Характеристики и типы ламп освещения

Устройство, классификация и преимущества

Несмотря на разнообразие источников света с телом накала, основными элементами конструкции являются:

1. колба из сотового или матового стекла разного размера и формы. Она защищает тело накала от воздействия окружающей среды;
2. тело накала, как правило, это проволока определенного диаметра или металлические ленты;
3. цоколь стандартизированных размеров. У ламп бытового назначения имеет условное обозначение Е14, Е27 и Е40 (резьбовые), где цифра указывает размер наружного диаметра в мм. У галогенных изделий цоколь обозначается следующей аббревиатурой – G4, GU9, GU10, GU5.3, GU6.35, R7S, Е14 и Е27.

Колбы ламп выполняют вакуумированными, заполняют инертными газами, галогенами или их соединениями.

Некоторые типы ламп накаливания изготавливаются без цоколя. Особенно широко такие изделия применяются в автомобильной промышленности.

Все изделия классифицируют по следующим признакам:

1. функциональному назначению (местного, общего назначения, декоративные, транспортные, зеркальные, прожекторные, сигнальные, иллюминационные, оптические). Кроме того, производители выпускают широкий спектр источников света специального назначения. К ним относят лампы проекционные, двухнитевые, перекальные, нагревательные, малоинерционные, коммутаторные и специального спектра излучения. Особую нишу занимают винтажные лампы накаливания – изделия, имитированные под старину.
2. типу заполнения колбы (вакуумные, азот-аргоновые, ксенон-галогенные, криптоновые, со специальным покрытием для превращения инфракрасного излучения в видимый спектр);
3. форме колбы (каплевидные, свечеобразные, грибовидные, цилиндрические, линейные и др.);
4. конструкции тел накала (круглого диаметра и ленточные);
5. типу цоколя (резьбовой, штифтовой одно- и двухконтактный);
6. цвету исполнения (прозрачные, матовые, синие, красные, желтые, зеленые, фиолетовые);
7. углу рассеяния (10, 38 и 60 град);
8. габаритным размерам (стандартного исполнения, миниатюрные, сверхминиатюрные);
9. мощности (от 15 до 20000 Вт);
10. напряжению (12, 36, 127 и 220 В).

Основным преимуществом ламп накаливания по сравнению с другими типами источников света считается их цена. Она является самой низкой, что и сделало их наиболее применяемыми и востребованными. К преимуществам относят отсутствие мигания в процессе работы, низкую чувствительность к скачкам напряжения и сбоям в электрической сети, приятный для глаз спектр излучения, высокий индекс цветовой передачи, мгновенное включение. К основным недостаткам  относят 2 фактора – небольшой срок эксплуатации (1000 часов) и низкий коэффициент полезного действия(5 – 7%).

Достоинства и недостатки

В настоящее время существует множество осветительных приборов. Большинство из них производятся в последние несколько лет с использованием высоких технологий, но классическая ЛН всё равно имеет множество плюсов или совокупность параметров, которые будут более подходящими при правильном использовании:

• достаточно низкая цена;
• устойчивость к различным температурам;
• моментальное зажигание;
• не мерцают;
• имеют разные режима света.

Как выглядит классическая ЛН

Но, к сожалению, лампы накаливания имеют свои минусы:

основной недостаток — это достаточно пониженный КПД. У лампочек в 100 Вт КПД будет примерно 17 %, у изделий 60 Вт эта цифра будет всего лишь 5 %. Одним из методов увеличения КПД будет поднятие температуры накала, но в таком случае срок службы заметно снизится;

Спираль для лампы накаливания

• малый срок службы;
• повышенная температура поверхности сосуда, которая может быть у 100Вт лампочки до 250°С. Это повышает риск возникновения возгораний или взрыва ламп;
• чувствительность к окружающей среде;
• применение термостойкой арматуры.

Ниже подробно описаны виды и характеристики ламп накаливания.

Неоновая лампа

Неоновая лампа

С этими видами вы точно встречались, как минимум, на картинках в инстаграме. Их максимум – декоративная функция и в последние годы мода на неон стало возвращаться. И, конечно, это неотъемлемый атрибут новогодних украшений или огней большего города – неоновые вывески, фигуры, надписи и другие виды украшений.

Их главная особенность – в обилии цветовой гаммы, которая зависит от вида газа внутри трубки или чего-либо еще. Если чуть углубиться в физику, то все работает от газового разряда, который и выдает свет всевозможных оттенков. Но не стоит забывать, что неоновые лампы могут и быть обычного цвета, и они, кстати, частенько используются. Их главный плюс в сравнительной долговечности и минимальной энергии для потребления.

Принцип действия

Принцип действия заключается в возникновении разряда между электродами при подключении источника питания. Разряд взаимодействует с парами ртути и газа, вызывая невидимое для глаз ультрафиолетовое излучение. Для преобразования его в видимый свет, служит люминофор. Состав люминофора влияет на оттенки свечения лампы.

При использовании лампы необходимы дроссель или балласт, обеспечивающий запуск лампы, устранение мерцания. Применяют типы балластов:

• электромагнитные — имеют механический принцип действия, сокращают срок службы лампы;
• электронные — работают без звука, обеспечивают мгновенное включение ламп.

Основные виды и характеристики

К основным видам ламп накаливания относятся:

1. Лампы общего назначения. Обозначают аббревиатурой ЛОН. Обычно это устройства с мощностью 25, 40, 60, 75 и 100 Вт. Самые распространенные – 60 Вт. Но промышленно выпускаются ЛОН мощностью 150, 200, 500 и даже 1000 Вт.
2. Галогенные лампы накаливания. Производят для работы от высоковольтной сети 220 или 110 В и от низковольтной. В этом случае они питаются от понижающего трансформатора.

Низковольтная лампа накаливания

Разновидности низковольтных галогенных ЛН:

• капсюльные, имеют вид полностью стеклянных трубок с разными цоколями – торцовыми штыревыми GY6,35 или G4;
• рефлекторные, имеющие светоотражающий элемент, диаметром от 35 до 111 мм, цоколь GZ10 с вариантами.

Высоковольтные. Основное напряжение 220-230 В, 50 Гц. У этих ламп вариантов исполнения больше:

• линейные в виде трубки из стекла с цоколями R7S;
• цилиндрические – цоколи E27, E14 или B15D;
• с вынесенной или дополнительной колбой.

В последней модели внутри лампы жестко смонтирована малогабаритная галогенная лампа-капсюль или трубка. Она приварена к центральному стержню обычной колбы ЛОН, имеет гибкие выводы, соединенные со стандартным цоколем Эдисона Е27 или Е14. При потреблении мощности 70-100 Вт она обеспечивает световой поток на 20-30% больше, чем обычная лампа накаливания.

Срок службы галогенных моделей составляет от 4-5 до 10-12 тыс. часов.

Декоративные лампы

В последние годы появились ретро-лампы, имитирующие старинные ЛН Эдисона.

Кроме того, они формой колбы имитируют «свечу», «свечу на ветру», «шишку», «грушу», «шар» и т.д.

Лампы Эдисона – с цветовой температурой 2000 K, с разными по форме нитями накаливания, с разными колбами.

Зеркальные

Зеркальные лампы имеют часть колбы, покрытую изнутри отражающим слоем. Чаще всего это напыление из металла – серебра, алюминия, золота и пр. Этот слой может быть тонким, полупрозрачным или толстым, непрозрачным.

Зеркальная инфракрасная лампа.

Зеркальные конструкции используют в производстве для абсолютно чистого технологического нагрева, например, в полупроводниковом производстве с высочайшей чистотой материалов. В этом случае недостаток ламп накаливания – большой поток ИК-излучения – становится их непревзойденным достоинством.

Сигнальные

Сигнальные лампы – это мигающие источники света. Обычно в виде проблесковых маячков, например, на служебных автомобилях, на самолетах и вертолетах, для передачи световых сообщений на флоте и т.п. Имеют тонкую нить накаливания, обеспечивающую быстрый набор яркости.

Транспортные

Этот вид ламп предназначен для использования на разных видах транспорта – автомобилях, железной дороге и в метро, речных и морских судах. Главное требование к ним – стойкость к вибрациям и ударам. Для этого нить накаливания делают короткой и устанавливают на множестве поддерживающих элементов. Цоколи таких ламп – байонетные Свана, штифтовые или софитные. Они не дают устройству выкрутиться и выпасть из патрона.

Лампы транспортные со штифтовым цоколем.

Транспортные, автомобильные лампы с разными видами невыпадающих цоколей: д), е), ж) – со штифтовыми, з) с софитным.

Иллюминационные

Из названия понятно, что лампы используют для иллюминации. Поэтому их колбы изготавливают из стекла разных цветов – синего, зеленого, желтого, красного и т.д.

Иллюминационные лампы разного цвета с резьбовым цоколем Эдисона E27.

Двухнитевые

Схема такой лампы накаливания: в одной колбе две отдельные нити накаливания. Например, в автомобильной фаре двухнитевая лампа используется так:

• при подаче напряжения на одну нить включается ближний свет – поток света «прижат» к полотну дороги и луч распространяется на несколько десятков метров;
• после переключения на вторую нить свет поднимается и его дальность может достигать сотен метров, а поток будет значительно больше.

Такие лампы могут быть и в заднем фонаре. Первая нить – для габаритных огней, вторая – для стоп-сигнала.

В светофорах двухнитевые лампы повышают их надежность. Дублирование позволяет устройству работать или с одной нитью, или включать вторую, после того как первая перегорела. А, например, на железных дорогах надежность сигнализации – это гарантия безопасности перевозок.

Общего, местного назначения

Лампы разного назначения.

Верхний ряд, слева направо – лампа с цоколем Е14 – для люстр, бра и малогабаритных светильников; с цоколем Е27 – общего назначения; зеленая, красная, желтая – иллюминационные.

Нижний ряд: синяя – медицинского назначения для процедур; зеркальная с отражателем – для фоторабот или специального освещения, с виолевым стеклом, две крайние – декоративные с колбой «свеча» и цоколями Е27 и Е14.

Характеристики

Лампы различаются друг от друга конструкцией и техническими характеристиками

Для потребителя важно знать свойства тех или иных источников света. Ознакомимся с ними подробнее

Мощность. Измеряется в Вт. Мощность говорит о количестве электричества, которое потребляет источник света. Чем она больше, тем ярче светит лампочка. Одновременно большая мощность говорит о больших расходах на электроэнергию и размере счетов за нее.

Поскольку номинальная мощность напрямую зависит от конструкции, то для сравнения разных типов ламп удобнее использовать другую характеристику – световой поток.

Световой поток. Измеряется в лм. Световой поток показывает, насколько ярко светит лампочка. Новые модели источников света (люминесцентные и светодиодные) имеют большую яркость при меньшей мощности. Именно за счет этого достигается энергосбережение.

Сравнительная характеристика мощностей самых популярных бытовых лампочек со световым потоком 1200 лм приведена в таблице.

Таким образом, при равном световом потоке мощность светодиодных ламп более чем в пять раз меньше, чем у ламп накаливания.

Светоотдача. Измеряется в лм/Вт. Светоотдача показывает световой поток в расчете на 1 Вт мощности. Также удобный параметр для сравнения разных типов осветительных приборов. Чем больше светоотдача, тем меньшая мощность обеспечивает максимальную яркость.

Коэффициент цветопередачи (Ra, CPI). Показывает, насколько искажаются реальные цвета при искусственном освещении. Обозначается цифрами от 1 до 100. Чем ниже значение коэффициента, тем сильнее искажаются оттенки. Индекс 100 означает, что цвета передаются максимально точно. Для зрения в помещении безопаснее использовать источники света с Ra не менее 80.

Цветовая температура. Измеряется в К. Определяет теплоту света, ведь разные цвета в зависимости от освещения воспринимаются глазом по-разному.

Цветовая температура

Различают несколько типов цветовых температур:

• 2700-3200 – теплый белый;
• 3300-4000 – нейтральный белый;
• 4000-5000 – холодный белый;
• 5000-6000 – дневной свет;
• свыше 6000 – холодный дневной.

Цветовая температура заметно влияет на настроение и работоспособность человека. При выборе ламп, особенно для домашнего и рабочего использования, внимательно изучите маркировку. Помните, что теплый цвет способствуют расслаблению, а холодные – бодрости и работоспособности. Но в больших количествах холодный свет угнетает нервную и зрительную систему. Подробнее можно почитать в статье о цветовой температуре

Срок службы. Это количество часов, которое прослужит источник света. На упаковке обычно указывается срок службы при работе в идеальных условиях. В реальных он может отличаться от заявляемого производителем. Сроки службы популярных бытовых лампочек приведены в таблице.

К тому же у многих моделей источников света со временем падает яркость. Это происходит из-за физических процессов, которые делают возможным само свечение. К таким лампам относятся светодиодные, газоразрядные.

Угол рассеивания света. Это угол, на который расходится световой поток. Лампа накаливания светит во все стороны на 360⁰. Но не все виды источников света могут похвастаться тем же. Например, из-за конструктивных особенностей led  (и других типов) угол рассеивания составляет от 30⁰ до 360⁰.

Угол рассеивания света

Исходя из задачи светильника, выбирается оптимальный угол. Для точечной подсветки достаточно 30⁰, а для общего освещения лучше выбирать максимальный угол.

Коэффициент пульсации (мерцания). Характеризует равномерность освещения. Измеряется в процентах. Чем меньше коэффициент, тем ровнее световой поток, тем меньше будут уставать глаза. В идеале для дома и офиса стоит выбирать источники света с коэффициентом пульсации около 5%. Лампы с коэффициентом свыше 35% опасны для зрения.

Примеры и расшифровка:

• HB1 и HB2 – двухнитевые фары;
• HB3 и HB4 – однонитевые, при этом НВ3 обеспечивают только дальний свет, а HB4 – ближний;
• D1R и D1S – принадлежат к первому поколению газоразрядных ламп, объединенных с модулем зажигания;
• S – лампа прожекторной (линзовой) оптики;
• R – лампа рефлекторной (отражающей) схемы;
• D2R и D2S – газоразрядные лампы второго поколения (R – лампа для рефлекторной оптической схемы, S – для прожекторной).

Если вышеизложенное не облегчило, а лишь усложнило вашу жизнь и вы так и не поняли, как расшифровать маркировку ламп, рекомендую доверить это специалистам или же подобрать лампочку согласно руководства по эксплуатации к вашему авто. Как вариант можете просто взять неисправную лампочку и отправиться с ней в автомагазин, где вам помогут и дадут точно такую же только рабочую лампу.

Текст принадлежит: Фара Инфо.

С развитием автомобильной индустрии и постоянным обновлением модельного ряда машин появляются новые виды и типы автомобильных ламп.На сегодняшний день, определяющим стандартом для производителей ламп в нашей стране является ГОСТ 2023-88. Конечно, и он не совершенен, так как прогресс не стоит, а ГОСТ 88 года, тем не менее большинство автомобильных ламп и цоколей в нем описаны.

В завистимости от количества контактов у цоколя лампы добавляется соответствующая буква:s — один контактd — два контактаt — три контактаq — четыре контактаp — пять контактовТипы цоколей автомобильных ламп.

А – лампа автомобильная. АМН – лампа автомобильная миниатюрная. АС – софитная лампа автомобильная.

АКГ – кварцевая галогенная автомобильная лампа. Т — лампа цокольная миниатюрная. Цоколь выполнен совместно с колбой.

Пример обозначения для примера (T5 4W) – лампа диаметром 5/8 дюйма, мощность 4 ватта. R – лампа с металлическим цоколем 15 мм и колбой в 19 мм. Обозначение для примера (R 5W) – мощность 5 ватт.

R2 — Диамтер колбы порядка 40 мм. Лампы накаливания применяемые в советское время для дальнего и ближнего света. На настоящий момент почти не используются.

P — лампа с 15-мм цоколем и диаметром колбы до 26,5мм. Обозначение для примера (P21W) – мощность 21 ватт. SV (С) – софитная лампа (с двух сторон расположен цоколь).

Как правило, применяется для подсветки салона, подсветки номерного знака. Обозначение для примера SV8,5 5w– лампа имеет диаметр цоколя 8,5 мм, мощность 5 ватт. Может обозначаться как С5W.

ВА — лампа штифтового типа, в которой каждый штифт расположен симметрично относительно других. BAY – штифтовая лампа, в которой один из штифтов смещен по высоте. BAZ – штифтовая лампа со смещенным штифтом по высоте и радиусу.

W – цоколь лампы выполнен совместно с колбой из стекла. Пример обозначения (W 2*4,6d 5W) – цоколь выполнен совместно с колбой из стекла, толщина цоколя 2 мм, ширина 4,6 мм, 2 контакта, мощность 5 ватт. Обозначение ламп не по цоколю.

Наиболее распространенные лампы галогенные могут иметь различный цоколь, но начинаться с одной буквы H, что значит галогенная. Также встречаются и цифровые значения, которые также указывают на уникальную форму и цоколь лампы, например 9145 (противотуманная лампа).

Обозначение ламп по свету свечения. Y – если буква стоит за первым символом, то эта лампа выполнена с оранжевым цветом колбы.

Лампы и цоколи:

— лампа Н1 цоколь P14,5s— лампа Н2 цоколь Х511— лампа H3 цоколь PK22s— лампа H4 цоколь P43t— лампа Н7 цоколь PX26d— лампа Н11 цоколь PGJ19-2— лампа H8 цоколь PGJ19-1— лампа H9 цоколь PGJ19-5— лампа H12 цоколь PZ20d— лампа H10 цоколь PY20d— лампа HB3 цоколь P20d— лампа НВ4 цоколь P22d— лампа D1S цоколь PK32d-2— лампа D1R цоколь PK32d-3— лампа D2S цоколь P32d-2— лампа D2R цоколь P32d-3— лампа PY21W цоколь BAU15s— лампа P21W цоколь BA15s— лампа P21/4W цоколь BAZ15d— лампа P21/5W цоколь BAY15s— лампа R5W цоколь BA15s— лампа R10W цоколь BA15s— лампа T4W цоколь BA9s— лампа W5W цоколь W2.1×9.5d— лампа W3W цоколь W2.1×9.5d— лампа W2.3W цоколь W2x4.6d— лампа WY2.3W цоколь W2x4.6d— лампа WY5W цоколь W2.1×9.5d— лампа H6W цоколь BAX9s— лампа H21W цоколь BAY9s— лампа C5W цоколь SV8.5-8— лампа HB1 цоколь P29t— лампа HB5 цоколь PX29t— лампа WP21W цоколь WZ2.5x16d— лампа P27W цоколь WZ2.5x16d— лампа C21W цоколь SV8.5-8— лампа W21W цоколь W3x16d— лампа W21/5W цоколь W3x16q— лампа W16W цоколь W2.1×9.5d— лампа WP21W цоколь WY2.5x16d— лампа PY27/7w цоколь WX2.5x16q

• ledxenon.ru
• unit-car.com
• farainfo.ru
• www.drive2.ru

Характеристики

При подробном описании будем учитывать следующие характеристики:

• цоколь (патрон) – место крепления колбы;
• цветопередача;
• светоотдача (световая эффективность);

Светоотдача

Показывает, сколько люмен отдаёт источник света при мощности 1 Вт. Например, стандартная лампа накаливания имеет светоотдачу 10 лм/Вт, люминесцентная – 70 лм/Вт, значит, при одной и той же мощности, последняя будет светиться в 7 раз ярче.

В разговоре о светоотдаче необходимо упомянуть так называемые энергосберегающие технологии.

По существу, энергосбережение обозначает: мало потребляем – много светим. В этом контексте наибольшей энергоэффективностью обладают натриевые источники света (см. сравнительную таблицу).

Однако, энергосберегающими принято называть либо светодиодные, либо люминесцентные лампы.

Коэффициент цветопередачи (Ra)

Показывает, насколько естественно выглядят цвета в испускаемом свете. Чем больше данное число, тем лучше характеристики источника, тем ближе его свет к естественному освещению.

Качественные градации коэффициента указаны в таблице:

Ra	качество цветопередачи
<39	недостаточно
40–59	достаточно
60–79	хорошо
>80	очень хорошо

Цветовая температура

Определяет цвет светящегося объекта, измеряется в градусах Кельвина (К). В зависимости от температуры света, окружающие предметы выглядят несколько по-разному.

Обычный белый лист бумаги может иметь оттенки от тёплых и желтоватых при 2500 К (свеча), до сияюще-голубых – при температуре от 6500 К.

Различают следующие оттенки света:

Цвет. температура, К	Оттенок
2700 – 3200	тёплый белый
3200 – 4500	нейтральный белый (дневной)
4700 – 6000	белый
больше 6000	холодный белый

Свет различной температуры по-разному воздействует на восприятие человека (вспомним хотя бы театральные постановки и различные инсталляции, где свет играет существенную роль в передаче эмоционального состояния).

Тёплый белый (2700 – 4200 К) свет помогает расслабиться, настраивает на спокойный лад. Подходит для освещения спальных, гостиных и столовых комнат.

Дневной свет (4200 – 5500 К) помогает сконцентрироваться на выполнении заданий, наиболее подходит для офисных помещений и для освещения рабочей зоны (в том числе на кухне), для гримёрных.

Холодный белый свет (5500 – 6000 К) является достаточно энергичным, подходит для ванных комнат, кухонь (рабочая поверхность, но не обеденный стол).

Виды ламп и их функциональное назначение

Существует много ламп накаливания, классификация их происходит по функциональному назначению и конструкционным особенностям.

Общего, местного предназначения

Вплоть до 1970 года их называли нормально-осветительными. Эта группа является самой массовой среди обычных ЛН. Ранее успешно использовались как для общего, так и для декоративного освещения дома, в офисах, других учреждениях. На данный момент во многих странах, в том числе в России, их выпуск ограничивается.

Что касается лампочек местного назначения, то они по конструкции такие же, как и общего, но рассчитаны они на пониженное рабочее напряжение. Использоваться могут в ручных переносных светильниках, для освещения станков, верстаков и т. д.

Декоративные

Основная их особенность – это фигурная колба, размеры ее могут быть очень разными, также как и расположение внутри нити накаливания. Подобные модели сегодня очень востребованы, но выполняют не так роль освещения, как декора, в особенности в винтажных или ретро дизайн-проектах. Внешний вид подобной лампы очень оригинален.

Иллюминационные

Колба у них окрашена в разные цвета, в зависимости от целевого использования. Удобны для оснащения иллюминационных установок. Краска в основном наносится на колбу внутри, для этого применяются неорганические пигменты. Значительно реже такие лампы красят снаружи. Мощность их небольшая, варьируется в пределах 10–25 Вт. Необходимый эффект они дают только первое время, далее цвет их меняется, теряет яркость.

Применялись в разных светосигнальных приборах. На данный момент из этой сферы их вытесняют светодиодные лампы.

Зеркальные

Колба такой лампы имеет специфическую форму, внутри она покрыта тонким слоем алюминия. За счет этого создается зеркальный эффект, также есть прозрачная часть. Основная задача таких ламп – распределение светового потока с целью сосредоточения в пределах определенной зоны. Удобно их использовать в витринах магазинов, в торговых залах. Именно такие лампы используются для обогрева новорожденных птенцов и других животных.

Транспортные

Эта группа очень обширная, используется в разных транспортных средствах, для фар или другой подсветки. Востребованы для:

• Автомобилей.
• Мотоциклов.
• Тракторов.
• Самолетов и вертолетов.
• Речных и морских судов.

Такие лампы имеют ряд особенностей, среди них:

1. Высокая прочность.
2. Стойкость к воздействию вибрации.
3. Специальные цоколи, за счет чего удается быстро менять вышедшую из строя лампу.
4. Они рассчитаны на питание от электрической сети ТС.

Двухнитевые

Это подтип специальной лампы накаливания, которые используются в:

• Автомобилях. Так, лампы для фар могут иметь 2 нити накала. Одна из них идет на ближний свет, вторая – на дальний. Аналогичная ситуация и для задних фонарей, только тут отдельные нити для габаритов и для стоп-сигналов.
• Самолетах. В отдельных моделях в посадочно-рулежной фаре.
• Ж/д светофорах. Тут двухнитевые лампы – это элемент безопасности и подстраховки, если перегорит одна, то вторая сможет продолжать подавать сигнал.

Как устроена ЛН и принцип ее работы

Устройство лампочки накаливания мало изменилось за время ее развития. Основным элементом, работающим на принципе свечения раскаленного вещества, является нить или тело накаливания. Это тонкая вольфрамовая проволочка диаметром 30-40, максимум 50 микрон или микрометров (миллионных частей метра).

Цвета каления начинаются с красного и при увеличении температуры проходят через оранжевый, желтый до белого. При дальнейшем увеличении температуры металл тела накаливания сначала плавится, а потом, при наличии кислорода, горит.

Холодная вольфрамовая нить имеет малое удельное сопротивление. У вольфрама, как и большинства металлов, положительный температурный коэффициент сопротивления ТКС. Это значит, что в процессе разогрева нити электрическим током ее сопротивление увеличивается.

На разогрев нити требуются доли секунды. За это время ее сопротивление увеличивается. Первоначально большой ток, проходящий через лампу, по мере прогрева газа, колбы и всех конструктивных элементов снижается до номинального. Так источник света выходит на заданный режим и выдает паспортный световой поток. Оттенок свечения тоже становится номинальным, т.е. соответствующим цветовой температуре от 2000 до 3500 K. Он называется теплым белым и в указанном диапазоне имеет несколько градаций цветовой температуры с оригинальными названиями и аббревиатурами. Например:

• супер-теплый белый – 2200-2400 K, обозначается S-Warm или S-W, он же очень теплый белый или Warm 2400;
• теплый – 2600-2800 K или Warm 2700;
• белый теплый – 2700-3500 K или Warm White (WW);
• еще один теплый – 2900-3100 K или Warm 3000 (W).

Температура отдельных элементов лампы

Наружная поверхность колбы ЛОН зависит от мощности лампы и может нагреваться до 250-300℃ и более.

Нить раскаляется до 2000-2800℃, при температуре плавления вольфрама 3410°C.

В некоторых конструкциях нить изготавливают из осмия с температурой плавления 3045℃ или рения – 2174. Так спектр свечения ЛН смещается в красную зону видимого спектра.

Какой газ в колбе лампы

В первых лампах воздух из колбы выкачивали. Сейчас вакуумируют (выкачивают воздух) только лампочки малой мощности, не более 25 Вт.

При работе вольфрамовой проволочки, раскаленной до 2-3 тысяч градусов, с ее поверхности интенсивно испаряется металл. Его пары оседают на внутренней части колбы и уменьшают ее светопропускание.

Исследования, проведенные в начале прошлого века, показали, что если заполнить колбу инертным газом, то испарение уменьшится и повысится выход света. Поэтому колбы стали заполнять одним из инертных газов или их смесью. Чаще всего это аргон, азот, ксенон, криптон, гелий и пр. Гелий используют для эффективного пассивного охлаждения внутренних элементов светодиодных ламп-ретрофитов нового вида.

Их основной светоизлучающий элемент – тонкий стержень из искусственного сапфира или стекла, на котором расположены кристаллы светодиодов. Такой излучатель назван филаментом. Некоторые «эксперты» перепутали суть филаментных ламп и назвали их «лампами с сапфировыми излучателями света». Хотя искусственный сапфир в этих лампах используется только как монтажное основание и пассивный теплоотвод для светодиодных кристаллов.

Выход ЛН из строя в большинстве случаев связан не с испарением металла с поверхности тела накаливания, а с ускорением этого процесса в зонах нарушения толщины нити. Это происходит в зоне резкого перегиба проволочки или ее перелома. В этом месте ее сопротивление локально увеличивается, растут напряжение, рассеиваемая мощность и температура металла. Испарение ускоряется, становится лавинообразным, нить быстро уменьшает толщину и сгорает.

Эту проблему решили в конце 1950 – начале 1960-х, начав массовый выпуск галогенных ламп накаливания.

В состав инертного газа или смеси стали вводить галогены – хлор, бром, фтор или йод. В результате процесс испарения металла прекращается совсем или существенно замедляется. Атомы этих добавок связывают пары вольфрама, образуя молекулы нестойких соединений. Они оседают на поверхности тела накаливания. Под действием высокой температуры молекулы распадаются и выделяют атомы галогенов и чистый металл, который оседает на горячей поверхности нити и частично восстанавливает испарившийся слой.

Этот процесс интенсифицируют повышением давления. При этом увеличивается температура нити, срок службы, светоотдача, КПД и другие характеристики. Спектр излучения сдвигается в белую сторону. В газонаполненных лампах замедляется потемнение поверхности колбы изнутри от паров вольфрама. Такие источники света назвали галогенными.

Виды цоколей ламп на светодиодах

Одним из критериев, по которым различают светодиодные лампы, является вид цоколя. Все их можно разделить на две объемные категории — резьбовые и контактные. Внутри групп существует много видов, но среди них есть пять самых популярных.

Е27. Используют для всех стандартных светильников, а для таких, где световой поток превосходит 1200 Лм, применяют только этот тип. Как правило, лампы Е27 функционируют в условиях переменного тока и при напряжении 220 В.

Е14. Применим для всех вариантов типовых светильников, но с миниатюрными размерами. Лампы с Е14, которые еще называют «миньон», имеют интересные формы: свеча, грибок, шарик.

GU10. Имеет двухштыревой разъем, поворотное крепление. Их применяют для потолочных осветительных приборов в виде LED-ламп с типоразмером MR16.

Источник света, помещенный в патрон, удерживает специальный замок, из-за этого они востребованы в местах, где наблюдается вибрация или другие внешние воздействия.

GU5/3. Применяют в светильниках с лампами, работающими на светодиодах, рефлекторного типа MR16 для декоративной подсветки. Питаются как от сети 220 , так и 12V.

G13. Используют для трубкообразных ламп Т-8 и Т-10. Их устанавливают в потолочные панели, которые чаще всего встречаются в офисных помещениях для целевого освещения рабочих мест.

Перед тем как приобретать новую лампу для своего светильника, нужно определиться с видом цоколя, используемого в нем. Типов этих элементов много и далеко не все они взаимозаменяемы (+)

Первые два вида относятся к резьбовым. Чтобы соединить изделие с таким цоколем и патрон, ее вворачивают, как простую лампу накаливания.

Остальные три вида относятся к контактным или штырьковым. Эти цоколи оснащены выводами в виде штырей, находящихся на краю лампы.

Менее популярными резьбовыми цоколями являются Е10, применяемые в лампах, освещающих внутреннее пространство холодильников и Е42 — для уличных ламп.

Светодиодные светильники, широко используемые дизайнерами, оснащены переходными элементами G4, GU4, G9.

Газоразрядные

В газоразрядных лампах свет образуется в следствии электрического разряда в газовой среде. Независимо от вида все эти лампы отличаются высокой производительностью при низком потреблении электроэнергии.

Ртутные

Ртутные лампы отличаются компактными размерами, низкой цветностью и мощным потоком света. Это качество определяет основную сферу применения – промышленные объекты, парковки, улицы, пешеходные зоны. Технически эти осветительные приборы устарели, поэтому в современных системах практически не используются.

Преимущества ртутных ламп:

• высокая надежность;
• низкие затраты на установку и обслуживание;
• не требуется пускорегулирующее оборудование;
• низкое потребление электроэнергии;
• длительный срок эксплуатации.

Основной недостаток – длительное зажигание.

Люминесцентные

Это самая популярная разновидность газоразрядных ламп, выпускающаяся в линейном и компактном исполнении. Пользователи основным преимуществом считают возможность замены лампочки накаливания без изменения конструкции светильников. Доступны изделия с цоколем Е14 и Е27 и колбой в виде свечи, шара, груши. Привлекает так же широкий выбор по температуре цвета.

Длинная модель больше подходит для офисов, учебных и общественных зданий, больниц, складов, придомовых территорий.

Натриевые

Натриевые источники самые эффективные среди газоразрядных по светоотдаче. Свечение стандартное желтое, получить белое позволяет добавление ксенона. Изделия высокого давления используются в уличном освещении.

Преимущества натриевых лампочек:

• светоотдача 150 Лм/Вт;
• экономичность;
• срок эксплуатации до 32 тыс. часов.

Минусы – цвет всего 20 Ra и длительное зажигание.

Ксеноновые

Классификация этих приборов проводится по материалу колбы и длине дуги. Электроды всегда выполнены из легированного торием вольфрама.

Короткодуговые модели выпускаются с керамической и стеклянной колбой в виде шара. Учитывая высокое давление ксенона, более безопасна керамика. Если колба повреждается, керамика разлетается с меньшей скоростью, чем стекло.

Изделия с длинной дугой имеют колбу в виде трубки и излучают более яркое свечение, что определяет их сферу применения: фото- и киноаппаратура, проекторы, сценический свет.

Достоинства:

• интенсивность и яркость свечения;
• надежность;
• срок службы до 3000 часов;
• экономичность;
• небольшой нагрев.

Недостатки: необходимость в дополнительной аппаратуре для розжига и сравнительно высокая стоимость.