Какие бывают виды ламп освещения (их названия, типы и хаpaктеристики)

Содержание скрыть 1. Лампы накаливая 2. Галогенные устройства 3. Люминесцентные лампы 4. Светодиодные лампы 5. Газоразрядные источники света (ГРЛ) 5.1. Дуговая ртутная (ДРЛ) 5.2. Лампы ДНаТ 5.3. Металлогалогенные (МГЛ) 6. Инфpaкрасные приборы 7. Керосиновые 8. Ультрафиолетовые источники света 9. Хаpaктеристики ламп 9.1. Электрические параметры 9.2. Светотехнические параметры 9.3. Эксплуатационные параметры 9.4. Тип и размер цоколя 9.5. Форма колбы

Без яркого электрического света представить современную жизнь невозможно. Это комфорт для зрения и прекрасное самочувствие. Лампы используются в быту, на производстве, под землей, под водой и в космосе. За более 100 лет развития появились разные виды лампочек, работающих на многих физических эффектах.

Лампы накаливая

Лампы с цоколем E27 и E14

К достоинствам современных ламп накаливая (ЛОН)  следует отнести:

• простоту конструкции и небольшую цену использованных материалов, которые при массовом производстве обеспечивают их невысокую стоимость;
• возможность создать изделия на разное рабочее напряжение – от нескольких вольт до сотен вольт;
• сплошной спектр свечения, сходный со спектром Солнца – это спектр теплового и видимого излучения металла, раскаленного до свечения, с этим связано название ламп накаливания;
• газонаполненные, в т. ч. и галогенные лампы накаливания имеют срок службы от 2-3 тысяч до десятка тысяч часов;
• регулировка яркости, т. е. диммирование, осуществляется достаточно простыми средствами – реостатами, тиристорными и симисторными диммерами.

Номинальный срок службы 1 000 часов у ЛОН – лампочек общего назначения, установлен в 1930 г. по сговору основных мировых производителей того периода. Нарушителей этого срока карали и продолжают наказывать международными санкциями.

Простейшая классификация ламп накаливания:

• ЛОН – лампы общего назначения, применяют повсеместно в быту и на производстве;
• галогенные лампы накаливания – в инертный газ добавлены вещества-галогены;
• лампочки накаливания местного освещения, хаpaктерны безопасным невысоким рабочим напряжением 12, 24, 36 или 48 В, короткой нитью накаливания и стойкостью к механическому воздействию.

Из видео узнаете как производят лампы накала

Более чем столетняя история развития ламп накаливания показала, что использоваться они могут в любой сфере деятельности человека – начиная от бытового и до специального освещения:

• на трaнcпорте – в автомобилях, на поездах, морских судах, самолетах;
• в производстве – для освещения помещений, для получения абсолютно чистого тепла без загрязняющих веществ – в медицине, промышленности для производства полупроводниковых приборов, в животноводстве и птицеводстве – для обогрева молодняка и мн. др.

Галогенные устройства

К этим источникам искусственного света относятся газонаполненные лампы накаливания. В них в инертный газ, заполняющий колбу, добавлены вещества-галогены – йод, бром, хлор и пр. С раскаленной нити накаливания испаряется металл и оседает на стенках колбы. При этом:

• снижается толщина нити;
• металл на стекле колбы уменьшает ее прозрачность – падает световой поток.

Испарившиеся атомы металла вещества-галогены связывают в «окислы». Они, попадая на раскаленный металл тела накаливания, распадаются и металл оседает на поверхность нити. В результате срок жизни устройства увеличивается в 3-4 раза, «белеет» оттенок свечения.

Галогенная лампа накаливания с двойной колбой и резьбовым цоколем Эдисона Е27.

Внутри грушевидной стеклянной колбы капсюльная галогенная малогабаритная лампа размещена на арматуре обычной лампы накаливания.

Автомобильная галогенная лампа накаливания в трубчатой колбе с софитным цоколем. Он обеспечивает работу в условиях вибрации и ударов небольшой силы.Галогенная модель с рефлектором-отражателем и защитным стеклом в колбе типа MR со штыревым цоколем GU 5.3.

G – glass – перевод с английского языка – стекло, U – вариант конструктивного исполнения цоколя, 5.3 – расстояние между осями штырьков в миллиметрах.

Люминесцентные лампы

В тонкостенную стеклянную трубку с инертным газом и парами ртути помещают в торцах нагревающиеся электроды, которые после подогрева излучают электроны, возбуждающие атомы газа и ртути. Импульсы напряжения величиной несколько сотен вольт, поданные на электроды, создают в газе электрический разряд. Подпитываясь энергией источника напряжения, возбужденные атомы газа и паров металла начинают излучать ультрафиолет. УФ-излучение, имеющее высокую энергию, попадает на люминофор на внутренней поверхности колбы. Под действием излучения атомы люминофора получают дополнительную энергию и излучают свет. Так в люминесцентной лампе происходит преобразование невидимого УФ-излучения в видимый свет.

Для получения такого потока света требуется намного меньше энергии, чем на разогрев металла до температуры каления.

Конструкция люминесцентной лампы.

Трубчатые лампы маркируются буквой Т и числом, которое равно 1/8 дюйма. Т. е. трубка вида Т8 – это 8/8 дюйма или 25,4 мм, округленно 25 мм.

Люминесцентные устройства с колбой вида Т разной мощности. Сверху вниз – 20, 40, 60, 80 и 100 Вт.

Светодиодные лампы

Основой современной светодиодной лампы являются сверхъяркие светодиоды. Источник света – процесс рекомбинации носителей электрических зарядов в полупроводниковых металлах p- и n- типа – электронов и «дырок».

Цвет свечения зависит от полупроводникового материала и его легирования. Белый оттенок получают преобразованием синего света светодиода в желтом люминофоре, которым покрывают кристалл. Меняя толщину люминофора и его состав получают любой оттенок белого свечения.

Светодиодная лампа нового типа, получившая название филаментная. Цоколь Е27. Желтые полоски – цепочки светодиодов на сапфировом стержне, залитые люминофором.

Газоразрядные источники света (ГРЛ)

Физическое явление, которое используют для получения света в газоразрядных источниках излучения – это электрический разряд при прохождении тока через газ определенного состава. Такой разряд назвали тлеющим.

Начало разряда возможно только при принудительной ионизации газа. Для этого к газу, находящемуся в промежутке между электродами, прикладывают высокое напряжение. Обычно это немного больше сотни вольт. При разряде происходит пробой межэлектродного промежутка и ток, протекающий через газ, резко увеличивается. Образуется светящееся плазменное облако. Его цвет зависит от состава газа, находящегося в колбе. Например, неон светится красным цветом, аргон – сиреневым, ксенон – гoлyбоватым, гелий – красно-оранжевым.

Свечение электрического разряда в гелии. Свечение инертных тяжелых благородных газов в электрическом высоковольтном разряде. Слева направо: гелий - He, неон - Ne, аргон - Ar, криптон - Kr, ксенон - Xe.

Для интенсификации процесса свечения к воздуху или инертному газу в трубке добавляют металл – ртуть, пары которого и дают ультрафиолетовое излучение. Оно переизлучается люминофором.

Дуговая ртутная (ДРЛ)

На основе такого физического явления были созданы лампы типа ДРЛ, ДНаТ, МГЛ. Эти источники искусственного света относятся к большой категории газоразрядных ламп, подкатегории дугового разряда.

Аббревиатуры означают:

• ДРЛ – дуговая ртутная люминесцентная или дуговая ртутная лампа;
• ДНаТ – дуговая натриевая трубчатая;
• МГЛ – металлогалогенная лампа.

У ГРЛ внутри колб смонтирована разрядная трубка. Ее называют горелка. Свет в ГРЛ излучает плазменный шнур или облако, образующиеся при дуговом разряде в газе горелки.

Спектр в лампах низкого давления – это одна, две линии свечения. В лампах высокого давления – целый набор линий.Конструкция лампы типа ДРЛ1. Цоколь резьбовой, 2. Резистор, 3. Фольга молибденовая, 4. Зажигатель (вспомогательный), 5.Рамка несущая, 6. Колба внешняя, 7. Сжатый спай, 8. Кварцевая ртутная лампа дугового разряда, 9. Газ азот, 10. Основной электрод вольфрамовый, 11.Проволоки из свинца.

Применяются для освещения больших прострaнcтв. Например, цеха предприятий, улицы, площади, автостоянки и др.

Лампы ДНаТ

Лампочка ДНаТ Elektrox SUPER BLOOM 400 Вт.

Трубчатая колба с резьбовым цоколем Эдисона Е40, используемым в лампах большой мощности. В колбе видна разрядная трубка – горелка. На стекле колбы, возле цоколя, несмываемым текстом отпечатано минимум хаpaктеристик.

В промышленном производстве лапы мощностью от 50 до 1 000 Вт, но некоторые производители изготавливают и 2 и даже 4 кВт.

Основное применение – освещение улиц, дорог, автомагистралей, подземных переходов, автостоянок. Т. е. мест, где человек находится непродолжительное время. Причина – узколинейчатый спектральный состав излучения желто-оранжевого света. Горелка из кварцевого стекла или прозрачной керамики. Наружная колба из механически и термически стойкого боросиликатного стекла. Колба:

• стабилизирует температуру горелки, уменьшая потери тепла;
• фильтрует лишнее УФ-излучение, вредное окружающей среде и человеку.

Схема устройства ДНаТ

Металлогалогенные (МГЛ)

Один из видов газоразрядных ламп. Их еще называют ДРИ – дуговые ртутные с излучающими добавками. По конструкции похожи на ДРЛ. Отличие – в полость горелки добавлены галогениды натрия, индия, талия.

МГЛ хаpaктерны высоким уровнем цветопередачи Ra, он же CRI, достигающим 90. Вместе с тем у этих ламп светоотдача (энергоэффективность) увеличена до 70-95 Лм/Вт. Срок службы не менее 8-10 тысяч часов. Разновидность – ДРИЗ, имеющая зеркальный слой, нанесенный изнутри на часть колбы. Это позволяет, поворачивая специальный патрон, направлять поток света в одну сторону.

Инфpaкрасные приборы

Эти типы ламп представляют из себя лампы накаливания, у которых их основной недостаток – высокий уровень теплового излучения, превращен в достоинство. Ток подбирают такой величины, чтобы световое излучение было поменьше. В ней нить накаливания нагревается до температуры близкой к красному калению. Основной поток ее энергии – инфpaкрасное излучение. Его справедливо называют тепловым. Внешне они выглядят так.

Инфpaкрасная лампа со стеклянной колбой и цоколем Эдисона типоразмера Е27.

Керосиновые

Стандартная \"Керосинка\"

Керосиновая лампа. Емкость для керосина (справа) имеет фитиль, погруженный в жидкое топливо. Защитное стекло создает замкнутый объем с повышенной температурой воздуха. Холодный – засасывается внизу, в зоне круглой емкости, горячий – выходит в зоне крючка-подвеса.

Ультрафиолетовые источники света

Основным физическим явлением в этих источниках «света» являются электрический разряд в газе. Образующееся при этом ультрафиолетовое излучение не расходуется на преобразование в свет в люминофоре, а пропускается через материал колбы, изготовленной из специального виолетового стекла. Внешне такая лампочка выглядит, как трубка черного цвета. В медицинских целях они используются для обеззараживания больничных помещений, инструмента, одежды, также квартир, офисов.

Главное отличие УФ лампы от кварцевой это разные стекла

Хаpaктеристики ламп

Сравнения разных видов ламп обеспечивают сопоставлением их параметров. Хаpaктеристики делятся на такие большие группы:

Электрические параметры

К ним относятся рабочее напряжение и мощность. Рабочее напряжение, единица измерения В (вольт) – это номинальное напряжение, при котором работающая лампа потрeбляет от питающей сети или источника (блока) питания расчетную мощность, Вт (ватт). При этом лампа обеспечивает поток света, Лм (люмен) с расчетными хаpaктеристиками.

Обычно номинальные (рабочие) напряжение и мощность указываются надписями на верхней части колбы и на боковой поверхности цоколя.

Светотехнические параметры

Основные светотехнические параметры:

1. Световой поток. Эта хаpaктеристика измеряется в люменах, Лм (lm). Суть понятия – количество единиц света, попадающего на единицу освещаемой площади.
2. Световая отдача. Единица измерения Лм/Вт. Суть понятия – количество света или световой поток в Лм, который получают от лампы при потрeблении ею от питающей сети мощности в 1 Вт (ватт), т. е. Лм/Вт.

Световой поток – это вся видимая и невидимая электромагнитная энергия, излучаемая источником искусственного света.

Светоотдача – это энергетическая эффективность источника света или к.п.д. – коэффициент полезного действия.

Эксплуатационные параметры

Главный параметр этой группы – срок службы. Для ламп разного типа этот срок разный. У обыкновенных ламп накаливания – 1 000 часов. А у люминесцентных – от 3-5 до 12-15 тысяч часов. Срок зависит от производителя, вида лампы, ее ЭПРА – электронно-пускового регулирующего аппарата и количества включений/выключений. Для обычных люминесцентных ламп число включений примерно соответствует количеству номинальных часов ее работы.

Наибольший срок работы имеют светодиодные лампы. Производители декларируют их его от 15-20 до 100 тыс. часов. При 3-6 часах работы в сутки это несколько лет эксплуатации. За эти годы лампа мopaльно устареет. Или деградирует с потерей 30-50% яркости, а часто, и с изменением оттенка свечения или спектра излучения.

Тип и размер цоколя

Назначение цоколя в лампе:

• обеспечить надежное подключение светоизлучающего элемента лампы к цепям первичного электропитания, обычно это первичная сеть переменного тока, проложенная в здании;
• удерживать конструкцию лампы в плафоне светильника в определенном положении и не допускать ее прикосновения к плафону, например, бра или люстры;
• гарантировать быструю смену перегоревшей лампы и замену ее новой и т. п.

Видов цоколей очень много. На картинке представлены наиболее применяемые в светотехнике.

Часто используемые:

• резьбовые цоколи Эдисона, обозначаются буквой Е и числом, показывающим наружный диаметр резьбы в миллиметрах, он меняется от Е5 – цоколи для микроминиатюрных лампочек до Е40 – для самых мощных ламп, в основном промышленного освещения;
• штыревые цоколи – обозначаются буквой G, от слова glass – стекло, т. к. штырьки «вварены» прямо в стекло колбы, цифры в маркировке цоколя – расстояние в миллиметрах между осями штырьков;
• байонетные или штифтовые – название произошло от французского слова «багинет» или штык, хаpaктеризуются не выпадением из патрона при вибрациях, применяются на трaнcпортных средствах – автомобилях, самолетах, кораблях и судах, поездах и трамваях и пр. Одно из названий – цоколь Свана – по имени изобретателя.

Основные виды цоколей – Эдисона, штыревые, байонетные Свана, они же штифтовые.

Байонетные цоколи в маркировке имеют первым элементом латинскую букву B.

Есть еще с десяток других разновидностей цоколей, но они применяются значительно реже.

Форма колбы

Формы колб осветительных приборов определяются не только ее технической сутью, но иногда связана и с ее происхождением. Например, колбы А, С, СА и CF – произошли: от груши, от свечи для люстры или бра. И получили букву C в аббревиатуру, например, от латинского слова «candela», в переводе – «свеча». СА – «свеча на ветру», и CF – «витая свеча».

Для наглядности рекомендуем серию тематических видеороликов.

Современное электрические источники искусственного света поражают своим разнообразием. Для любого типа светильников можно подобрать несколько разновидностей лампочек по цене и энергоэффективности. Например, для бра или люстры подойдет светодиодная или ЛОН «свеча» или «свеча на ветру». Для ретро светильников выбирайте лампочку Эдисона или современную светодиодную «кукурузу».