Оценка элементов конструкции и технических характеристик ламп накаливания. Электрические лампы: виды, их использование

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.

Существует много видов ламп, и все они различаются по принципу действия, условиям эксплуатации и, конечно же, дизайну. Чтобы правильно сделать выбор источника света, нужно разобраться с видами осветительной аппаратуры и условиями ее подключения.

Основные характеристики ламп

Можно встретить лампы самые разные по форме, но у всех моделей есть цоколь – деталь, с помощью которой лампа подсоединяется к электропроводке. Цоколи встречаются с резьбой и штырями.

Цоколи с резьбой бывают трех размеров: Е14, Е27 и Е40. В быту используются Е14, Е27, а Е40 применяется в уличных фонарях. Устанавливать или менять такие варианты не составляет большого труда – вкручивается лампочка в патрон до упора, и она готова к работе. Таким патроном оснащены как лампы накаливания, так и лампы светодиодные или энергосберегающие.

Штырьковые цоколи, в основном, применяются в компактных галогенных и люминесцентных лампах. При помощи штырьков они крепятся в гнезде светильника. Штырьков в конструкциях бывает 2 или 4. Обозначаются такие цоколи чаще всего буквой G и числом, указывающим на размер: G5, G9 или 2G10, 2G11.

Потребителей в первую очередь интересуют такие характеристики источников света, как мощность и светоотдача. Производитель указывает мощность на цоколе или баллоне изделия.

Лампы разных типов обладают разной светоотдачей. Самая низкая светоотдача в лампах накаливания, а самая высокая – в люминесцентных. К примеру, энергосберегающие виды мощностью 10 Вт будут давать поток света не хуже, чем лампа накаливания в 100 Вт. Так что, приобретая осветительные приборы, обязательно консультируйтесь у продавцов.

Самые распространенные лампы

Чтобы определиться с тем, какой источник света лучше, нужно знать, какие бывают лампы. Не так давно самыми распространенными источниками электрического света были лампы накаливания (JIOH), которые появились еще в XIX веке. Все JIOH имели вакуумный баллон из стекла, цоколь с контактами и предохранителями и нить накаливания в виде спирали, изготовленную из вольфрама. В современных вариантах баллон наполнен каким-нибудь инертным газом. При прохождении тока через спираль она раскаляется и ярко светится.

Светоотдача таких источников не очень высокая – в 4-9 раз ниже, чем энергосберегающих люминесцентных. Отличаются JIOH мощностью, размерами, цветом баллона и его дизайном. Пользуются популярностью модели, по форме напоминающие горящую свечу, которые выгодно подчеркивают изысканные формы многих современных светильников и придают изюминку .

Современные лампы накаливания

Отличается от обычной формой колбы и специальным покрытием внутренней части баллона, позволяющим собрать весь световой поток в единый пучок, который направляется в нужное место. Их используют:

в промышленности для сушки, обогрева и обжига;
при фото- и видеосъемках;
в фермерских хозяйствах и ветеринарии;
для потолочного освещения ванных комнат и .

Отличаются от обычных только содержимым баллона. К инертному газу добавляется бром и йод для защиты нити накаливания и повышения срока службы. В таких источниках колбы имеют небольшие размеры, что позволяет применять в качестве наполнителей дорогостоящие инертные газы. Такие источники света обладают рядом преимуществ:

яркость свечения сохраняется на протяжении всего срока эксплуатации;
обеспечивается естественная цветопередача освещенных предметов;
срок службы по сравнению с обычными JIOH увеличен как минимум в два раза;
значительно выше светоотдача при меньших размерах.

Единственным минусом таких лампочек является чувствительность к значительным перепадам напряжения в сети, поэтому осветительные приборы часто дополняются специальными трансформаторами.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные модели принципиально отличаются от ЛОН – у них светятся не нити накаливания, а пары ртути и люминофор, покрывающий стенки трубки. Они часто крепятся внутри светильника не резьбовым патроном, а штырями, расположенными с обеих сторон стеклянной трубки. К основным достоинствам таких ламп можно отнести:

высокую светоотдачу;
более естественную цветопередачу освещенных предметов;
создание мягкого рассеянного света благодаря низкой яркости сравнительно большой поверхности;
низкую себестоимость;
низкую температуру поверхности.

Прямое их подключение к сети практически невозможно, поэтому используются специальные балласты и стартеры для включения в момент зажигания. В последнее время появились на рынке компактные варианты энергосберегающих люминесцентных ламп, в которых устранены все недостатки предшественников.

Светодиодные модели

Светодиодные лампы начали завоевывать рынок с 1962 года. Они высокотехнологичны, имеют прекрасную светоотдачу и обладают тремя главными преимуществами:

энергопотребление до 10 раз ниже, чем в ЛОН, и в 3 раза ниже, чем в люминесцентных.
длительный срок эксплуатации (производитель обещает не менее 10 лет);
они относительно безвредные – не содержат ртути.

Светодиодные зеркальные лампы также изготавливаются на основании технологии светодиодов и обладают низким энергопотреблением, высокой светоотдачей, малыми габаритами и высоким стилем. Подходят для организации основного и вспомогательного освещения в интерьере.

Энергосберегающие лампы – плюсы и минусы

К энергосберегающим относятся люминесцентные компактные источники света, которые можно вкрутить в обычный патрон, традиционные люминесцентные модели и светодиодные. При равной мощности световой поток в них может быть больше в 3-5 раз. Этот показатель зависит от фирмы изготовителя и излучаемого спектра. Для жилых помещений, где вы при свете можете находиться длительное время, желательно подбирать варианты с теплым свечением, которое по восприятию очень близко к естественному солнечному.

Главные недостатки энергосберегающих источников света – их высокая цена и особые требования к утилизации, поскольку при повреждении таких изделий наносится вред окружающей среде. Но технологии стремительно развиваются, и может быть, в ближайшее время мы увидим на прилавках магазинов изделия, лишенные и этих недостатков.

Мы уже рассмотрели историю изобретения первой электрической лампы, принцип действия, достоинства и недостатки ламп накаливания, галогенных, люминесцентных ламп. В этой части статьи речь пойдет о более современных, практически "с пылу с жару", лампах - компактных люминесцентных и светодиодных.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

Такой тип ламп в последнее время все чаще появляется на рыночных прилавках и полках магазинов. По своей сути это все те же люминесцентные лампы (ЛЛ), но колба у КЛЛ имеет не прямую, а изогнутую форму, что позволяет сделать ее меньших размеров. Давайте остановимся на устройстве этих ламп поподробнее.

Устройство компактной люминесцентной лампы

Напомним, что сама люминесцентная лампа представляет собой стеклянную колбу, заполненную инертным газом и парами ртути. На концах колбы расположены электроды, между которыми (при подаче на них напряжения) возникает низкотемпературная дуга. Под действием этой дуги газовая смесь начинает испускать излучение в ультрафиолетовом диапазоне, невидимом для человеческого глаза. Поэтому для получения видимого света внутренние стенки стеклянной колбы покрывают специальным составом - люминофором, который поглощает УФ-излучение и преобразует его в видимый свет (явление люминесценции). Как было сказано выше, отличие КЛЛ от обычной люминесцентной лампы заключается в том, что ее стеклянная колба имеет не линейную, а изогнутую форму. Это позволяет значительно уменьшить ее габаритные размеры.

Следующий элемент, без которого запуск люминесцентной лампы просто невозможен, - электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА). Дело в том, что, просто включив ЛЛ в сеть 220 В, добиться появления дуги между электродами не получится. Для этого нужен импульс высокого напряжения, который и генерирует ЭПРА. Но не зря этот элемент имеет сложное название "пускорегулирующий". Его работу можно разбить на три этапа:

разогрев электродов лампы - благодаря этому продлевается срок службы КЛЛ;
подача импульса высокого напряжения (порядка 1,6 кВ) для пробоя газовой смеси, в результате которого возникает дуга;
ограничение нарастающего тока (особенность люминесцентной лампы) и поддержание напряжения, достаточного для свечения лампы.

Такова последовательность работы ЭПРА при "горячем" старте, который позволяет увеличить срок службы при частых включениях и выключениях. Недостатком такого запуска лампы является то, что свет появляется не сразу, а только спустя 0,5-1 секунду после нажатия выключателя освещения.

Существуют ЭПРА, осуществляющие "холодный" старт лампы, при котором не происходит предварительный разогрев электродов. Естественно, что лампа включается практически мгновенно, но при частых включениях и выключениях срок службы ее значительно сокращается (об этом мы еще поговорим ниже).

Вот так выглядит установленный в корпусе КЛЛ электронный пускорегулирующий аппарат (ЭПРА)

Применение малогабаритной стеклянной колбы и встроенного ЭПРА позволяет изготавливать люминесцентные лампы компактных размеров, а значит, их можно использовать в жилых помещениях вместо обычных ламп накаливания. Но для этого нужно позаботиться о возможности установки КЛЛ в стандартные светильники - для этого и нужен цоколь стандартного типоразмера (Е14, Е27 или Е40).

Кстати, именно компактные люминесцентные лампы большинству из нас известны как "энергосберегающие". Если посмотреть на таблицу, которая расположена ниже, то можно сделать вывод, что при обеспечении одинакового светового потока КЛЛ потребляет мощность, которая в пять раз меньше таковой у лампы накаливания.

Таблица потребляемых мощностей КЛЛ и ЛН (ламп накаливания) при одинаковом световом потоке

Вторят таблице и упаковки, в которых продаются "энергосберегающие" лампы - практически на каждой можно встретить крупную надпись "экономия 80%". Но не спешите радоваться, ведь и таблица, и надписи справедливы только для идеальных условий, в которых проводились эксперименты. Многое зависит и от производителя ламп.

Топовые фирмы выпускают КЛЛ с параметрами, близкими к заявленным, но и стоимость таких ламп будет высокая, что практически сводит на нет мысли об экономии. Производители дешевых энергосберегающих ламп изначально слегка завышают значения их мощности и светового потока, что приводит к ситуации, когда реальный световой поток на 20% ниже заявленного. Из-за этого экономия электроэнергии будет составлять хотя и меньшее, но все равно впечатляющее значение 65-70%.

Отдельно стоит упомянуть о цветопередаче компактных люминесцентных ламп. Если обычная лампа накаливания имеет цветовую температуру порядка 2700 К, то КЛЛ способна обеспечить более высокий уровень свечения: 3300 K, 4200 K, 5100 K, 6400 K. Хорошо это или плохо - каждый решает сам для себя. Лично мне яркий свет, который излучает "экономка", приятен глазу, хотя я знаю немало людей, которые не используют их по причине "не нравится свет, режет глаза, холодный и неуютный".

Шкала цветовой температуры, по которой можно определить, какой будет оттенок у света электрической лампы

Несомненным достоинством этого типа ламп является их время эксплуатации. Если при 3400 К лампа накаливания способна проработать всего несколько часов, то компактная люминесцентная лампа будет работать до 15 000 часов. Средний срок эксплуатации (заявленный производителями) составляет 6-12 тысяч часов.

Но, к сожалению, эти цифры - всего лишь расчетные, которые могут стать реальными только при совпадении множества факторов. Дело в том, что электрические сети стран постсоветского пространства далеки от идеала. К примеру, перепады напряжения достаточно сильно сокращают срок работы КЛЛ. Не менее вредны для этих ламп частые включения-выключения. Все эти факторы приводят к тому, что при неправильной эксплуатации компактные люминесцентные лампы могут выходить из строя даже чаще, чем лампы накаливания.

Если для включения освещения вместо обычного выключателя у вас установлен регулятор мощности (диммер, используется для регулирования яркости свечения ламп накаливания и галогенных ламп, внешний вид изображен на картинке справа), то я должен вас расстроить - "энергосберегающие" лампы с ним не работают. Да и такой глубокой регулировки, как с лампой накаливания, с КЛЛ диммированием не добиться.

Еще хуже ситуация обстоит с выключателями, оборудованными подсветкой. Особенностью их работы является то, что в выключенном состоянии они пропускают через себя малый ток (буквально миллиамперы), которого достаточно для того, что ЭПРА "решает": нужно запускать лампу. КЛЛ начинает кратковременно вспыхивать (для полноценного запуска малый ток недостаточен), что не только раздражает в ночное время суток, но и приводит к значительно более быстрому выходу лампы из строя.

И, пожалуй, самый большой недостаток КЛЛ, о котором нужно обязательно упомянуть, - их неэкологичность. В состав ламп входит ртуть; ее содержание крайне мало (примерно в 1000 раз меньше, чем в обычном градуснике), но она есть. Если разбивается лампа накаливания, то достаточно убрать осколки стекла. В случае с КЛЛ желательно сразу же проветрить комнату.

Итак, давайте подведем итог всему вышесказанному. Компактные люминесцентные лампы могут использоваться вместо ламп накаливания (размеры и стандартные типоразмеры цоколей это позволяют), они экономичнее, дают более яркий свет. Из недостатков следует отметить высокую стоимость, невозможность использования совместно с различными диммерами, таймерами, выключателями с подсветкой. Для некоторых людей недостатком будет и цветопередача излучения лампы. Кстати, желательно покупать лампы одного производителя, потому что лампы разных фирм при одинаково заявленной цветопередаче могут все же отличаться оттенком свечения. Если установить лампы разных производителей в одну люстру, даже небольшое отличие в цветопередаче будет заметно визуально - а это, согласитесь, может выглядеть не очень красиво.

Кто победит в противостоянии "КЛЛ - лампа накаливания" - покажет время

В любом случае компактная люминесцентная лампа является современным устройством, которое способно вытеснить с рынка (и из наших домов тоже) привычные лампы накаливания уже в самом ближайшем будущем. Этому способствует и политика многих государств, которые всячески пропагандируют использование КЛЛ для снижения затрат электроэнергии на освещение.

Светодиодные лампы

Казалось бы, лампа освещения - достаточно простое устройство. Но тем не менее даже в лампах применяются самые современные технологии. Одна из которых - светодиоды. Изобретены они были достаточно давно - в 1907 году, запатентованы в 1961 году. Но на рынке осветительных устройств они стали появляться сравнительно недавно - каких-нибудь несколько лет назад.

Что же собой представляет светодиод (английское название Light-emitting diode, сокращенно LED)? Это полупроводниковый прибор малого размера, который под воздействием пропускаемого через него электрического тока излучает свет в видимом спектре. Первый светодиод, изобретенный в 1962 году Ником Холоньяком, излучал красный свет слабой интенсивности. Только через десять лет, в 1972 году, Джордж Крафорд смог увеличить яркость красного светодиода в десять раз, а также изобрел желтый светодиод. На то время стоимость светодиодов была чрезвычайно высокой (порядка $200 за штуку), да и практическое их применение было очень ограниченным.

Чтобы добиться таких цветов и яркости свечения, понадобился не один десяток лет совершенствования светодиодов

Но время не стоит на месте, прогресс в науке и технике шагает семимильными шагами. Снизилась себестоимость и светодиодов, да и их цветовая гамма стала значительно разнообразнее. Последнее больше касается дизайнерского освещения, а для повседневного вполне достаточно светодиодов, излучающих белый свет. Давайте подробнее рассмотрим их достоинства и недостатки.

Достоинств у светодиодных ламп несколько. Первое - низкое энергопотребление. Правда, знакомое по компактным люминесцентным лампам достоинство? Так вот, светодиоды экономичнее КЛЛ в три раза! Второе преимущество - просто фантастический срок эксплуатации, составляющий, если верить заявлениям производителей, 100 000 часов. Третье - светодиоды практически безвредны. В них отсутствует ртуть, применяемая, пускай и в мизерных количествах, в КЛЛ. Четвертое - во время работы светодиоды практически не греются. Это делает лампы, созданные с их применением, максимально пожаробезопасными.

Устройство LED-лампы. Светодиоды установлены на печатной электронной плате, расположенной внутри корпуса лампы. Для установки в стандартные электрические патроны используется цоколь типоразмера Е27

Но, как и у любой вещи, кроме достоинств есть и оборотная сторона монеты - недостатки. Первый и, пожалуй, самый главный: хотя стоимость светодиодов значительно уменьшилась по сравнению с 1972 годом, тем не менее лампы, в которых используется этот источник света, стоят значительно дороже ламп накаливания. Если быть точным, то светодиодная лампа мощностью 6 Вт стоит 700 рублей, в то время как аналогичная ей по интенсивности светового потока лампа накаливания потянет всего на 30 рублей.

Второй недостаток - в силу своей специфики светодиоды дают узконаправленный, а не рассеянный свет. Это может привести к тому, что светодиодных ламп может потребоваться больше, чем в случае с КЛЛ или лампами накаливания. Но этот недостаток вполне может превратиться в достоинство: применение светодиодов в фонарях позволяет добиться не только более длительной работы последних, но и получить узконаправленный сверхъяркий луч света.

Исходя из всего вышеперечисленного, можно сделать следующий вывод: применение светодиодных ламп для общего освещения может быть хотя и экономным (в долгосрочной перспективе), но одновременно и достаточно дорогим (на начальном этапе закупки) решением. А вот в дизайне светодиодам практически нет равных. К примеру, подсветка крон и стволов деревьев, растений - светодиоды не нагреваются во время работы, а значит, и не вредят растениям. В переносной светотехнике LED-технология тоже постепенно вытесняет старые источники света, во многом благодаря экономичному потреблению аккумуляторных батарей. Кстати, аналогично галогенным лампам, светодиоды все чаще применяются в автомобильной промышленности.

Выводы

Применение современных ламп освещения может значительно сократить расходы на электроэнергию и позволит производить замену электроламп значительно реже. Но это возможно только при правильной эксплуатации осветительных приборов. И мой вам совет - перед покупкой подумайте несколько раз, чтобы не случилось так, что вы заплатите деньги за лампочки, свет которых будет неприятен конкретно вашим глазам.

Среди всех электроустановочных и электромонтажных изделий осветительная аппаратура имеет наиболее богатый ассортимент. Это происходит потому, что элементы освещения несут в себе не только сугубо технические характеристики, но и элементы дизайна. Возможности современных ламп и светильников, их конструкторское разнообразие настолько велики, что немудрено растеряться (рис. 5.66).

Например, существует целый класс светильников, предназначенных исключительно для гипсокартонных потолков. Многочисленные виды ламп имеют различную природу света и эксплуатируются в неодинаковых условиях. Чтобы разобраться, какого типа лампа должна стоять в том или ином месте и каковы условия ее подключения, необходимо вкратце изучить основные виды осветительной аппаратуры.

Необходимо знать, что в бытовых условиях применяют лампы с 3 видами цоколей: маленьким, средним и большим. На техническом языке это означает Е14, Е27 и Е40. Цоколь, или патрон,

Помимо цоколей, которые вкручиваются в патрон при помощи резьбы, есть и другие виды. Они штырькового типа и называются G-цоколями. Используются в компактных люминесцентных и галогенных лампах для экономии места. При помощи 2 или 4 штырьков лампа крепится в гнезде светильника (рис. 5.68).

Таблица 5.8. Светоотдача ламп разных типов

Тип лампы	Светоотдача, лм/Вт
Стандартная лампа накаливания
Криптоновая
Галогенная

Люминесцентная
Компактная люминесцентная
Натриевая

Видов G-цоколей много. Основные из них: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 и R7s-7.

На светильниках и лампах всегда указывается информация о цоколе. При выборе лампы необходимо сравнивать эти данные.

Мощность - одна из важнейших характеристик лампы. На баллоне или цоколе производитель всегда указывает мощность, от которой зависит светимость лампы. Это не уровень света, который она излучает. В лампах различной природы света мощность имеет совершенно несхожее значение. Например, энергосберегающая при указанной мощности 5 Вт будет светить не хуже лампы накаливания в 60 Вт. То же касается и люминесцентных ламп. Светимость лампы исчисляется в люменах. Как правило, это не указывается, так что при выборе лампы необходимо ориентироваться на советы продавцов или заглядывать в табл. 5.8.

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

Лампа накаливания (JIOH) самый первый источник электрического света, который появился в домашнем обиходе. Она была изобретена еще в середине 19 в., и хотя с того времени претерпела немало реконструкций, сущность осталась без изменений. Любая ЛОН состоит из вакуумного стеклянного баллона, цоколя, на котором располагаются контакты и предохранитель, и нити накаливания, излучающей свет рис. 5.69).

Спираль накаливания сделана из вольфрамовых сплавов, которые легко выдерживают рабочую температуру горения +3200 °С (рис. 5.70). Чтобы нить мгновенно не перегорела, в современных лампах накачивают в баллон какойнибудь инертный газ, например аргон.

Несмотря на столь простое устройство, видов ЛОН существует огромное множество. Они различаются по форме и размерам (рис. 5.71).

Декоративные лампы (свечи): баллон имеет вытянутую форму, стилизованную под обычную свечу (рис. 5.72). Как правило, используются в небольших светильниках и бра.

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

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

Лампы местного освещения работают под напряжением 12, 24 и 36 В. Они потребляют немного энергии, но и освещение соответствующее. Применяются в ручных фонарях, аварийном освещении и т. д.

ЛОН по-прежнему остаются в первых рядах источника света, несмотря на некоторые недостатки. Их минусом является очень низкий КПД - не более 2-3 % от потребляемой энергии. Все остальное уходит в тепло. Второй минус заключается в том, что ЛОН небезопасны с противопожарной точки зрения. Например, обычная газета, если ее положить на лампочку в 100 Вт, вспыхивает примерно через 20 мин. Надо ли говорить, что в некоторых местах ЛОН нельзя эксплуатировать, например в маленьких абажурах из пластика или дерева. Кроме того, такие лампы недолговечны. Срок службы ЛОН составляет примерно 500-1000 ч. К числу плюсов можно отнести дешевизну и простоту монтажа. ЛОН не требуют каких-либо дополнительных устройств для работы, подобно люминесцентным.

Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними - это газовый состав в баллоне (рис. 5.73).

В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама. Именно поэтому лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2-3 раза.

Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя - лампа перегорит очень быстро.

Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения (рис. 5.74 и 5.75).

Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях. Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие (рис. 5.76-5.77).

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

Принцип работы люминесцентных ламп серьезно отличается от ЛОН. Вместо вольфрамовой нити в стеклянной колбе такой лампы горят пары ртути под воздействием электрического тока (рис. 5.78).

Свет газового разряда практически невидим, поскольку излучается в ультрафиолете. Последний заставляет светиться люминофор, которым покрыты стенки трубки. Этот свет мы и видим. Внешне и по способу соединения люминесцентные лампы также сильно отличаются от ЛОН. Вместо резьбового патрона с обеих сторон трубки есть два штырька, закрепляющихся следующим образом: их надо вставить в специальный патрон и повернуть в нем (рис. 5.79).

Люминесцентные лампы имеют низкую рабочую температуру. К их поверхности можно без опаски прислонять ладонь, поэтому они устанавливаются где угодно. Большая поверхность свечения создает ровный рассеянный свет. Именно поэтому их иногда называют лампами дневного света (рис. 5.80). Кроме того, варьируя состав люминофора, можно изменять цвет светового излучения, делая его более приемлемым для человеческих глаз. По сроку службы люминесцентные лампы превосходят лампы накаливания почти в 10 раз.

Минусом таких ламп является невозможность прямого подключения к электросети. Нельзя просто накинуть 2 провода на торцы лампы и воткнуть вилку в розетку. Для ее включения используются специальные балласты. Связано это с физической природой свечения ламп. Наряду с электронными балластами используются стартеры, которые как бы поджигают лампу в момент включения (рис. 5.81).

Большинство светильников под люминесцентные лампы оборудованы встроенными механизмами свечения наподобие электронных пускорегулирующих аппаратов (ПРА) или дросселями.

Маркировка люминесцентных ламп не похожа на простые обозначения ЛОН, имеющие только показатель мощности в ваттах. Для рассматриваемых ламп она следующая:

Л Б - белый свет;

ЛД - дневной свет;

ЛЕ - естественный свет;

ЛХБ - холодный свет;

ЛТБ - теплый свет. Цифры, идущие за буквенной маркировкой, обозначают: первая цифра - степень цветопередачи, вторая и третья - температуру свечения. Чем выше степень цветопередачи, тем более естественно освещение для человеческого глаза.

Рассмотрим пример, относящийся к температуре свечения: лампа с маркировкой Л Б840 означает, что эта температура равна 4000 К, цвет белый, дневной. Следующие значения расшифровывают маркировку ламп: 2700 К - сверхтеплый белый, 3000 К - теплый белый, 4000 К - естественный белый или белый, более 5000 К - холодный белый (дневной).

В последнее время появление на рынке компактных люминесцентных энергосберегающих ламп произвело настоящую революцию в светотехнике (рис, 5.82).

Рис. 5.82. Компактная люминесцентная энергосберегающая лампа с ПРА

Были устранены главные недостатки люминесцентных ламп - их громоздкие размеры и невозможность использовать обычные нарезные патроны. ПРА были вмонтированы в ламповый цоколь, а длинная трубка свернулась в компактную спираль. Теперь разнообразие видов энергосберегающих ламп очень велико. Они различаются не только по своей мощности, но и по форме разрядных трубок (рис. 5.83).

Плюсы такой лампы очевидны: нет нужды устанавливать электронный балласт для запуска, пользуясь специальными светильниками (рис. 5.84). Экономичная люминесцентная лампа пришла на смену обычной ЛОН. Однако у нее, как и у всех люминесцентных ламп, есть недостатки.

Минусов несколько:

Такие лампы плохо работают при низких температурах, а при -10 °С и ниже начинают светить тускло;

Долгое время запуска - от нескольких секунд до нескольких минут;

Слышен низкочастотный гул от электронного балласта;

Не работают вместе со светорегуляторами;

Сравнительно дорогие;

Не любят частого включения и выключения;

В состав лампы входят вредные ртутные соединения, поэтому она требует специальной утилизации;

Если использовать в выключателе индикаторы подсветки, данная осветительная аппаратура начинает мерцать.

Как бы ни старались производители, свет люминесцентных ламп пока не очень похож на естественный и режет глаза.

Кроме энергосберегающих ламп с ПРА существует множество разновидностей без встроенного электронного балласта. Они имеют совершенно другие виды цоколя (рис. 5.85).

Рис. 5.85. Компактная люминесцентная лампа без ПРА обычно используется в светильниках, оборудованных электронным балластом

Принцип свечения дуговой ртутной лампы высокого давления (ДРЛ) - дуговой разряд в парах ртути (рис. 5.86). Такие лампы обладают высокой свето отдачей - на 1 Вт приходится 50-60 лм. Запускаются при помощи ПРА. Недостатком является спектр свече ния - их свет холоден и резок. Лампы ДРЛ чаще всего использу ются для уличного освещения в светиль никах типа «кобра» (рис. 5.87).

Рис. 5.86. Лампа ДРЛ

Светодиодные лампы - этот продукт высокой технологии впервые был скон струирован в 1962 г. С той поры светодиодные лампы стали постепенно внедряться на рынок осветительной продукции (рис. 5.88).

Рис. 5.88. Светодиодный фонарь характеризуется ярким светом и крайне низкими энергозатратами

Светодиод по принципу действия это самый обычный полупроводник, у которого часть энергии в переходе р-n сбрасывается в виде фотонов, то есть видимого света. Такие лампы имеют просто потрясающие характеристики. Они десятикратно превосходят ЛОН по всем показаниям: долговечности, светоотдаче, экономичности, прочности и т. д. (рис. 5.89).

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

ПРИМЕЧАНИЕ!

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

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

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

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

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

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

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

Лампы накаливания

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

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

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

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

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

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

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

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

Галогенные лампы

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

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

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

Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие.

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

Люминесцентные лампы

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

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

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

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

Для рассматриваемых ламп она следующая:

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

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

Следующие значения расшифровывают маркировку ламп:

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

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

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

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

Минусов у люминесцентных ламп несколько:

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

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

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

Светодиодные лампы

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

Они десятикратно превосходят ЛОН по всем показаниям:

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

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