Виды, характеристики и советы по выбору галогенных ламп

Галогенные лампы относятся к группе источников света с нитью накаливания. Однако такие источники света отличаются широким ассортиментом и более продолжительным сроком эксплуатации. Несмотря на наличие в продаже более продвинутых лампочек (светодиодные, люминесцентные), галогенные устройства по-прежнему пользуются популярностью.

Устройство и принцип действия

Начинка галогенных лампочек во многом напоминает нити накаливания: та же стеклянная колба, тело накала и цоколь. Однако эти источники света имеют в своем составе йод и бром.

Проходя через тело накала, ток разогревает вольфрамовую спираль, что приводит к свечению. Вследствие высокой температуры происходит высвобождение вольфрамовых атомов, вступающих во взаимодействие с галогенами (йодом и бромом). Реакция препятствует осаживанию металлических элементов на внутренних стенках осветительного устройства, что позволяет существенно увеличить срок эксплуатации лампочки.

Таким образом, принцип работы галогенной лампочки базируется на использовании вольфрамово-галогенного цикла:

1. Испарение вольфрама.
2. Перенос частиц посредством диффузии или конвекции на участки с меньшей температурой.
3. Появление устойчивых молекул соединений вольфрама и галогенов.
4. Транспортировка появившихся молекул на участки с высокими температурами — к нагретой вольфрамовой спирали.
5. Разложение молекул в результате воздействия повышенной температуры и выделение вольфрамовых атомов на поверхность тела свечения.

Описанные выше процессы уменьшают влияние двух ключевых недостатков стандартных лампочек накаливания:

1. Тело колбы не темнеет, так как испарившиеся вольфрамовые частицы снова уходят на нить накаливания.
2. Происходит регенерация тела свечения, что увеличивает эксплуатационный срок лампочки.

В то же время вольфрамово-галогенный цикл не лишен недостатков:

1. Реакции, где применяется йод, невыполнимы без кислородной среды. Так как в качестве наполнителей используются соединения водорода (йодистый метил и метилен), то в колбе осуществляется водяной цикл, ускоряющий разрушительные процессы в нити накала.
2. Йод не позволяет полностью регенерировать нить, поскольку возвращение вольфрамовых атомов происходит в хаотическом порядке. При этом самые перегретые участки тела свечения не восстанавливаются. Следствием является быстрое испарение вольфрама с участков, подвергшихся воздействию критических температур, и перегорание нити.
3. Минусы использования йода проявляются и в других вопросах: агрессивность при взаимодействии с металлами, вбирание в себя немалой части излучения на зелено-желтом участке спектра. Также имеет место недостаточно проработанная методика дозирования галогена.

Перечисленные минусы компенсируются использованием других типов галогенов. К примеру, в последнее время получили распространение бромовые соединения (этилы и этилены). Также возможно применение фтора или хлора. Особенно интересен фтор, так как он с наибольшей эффективностью позволяет усилить регенерацию нити. Существенным ограничивающим фактором для брома, фтора и хлора является их агрессивность.

Применение

Несмотря на то, что галогенные лампочки уступают в эффективности светодиодным и люминесцентным источникам света, они пользуются популярностью. В частности, лампы с диммерами 220 В легко заменяют стандартные лампочки накаливания.

Галогенные устройства применяют в качестве освещения для автомобилей. Такой источник света идеально подходит для этой сферы, поскольку обеспечивает высокую светоотдачу, длительность эксплуатации, стойкость к перепадам напряжения, имеет небольшую колбу. Галогенные светильники применяют также в прожекторах, рампах, для освещения при проведении фотосъемок и видеосъемок. Они используются в шелкографии и флексографической печати, при сушке материалов, отличающихся чувствительностью к ультрафиолету.

Галогенные источники света применяются как нагревательные элементы. Речь идет об использовании их в электрических плитах, микроволновых печах и паяльных лампах.

Разновидности галогенных лампочек

Лампочки с галогенами классифицируют по источникам питания:

• низковольтное исполнение с драйвером на 12 Вольт,
• лампы накаливания 220в.

Классификация ламп представлена на рисунке внизу.

Низковольтные лампочки также могут подключаться к выделенному источнику питания на 220 В, но только при наличии понижающего трансформатора. Данное устройство уменьшает напряжение до допустимого уровня (12 Вольт). Галогенные лампочки этого типа имеют штырьковый цоколь G4, G9, GU10, G12. Также в автопроме применяется цоколь типа H4.

Виды цоколей показаны на следующем рисунке.

Лампочки принято подразделять на несколько типов в зависимости от особенностей их конструктивного исполнения:

• линейные,
• капсульные,
• с отражателем,
• с вынесенной колбой,
• низковольтные,
• галогеновые люстры,
• IRC-галогенные источники света.

Линейные

С этого типа лампочек начиналось производство галогенных источников света. Выпускаются такие лампы и поныне. В конструкции линейных источников света имеется пара штырьковых держателей с обеих сторон вытянутой колбы. В бытовых целях такие устройства применяют редко из-за их высокой мощности (от 1 до 20 кВт).

Капсульные

Такие лампочки характерны своими небольшими габаритами. Капсульные источники света применяют для подсветки интерьеров. Обычно используют цоколи G4 и G9. Что касается G9, то этот цоколь предназначен для сети 220 В. За счет компактности и небольшой мощности капсульные устройства часто устанавливают в светильниках открытого типа.

С отражателем

Галогенные лампочки с отражателями также именуют устройствами с направленным излучением. Подобного эффекта добиваются за счет применения отражателя, который выполняется в одном из двух вариантов — интерференционном или алюминиевом. В случае с отражателем из алюминия тепло отводится вперед, а интерференционное исполнение предполагает отвод тепла назад. Также приборы с отражателем изготавливают с защитной крышки и без таковой. Светильники с отражателем оснащаются разными типами цоколей: для сети 220 В или низковольтные — на 12 Вольт.

С вынесенной колбой

Устройства с внешней колбой часто путают со стандартными лампами накаливания. Они имеют схожую конструкцию, в том числе резьбовой цоколь E14 или E27, такую же стеклянную колбу и тело накала. Но внутри лампочки с вынесенной колбой имеются галогены.

Галогеновые люстры

Источники света этого типа производятся с цоколем E17 или E27. Одна из главных характеристик люстр — малогабаритность лампочек, они практически незаметны. Люстры обычно рассчитаны на работу от сети 220 В, однако встречаются и низковольтные светильники. В последнем случае понадобится подключение через понижающий трансформатор.

Обратите внимание! Чтобы избежать перегрева, вместо стандартных патронов рекомендуется использовать керамические.

Низковольтные

К низковольтным источникам света относятся приборы, работающие от напряжения 6, 12 или 24 Вольт. Наиболее распространенный вариант — лампа на 12 Вольт. Чаще всего низковольтные галогенные лампочки используют в случае установки на легковоспламеняющиеся основания. Применяются для освещения интерьеров (точечная подсветка), небольших фрагментов садовых участков, для освещения экспонатов в музеях и т.д.

Благодаря своей безопасности низковольтные источники света разрешены к использованию в помещениях с повышенным уровнем влажности. Но в этом случае необходимо обеспечить надежную защиту цоколя от попадания на него воды.

Обратите внимание! Низковольтные устройства всегда подключают к электросети через трансформаторы.

IRC-галогенные лампы

Галогенные IRC-лампы имеют специальное покрытие, которое прозрачно для видимого света, но является преградой для инфракрасного излучения. Данное покрытие принимает инфракрасный свет и отражает его обратно — к спирали. Благодаря такой технологии сокращаются тепловые потери и повышается эффективность лампы. По данным ведущего производителя — компании Orasm — технология позволяет уменьшить потребление электричества на 45% в сравнении с другими галогенными лампочками. При этом срок службы устройства увеличивается в 2 раза. IRC-лампа позволяет получить мощный световой поток — 1700 лм, а также светоотдачу 26 лм/Вт, что вдвое выше возможной 35-ваттного люминесцентного источника света.

Технические характеристики

Чтобы правильно подобрать нужную галогенную лампочку, рекомендуется вникнуть в их ключевые технические характеристики. Это даст возможность выбора устройства с подходящей интенсивностью света, мощностью и входным напряжением.

Базовые характеристики:

1. Разновидность цоколя. Существует множество видов цоколей, в том числе G4, G9, GU10, G12 и другие. С учетом типа цоколя выбирают другие параметры (от этого в частности зависит, открытым или закрытым будет светильник).
2. Напряжение источника электропитания. Есть два варианта, один из которых рассчитан на питание от сети 220 В, второй — на 12 Вольт.
3. Мощность. Данный параметр зависит от типа лампочки. Для линейных лампочек используется параметр 100-1 500 W, для низковольтных капсульных источников света с держателем G4 применяют схемы 10 W, 20 W или 35 W. Для держателя G9 понадобится 40 W, а для лампочек с рефлектором — 20,35 или 50 W.
4. Форма колбы. Она изготавливается в виде свечи, бывает линейной или грушевидной.

5. Тип светового потока.
6. Цветовая температура. Галогенные лампочки обеспечивают комфортную для глаз температуру, находящуюся в пределах 2,7–3 тыс. К.
7. Индекс цветопередачи. Данный показатель находится в районе 100.
8. Срок службы лампочки. В среднем лампочка будет работать в течение 2 тыс. часов. Если же условия эксплуатации идеальны, галогенный источник света способен работать вдвое больше.
9. Коэффициент полезного действия. Обычно находится в пределах 50–80%. Низкий показатель связан с затратами энергии на нагрев поверхности изделия.

На следующем рисунке представлены основные типы цоколей.

Обратите внимание! Как только поступает напряжение, свет зажигается мгновенно. Чем выше мощность лампочки, тем более ярким будет освещение.

Маркировка ламп показана на рисунке ниже.

Преимущества и недостатки

Правильно организованная система освещения предполагает использование в наибольшей степени подходящих светильников. Чтобы разобраться, какой тип лампочек больше подходит для той или иной ситуации, рекомендуется ознакомиться с их характеристиками. Это позволит выделить плюсы и обозначить минусы разных осветительных приборов.

Достоинства галогенных лампочек:

• высокий уровень цветопередачи вне зависимости от модификации, благодаря чему достигаются максимально достоверные цвета — без серьезных искажений,
• достаточная интенсивность света,
• доступные цены,
• продолжительный срок эксплуатации,
• широкий выбор модификаций, отличающихся между собой по многим параметрам (напряжение, цоколь, мощность и т.д.).

На рисунке ниже приведено сравнение разных типов источников света.

Есть у галогенных устройств и минусы (особенно у лампочек бытового назначения):

• неустойчивость к перепадам напряжения в электросети,
• чувствительность к регулярно происходящим коммутациям,
• хрупкость конструкции.

Особенности эксплуатации

Чтобы максимально продлить срок службы галогенной лампочки, рекомендуется избегать касания колбы голыми руками. Даже на чистых руках присутствует жировой слой, который при попадании на поверхность источника света приводит к нарушению температурного баланса, почернению колбы и перегоранию лампочки. Поэтому любые манипуляции с галогенной лампой следует выполнять не голыми руками, а с помощью салфетки или неворсистой ткани.

Еще один способ увеличить продолжительность жизни лампы — избегать слишком частого включения и выключения света. Для лампы лучше, если она работает несколько часов без перерыва, чем если ее в этот период несколько раз включают и выключают. Также продлевает срок службы стабильное входное напряжение.

Производители

Самая известная фирма, специализирующаяся на производстве галогенных ламп, — компания Osram. В ее ассортименте есть лампочки любых разновидностей и мощности. В продаже имеются капсульные светильники, устройства с отражателем, с классическими колбами и много другое. Помимо источников света бытового назначения, Osram выпускает светильники для автомобилей.

Существуют и другие компании-производители, наиболее известные из которых — Navigator и Camelion. Цены на продукцию такого рода довольно сильно разнятся в зависимости от типа лампочки, ее технических возможностей и репутации производителя. Лампочки на 20 В стоят от 40 рублей за единицу, а светильники на 150 В не купить дешевле 400–500 рублей.

Советы по выбору

Чтобы правильно выбрать освещение для дома, необходимо принять в расчет ряд обстоятельств:

1. Мощность и светоотдача. Для галогенных лампочек характерно более высокое соотношение по сравнению с лампами накаливания. Если обычная лампочка создает поток света мощностью 12 лм, то галогенная — 25 лм. Соответственно, для той же самой интенсивности освещения нужна галогенная лампочка с вдвое меньшей мощностью.
2. Напряжение. Устройства низковольтного типа потребляют меньше электричества. К тому же, они невелики по размеру. Однако для их применения понадобится трансформатор, поскольку прямое подключение к сети не представляется технически возможным.
3. Мощность модуля. Показатель вычисляется с учетом суммарной мощности источников света. Для трех лампочек мощностью по 50 Вт каждая нужен трансформатор на 150 Вт. Допустим недогруз, но не более 15 Вт.

4. Провод. Понадобится провод сечением от 1,5 квадратных миллиметров. Оптимальный вариант — 2,5 квадратных миллиметра.
5. Регулятор света. Выбирается специальный прибор для низковольтных галогенных устройств.
6. Цоколь. Для каждой лампочки существует соответствующий тип цоколя.

Обратите внимание! Основание для установки источника света должно быть изготовлено из пожаробезопасных материалов. Для защиты гипсокартонного основания достаточно специального кольца, а вот в случае с натяжным потолком не обойтись без термоплатформы.

Самостоятельное подключение

Установить галогенный светильник своими руками несложно. Работу следует выполнять в перчатках или же держать прозрачную часть прибора салфеткой или куском ткани. Внешняя колба менее чувствительна, однако перчатки лучше все же использовать.

Светильники с отражателями монтируют к стойке с монтажным кольцом. В качестве крепежного элемента используют усики или пружинки (конкретный способ фиксации зависит от модели). Крепеж обеспечивает механическое закрепление устройства в монтажном кольце.

К лампочке подводят выделенный провод. Разрешается подключение шлейфовым способом. Однако такой способ нежелателен, так как приводит к потере мощности.

Кабели используют импульсные, поскольку они обеспечивают компактность. Фазный проводник из коробки стыкуют с выключателем, а провод от выключателя соединяют с трансформатором. Нуль направляют от распредкоробки к трансформатору. В цоколь устройство вкручивают так же, как и обычную лампу накаливания.