Из экономических соображений многие собственники частных владений все больше отдают предпочтение галогенным лампам, а традиционные светильники с лампочками накаливания остаются невостребованными. Безусловно, они имеют и минусы.

Принцип работы галогенных ламп

Рассмотрим подробно принцип работы галогенных ламп. Они работают практически так же, как и обыкновенные модели ламп накаливания. У традиционного варианта огромная матовая стеклянная колба. Она наполнена смесью различных газов, в основном это азот, аргон или сразу оба данных элемента. В центральной части находится вольфрамовая нить, через которую нагревается лампа до 2 500 °C. Такая высокая температура способствует созданию свечения. Все белые области, среди которых вольфрам, во время накаливания могут светиться белым цветом, однако с помощью колбы освещение получается холодным или теплым.

Чем отличаются галогенки и лампы накаливания?

Обыкновенный осветительный прибор при потреблении энергии в сутки примерно около 6 часов может работать до 500 электрочасов. Естественно, в голове возникает следующий вопрос: «Вследствие чего он потребляет так много электричества?» Это имеет место из-за того, что потребление энергии осуществляется благодаря нагреву, на что растрачивается в два раза больше электричества, чем на выделение света. С течением времени, вследствие образующегося тепла и сильного нагрева, вольфрамовые нити могут перегореть, а бывают случаи, когда лампы взрываются. С галогенной лампой такого произойти не может – именно в этом и есть отличие ее от лампы накаливания.

Чем же еще они непохожи? Кроме того, они могут отличаться содержанием газа. В галогенках используется газ, который вырабатывался с вольфрамовым испарением, таким образом и образовался галогеновый пар в виде газа. В сочетании его с вольфрамовыми парами, не оседающими на поверхности и исчезающими без каких-либо следов, срок эксплуатации нитей намного увеличивается. Кроме того, подобная необычная смесь газов обеспечивает снижение температуры нитей. Когда применяется галоген, нить также распространяет тепло в помещении, однако уже в 1,5 раза менее, чем при применении азота или аргона.

Преимущества и недостатки

С устройством галогенных ламп связаны их плюсы и минусы. Для начала определим их достоинства:

1. Позволяют сэкономить на электроэнергии.

Повышенная температура тела свечения определяет повышенную светоотдачу галогена. У таких светильников светоотдача в диапазоне от 15 до 22 лм/Вт. Для сравнения – самые качественные классические виды ламп накаливания вряд ли смогут обеспечить такую величину на уровне даже 11 лм/Вт. При равной величине освещенности применение галогенок позволяет значительно выиграть по мощности.

1. Длительный срок эксплуатации.

Из-за неполной регенерации осветительных материалов и повышенного давления газа буферного типа в емкости существенным образом снижается изнашиваемость спирали при эксплуатации таких накаливаемых ламп. Для новых экземпляров срок эксплуатации достигает 2 000–5 000 часов, что в пару раз больше по длительности эксплуатации ламп накаливания.

1. Цветопередача.

Технология, применяющая свечение подогретого до высоких температур источника, становится причиной повышенного излучения света, что не так уж далеко по своим особенностям от естественного. Из-за повышенной температуры нити спектр лампы смещается в голубой цвет сферы. Однако их цветопередача составляет примерно Ra 99–100.

1. Компактные размеры.

Сегодня производители могут себе позволить выпуск колб минимальных размеров. Это же преимущество делает возможным их применение в качестве источников света в автомобилях.

Кроме указанных выше, отметим среди их достоинств легкость изменения интенсивности освещенности помещения и совершенную безопасность применения в любых условиях, даже при высокой влажности. При постоянных осмотрах с помощью мультиметра вы гарантированно обеспечите своему прибору качественную и эффективную работу. Автоматические выключатели предотвращают появление перегрузки в электрической цепи.

А теперь рассмотрим их недостатки. Колба может нагреваться до довольно высоких температур, вследствие этого высока вероятность воспламенения окружающих предметов. Из-за этого нужно предпринимать необходимые меры безопасности. Лампы так сильно нагреваются к тому же вследствие накопления грязи на их внешней области, что может стать причиной локального перегрева колбы и преждевременного выхода из строя прибора. Поэтому такими приборами необходимо пользоваться с большой осторожностью.

Кроме того, галогенная лампочка отличается высокой ценой, это связано с использованием при ее производстве особых материалов. Но их цена намного ниже востребованных, к примеру, люминесцентных источников. Галогеновые лампы, если они испортятся, нельзя выбрасывать в мусор. Испорченная техника отправляется или в особый контейнер для дальнейшей утилизации, если таковая доступна, или передается фирме, которая специализируется на подобных услугах.

Разновидности

На сегодняшний день многие как отечественные, так и зарубежные компании производят точечные галогенные лампы для применения в разных типах сети – и стандартной, и низковольтной.

• Линейная галогенная лампа.

Эта разновидность похожа на кварцевую трубку, у которой два выхода из двух областей. Производятся обычно с длиной примерно 98 мм. Они отличаются высокой прочностью к любого типа механическим повреждениям. Во многих случаях нуждаются в установке прибора в горизонтальном состоянии. Лампы отличаются высокой мощностью. Они незаменимы для освещения внутреннего интерьера с большой площадью.

• Лампы с внешней колбой

Такие точные галогеновые лампы пришли на смену традиционным лампам накаливания. По внешнему виду колба такого прибора схожа с колбой ламп накаливания. Внешние колбы предназначены для предохранения внутренних деталей из кварца от грязи. У них меньшие габариты, если сравнивать их с лампами накаливания идентичной мощности. У этого вида ламп имеется цоколь. Производятся они в различных декоративных вариантах – в виде свечи, шестигранника и так далее.

Это небольших размеров колба с отражателями, которые отвечают за угол наклона и свойства рассеивания света. В основном применяются отражатели из алюминия, они создают световой поток в определенном направлении; и интерференционные, которые равномерным образом рассеивают лучи света в конусе некоего объема. Также можно использовать защитное стекло – оно может быть матовым, прозрачным или цветным. Лампочки направленного света производятся для применения и в стандартной электрической сети, и в сети пониженного напряжения. Главным образом они применяются в качестве потолочного светильника освещения в некоторых зонах интерьера. В состав таких осветительных приборов входит двухштыревой отражатель. Чтобы работать в сети с напряжением в 6, 12 либо 24 В, применяются варианты с разнообразными типами цоколей. Чтобы работать в стандартной осветительной сети, применяются варианты с такими же цоколями G9 и G10.

• Капсульные исполнения.

Это миниатюрная колба, у которой два вывода, предназначенных для подключения к питающим сетям. Их обычно применяют в корпусном и бескорпусном светильниках. Главное предназначение – это точечные приборы для создания декоративного освещения. В основном их устанавливают в потолок либо в интерьерные детали. Для подключения к низковольтной сети применяют цоколь G4, G5,3, GY6,35. Для работы в стандартной осветительной сети в составе имеется цоколь G9.

Широкий выбор габаритов, мощностей и конструкций галогенок дает возможность их применять в самых разнообразных сферах, а ярко выраженные преимущества позволяют широко использовать их в бытовом и промышленном предназначениях. Кроме того, осветительные приборы на основе галогенных деталей отличаются высокой экономичностью, эффективностью и безопасностью.

Галогенная лампочка – разновидность ламп накаливания, ее отличительная особенность – добавление в баллон (колбу) паров галогенов (бром или йод). Благодаря буферному газу температура спирали из вольфрамовой проволоки повышается, а срок службы лампочки продлевается. Чтобы разобраться в преимуществах галогенов, необходимо рассмотреть, как устроена и как работает галогенная лампа.

В обычной лампочке накаливания при нагревании спирали атомы вольфрама начинают испаряться и конденсироваться на участках колбы с меньшей температурой. Однако наполнение колбы парами галогенов приводит к тому, что йод или бром вступают в реакцию с вольфрамом, не давая ему оседать на колбе. Обратный процесс происходит вблизи тела накала, где соединения при нагреве распадаются, и атомы вольфрама возвращаются на спираль, повышая ее рабочую температуру.

Срок службы галогенок (или как называют их в народе – галогеновых ламп) составляет 2000-4000 тысячи часов, и может быть увеличен до 8000-12000 часов при условии плавного включения. Все галогенные лампочки делятся на две группы: сетевого напряжения (220В) и низковольтные (до 24В).

Характеристика галогенных ламп

• Световая отдача: 15-22 лм/Вт.
• Мощность: 1Вт – 20кВт.
• Температура нити: около 3000 градусов.
• Срок службы: 2000-12000 часов
• Напряжение: 6, 12, 24, 110 и 240 В.
• Типы: линейные, капсульные, с отражателем, с внешней колбой.
• Особенности эксплуатации: нельзя брать голыми руками, нужно пользоваться перчатками.

Основные виды галогенных ламп

Капсульные. Основная отличительная особенность «пальчиковых» галогенок – небольшой размер. Тело накала может располагаться поперечно или продольно, на заднюю стенку наносится отражатель, поэтому дополнительных внешних отражателей не требуется, как и защитной стеклянной колбы. Благодаря своей компактности такие лампочки могут применяться для подсветки мебели, потолков, торговых объектов, а также в декоративных светильниках.

Лампочка состоит из небольшой колбы с рефлектором, который распределяет световой поток в пространстве. Существует много видов отражателей, однако самым популярным остается алюминиевый. Также различаются по типоразмерам (MR8, MR11, MR16) и углам излучения. Подвидом таких ламп являются IRC-галогенки – со специальным покрытием, не пропускающим ИК-излучение, а отражающим его обратно на спираль. В итоге потери тепла и потребление энергии уменьшаются, а срок службы продлевается. Лампочки с отражателем выпускаются без защитного стекла, с защитным прозрачным или цветным стеклом. Используются для направленного освещения, в качестве общих и локальных источников света.

Линейные. Одни из самых старых галогенок, выпускающиеся еще с 60-х годов. Представляют собой кварцевую трубку длиной 78 или 118 мм (это стандарт, но встречаются модели других размеров), в которой тело накала удерживается в нужном положении при помощи кронштейнов. Большинство линейных галогенных ламп должны располагаться горизонтально, закрепляясь в светильнике при помощи двух цоколей, размещенных по краям лампы. Современные модели используются как для наружного, так и для внутреннего освещения, они обладают повышенными показателями ударопрочности.

По виду очень похожи на обычные грушевидные лампы накаливания, имеют стандартный цоколь Эдисона: Е14 или Е27. Они относятся к группе сетевого напряжения, то есть могут подключаться непосредственно в сеть 220 В. Внутри прозрачной, матовой, молочной или другой колбы находится небольшая линейная или миниатюрная галогенная лампочка. Колба защищает ее от попадания пыли, загрязнений, случайных прикосновений.

Виды цоколей галогенных ламп

Цоколь зависит от вида лампочки:

• капсульные могут иметь цоколи G4, G5,3, GY6,35 (для напряжения 12-24В) и G9;
• с отражателем : низковольтные имеют двухштырьковые разъемы — GY4, GZ4, GU4, GX5,3, GU5,3, GY6,35 (цифры после буквы – расстояние между штырьками), сетевого напряжения — G9 и G10;
• линейные : современные выпускаются с цоколем R7s, расположенным с двух сторон;
• с внешней колбой : стандартные цоколи Эдисона Е14 и Е27.

Достоинства и недостатки галогенных ламп

Достоинства:

• Светоотдача. Благодаря конструкции лампочки и используемым материалам светоотдача достигает 15-22 лм/Вт.
• Цветопередача. Ra галогенных ламп достигает 99-100, они хорошо подчеркивают теплые тона (однако немного меньше, чем обычные лампы накаливания).
• Компактность конструкции (размер галогенных ламп, особенно капсульных, гораздо меньше, чем большинства других источников света).
• Увеличенный срок службы по сравнению с обычными лампами накаливания.
• Стабильный свет на протяжении всего срока службы.

Недостатки:

• Высокая температура колбы требует усиленных мер по соблюдению пожарной безопасности.
• Загрязнения на колбе приводят к выходу лампы из строя, поэтому их нельзя трогать руками. Именно поэтому вместе с лампочками обычно продаются перчатки.
• Необходимо использование дополнительных фильтров ультрафиолета.
• Не подходят для сетей с частыми перепадами напряжения.

Где используются галогенные лампы?

На сегодняшний день галогенки с трудом могут соперничать с LED или энергосберегающими лампочками, однако для замены ламп накаливания они отлично подходят.

Благодаря хорошей светоотдаче и небольшому размеру они используются в автомобильных, мотоциклетных и велосипедных фарах.

Мощные лампы нашли свое применение в прожекторах, оборудовании для кино-, фото- и видеосъемки, в офсетной печати. Кроме того, лампочки с малой мощностью могут применяться в качестве инфракрасных нагревательных элементов.

Галогенная или светодиодная лампа: что лучше?

Однозначного ответа на этот вопрос нет, так как это зависит от сферы применения, а также особых требований к световым характеристикам. Несмотря на то, что LED более экономичен, практичен и долговечен, большинство светодиодных лампочек имеет низкие показатели качества передачи цвета (именно поэтому свет некоторых ламп будет казаться неприятным вне зависимости от цветовой температуры).

Как устроена галогенная лампа? Обычную лампу накаливания изменили до неузнаваемости, произошла, своего рода, “метаморфоза” : из некрасивой лампочки накаливания появилась красивая, революционная галогенная лампа. Мастера произвели настоящий фурор в светотехнике, оснастив внутри колбу парами и газами брома, хлора, фтора и йода, затем, уменьшив степень испарения вольфрама, лампа стала служить дольше обычной от 2000 до 5000 часов.

В лампе используется специальное кварцевое стекло, которое не пропускает ультрафиолетовое излучение, препятствуя выгоранию. т.е. излучение света не будет портить предметы и вещи интерьера, как это бывает при использовании обычной лампы накаливания. Галогенным лампам не требуется специальный отражатель, так как в самой колбе на задней стенке распыле отражатель света. Излучение вольфрамовой нити направляется в нужное место с помощью потока света, а не рассеивается по сторонам.

Галогенные лампы со временем не утрачивают яркость, они светят стабильно, ярко, ровно и насыщенно. При лучах композиции галогенных ламп, цвет стен интерьера передают более натуральные оттенки, создают теплую и нейтральную цветовую гамму.

Разновидности галогенных ламп

• Галогенные лампы, работающие от высокого напряжения сети 220В, не требуется трансформатор.
• Галогенные лампы — работающие от понижающего трансформатора на 12В, 24В. Устанавливаются там, где требуется повышенная безопасность, например, ванная комната. Учитывайте мощность трансформатора при покупке, в зависимости от того, сколько ламп планируется установить и какая у них будет мощность.Предусмотрите лючки в подвесных потолках — трансформаторы порой выходят из строя.

Разновидности цоколей для галогенных ламп.

Область применения галогенных ламп

Поворотные светильники позволяют направить поток в нужное место, так можно сделать акцент на какой-то части интерьера. Встраиваются в мебель и в подвесные потолки для общего или декоративного освещения.

На галогенные лампы, работающие от высокого напряжения 220В, возможно установить диммер (светорегулятор). Для низковольтных ламп на 12В, 24В обычный диммер не устанавливают. При установке он начинает некорректно работать и в результате значительно снижает срок службы ламп. Для низковольтных ламп устанавливают специальный диммер.

Почему нужно устанавливать галогенные лампы?

По двум причинам: первая – для экономии электроэнергии. Низковольтные галогенные лампы светят ничуть не хуже обычных, но потребляют электроэнергию на порядок меньше.

Вторая причина – безопасность. Если устанавливается в сыром помещении, схему освещения можно предусмотреть не на 220В а на 12В или 24В.

Трансформатор для галогенных ламп

Трансформатор не рекомендуется располагать далеко от светильников, расстояние не должно превышать 2 м от нагрузки. Устанавливают чаще всего в одно из отверстий гипсокартона или реечного потолка. В натяжном потолке расположить невозможно, необходимо предусмотреть более подходящее место, но так чтобы трансформатор оставался доступным для замены, в случае выхода из строя. При использовании галогенных ламп в натяжных потолках используются специально подготовленные стойки, к стойкам крепится кольцо изготовленное из термостойкого материала. Единственное что недопустимо — установка ламп большой мощности.

Электропроводка для галогенных ламп

Из-за большой температуры галогенных ламп необходимо предусмотреть соответствующую электропроводку. Провода должны быть жаростойкими и выдерживать температуру 170 0 ? Подойдут провода с силиконовой оболочкой. Возможно применение обычных проводов, предварительно надев термоусадочную трубку и обжав ее с помощью высокой температуры. Электропроводку используют не менее 1,5 квадрата сечения. Для ответвления проводов от одной осветительной точки к другой используются пружинные клеммы.

Где нельзя устанавливать галогенные лампы?

Монтаж точечных светильников запрещено устанавливать в тех местах, где материал потолка легковозгораемый. Нельзя допускать слишком близкого расстояния осветительного прибора и освещаемый предмет, чтобы избежать риска возникновения пожара.

Схема освещения галогенной лампы

Сначала нужно нарисовать схему для комнат, прихожей, кухни и ванной, т.е. в тех местах, где вы планируете установку ламп. Если планируете использовать низковольтные галогенные лампы, предусмотрите трансформаторы соответствующей мощности, исходя из того, сколько будет ламп и какой мощности они будут. На семь ламп по 50 Ватт понадобится трансформатор на 250Вт.

Преимущества галогенных ламп

Галогенные лампы более экономически выгодные, чем обыкновенные лампы накаливания и при этом более экологически безопасны по сравнению с энергосберегающими лампами. Из-за небольших размеров актуально использование галогенных ламп в различных светильниках для создания акцентирующего освещения.

Галогенные лампы накаливания обладают высокой цветопередачей. В отличие от обычных ламп накаливания – галогенные лампы восстанавливают свою нить накала.

В обычной лампе накаливания нить накала раскаляется до очень высокой температуры. При такой температуре вольфрам, из которого состоит спираль, испаряется и осаждается на стенках колбы лампы. Со временем спираль становиться тоньше и перегорает. К тому же колба лампы со временем темнеет. Чтобы это решить колбу лампы делают большой, так металл осаждается на большую поверхность и лампа темнеет меньше.

В галогенных лампах внутрь колбы добавляют галогены – Йод, Бром. Галогены вступают в химическую реакцию с парами вольфрама и связывают его. Далее соприкасаясь с раскаленной спиралью, соединения галогена и вольфрама разрушаются, и вольфрам высвобождается, возвращаясь на спираль. Тем самым спираль восстанавливается.

Для того чтобы сами соединения галогенов с вольфрамом не осаждались на стенках колбы температура колбы должна быть выше 250С. На большой колбе поднять температуру выше 250 градусов сложно. Так как с галогенами лампа не будет темнеть эту колбу можно сделать очень компактной.
Компактная колба лампы легко нагревается выше 250 градусов.

В такой колбе легко увеличить давление, что также уменьшает испарение металла со спирали.
Обычное стекло для такой колбы не годиться, необходимо жаропрочное – кварцевое.

Кварцевое стекло пропускает ультрафиолетовое излучение по этому в спектре галогенных ламп присутствует небольшая доля ультрафиолета. Его конечно в десятки раз меньше чем от солнца. Ультрафиолетовое излучение с одной стороны вредно для глаз, а с другой стороны способствует выработки витамина D. Стекло дополнительной колбы лампы или плафона защищает от ультрафиолета.

То, что галогенная лампа восстанавливает свою спираль, позволяет увеличить температуру спирали. Это увеличивает КПД галогенной лампы, делая ее немного экономичнее обычной лампы накаливания.
И подводит нас к самому главному преимуществу – Высокой цветопередачи. Галогенные лампы имеют непрерывный спектр излучения, включающий все цвета радуги.
Обычные лампы накаливания уступают в этом галогенным лампам. Они излучают более теплые цвета: красный, желтый, зеленый и меньше холодные цвета: синий и особенно фиолетовый.
Из всех искусственных источников света галогенные лампы дают самое естественное освещение.
Свет галогенных ламп не утомляет зрение. Поэтому обязательно применяйте эти лампы. И совмещайте с другими лампами.
Галогенными лампами следует освещать рабочие места, например, над столами: письменными, кухонными, рабочими. А люминесцентные и светодиодные лампы можно применять как фоновый свет и совместно с галогенными лампами. Так галогенные лампы будут восполнять недостающие цвета, других ламп.

Есть у галогенных ламп один небольшой недостаток. Во время включения через спираль идет большой ток, этот ток больше чем у ламп накаливания. Под действием большого тока спираль лампы может разрушиться.
Вы замечали, что большинство ламп перегорают именно в момент включения. Бросок тока в момент включения галогенной лампы больше чем у обычной лампы накаливания, поэтому срок службы галогенных ламп меньше.

Для защиты галогенных ламп от бросков тока во время включения, применяют специальные блоки или узлы защиты (БЗ или УЗЛ). Эти устройства позволяют нити накала ламп плавно разогреваться. К ним можно подключать и обычные не электронные трансформаторы, через которые питать лампы на напряжение 12, 24, 36 Вольт.

Некоторые электронные трансформаторы также обеспечивают плавное включение ламп, именно такие трансформаторы и следует применять для питания обычных и галогенных ламп накаливания.

Есть еще одно устройство способное защитить галогенные лампы накаливания это диммер. Диммеры применяют для изменения яркости ламп. Применять диммеры лучше для плавного включения ламп, а не для регулирования яркости. Иначе при неполной яркости галогенной лампы температура колбы не нагреется до 250 градусов, и на ней будут осаждаться соединения галогенов и вольфрама, а спираль не будет восстанавливаться. Чтобы этого избежать периодически включайте лампу на полную мощность.
У ламп работающих не на полную мощность снижается КПД и спектр смещается в зону инфракрасного излучения. Лампа будет греть, а не светить.

Применение выше описанных устройств позволяет в 5-20 раз продлить срок службы обычных и галогенных ламп накаливания.

Галогенные лампы нельзя брать руками, чтобы не оставить следов. Под действием высокой температуры органические соединения на колбе сгорают. Это приводит к потемнению колбы и ее перегреву, от чего она может лопнуть. Если к лампе прикасались руками, то ее следует протереть «безворсовым материалом» пропитанным спиртом.

Есть еще одна разновидность галогенных ламп это IRC-галогенные лампы. Эти лампы изнутри покрываются напылением, которое пропускает видимое излучение, а инфракрасное отражает к спирали. Это повышает экономичность и долговечность ламп.