Что такое галогеновая лампа: принцип работы, устройство

Сегодня большую популярность получили галогеновые лампы — их часто устанавливают в качестве дополнительных светильников или самостоятельного освещения в квартирах и домах. Разберем, так ли хороши галогеновые лампы для дома, в чем их основное преимущество и как правильно их использовать.

Введение

По сути, галогенная лампа представляет собой немного усовершенствованную классическую лампу накаливания. Они отличаются от обычных лампочек ярким светом, стабильностью (отсутствует эффект мерцания), широким спектром и цветом. Цвет свету придается химическим путем за счет использования различных газов в колбе.

Название галогеновые лампы получили за то, что в колбах у них не вакуум, как в обычных, а галогеновые газы с парами йода, хлора, брома, фтора и пр.

Подобная технология позволила значительно продлить срок службы галогеновых ламп — нормой для них считается 3-5 тысяч часов работы, тогда как у классики — до 1 тысячи часов. Благодаря газу, с поверхности вольфрамовой спирали практически не происходит испарения, поэтому она работает максимально долго.

Натриевые лампы высокого давления очень популярны у садоводов, которые разводят растения в теплицах и оранжереях. В пасмурный день их теплый свет вполне может заменить солнечный. Это повышает плодоносность растений.

Короткодуговые лампы со сверхвысоким сроком службы, используются главным образом в развлекательной сфере и архитектурном освещении.

Колба у этих светильников также отличается. Обычно ее делают из специального кварцевого стекла, способного отфильтровывать ультрафиолетовое излучение. Это благоприятно сказывается на мебели и стенах — они не выгорают, как при обычном светильнике или солнечном свете.

Из-за галогенового газа колба лампы сильно нагревается. Чтобы не происходило перегрева или возгорания, в устройствах устанавливают дихроичные отражатели. Они помогают бороться с тепловым излучением и выводят его за пределы светильника, рассеивая в воздухе.

Внимание: яркость лампы можно регулировать, меняя отражатели и их форму, устанавливая рассеивающие или фокусирующие стекла.

Основные виды галогенок

Существует пять основных видов галогеновых светильников. Они отличаются друг от друга по устройству и принципу излучения:

1. Классические бытовые галогенные лампы с вольфрамовой спиралью и кварцевой колбой. Подобные светильники относятся к классу двухцокольных, обычно их используют для освещения больших площадей в доме или квартире. Нить в этих устройствах закрепляется на прочных металлических держателях, что позволяет ей выдерживать серьезные нагрузки, падения и воздействия. Классические галогенки мощностью до 500 ватт можно располагать как угодно (горизонтально, вертикально, под углом). Галогенки с мощностью более 500 ватт устанавливают только в горизонтальной плоскости с углом отклонения не более 4 градусов. Подобные лампы светят ярко, долго не перегорают, выдают стабильный белый свет и не деградируют со временем. Обычно их используют для освещения комнат, офисов, магазинов, витрин, различных объектов (в том числе и наружных), рекламных вывесок и щитов.
2. Капсульные светильники. Имеют небольшой размер, что позволяет устанавливать их практически в любом месте. Им не нужен полноценный корпус, как предыдущим лампам и специальные отражатели (они напыляются на заднюю часть светильника). Их применяют для декоративного освещения, создания акцентов и романтической обстановки, точечной подсветки различных элементов в торговле и рекламе.
3. Капсульные галогенные лампы накаливания 220В с отражателем из стекла. Похожи на предыдущие устройства, используются для точечной или акцентированной подсветки, для монтирования в мебель или освещения периметра.
4. Светильники низкого напряжения. Устройства работают от понижающего трансформатора, что обезопашивает их использование. Как правило, они имеют алюминиевый отражатель и применяются для освещения подвесных потолков, арок, различных полок и декоративных конструкций.
5. Устройства со стеклянным параболическим отражателем. Дополнительно на отражатель наносят слой алюминия, что защищает его от перегрева и позволяет создавать интересные декоративные эффекты. В качестве защиты светильника используют рифленое стекло, которое при работе преломляет свет и создает мерцающий и рассеивающий эффект. Эти устройства используются для тематического и акцентного освещения, а также для освещения жилых помещений. Иногда их применяют для уличной подсветки, но в этом случае лампу нужно устанавливать во влагозащищенный корпус, хорошо рассеивающий тепло.

Отметим, что мощность галогеновых ламп ниже, чем обычных, поэтому они потребляют меньше энергии, но при этом у них отличная цветопередача и светоотдача.

Галогенки можно сочетать с выключателями, позволяющими регулировать освещенность, они безопасны для человека в отличие от люминесцветных, содержащих пары ртути.

Во время эксплуатации галогенки не теряют яркость и светят так же, как и в первый день покупки. Спектр подобных светильников максимально приближен к естественному, поэтому если вам нравится холодный люминесцент, то старайтесь подобрать более белый свет.

Впрочем, любителей мертвого белого света немного, а в галогеновом освещении вещи, кожа и предметы выглядят наиболее естественно, не теряя своего природного оттенка.

Основные достоинства

Теперь, когда вы знаете все про галогеновые лампы: что это такое, какие виды бывают и из чего состоят. Перечислим основные достоинства подобных светильников:

1. Отлично подходят для чтения или работы за компьютером. Правильный природный солнечный спектр не раздражает глаз, не напрягает кристаллики, а регулировка яркости поможет вам добиться комфортных условий для работы.
2. Возможность точечной фокусировки и зонной подсветки. Идеально подходят для освещения витрин, рекламных конструкций, создания акцентной подсветки. Солнечный спектр выгодно оттеняет товары и объекты, привлекая клиентов.
3. Возможность использовать для ландшафтного освещения. Хорошо выдерживают перепады температур, при наличии качественного охлаждения могут работать годами. Галогенная лампа — это экономичное устройство, потребляющее на 20-25% меньше, чем лампы накаливания. Возможность фокусировки и яркий свет позволяет осветить весь двор или парк, или же создать зонную подсветку.
4. Отсутствие деградационного процесса. Спираль из-за газа не испаряется, она светит ровно и мягко на протяжении всего срока службы устройства.
5. Возможность регулировки степени яркости при помощи диммера. Если экономки не работают с ним, то галогенки можно прикручивать до необходимой яркости.
6. Безопасность, если речь идет о низковольтных устройствах.

Теперь перечислим основные недостатки:

1. Чересчур яркий свет. Его можно регулировать диммером, но если устройство не установлено, то некоторым людям не нравится мощный световой поток. Исправить эту ситуацию можно подбором лампы с меньшей мощностью или установкой рассеивающего стекла.
2. Нельзя использовать галогенки во влажных помещениях (ваннах или саунах). За счет перегрева и образования на цоколе конденсата они могут лопнуть.
3. Считается, что подобные устройства нельзя утилизировать обычным способом, поэтому подумайте, куда вы будете их сдавать (их часто принимают в крупных магазинах, продающих люстры/светильники).
4. Высокая цена. Они значительно дороже классических ламп накаливания, но и срок службы больше в 3-5 раз, поэтому этот недостаток относителен.

Принцип работы

Ключевой принцип работы галогенных ламп заключается в химическом процессе, который называется галогеновый цикл. Рассмотрим этот процесс подробнее:

1. При включении питания спираль вольфрама разогревается.
2. Молекулы испаряются, двигаются к колбе и задерживаются на стекле.
3. Задержанная молекула взаимодействует с атомами брома, создавая галогеновый газ.
4. В колбе создается конвекция за счет нагрева, вступившая в реакцию молекула отрывается с поверхности и путешествует внутри.
5. Через определенное время молекула садится на спираль и распадается. На спирали остается вольфрам, а атом брома испаряется в наполняющий колбу газ.

Таким образом происходит цикл — вольфрам, испаряясь, соединяется с бромом, а затем возвращается назад, восстанавливая нить.

Обратите внимание: в большинстве случаев нить после продолжительной работы практически не отличается от новой. Лампа перегорает из-за необратимых процессов в держателе спирали и колбы, а не из-за деградации вольфрама.

Как правильно устанавливать галогенки

Несмотря на то что принципиальное устройство галогенной лампы фактически идентично обычной, правила монтажа их отличаются. Светильник накаливания можно просто выкрутить и заменить на новый, но подобный фокус не подойдет к искомым устройствам. Действовать нужно по следующей схеме:

1. Выключите люстру, а лучше обесточьте всю линию, с которой вы собираетесь работать.
2. Подождите, пока температура колбы упадет до комнатной.
3. Вытащите защитное стекло со светильника. Обычно оно закрепляется при помощи пружины или винтов. Действуйте аккуратно, чтобы не поломать его или зажимы.
4. Вытащите старую лампу. Для этого необходимо нажать на нее и вынуть из патрона. Если не поддается, то постарайтесь раскачать ее из стороны в сторону (если цоколь в ней штырьковый, а не резьбовой).
5. Сравните маркировку имеющейся лампочки и новой.
6. Оденьте перчатку (запрещается прикасаться к новой лампе руками или кожей). Не дуйте на нее и не вытирайте об руку.
7. Вставьте новую лампочку в патрон или вкрутите ее.
8. Установите на место защитное стекло.
9. Включите питание, проверьте работу восстановленного светильника.

Внимание: касаться поверхности лампы нельзя, поскольку на ней остается жир и кусочки кожи. При работе колба нагревается до высоких температур, и жир может загореться, что приведет к поломке светильника.

Стоит ли использовать галогенки

Основное, чем отличается галогенная лампа от лампы накаливания — это пониженное электропотребление при более мощном световом потоке и продолжительный срок службы. Особенно это касается низковольтных светильников на 12 и 24 вольта. Для их функционирования необходимо установить в систему специальный трансформатор. Его надо располагать в непосредственной близости от светильников, поскольку при большой длине напряжение сильно падает и лампы могут не включаться.

Внимание: трансформатор нужно брать с запасом в 10-15 процентов. К примеру, если вы устанавливаете три светильника мощностью по 50 ватт, то 3*50 + 3*50*0,15=172 ватта минимальная мощность трансформатора.

Располагать его нужно не дальше, чем 4 метра от крайних ламп, чтобы избежать потерь. Трансформаторы достаточно компактны — их можно спрятать за гипсокартоном или натяжным потолком.

Также продумайте доступ к устройству, в случае если оно выйдет из строя. При установке галогенок в пленочные натяжные потолки нужно использовать лампы небольшой мощности в сочетании с рассеивающими корпусами, чтобы они не расплавили поливинилхлорид.

Заключение

Зная, что такое галогенная лампа, вы сможете сделать правильный выбор в магазине. Их выпускает множество производителей (Philips, GE, Sylvania, Osram), и по качеству они практически ничем не отличаются.

Не надо приобретать их на рынке, поскольку в последнее время появилось достаточно много китайских подделок — лучше обратитесь в серьезный магазин.

При установке светильника помните, что он может достаточно сильно нагреваться. Подводите к нему качественные провода (1.5 квадрата вполне достаточно для создания системы освещения), защищая их возле места подключения термоусадкой от обгорания.

Предусматривайте свободное место для свободной циркуляции воздуха и охлаждения, не ставьте их в ограниченном и замкнутом пространстве, поскольку они будут часто сгорать.

Перед покупкой обязательно снимите имеющиеся лампы и изучите их, чтобы не ошибиться с маркировкой и цоколем. Во время замены не забывайте, что касаться колбы и цоколя нельзя.