,

➤ Дизайнерской подсветки,

➤ Для наружного освещения (улица, ландшафт, здания),

➤ Для промышленного использования.

Преимущества:

☺ Экономичный и безопасный,

Прослужит в несколько раз дольше, чем другие виды ламп.

Недостатки:

☹ Высокая стоимость,

☹ Неровный свет (полосы и пятна),

☹ Плохая переносимость скачков энергии.

Цоколь

Неотъемлемой частью лампы является цоколь, он способствует её установки в патрон. Часто он выполняет функцию проводника между лампой и электричеством. Материалом служит металл и керамика. Внутренняя структура содержит – электроды и спирали накаливания, а наружная состоит из контактов. Есть два типа стандартного цоколя – это винтовой (Е) и штырьковый (G).

Типы цоколей:

(Т) – телефонные используют в пультах управления и подсветках,

(Р) – фиксирующие цоколи для некоторых фонарей и прожекторов,

(В) – штифтовые типы - модернизированный аналог винтовых цоколей,

(R) – с утопленными контактами, функционирует от переменного тока,

(F) – с единичным штырём,

(S) – софитные имеют контакты с обеих сторон, применяют в машинах и гостиницах.

Сегодня существует богатый выбор осветительных элементов. Ценовая категория и срок службы значительно разнятся. При выборе ламп следует учитывать технические характеристики и место применения.

Добавить сайт в закладки

Разновидности ламп освещения

Здравствуйте, уважаемые читатели! Рады снова вас приветствовать в рубрике «Электрика для начинающих». Сегодняшняя публикация будет посвящена осветительной аппаратуре. Вы получите общую информацию о лампах, которые используются в повседневной жизни. В данной ситуации у вас может возникнуть вполне адекватный вопрос: а почему, собственно говоря, только общую информацию? На данный вопрос ответ следующий.

Некоторые разновидности ламп: лампы накаливания, галогенные, люминисцентные, светодиодные.

Если рассказывать о каждой лампе отдельно, это было бы слишком долго и вам стало бы скучно. Кроме того, на сайте в разделе «Освещение»уже было рассказано о наиболее часто встречающихся в быту лампах. Здесь можно посоветовать тем читателям, которые еще не успели прочитать данные статьи, воспользоваться этой возможностью. Поверьте, вы не пожалеете.

В этих публикациях вы найдете ответы на многие ваши вопросы. Третья причина, по которой будет предоставлена лишь общая информация, заключается в том, что эта рубрика ведется в виде энциклопедии, в которой весь материал дан в краткой форме, но и в то же время выделены наиболее важные моменты, которыми начинающий электрик или просто домашний мастер в дальнейшем может воспользоваться.

Среди всех электроустановочных изделий осветительная аппаратура имеет самый богатый выбор. Это происходит потому, что освещение является одним из самых главных элементов любого помещения с эстетической и декоративной точки зрения. Возможности современных ламп и светильников достаточно велики. А о разнообразии вообще не приходится говорить. Оно настолько велико, что в отдельных случаях и профессиональный электрик может запутаться.

У многочисленных видов ламп природа света разная, равно как и условия, в которых они эксплуатируются. В то же время у всех ламп существует одна общая часть – это цоколь. Существует достаточно широкий выбор как ламп, так и цоколей.

Как вы понимаете, на этих изображениях только малая часть цоколей, которые вы можете встретить в жизни.
Главной характеристикой всех ламп является мощность. На колбе или цоколе все производители указывают мощность, от которой зависит светимость лампы. В лампах различной природы света мощность имеет совершенно разные значения. Светимость ламп исчисляют в люменах. Обычно такие данные на лампе не указывают.

Светоотдача означает, что на 1 Вт мощности лампа дает определенное количество люмен света. На этом следует оставить общие понятия о лампах и перейти непосредственно к рассказу о различных типах ламп.

Лампа накаливания

Любая лампа накаливания состоит из вакуумного стеклянного баллона (или колбы), цоколя, на котором расположены контакты и предохранитель и нити накаливания, излучающие свет.

Спираль накаливания сделана из вольфрамовых сплавов, которые с легкостью выдерживают рабочую температуру горения +3200°С. Чтобы нить лампы мгновенно не перегорела, в современных лампах накаливания в колбу закачивают какой-нибудь инертный газ, к примеру аргон.
Принцип работы такой лампы достаточно прост. При пропускании тока через проводник малого сечения и низкой проводимости часть энергии уходит на разогрев спирали-проводника, от чего тот начинает светиться.

Несмотря на то что в наше время современное производство ламп шагнуло далеко вперед, лампы накаливания по-прежнему остаются в первых рядах источников света, несмотря на некоторые свои недостатки:

1. Низкий КПД, не более 2-3% от потребляемой энергии. Все остальное уходит в тепло.
2. Небезопасна с противопожарной точки зрения.
3. Этот тип ламп недолговечен. Срок службы составляет 500-1500 ч.

К числу плюсов можно отнести: дешевизну, простоту монтажа (вкрутили и забыли) и мгновенное получение заданной светоотдачи.

Светодиодные лампы

Этот продукт высокой технологии впервые был создан в 1962 г. С тех пор светодиодные лампы постепенно стали внедряться на рынок.

Светодиод по своему принципу действия − это самый обычный полупроводник, у которого часть энергии в переходе p -n сбрасывается в виде фотонов, а иначе говоря, в виде видимого света.

Эти лампы имеют превосходные характеристики: они в десятки раз превосходят по всем параметрам лампы накаливания. Но все же есть у них один достаточно серьезный недостаток – это высокая стоимость.

Галогенные лампы

Эти лампы мало чем отличаются от ламп накаливания (разве что в отдельных случаях по конструктивным особенностям), но принцип работы тот же. Есть и еще одно отличие от ламп накаливания – это газовый состав в баллоне.

В этих лампах к инертному газу примешивают бром или йод. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама. При этом температура нагревания стекла значительно повышается, и поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Лампы не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя, лампа с такими загрязнениями перегорит очень быстро.

Галогенные лампы могут иметь и другую конструкцию.

Как вы видите, на этих изображениях галогенные лампы могут отличаться друг от друга не только колбами, но и цоколями (изображение видов цоколей галогенных ламп, которые вы можете встретить, приведены выше). Также нужно отметить, что этот вид ламп достаточно чувствителен к перепадам напряжения.

КЛЛ (или компактные люминесцентные лампы)

В настоящее время появление на рынке КЛЛ произвело настоящую революцию в светотехнике. Здесь были устранены самые главные недостатки люминесцентных ламп – их большие размеры и невозможность использовать обычные нарезные патроны и цоколи. ПРА были вмонтированы в ламповый цоколь, а длинная трубка свернулась в компактную спираль. На сегодняшний день разнообразие видов КЛЛ очень велико. Они различаются не только по своей мощности, но и по форме разрядных трубок.

На изображении хорошо видно, как уместилась ПРА в ламповый цоколь и как она может выглядеть.

Плюсы такой лампы налицо:

• нет нужды устанавливать электронный балласт в ваш светильник;
• КЛЛ пришла на смену обычной лампы накаливания и для замены порой неудобных люминесцентных ламп.

Но при всей своей красоте и удобстве у этого вида ламп, как и у всех люминесцентных, есть свои недостатки:

1. Если использовать в выключателе индикаторы подсветки, лампа начинает мерцать.
2. В состав лампы входят ртутные соединения.
3. Требует специальной утилизации.
4. Эти лампы не любят частого включения и выключения.
5. Сравнительно дорогие.
6. Не работают совместно с диммером.
7. Долгое время запуска – от нескольких секунд до нескольких минут.
8. Иногда слышен низкочастотный гул от электронного баласта.
9. Лампы этот вида плохо работают при низких температурах, при -10°С и ниже начинают светить тускло, а в отдельных случаях могут не зажечься вовсе.
10. Свет этой лампы пока не очень похож на естественный и режет глаза.

Несмотря на все свои недостатки, КЛЛ все же помогают нам экономить электроэнергию (правда, когда горят достаточно долго) и, соответственно, деньги.

Кроме КЛЛ, существует множество разновидностей энергосберегающих ламп без встроенного электронного балласта. Все они имеют другие виды цоколей.

Люминесцентные лампы

Серьезно отличается от ламп накаливания. Вместо вольфрамовой нити в стеклянной колбе такой лампы горят пары ртути под воздействием электрического тока.

Свет газового разряда практически невидим, поскольку излучается в ультрафиолете. Последний заставляет светиться люминоформ, которым покрыты стенки трубки. Это и есть видимый свет.

Люминесцентные лампы имеют низкую рабочую температуру. Большая поверхность свечения этого вида ламп всегда создает ровный рассеянный свет. Именно поэтому их иногда называют лампами дневного света. По своему сроку службы эти лампы превосходят лампы накаливания примерно в 10 раз.

Минусом этого вида ламп является невозможность прямого подключения к вашей электросети. Для ее включения неизбежно используются балласты. Наряду с электронными балластами используются стартеры, которые как бы поджигают лампу в момент включения.

Маркировка люминесцентных ламп не похожа на простые обозначения тех же самых ламп накаливания, которые имеют только показатель мощности. Ниже предоставлено изображение расшифровки отечественных ламп.

У ламп с улучшенным качеством цветопередачи после букв, обозначающих цвет, стоит буква Ц, а при цветопередаче особо высокого качества стоят буквы ЦЦ. Маркировка ламп тлеющего разряда начинается с букв ТЛ.

По спектру излучаемого света лампы подразделяются:

1. ЛБ – белый свет.
2. ЛД – дневной свет.
3. ЛЕ – естественный свет.
4. ЛХБ – холодный свет.
5. ЛТБ – теплый свет.

В заключение позвольте дать вам совет: приобретайте лампы проверенных производителей, и они вам прослужат верой и правдой не один год.