их особенности и отличие от обычных ламп

Общие сведения.

Галогенные лампы представляют собой разновидность обыкновенных ламп накаливания, с одним существенным различием – если в обычных лампах основополагающим является высокая степень вакуума, то в галогенные вводится некоторое количество газа – паров брома или йода. В чем суть такого изменения? Принцип действия лампы накаливания заключается в нагреве вольфрамовой спирали электрическим током. В течении срока службы часть металла с поверхности спирали испаряется, что приводит к уменьшению толщины нити на некоторых участках и, как следствие, к увеличению сопротивления этих участков. Повышенное сопротивление приводит к увеличению температуры и, опять-таки, к повышению испарения. Данный процесс носит лавинообразный характер, что, в конечном итоге, приводит к перегоранию спирали. Кроме того, испарившийся металл оседает на внутренней поверхности колбы, вызывая ее потемнение и снижение светопропускной способности. Введение паров галогенов позволяет организовать, так называемый, галогенный цикл. В его основе лежит химическая реакция взаимодействия паров галогенов с испарившимся металлом. Данное соединение не устойчиво и при воздействии высокой температуры спирали разлагается на металл и галоген. Особенность такой реакции в том, что разложение происходит возле наиболее нагретых участков спирали, то есть там, где наименьшая толщина. Использование галогенного цикла позволяет значительно увеличить срок службы, повысить температуру спирали, что приводит к увеличению качества светового потока. Галогенные лампы имеют меньшие размеры по сравнению с лампами накаливания.

Особенности эксплуатации.

Поверхность колбы галогенной лампы имеет высокую температуру и выполняется из специального кварцевого стекла. В процессе эксплуатации не допускается касание поверхности стекла руками. Малейшие следы жира при высокой температуре сгорают, оставляя на поверхности почернение, что приводит к местному перегреву загрязненных участков и выходу галогенной лампы из строя. Для предотвращения этого, стеклянную колбу после установки требуется промыть спиртом, используя ткань, не оставляющую на поверхности частички ворса.
Высокая температура также ужесточает требования по пожарной безопасности.
Включение галогенных ламп совместно с диммером для регулировки яркости приводит к понижению их температуры. Это производит к нарушению работы галогенного цикла и осаждению металла на внутренней поверхности. Чтобы этого избежать, необходимо периодически включать лампу на полный накал в течении нескольких десятков минут.

Высокая светоотдача и небольшие габариты галогенных ламп позволяют их с успехом применять в автомобильных фарах.

Галогенные лампы на низкое напряжение.

Лампы выпускаются на различное напряжение питания. Использование низковольтных ламп (обычно 12 В) в качестве освещения, требует использования понижающих трансформаторов. Трансформатор для галогенных ламп может быть выполнен как традиционно, на металлическом сердечнике (электромагнитный трансформатор), так и с помощью радиоэлектронных элементов (электронный трансформатор). При выполнении требований по максимальной мощности электромагнитные трансформаторы имеют очень высокую надежность, но, вместе с тем, высокую массу, которая растет с увеличением мощности. От этого недостатка свободны электронные трансформаторы. Однако в случае некачественного выполнения они могут служить сильными источниками радиопомех. В любом случае трансформатор для галогенных ламп должен иметь некоторый запас по мощности.

Металлогалогенные лампы.

Совершенно иной принцип работы у металлогалогенных ламп. В этих лампах источником света является электрический разряд в среде газа. Металлогалогенные лампы (МГЛ) являются дальнейшим этапом развития газоразрядных ламп высокого давления. Они известны под названием ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная). Основой работы этих ламп является электрический разряд в парах ртути и инертного газа. Поскольку такой разряд дает в основном ультрафиолетовое излучение, внутренняя поверхность колбы покрыта слое люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Используя различный состав покрытия, можно получать различные оттенки свечения.

Введение добавок в виде соединений различных металлов с галогенами, позволяет менять цветовые характеристики МГЛ не используя люминофоры. Также введение соединений галогенов позволяет практически полностью избавиться от такого недостатка ДРЛ, как затрудненное зажигание только что выключенной лампы, поскольку высокое давление нагретых паров ртути не дает возможности для возникновения разряда.

Как происходит розжиг МГЛ можно посмотреть на этом видео.

Конструкция МГЛ.

Основным отличием большинства типов металлогалогенных ламп от других типов является наличие двух стеклянных колб. Внешняя колба позволяет уменьшить зависимость от температуры окружающей среды, что важно для стабильности световых параметров МГЛ.

Особенности эксплуатации.

Поскольку холодные МГЛ содержат ртуть, то к ним предъявляются специфические требования по расположению в пространстве. Выпускаются МГЛ, предназначенные как для установки в вертикальном, так и горизонтальном положениях.
При несоблюдении указанных требованиях не гарантируется нормальная работоспособность МГЛ. Лампы, выполненные с двумя цоколями, широко применяются в прожекторах и допускают только горизонтальную установку. Некоторые разновидности МГЛ можно устанавливать в различных положениях.

Подключение МГЛ.

Особенности работы металлогалогенных ламп требуют применения специфической аппаратуры. Возникновение электрического разряда требует повышенного напряжения и, в тоже время, физика разряда в газовой среде имеют большую зависимость величины протекающего тока от питающего напряжения, что вынуждает использовать токоограничительные элементы. Аппаратура запуска и ограничения тока называется пуско-регулирующей аппаратурой – ПРА. Существуют как трансформаторные ПРА, основанные на электромагнитных трансформаторах с повышенным магнитным рассеиванием, так и электронные. Последние имеют значительно меньшие габариты и массу. Электронные блоки управления лампами должны строго соответствовать типу применяемых ламп.

Информация по МГЛ хорошо освещена на видео:

Области применения.

Повышенная светоотдача, эффективность и малые габариты позволяют применять металлогалогенные лампы в различной осветительной аппаратуре. В основной массе осветительных прожекторов применяются именно МГЛ.
Широко распространенные в настоящее время автомобильные ксеноновые фары также относятся к МГЛ. Наличие ксенона служит, в основном, для первоначального возникновения разряда. Далее, в процессе работы, разряд происходит в парах ртути и галогенов.

МГЛ довольно часто неправильно называются металлогалогеновыми. Такое название не соответствует языковым нормам. Также неправильным является название «металлогалоидные». Такое название иногда употребляется в результате прочтения англоязычного названия «metal halide lamp».

electry.ru

Принцип действия и устройство галогенных ламп

Тело накала галогенных ламп накаливания изготавливают из специальных марок вольфрамовой проволоки, преимущественно в виде спирали, которой в лампе с помощью электродов и держателей придается необходимая форма.

Принцип действия галогенных ламп накаливания заключается в образовании на стенке колбы летучих соединений — галогенидов вольфрама, которыеиспаряются со стенки, разлагаются на теле накала и возвращают ему, таким образом, испарившиеся атомы вольфрама. Галогенная добавка в лампах накаливания с вольфрамовым телом накала вызывает замкнутый химический цикл. Йодно-вольфрамовый цикл препятствует осаждению вольфрама на колбе, но не обеспечивает возвращение его частиц в дефектные участки тела накала. Поэтому механизм перегорания тела накала в йодных лампах остается таким же, как и в обычных лампах накаливания.

Применение йода в галогенных лампах накаливания выявило некоторые его недостатки: агрессивность по отношению к металлическим деталям, трудность дозировки, некоторое поглощение излучения в желто-зеленой области. Другие галогены (бром, хлор, фтор), будучи более агрессивными, в чистом виде не могут его заменить. В настоящее время в большинстве галогенных ламп накаливания применяют химические соединения галогенов СН,Вг (бромистый метил) и СН2Вг2 (бромистый метилен).

Чистый бром выделяется в зонах с температурой выше 1500 °С. Для галогенных ламп накаливания с, большим сроком службы применяют СН3Вг, полагая, что таким путем вводится некоторый избыток водорода, компенсирующий его утечку через горячую кварцевую колбу. По сегодняшний день продолжается работа по подбору новых летучих соединений галогенов.

Исследования показывают, что механизм возвратного цикла значительно сложнее, чем представлялось на ранней стадии создания

галогенных ламп накаливания. Установлено, что йодно-вольфрамовый цикл не происходит в лампе, абсолютно свободной от кислорода, однако, введение в галогенные лампы накаливания кислорода способствует появлению вредного для ламп водяного цикла, как и в обычных лампах накаливания. Длинные линейные галогенные лампы накаливания имеют недостатки: их невозможно долго эксплуатировать в наклонном или вертикальном положении, так как при этом галогенные добавки и инертный газ отделяются друг от друга и регенеративный цикл прекращается. Из-за высокой стоимости кварца и недостаточной технологичности галогенных ламп накаливания, они пока еще дороги.

Галогенные лампы накаливания по сравнению с обычными лампами имеют более стабильный по времени световой поток и, следовательно, повышенный полезный срок службы, а также значительно меньшие размеры, более высокие термостойкость и механическую прочность, благодаря применению кварцевой колбы. Малые размеры и прочная оболочка позволяют наполнить лампу до высоких давлений ксеноном и получать на этой основе более высокую яркость и повышенную световую отдачу (либо повышенный фактический срок службы).

Галогенные лампы сетевого напряжения.

Галогенный свет — от широкого рассеянного, мягкого, не дающего тени, до резко ограниченного узкого пучка — дает возможность изыскивать бесчисленное количество вариантов освещения.

Галогенные лампы, в отличие от традиционных ламп накаливания, дают свет с более высокой цветовой температурой (около 3000 К) при одинаковой способности к цветопередаче. Эти лампы более долговечны, дают больше света при одинаковой мощности и сохраняют постоянную величину светового потока в течение всего срока эксплуатации.

Яркость галогенных ламп можно регулировать, что позволяет адаптировать интенсивность света к индивидуальным требованиям потребителя. Галогенные лампы, рассчитанные на высокие напряжения, можно эксплуатировать без трансформатора при напряжении в сети 220...240 В. Галогенные лампы накаливания общего назначения предоставляют возможность по-новому передать всю цветовую гамму и блеск окружающего интерьера. Их свет не теряет свою яркость на протяжении всего срока службы ламп.

По показателям экономичности они превосходят стандартные лампы накаливания в два раза:

галогенная лампа горит ярче и служит в два раза дольше аналогичной по мощности обычной лампы накаливания. Галогенные лампы сетевого напряжения — это превосходная альтернатива классическим лампам накаливания.

Галогенные лампы направленного света — это более мощная и экономичная альтернатива обычным зеркальным лампам. Алюминиевый отражатель направляет вперед вместе с видимым светом и тепло. Это позволяет эффективно решать температурную проблему, возникающую при установке ламп в потолочные светильники и в светильники с закрытыми головными частями. Для чувствительных к теплу объектов — модели с интерференционным отражателем, в которых 2/3 теплового излучения отводятся назад.

Низковольтные галогенные лампы

Галогенный свет, благодаря своим исключительным качествам, делает цвета окружающей среды более живыми и интенсивными. Исключительные преимущества галогенных ламп низкого напряжения — компактная конструкция, высокая электробезопасность и возможность регулирования светового потока — позволяют осуществлять индивидуальный подход к решению осветительных задач, с учетом личных потребностей клиента. При эксплуатации ламп, рассчитанных на низкие напряжения (6, 12 или 24 В), необходимо использовать трансформатор.

Капсульные галогенные лампы — самые компактные из галогенных ламп, изготавливаются по технике низкого давления и могут эксплуатироваться в открытых светильниках без защитного стекла. Капсульные лампы выпускаются с поперечной или продольной нитью накала. Спираль, расположенная по оси, обеспечивает оптимальное распределение светового потока. Наряду с капсульными галогенными лампами HALO STAR STANDARD, имеющими стандартные характеристики, предлагаются лампы HALOSTAR STARLITE с увеличенным до 3000 часов сроком службы и лампы 24-вольтовой серии HALOSTAR UV-STOP 24V со стеклом, поглощающим ультрафиолетовое излучение, а также энергосберегающее решение — лампы HALOSTAR IRC с увеличенной на 30% световой отдачей.

Галогенные лампы с отражателем (направленного света) значительно расширяют сферу применения галогенных источников света. Благодаря тому, что поверхность интерференционного отражателя покрыта специальным слоем, пропускающим инфракрасное излучение, около 66% тепловой энергии отводится через отражатель назад. Чувствительные к теплу объекты, таким образом, не разрушаются и не портятся. Более белый (цветовая температура света 3200 К) искрящийся свет этих ламп позволяет наиболее удачно подчеркнуть блеск и цветовые нюансы товаров в витринах. Низковольтные галогенные лампы с алюминиевым отражателем, благодаря которому тепло отводится вперед, идеальны для врезных потолочных светильников.

malahit-irk.ru

Галогенная лампа: история и конструкция

Галогенная лампа – электрическое осветительное устройство, принцип действия прибора в сравнении с простой лампой накаливания дополняется введением в колбу галогенидов для увеличения срока службы и сохранения изделия в первозданном виде на продолжительный срок.

История создания галогенных ламп

История тесно связана с лампами накаливания, отсылаем читателей к соответствующему обзору для подробного ознакомления с историей изобретения. Здесь оговорим лишь, что первым обнаружил свечение проводников на образце платиновой проволоки сэр Хампфри Дэви. В подвале Королевского института стоял источник питания из двух тысяч ячеек, сумевший нагреть отрез до температуры выше 550 градусов Цельсия, при которой тела в земных условиях начинают светиться. Эффект не продлился долго, но положил начало длительной эпопее поиска применения его в качестве полезной меры для нужд человечества.

Хампфри Дэви

В российской практике историю создания ламп накаливания начинают с 1872 года, когда наш земляк Лодыгин создал собственный образец. Достижения прочих мужей науки предусмотрительно забыли. Авторы склонны вести отсчёт от 1882 года, когда Эдвин Скрибнер впервые догадался ввести слабую атмосферу хлора в угольную лампу вместо вакуума. Этим в значительной мере блокировалось почернение колбы. В тексте патента изобретению даётся неправильное толкование: якобы хлор образует прозрачную плёнку, устраняющую известный дефект.

В действительности соединения галогенов хорошо диссоциируют, испарившиеся с поверхности спирали молекулы постепенно возвращаются на прежнее место, устраняя чёрный налёт на колбе. Патент US254780 A сегодня считается первой пташкой, предвестившей приход галогенных ламп. Идея долго не находила практического применения. А в атмосфере колбы используют инертные газы, к примеру, азот в экземпляре Лодыгина. Заслуга учёного — догадался заменить вакуум, делавший конструкцию хрупкой, а технологию изготовления сложной.

Забытое историками имя – Джордж Мейкл. Текст патента US1267888 A предлагает в среду инертного газа лампового диода добавить йод. Происходит ряд положительных эффектов: снижаются паразитные потери напряжения в дуге до 11-12 В (обычно от 16 до 20 В), работа становится постоянной. Налицо первое использование прочих галогенов, помимо хлора, в атмосфере лампы накала. Хотя речь идёт о выпрямительном устройстве. К прочему, вакуумная лампа накала не работала свыше 1000 часов, устройство сложно изготавливалось. Лодыгин в практических целях применил азот, использовались благородные газы (аргон и пр.).

Лодыгин

Ключевым считают 1923 год открытия регенеративного цикла в атмосфере галогенидов щелочных металлов. Показано, что испарившиеся с нити молекулы вольфрама возвращаются постепенно назад. В тексте патента говорится о некой прозрачной плёнке, образуемой галогеном. Видно, что авторы опирались на идеи Эдвина Скрибнера. Это стало отправным шагом для дальнейшего развития технологии галогенных ламп. Йоханнес Антониус Мариа ван Лимпт занимался экспериментами с выращиванием кристаллов. Это тем похвальнее, что полупроводниковая техника зародилась позднее, но, изучая диффузию и осаждение примесей из газов, учёный открыл полезные качества галогенов: йода, брома, хлора. При помощи указанных соединений удавалось восстанавливать вольфрамовые (или угольные) спирали, напылять металл тонким слоем на поверхности деталей.

В патенте СССР под номером 7415 от 13 января 1929 года говорится о методиках создания долговечных вольфрамовых нитей. С этой целью добавляли к исходному порошку металла от 0,1 до 3% оксида гафния. Учёные шли к увеличению срока службы ламп накаливания разными путями. Аналогичным образом Нойнхоффер и Шульц получают в 1949 году патент на лампу накаливания, заполненную галогенидами вольфрама или рения. Это способствует регенерации нити. О патенте мало известно, результат действия галогенидов оказался непродолжительным.

В ходе теоретических измышлений предположено, что соединения неизвестным образом взаимодействуют с вольфрамом и другими металлами, содержащимися внутри колбы. И когда космической промышленности США потребовался мощный источник излучения, имитирующий Солнце, учёным пришлось вспомнить о регенеративном вольфрамовом цикле и прежних наработках. Карбоновые лампы сегодня славятся нагреванием не воздуха, а предметов. Причина понятна — энергия переносится преимущественно излучением. Для создания больших плотностей мощности вольфрамовая спираль извивается тонкой нитью. Известны конструкции с двойной нитью.

Лампа с галогенидами

Кварцевые лампы: первые шаги

3 марта 1958 года инженеры Дженерал Электрик, Фридрих Элмер и Вайли Эмметт, подали патент на нагревательную лампу, где спираль защищалась средой галогенида. В тексте говорилось, что при длительной работе колба типичных моделей постепенно покрывается темным налётом. Чтобы минимизировать эффект, размер шарообразной части стремились повысить. Налёт распределяется на большей площади и менее заметен. Предпринимались иные попытки решить задачу:

  1. Использования тяжёлых паров криптона, ксенона, ртути. В последнем случае применялось дополнительно давление выше атмосферного.
  2. Применение нейтральных газов: аргона и азота.

Меры не исправляли ситуацию полностью. Учёные предлагают использовать для регенерации нити (и очистки колбы) пары йода. В результате изделие для космической промышленности, черневшее за 10 мин, уже служило 2000 часов. Идея не нова, в тексте патента говорится, что предложенные ранее решения не имели коммерческого успеха. Такая своеобразная логика.

Чувствуя собственное шаткое положение, исследователи продолжают обоснование, говоря, что лампа диаметром от 0,08 до 0,5 дюйма способна использоваться для обогрева и освещения. На тот момент не существовало понятия рефлектор в бытовых приборах, тщательно оговаривается предполагаемое расстояние до стены во избежание возгорания. Согласно данным экспериментов йод продолжает выполнять регенеративную функцию в пределах температур до 250 градусов Цельсия, работа нарушается при 1200. Колбу лучше сделать из кварца. Предлагается материал Vycor, содержащий до 96% кремнезёма (диоксид кремния).

Кварцевая лампа

Концентрация йода — не менее 0,01 мкмоль на кубический сантиметр. Верхнюю границу определяет прозрачность атмосферы колбы. Опытным путём получено максимально возможное парциальное давление паров йода в 5 мм.рт.ст (соответствует 1 мкмоль/куб.см). При вертикальной эксплуатации длинной колбы возможно расслоение среды, но, как правило, концентрации веществ хватает. Некоторую ценность представили замечания по недопустимости использования прочих газов:

  • Хлор разрушает суппорты нити и вызывает рост шипов на вольфраме в крайних областях.
  • Бром менее разрушителен, нежели хлор, фтор не подходит вовсе.
  • Использование паров ртути или азота способствует почернению колбы.

Для равномерного оседания вольфрама на нить рекомендуется поддерживать парциальное давление инертного газа в районе 600 мм.рт.ст. В результате учёные получили прибор с мощностью излучения 100 Вт/дюйм длины при плотности мощности 24 Вт на квадратный сантиметр колбы. Параметры допустимо варьировать в широких пределах. При температуре нити 2500 градусов Цельсия, эффективность прибора на 30% выше, нежели у стандартных ламп на 500 Вт при аналогичном сроке службы в 1000 часов.

При производстве нитей накала используется процесс отжига на стальной оправке. В ходе обработки тщательно требуется контролировать уровень железа, диффундирующего на спираль, путём поддержания соответствующей температуры в печи. При дальнейшей эксплуатации атомы примеси сравнительно легко испаряются и связывают галоген. Вдобавок образуется неразрушимый налёт на стенках колбы.

Попутно отмечается желательность минимизации количества суппортов. В местах крепления температура чуть ниже, вольфрам оседает хуже. У современных кварцевых ламп иной раз обходится без суппортов. Владелец аэрогриля убедится, если потрудится поднять крышку и заглянуть под неё.

Между тем изделия показывали ряд недостатков: высокая температура, отсутствие рефлектора. Металл суппортов должен быть устойчив к действию йода, значит, медь в корне не подходит для требуемых целей – нужны вольфрам, молибден или платина. Аналогичное относится к прилегающим проводам. Они греются до высокой температуры. У современных ламп стекло на концах пережимается полностью, со средой контактирует лишь вольфрам. В патенте изобретателям удалось собрать свойства нагревательного и осветительного прибора. Советская разведка не дремала, и в наступившем 1960-м году галогенные лампы КИ 220-1000 появились в СССР.

Конструкция галогенных ламп

В нагревательных приборах вольфрамовая спираль часто касается стекла — местами. Изогнута не кругом, а треугольником, причём каждый виток собственного размера, и лишь отдельные касаются колбы, причём в сравнительно небольшом количестве точек. Это помогает избежать излишнего нагрева стекла. В аэрогриле колба постоянно обдувается вентилятором, что не даёт ей разогреться выше 600-700 градусов. Спираль работает при более жёстких режимах. С кубической кристаллической решёткой вольфрам тугоплавкий. Температура ликвидуса находится в точке 3653 К. Рабочий режим не превышает 90% от указанного значения.

Устройство галогенной лампы

Столь высокие температуры удалось достичь благодаря использованию галогенов. В вакууме испарение с поверхности спирали стало бы слишком сильным. Кварцевое стекло выбирается для изготовления колбы за физические свойства. У материала широкое окно для пропускания излучения, следовательно, поверхность греется сравнительно слабо. Кварц обладает низким коэффициентом температурного расширения и отлично держит термоудар.

Несмотря на то, что окись кремния считается самым распространённым на планете минералом (кремний по весу составляет 26% от земной коры), в чистом виде почти не встречается, а входит в состав агата, раухтопаза, цитрина, аметиста, яшмы, горного хрусталя, речного песка и ряда прочих природных образований: гранит, грейс, сланец, различных силикатах. И недаром в патенте упоминался кремнезём. Сложность заключается в выделении из породы требуемого компонента. Известно несколько устойчивых модификаций кварца:

  1. Обыкновенный у профессионалов носит имя греческой буквы бета и представляет крупные прозрачные кристаллы. Считается, что в нормальных условиях устойчив ниже температуры 573 градуса Цельсия.
  2. Преодолев указанный температурный порог кварц переходит в модификацию альфа. И остаётся здесь до 870 градусов Цельсия.
  3. При дальнейшем повышении температуры образуется тридимит (тройные кристаллы). И так до 1470 градусов Цельсия.
  4. Следующей устойчивой модификацией до температуры 1710 градусов Цельсия считается кристобалит.
  5. Выше по шкале оксид кремния присутствует в виде расплава.

Возможен технологический процесс охлаждения кварца без образования кристаллов. Аморфная форма используется для создания стекла. Конфигурация кристаллов зависит от:

  • Скорости кристаллизации.
  • Вязкости жидкой фазы.
  • Наличия примесей.
  • Пространственного расположения объекта.

vashtehnik.ru

плюсы и минусы для дома, технические характеристики

Галогеновые лампы для дома являются отличной альтернативой светодиодным или люминесцентным светильникам – «галогенки» сохраняют принцип экономного расходования электроэнергии, и при этом излучают более сбалансированный световой поток, не требуют соблюдения правил утилизации. У ламп этого типа есть многие плюсы, делающие их эксплуатацию дома выгодной, однако и минусы тоже присутствуют.

Содержание:

О принципе действия

По сути галогеновая лампочка представляет собой прекрасно знакомую каждому лампу накаливания с вольфрамовой нитью. Правда, в конструкции более современных светильников используется проволока из вольфрама особой марки. Принципиальным же отличием является тот факт, что колба такой лампы при производстве заполняется смесью кислорода с инертным газом и галогеносодержащими примесями, которыми чаще всего выступают летучие соединения йода и брома. Чаще используется именно йод, это обосновано некоторыми технологическими моментами, доступностью сырья и простотой его обработки.

Работа галогеновых ламп основывается на вольфрамово-галогенном цикле – процессе, который и отличает их от обычных накаливаемых светильников. Дело в том, что вольфрам испаряется с нити после нагревания, а галогены образуют с его молекулами соединения, переносящиеся обратно на спираль. Там под действием высокой температуры соединение распадается, а атомы металла осаждаются на тело свечения.

Такой принцип имеет следующие плюсы:

  1. Во-первых, стенки колбы не темнеют в процессе эксплуатации лампы, потому что вольфрам возвращается на элемент накаливания.
  2. Во-вторых, происходит относительная регенерация спирали, благодаря которой увеличивается срок службы прибора.

Несмотря на это, у вольфрамово-галогенного принципа есть специфические недостатки. Прежде всего, это невозможность участия йода в образовании соединений без кислорода. По этой причине в колбы добавляют йодистый метилен или метил, которые запускают в лампе водяной цикл, ускоряющий разрушение нити. Кроме того, йод не обеспечивает полное восстановление тела свечения, потому что атомы вольфрама оседают на нем хаотично, а не в местах наибольшего испарения. В такой ситуации неизбежно перегорание нити на самых нагретых участках. Сюда же можно отнести такие минусы, как агрессивность йода к металлам и поглощение части излучения в желто-зеленой части спектра. Бром также имеет особенности поведения в такой среде и пока не является более достойной альтернативой.

Конструкционные особенности:

  1. Уменьшение размеров колбы позволило увеличить внутреннее давление и открыло возможность применения тяжелых инертных газов. Благодаря этому выросли долговечность и мощность ламп.
  2. В галогеновых лампах используется специальное кварцевое стекло, задерживающее инфракрасное излучение, выделяемое нитью, прогретой до 3000 К. Этот материал также увеличивает КПД лампы, так как снижает выделение тепловой энергии в атмосферу.
  3. Галогеновая настольная лампа

Разновидности

На сегодняшний день галогеновые лампы для бытового использования выпускаются российскими и иностранными производителями как для обычных сетей с напряжением 220-240 В, так и для низковольтных цепей (12-24 В). По конструктивным, техническим и эксплуатационным особенностям, различают следующие их виды:

  1. Линейные лампы со спиралью накаливания и цоколями типа R7s. Отличаются характерным внешним видом, поскольку представляют собой кварцевую трубку с контактами на торцах длиной 78 или 118 мм. Данный тип галогеновых ламп отличает отменная устойчивость к механическим повреждениям. Недостатком может быть то, что они нередко требуют горизонтальной установки. Применяются как источники заливного свети при организации наружного или внутреннего (на большой площади) освещения.
  2. Лампы с внешней колбой. По назначению и конструкции они выполняют функцию экономичной и более производительной замены лампам накаливания. Название этой категории объясняется тем, что в конструкции используются две колбы. Основная кварцевая удовлетворяет особенностям рабочего принципа, а внешняя из стекла предотвращает её загрязнение. Для удобства производятся лампы с прозрачной, матовой или молочной оболочкой. Цоколи стандартные – E27 или E14.
  3. Лампы направленного света. Их конструкция представляет собой колбу, соединенную с направляющим отражателем, сделанным, как правило, из алюминия. Встречаются также отражатели, рассеивающие свет в определённом конусе. Лампа может быть дополнена цветным, прозрачным или матированным стеклом. Ввиду специфики использования, выпускаются эти светильники для низковольтных сетей с напряжением от 12 до 24 В. Цоколи типов GY*, GZ*, GU*, G9 и G10. Львиная доля эксплуатации приходится на зональное и точечное освещение помещений.
  4. Пальчиковые или капсульные варианты. Миниатюрные светильники для низковольтных цепей. Состоят из колбы со впаянными контактами-лапками. Используются в монтаже декоративного освещения как точечные источники света или как элементы осветительных лент. В сетях с напряжением 12-24 В применяются цоколи G4, G5,3, GY6,35, а в стандартных – G9.


Благодаря такому разнообразию конструкционных и технических исполнений, галогеновые лампы имеют очень широкую сферу применения. Их достоинства удовлетворяют требованиям как обычного освещения, так и сложных дизайнерских проектов с наличием регулирующей электроники и управляющих цепей. При этом сохраняется экономичность, долговечность и безопасность этого типа ламп.

Положительные и отрицательные особенности

Особенности конструкции и используемых при изготовлении материалов дают лампам определенные плюсы и минусы, которые мы рассмотрим с точки зрения основных критериев использования.

Экономичность

Совокупность таких факторов, как высокое давление, хорошие рабочие характеристики металла и удержание значительной части излучаемого тепла в пределах колбы (дополнительный нагрев нити) наделяет галогеновые лампы очень хорошей светоотдачей – от 15 до 22 лм/Вт. Для сравнения, у «лампочек Ильича» этот показатель не превышает 12 лм/Вт. Проще говоря, галогеновая лампа дает практически двойное преимущество по мощности перед классическими аналогами.

Как уже было сказано, для улучшения производительности за счет снижения потерь, производители применяют лампы с тяжелыми инертными газами и не пропускающим ИК-излучение стеклом. Конструкция светильников регулярно совершенствуется, за счет чего плюсы их использования становятся очевиднее.

Срок службы

Частичное восстановление спирали или нити свечения при протекании вольфрамово-галогенного процесса делает этот тип ламп более долговечным. На сегодняшний день значение в 2000-5000 рабочих часов считается вполне типичным показателем. Несмотря на то, что по этому параметру у галогеновых ламп есть неплохие конкуренты в виде светодиодных аналогов, у классических вольфрамовых ламп накаливания они выигрывают с большим отрывом.

Качество излучения

Специалисты считают, что галогеновые светильники дают наиболее близкое к натуральному свету излучение по составу спектра и другим характеристикам. Люминесцентные и светодиодные лампы в данном вопросе им тоже проигрывают, потому что «грешат» смещение спектра в сторону голубого. У галогеновых это свойство тоже проявляется при большом нагревании, однако менее выражено, а цветопередача сохраняется в пределах Ra 99-100.

Размер

Возможность создания эффективных, но компактных ламп сыграла большую роль в современной популярности галогенных светильников. Лаконичность в размерах позволяет им удовлетворять требованиям современного дизайна помещений, когда осветительные приборы устанавливаются в натяжных, подвесных потолках и других конструкциях со стесненным пространством. Компактность также дает возможность эффективно использовать галогеновые лампы в автомобилях.

К дополнительным преимуществам данного относится хорошая и простая совместимость с диммирующим оборудованием (регулировка освещенности) и безопасность работы в условиях повышенной сложности, например, при большой влажности воздуха. К тому же лампы с внешней колбой позволяют придавать световому потоку различные оттенки, что ценно в дизайне.

Слабые места

Несмотря на то, что вольфрамово-галогенный цикл наделяет данные лампы рядом преимуществ, благодаря ему же у них проявляются характерные недостатки. Минусы эти, в первую очередь, связаны с очень высокой температурой нагрева колбы в процессе работы. Во-первых, это создает риск возгорания или оплавления близко расположенных предметов, то есть, требует повышенного внимания к соблюдению техники пожарной безопасности. Во-вторых, малейшее загрязнение поверхности лампы может привести к моментальному выходу её из строя – стекло на этом участке в момент нагревается до критической температуры.

Поэтому галогеновые лампы нередко продают вместе со специальными перчатками (руками их трогать никак нельзя), а в конструкциях светильников предусматривается соответствующая защита.

Недостатки галогеновых ламп дополняет и относительная дороговизна материалов, необходимых для производства: инертные газы, кварцевое стекло, галогенные соединения. Хотя розничная цена и не превышает стоимость светодиодных или люминесцентных аналогов, лампы накаливания по сравнению с галогеновыми выглядят более доступными.

Это может быть интересно:

tokidet.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *