Эти устройства излучения света изобретены в 20 веке, но, благодаря своеобразным техническим параметрам, завоевали популярность. Галогеновые лампы используются в фарах автомобилей, уличных и домашних светильниках. В продаже много разновидностей таких приборов. Но прежде чем приобрести, нужно иметь представление о галогеновой лампе и особенностях её использования.
Принцип работы
Прибор устроен несложно. В герметичном стеклянном баллоне с контактным цоколем внутри закреплена нить из вольфрама. Она при нагревании от электрического тока испускает свет. Внутрь колбы добавлен специальный газ с парами брома или йода, которые назвали галогенами.
Газ в колбе находится под избыточным давлением. Причём в разных галогенных лампах этот параметр отличается: для напряжения 220В составляет 2-2,5 Мпа, а для низковольтных – 0,25 Мпа. Поэтому колбу делают из прочного кварцевого стекла. Для сравнения, в холодной обычной лампе накаливания давление приблизительно 0,08 Мпа. При нагревании эта величина возрастает в 1,5 раза.
В традиционной лампе накаливания вольфрамовая спираль, при прохождении электрического тока, сильно разогревается, отчего начинает светиться. Но из-за этого атомы металла испаряются с поверхности нити накала и оседают на холодных поверхностях внутри колбы. Спираль истончается и, через какое-то время, перегорает. Этим объясняется небольшой срок эксплуатации таких источников света.
В галогеновых лампочках ситуация иная. Йод или бром вместе с остаточным кислородом соединяются с вылетающими атомами вольфрама и препятствуют их оседанию на стекле. Галоген в лампе обращает процесс испарения. Возле тела накала, при сильном нагреве, соединения вольфрама разлагаются, металл возвращается на проволоку. Описанная особенность позволила увеличить нагрев спирали, продлить срок службы источника, уменьшить размеры стеклянной оболочки.
Галогенные лампы работают на переменном или постоянном токе, на разных величинах напряжений. Длительность их работы увеличивается до 8-12 тыс. часов, если использовать плавное включение.
Немного истории
Опыты по пропусканию электрического тока через проволоку из платины, заключённую в стеклянный цилиндр, проводил англичанин Де ла Рю ещё в 1840 году. Но первая лампа накаливания изобретена немцем Генрихом Гёбелем в 1854 году. Этот часовщик занимался и физическими опытами. Он использовал для элемента накала одну обугленную бамбуковую нить толщиной 0,2 мм. Ток для накала брался от химической батареи.
Это изобретение не могло массово выпускаться, так как для этого не было соответствующей научной и производственной базы. Ещё не придумали динамо-машины, непрерывно вырабатывающие электрическую энергию, отсутствовали надёжные промышленные вакуумные насосы для откачки воздуха.
Работы над искусственным источником света велись по всему миру. Значительный вклад в этом внёс русский инженер Александр Николаевич Лодыгин. 11 июля 1874 года он получил патент на лампу, где материалом нити был металл. А в 1900 году впервые на выставке в Париже демонстрировались его изобретения с молибденовыми и вольфрамовыми спиралями.
Ещё в 1882 году Эдвин Скрибнер проводил эксперименты по вводу в лампу хлора для уменьшения почернения. Однако полный галогенный цикл был открыт Ирвингом Ленгмюром в начале 20 века.
Но до современной галогенной лампы было ещё далеко. Только в 1949 году сотрудники компании OSRAM предложили заполнять колбу галогенами. А в 1958 году инженеры компании General Electric Эммет Вили и Элмер Фридрих получили патент на новый источник света. Это была лампочка, заполненная галогеном и имеющая тело накала из вольфрама. С этого времени началось её промышленное производство.
Применение
Широкое распространение галогенных ламп обусловлено их достоинствами:
- Отсутствие мерцания. У традиционных ламп накаливания, при прохождении переменного тока с частотой 50 Гц, присутствует еле заметное мигание. Галогеновые лампы лишены этого недостатка.
- Эффективность. Они более продуктивно используют электроэнергию для преобразования в видимое излучение.
- Компактность. Из-за особенностей принципа работы, колбу можно сделать очень маленькую.
- Хорошая цветопередача. Это нашло применение там, где необходимо получить наиболее естественный цвет. Они излучают приятное для глаз свечение.
- Универсальность. Без изменения конструкции такие устройства используются вместо обычных ламп накаливания в сети 220В (квартирные и уличные светильники), отлично сочетаются с системами освещения реклам.
- Хорошие эксплуатационные качества. Лампы устойчивы к негативным воздействиям извне (перепады температуры, вибрация).
- Безопасность. Галогенные лампы некоторых типов могут работать на электрическом токе с низким напряжением.
- Быстрая замена в случае перегорания.
Перечисленные достоинства привели к популярности и распространённому использованию галогенных ламп. Важнейшие области применения:
- освещение жилья, производственных, общественных помещений, учебных заведений, медицинских учреждений и улиц;
- транспортное освещение;
- подсветка фото- и видеосъёмок;
- шелкография и флексографическая печать;
- декоративная подсветка;
- бытовые приборы (как нагревательный элемент);
- кинопроекционная аппаратура.
Модификации
Галогенные лампы спроектированы на работу от электротока в диапазоне напряжений от 6 до 220В. Низковольтные модели подключаются к обычной бытовой сети через понижающее устройство. В зависимости от конструктивного исполнения, выделяют несколько типов галогенных лампочек.
Линейные
Первые галогенные лампочки выпускались именно этого типа. Они производятся и сейчас. Устройство представляет собой вытянутую стеклянную колбу с контактными электродами по торцам. Их мощность высокая, поэтому в быту почти не используются.
С вынесенной колбой
Многие такие устройства практически не отличимы от старой лампы накаливания. Покупатели даже часто их путают. Но если присмотреться, то можно заметить внутри внешней колбы маленькую галогенную лампу. Питание осуществляется от стандартной бытовой электросети. Устройства закручиваются в патроны приборов освещения, для этого предусмотрены резьбовые цоколи Е27 и Е14.
Капсульные
Колба у таких галогенных ламп совсем маленькая. Это удобно при использовании в светильниках миниатюрных размеров скрытого или открытого монтажа. Мощность этих источников света небольшая, применяют их в качестве подсветки интерьера. Большинство таких приборов имеют следующие виды цоколей:
- G4 – 2 металлических штырька, расстояние между ними 4 мм;
- G5 – то же, что в предыдущем, но расстояние 5 мм;
- G9 – штырьки на расстоянии 9 мм друг от друга в виде вытянутых петелек из проволоки.
Приборы с первыми двумя цоколями питаются от постоянного тока напряжением 12 или 24 В. G9 используют в лампах, подключаемых к обычной сети на 220В. Компактность и небольшой нагрев капсульных устройств позволяют устанавливать их без защиты в обычных светильниках.
С отражателем
Такие приборы отражают свет в определённом направлении. Для этого устанавливают рефлектор, который по конструкции бывает алюминиевым или интерференционным. Первый непрозрачный отражает всё излучение в нужном направлении, лишнее тепло отводится, таким образом элементы устройства защищаются от перегрева.
Интерференционный рефлектор сделан в виде полупрозрачного напыления маленькой толщины, которое видимое излучение отражает, а инфракрасное (тепловое) – пропускает. Весь нагрев отводится внутрь лампы.
IRC-устройства
Это новое направление в развитии световых приборов – специальный вид галогенных устройств. Аббревиатура IRC в переводе с английского обозначает «инфракрасное покрытие». Оно наносится на поверхность колбы. Через него видимый свет проходит свободно, а инфракрасное излучение направляется внутрь к спирали. Это позволяет уменьшить потери тепла, увеличить коэффициент полезного действия прибора.
Использование IRC-технологии экономически оправдано, так как снижается потребление электроэнергии такими типами галогенных ламп до 50% и в 2 раза увеличивается рабочий ресурс.
Технические характеристики
Правильно выбрать и купить необходимую галогенку невозможно без знания конструкции, особенностей подключения, технических параметров. В продаже много разновидностей этих изделий. При возникновении сомнений лучше проконсультироваться, так как цена таких устройств выше традиционных ламп накаливания. Основные параметры, на которые следует обратить внимание:
- тип цоколя;
- мощность;
- форма колбы;
- срок службы;
- тип электропитания;
Галогенные лампы выпускаются с различными типам цоколей: G4, G5, GU10, G12 – двухштырьковые, Е14, Е27 – резьбовые или R7s – одноштырьковые. Поэтому, прежде чем купить, нужно посмотреть, как подключалось перегоревшее устройство.
Мощность указывается на корпусе лампы или в сопроводительных документах. Она зависит от типа устройства:
- линейные – 100-1 500 Вт;
- низковольтные капсульные (G4) – 10-35 Вт;
- с цоколем G9 – 40 Вт;
- с рефлектором – 20-50 Вт.
Форма колбы подбирается в зависимости от размера светильника и способа подключения. В прибор, где стояла линейная лампа грушевидную с резьбовым цоколем Е27 не поставишь, так как строение элементов крепления и подачи тока у них разное. Промышленность выпускает такие источники света всевозможных форм и размеров.
При соблюдении условий эксплуатации данные источники света достаточно долговечные. До разрушения нити накала, если не подвергались механическому воздействию, они служат более 2000 часов.
По номинальному напряжению тока эти лампы условно делят на две группы: низковольтные (от 6 до 24 В) м высоковольтные (110–240 В). Существуют устройства специального назначения с большим диапазоном этого параметра (от 3 В и более). Низковольтные приборы подключаются к обычной сети через понижающее устройство.
Особенности эксплуатации
Чтобы галогенная лампа служила максимально долго, соблюдайте правила эксплуатации. Такие устройства не любят загрязнений. Даже простое прикосновение к колбе голыми руками вызовет преждевременный отказ. При нагревании вокруг частичек жира от пальцев будет кристаллизоваться кварц, что приведёт к нарушению однородной структуры стекла и разрушению.
Многие модели таких ламп из-за конструктивных особенностей требуют определённого расположения в светильнике. Приборы линейного типа эксплуатируются только в горизонтальном положении. У них длинная нить накаливания закреплена несимметрично, при наклоне может провиснуть и выпасть из креплений.
Частое включение и выключение устройства также уменьшает срок службы. Лучше, если источник света будет работать непрерывно долгое время.
Стабильность параметров электропитания – важнейший фактор длительной эксплуатации. Скачки напряжения в сети или длительное повышенное значение его приводит к преждевременному перегоранию. Поэтому пользователь с помощью технических средств должен позаботиться о поддержании электрических параметров в допустимых пределах.
Плюсы | Минусы |
| Неизменно яркий свет | Нагрев колбы до 500 градусов С |
| Безупречная цветопередача | Чувствительна к скачкам напряжения |
| Возможность изменения цветовых оттенков | Энергопотребление сопоставимо с лампой накаливания |
| Срок службы до 5000 часов |
Советы по выбору
При выборе нужной галогенной лампы следует учесть следующие особенности:
- технические характеристики;
- конструктивные особенности;
- размер колбы;
- условия эксплуатации.
Устройства с одинаковыми параметрами могу иметь разную цену. Но лучше приобрести образец известного производителя, у которого налажен должный контроль за качеством продукции. Такое изделие будет служить долго. Проверенными фирмами, выпускающими эти источники света, являются: Camelion, Osram, Navigator, Philips. Стоимость их будет несколько выше китайских образцов, но срок службы гораздо больше.
Заключение
Галогенная лампочка излучает мощный световой поток и долго служит. В продаже представлен широкий ассортимент такой продукции, так что купить её может любой желающий. Важно при выборе подходящей модели учесть все характеристики. Только после этого можно уверенно приобрести галогенный прибор.
