Лампы

Конструкция

Конструкция зависит от ее вида по механизму преобразования электрического тока в световое излучение, в соответствии с которым лампы бывают:

• накаливания,
• галогеновые,
• металлогалогеновые,
• люминесцентные,
• натриевые,
• ртутные,
• светодиодные.

В общем случае практически все они (кроме светодиодных) имеют конструкцию, близкую к классическим лампам накаливания, основными компонентами которой являются:

• цоколь,
• колба,
• тело накала,
• газовая среда.

Цоколь, посредством которого лампа соединяется с источником тока и светильником, в зависимости от механизма соединения разделяют на два вида: винтовые и штырьковые.

Колба — сосуд, объединяющий все содержимое лампы. Изготавливается из стекла. В ряде случаев изнутри покрывается различными химическими соединениями, оптимизирующими эффективность источника света. Может быть различных размеров и форм. Размер может диктоваться как техническими условиями (скорость осаждения вещества тела накала), так и дизайнерскими соображениями (декоративные светильники). Колбы могут быть в форме груши, гриба, свечи, эллипсоидными, трубчатыми, имитирующими пламя свечи, шарообразными, с участком, на который нанесен зеркальный слой.

Тело накала представляет собой проводник, через который протекает электрический ток. Самый распространенный вариант – спиралевидная вольфрамовая нить круглого поперечного сечения.

Газовая среда (аргон, азот и другие инертные газы) служит в первую очередь для защиты вольфрамового тела накала, которое бы без присутствия газа при высоких температурах мгновенно бы окислилось.

Другие разновидности ламп имеют свои конструктивные нюансы. Например, галогеновая, являясь по сути улучшенной версией лампы накаливания, отличается тем, что в ее газовой среде присутствуют такие компоненты, как фтор, хлор, бром и йод. Эти газы значительно замедляют образование испарений вещества тела накала (вольфрама) и его осаждение на внутренней поверхности колбы. Люминесцентная, преобразующая свет в соответствии с механизмом электрического разряда в газе, имеет свои конструктивные особенности: ее колба наполнена инертным газом (аргоном) с парами ртути, на концах установлены электроды, а внутренние стенки колбы покрыты люминофором.

Применение

Сфера применения чрезвычайно широка и зависит от их вида. Для освещения жилых помещений используются классические лампы накаливания, а также галогеновые и люминесцентные. В последние годы все шире в декоративное освещение жилых помещений внедряются светодиодные источники света. Для освещения производственных помещений применяются мощные люминесцентные, а также газоразрядные (металлогалогеновые, ртутные). В уличном освещении широкое распространение получили газоразрядные натриевые лампы желтого света, также используются ртутные, светодиодные.

В последнее время большое распространение получили лампы энергосберегающие. К классу энергосберегающих относятся все источники света с низкими показателями потребления энергии, высокими значениями световой эффективности и длительным сроком службы. Традиционно энергосберегающими называют люминесцентные, но по вышеназванным показателям им ничем не уступают и светодиодные.

Характеристики

Мощность. Базовая описательная характеристика, обязательно маркируемая (Вт) и показывающая объем потребления энергии и, следовательно, вырабатываемую яркость светового потока. Чем больше мощность лампы, тем выше ее яркость (в пределах одного вида).  Мощность ламп накаливания находится в диапазоне от 10 до 100 Вт; ранее были широко распространены источники света мощностью 150 и более Вт, но к настоящему моменту они практически вышли из употребления из-за низких показателей энергоэффективности. Мощность люминесцентных колеблется в пределах от 4 до 250 Вт, мощность газоразрядных (металлогалогеновых, натриевых, ртутных) может достигать 1000 Вт (для уличного и промышленного освещения). Сильно отличается показатель лишь светодиодных: их мощность составляет 10–15 Вт.

Световая эффективность показывает, какой объем светового потока (люмен) данная лампа может преобразовать из единицы мощности (ватт). Энергия, подаваемая в этот источник света, частично расходуется в процессе конвекции, уходит за счет теплопроводности, но в основном превращается в излучение, которое, тем не менее, состоит не только из светового, но и из ультрафиолетового, не видимого глазу. Средние показатели световой эффективности лампы накаливания — 10–15 лм/Вт, люминесцентной  — 60–65 лм/Вт, газоразрядной (ртутной, натриевой) — 95–100 лм/Вт, светодиодной — 70–75 лм/Вт и т. д.

Световой поток. Характеристика, показывающая объем светового потока в массе излучения (ультрафиолетового, инфракрасного и т. д.). По сути, это количественное выражение света, вырабатываемого источником света вообще. Лампа накаливания 40 Вт дает световой поток до 460 лн, галогенная лампа 40 Вт — 600 лн, люминесцентная 40 Вт — до 2500 лн, а сверхмощные газоразрядные натриевые дают световой поток до 40000 лн, светодиодная 40 Вт — 2600 лн.  Показатель светового потока незаменим при расчете необходимого для данного помещения освещения.

Срок эксплуатации. Показатель, характеризующий максимальной срок службы изделия в реальных условиях, измеряется в часах и служит для сравнения их различных видов. Срок эксплуатации лампы накаливания составляет до 1000 часов, тот же показатель люминесцентной — до 10000 часов, галогеновой — до 2000 часов,  металлогалогеновой — до 15000 часов, ртутной — до 12000 часов, натриевой — до 32000 часов, светодиодной — до 100000 часов.

Маркировка

Для каждого вида существуют свои системы маркировки, но вне зависимости от вида, лампы маркируются буквенно-цифровым кодом, в который обязательно включены такие показатели, как: мощность (Вт), буквенное обозначение типа, вида или особенности. См. маркировку в отдельных статьях по видам ламп.

Виды ламп

Галогеновыекупить на Stroyka.by

В галогеновой (галогенной) происходит такой же процесс преобразования энергии в световой поток, как и в лампе накаливания, с той лишь разницей, что в газовой среде галогеновой присутствуют, наряду с инертными газами, газы фтора, хлора, брома и йода. Эти вещества в процессе химической реакции в значительно большей степени, чем на то способны инертные газы, замедляют процесс испарения вещества вольфрамового тела накала, что увеличивает срок эксплуатации.

Металлогалогеновыекупить на Stroyka.by

Является разновидностью газоразрядных ламп, световое излучение в них формируется в результате воздействия дугового разряда на газовую среду с компонентами ртути и галогенидов металлов. В охлажденном виде галогениды осаждаются в виде пленки на внутреннюю поверхность колбы, а под действием высокой температуры дугового разряда они испаряются и распадаются на ионы, которые и дают световое излучение.

Лампы накаливаниякупить на Stroyka.by

В лампе накаливания световой поток образуется в процессе пропускания электрического тока через вольфрамовый спиралевидный проводник в газовой среде. Вольфрамовая нить нагревается и светится, давая световой поток. Так как при высокотемпературном нагревании частицы вещества тела накала — вольфрам — испаряется и осаждается на внутренней поверхности колбы, колба наполнена инертными газами, которые замедляют этот процесс и создают наилучшие условия для функционирования тела накала.

Люминесцентныекупить на Stroyka.by

Является разновидностью газоразрядной, свечение в ней обеспечивается люминофором. В колбе, заполненной инертным газом и парами ртути, при электрическом разряде происходит активизация люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность колбы. Различают лампы с подогревными катодами и холодными катодами, причем первые рассчитаны на наиболее высокую силу тока. В целом, люминесцентные лампы очень популярны в жилом и промышленном освещении.

Натриевыекупить на Stroyka.by

В натриевой газоразрядной лампе световой поток формируется в процессе активизации электрического разряда в газовой среде, характеризующейся наличием паров натрия. Это очень энергоэффективные источники света (до 200 лн/Вт), которые имеют только один, но существенный недостаток: они дают насыщенный желтый или оранжевый свет, который имеет низкий индекс цветопередачи, из-за чего их чаще всего используют в уличном освещении.

Ртутныекупить на Stroyka.by

В источниках света этого вида световой поток генерируется дуговым электрическим разрядом, формирующимся в газовой среде, состоящей из инертных газов и паров ртути. Световой поток в таком случае имеет синий оттенок, который можно нейтрализовать и приблизить свет к белому цвету нанесением на внутреннюю поверхность колбы люминофора. Кроме того, ртутная газоразрядная лампа генерирует мощный поток ультрафиолетового излучения и сильно нагревается в процессе работы.

Светодиодныекупить на Stroyka.by

Светодиодные лампы, представляющие собой конгломераты светодиодов, для формирования светового потока используют принципиально иной механизм. Светодиод — это миниатюрный полупроводниковый прибор, который состоит из металлической основы, полупроводникового кристалла, катода, анода и корпуса. Отличаются высокой световой эффективностью и большой гибкость применения, поэтому светодиоды широко задействованы в осветительном дизайне.