Типы электрических ламп. Виды электрических ламп

На сегодняшний день существует огромный выбор электрических ламп: лампы накаливания, галогенновые лампы, светодиодные лампы, люминесцентные лампы, ртутные газоразрядные лампы, ксеноновые дуговые лампы и натриевые газоразрядные лампы. Отличаются они размером, формой, цоколем, техническими характеристиками и сферой применения.

Виды лампочек для дома

Для домашнего освещения наибольшей популярностью пользуются 4 вида электрических лампочек: лампы накаливания, галогенные, энергосберегающие и светодиодные лампы.

Лампы накаливания - самые недорогие и доступные. Широко применяемые как в быту, так и на специализированных объектах, они все более сдают свои позиции из-за низкого коэффициента полезного действия. Всего 20% выделяемой энергии тратится на освещение помещения, а остальные 80% на нагревание. Из-за такого высокого температурного режима портятся плафоны, патроны и коптятся потолки. К лампе накаливания можно подключать диммер (регулятор уровня освещения).

- отличается от лампы накаливания содержанием внутри колбы галагеновых газов. Срок службы таких ламп в 4 раза больше, чем у ламп накаливания, а стабильная светоотдача сохраняется на протяжении всего срока эксплуатации. Недостатком галогенных ламп является низкочастотный шум при использовании регулятора уровня освещения (диммера). Наиболее широкое применение галогенные лампы получили в автомобильной промышленности.

- относится к виду энергосберегающих ламп. Уменьшенная до размеров обычной лампочки, люминесцентная потребляет в 5 раз меньше электроэнергии по сравнению с другими, но стоит не в пример дороже. Имея повышенную светоотдачу (в 5 раз ярче лампы накаливания), рассчитаны на использование в благоприятных комнатных условиях. Энергосберегающие лампочки различаются по размерам, форме, потребляемой мощности и вариантами цвета свечения. Обладают длительным сроком службы и высокой эффективностью. В процессе эксплуатации такие лампы не нагреваются и подходят для натяжных потолков. Энергосберегающие лампы содержат в себе такие вредные вещества как пары ртути и требуют специальных условий утилизации.

- самая дорогая из электрических лампочек. Потребляя минимум электроэнергии, обладает огромным сроком службы - от 3 до 12 лет непрерывной работы. Обладая практически 100% светоотдачей, такие лампочки не нагреваются и идеально подходят для натяжных потолков, помещений с высокими потолками, а так же больших домов и квартир с высокой потребностью в освещении. В отличие от люминесцентных, не содержат вредных веществ и полностью экологично безопасны.

Сравнительные характеристики лампочек

Какие лампочки лучше? Плюсы и минусы лампочек

Лампы накаливания и галогенные лампы Небольшая стоимость; + широкий диапазон мощностей; + мгновенно зажигается при включении; - высокие потери в виде тепла; - малый срок службы;

Низкое энергопотребление; + большой срок службы; + малый нагрев; - долго зажигаются при включении; - содержат токсичные вещества;

Низкое энергопотребление; + большой срок службы; + не имеет сгорающих и бьющихся составляющих; - высокая стоимость; - нельзя устанавливать в закрытые светильники;

Приобретая лампы для домашнего освещения, исходите из размеров помещения - очень тусклый или чересчур яркий свет плохо влияют на зрение. При покупке, обратите внимание на соответствие мощности лампочки и мощности люстры или светильника, в которые Вы будете их вкручивать (максимальная мощность используемой лампы указана на каждом патроне). При превышении величины максимальной мощности используемой лампочки, патрон в осветительном приборе будет постоянно перегреваться, что приведет к его разрушению и может стать причиной пожара.

Материалы, близкие

Покупая в магазине тот или иной светильник, мы в первую очередь должны обращать внимания, на то, какие лампочки к нему подойдут. В комплекте с прибором они отсутствуют, поэтому важно знать те их разновидности, которые представлены сегодня в продаже. Отличаются лампочки формой, размерами, мощностью, а также цоколем, которым они закрепляются в патроне светильника. Через него в лампу поступает электрический ток.

Сами цоколи делают металлическими или керамическими. Внутри них имеются контакты для подачи тока на рабочий элемент лампы. Каждый светильник оборудуется одним или несколькими патронами для крепления ламп. Цоколи приобретаемых лампочек должны по форме и размерам им соответствовать. Поэтому при покупке светильника важно ориентироваться в том, какие виды лампочек и типы цоколей к нему подойдут.

Кроме того, большинство ламп требуется время от времени менять, поскольку они не обладают большой долговечностью. Чтобы сделать оптимальный выбор и не заблудиться во всем их многообразии, важно знать, какие вообще существуют виды ламп и типы цоколей. Кроме цоколя, при покупке лампы нужно учитывать еще потребляемую мощность лампы, напряжение, ее габариты и схему подключения к люстре.

Какие бывают типы цоколей

Существует большое многообразие типов цоколей ламп, которые сегодня применяются в тех или иных областях. В связи с этим имеется их классификация, согласно которой все типы можно поделить на несколько групп. При этом в повседневной жизни мы чаще всего сталкиваемся только с двумя из них: резьбовыми и штырьковыми. Рассмотрим подробнее каждый из этих двух типов.

Резьбовой цоколь

Традиционным принято считать резьбовой цоколь, или по-другому — винтовой. Его маркируют латинской буквой Е. Такой тип цоколя широко применяется во многих видах ламп, включая большинство бытовых. После буквы обязательно должно идти число, которое означает диаметр резьбового соединения. В бытовых лампочках используется два размера резьбового соединения — Е14 и Е27. Для более мощных ламп, например, уличного освещения существуют цоколи Е40.

Резьбовой тип цоколя мы привыкли видеть практически во всех домашних осветительных приборах. Большинство современных ламп снабжены именно такой конструкцией соединения. Она считается наиболее удобной для широкого потребления. Размеры резьбовых соединение для ламп не изменялись несколько десятков лет, поэтому даже современная светодиодная лампочка, которую вы приобрели сегодня, вполне может быть ввинчена в старинную раритетную люстру 30 – 40-х годов прошлого века. Это очень важно для тех, кто увлекается возрождением старинных вещей.

В США и Канаде размеры цоколей не совпадают с европейскими. Это обусловлено тем, что там напряжение в сети 110 В. Поэтому, во избежание случайного вкручивания европейских лампочек, диаметр у них: Е12, Е17, Е26 и Е39.

Штырьковый цоколь

Это тоже достаточно популярный цоколь, который с успехом используется в различных видах ламп. Представляет собой он два металлических штырька, которые играют одновременно роль электрических контактов. Удержание лампы в патроне осуществляется этими штырьками, так как они вставляются в патрон достаточно плотно. Штырьки могут быть различными по диаметру и расстоянию между ними. Отсюда и маркировка буквой G, которая и означает, что это штырьковый цоколь, а число после нее определяет промежуток между двумя штырьками. Например, цоколи G4, G9 или G13.

Данный вид цоколей встречается практически у всех типов ламп: накаливания, люминесцентные, галогенные, светодиодные.

Помимо традиционных, перечисленных выше, существует еще несколько более редких типов цоколей, которые менее популярны, но, тем не менее, применяются в некоторых видах ламп.

• Цоколи, имеющие утопленный контакт (R). Они используются, в основном, в приборах с высокой интенсивностью работы, которые питаются от переменного тока.
• Штифтовые цоколи (В) дают возможность максимально удобно и быстро заменить лампочку в патроне благодаря тому, что их боковые контакты несимметричны. По сути это усовершенствованный аналог резьбового типа цоколя.
• Одноштырьковые (F), которые бывают трех различных подвидов: цилиндрические, с рифленой поверхностью и особой формы.
• Софитные цоколи (S) применяются в светильниках различных отелей и осветительных приборах автомобилей. Их отличает своеобразное двустороннее симметричное расположение контактов.
• Фиксирующие (P) цоколи применяются в специальных мощных прожекторах и фонарях.
• Телефонными (Т) цоколями оснащают лампочки для различных пультов управления, той или иной подсветки, сигнальные лампы, вмонтированные в щитки автоматики.

Зачастую, имеющаяся на цоколе, маркировка лампы состоит из нескольких букв. Вторая буква чаще всего означает подвид данного осветительного прибора:

• V – цоколь, имеющий конический конец.
• U – энергосберегающая люминесцентная.
• A – автомобильная лампочка.

Виды осветительных лампочек

Речь пойдет о самых часто встречающихся лампах, которые мы обычно используем дома, в офисах и различных производственных помещениях. Можно к ним отнести лампы накаливания, энергосберегающие, галогенные, люминесцентные и светодиодные. Разберем подробнее каждый из названных видов.

Обычная лампа накаливания

Наверное, это самая распространенная лампа, несмотря на то, что ее возраст уже более 150 лет, а за последние 100 лет она практически не претерпела существенных изменений, мы пользуемся ею до сих пор. Все дело в том, что ее производство очень дешево, а конструкция простая. Она представляет собой колбу без воздуха, в которую помещена вольфрамовая нить. Под действием электрического тока она раскаляется до высоких температур и излучает свет. У современных ламп накаливания с вольфрамовой нитью есть одна особенность: при комнатной температуре сопротивление в нити вольфрама очень низкое, примерно, в 15 раз ниже рабочего, что повышает риск ее перегорания при прохождения более сильного тока в момент включения. В первых лампах использовались графитовые нити, сопротивление которых наоборот уменьшалось с ростом температуры. Это давало эффект постепенного увеличения яркости. В тоже время, графитовые нити быстрее вырабатывали свой ресурс.

По своим техническим характеристикам лампы накаливания сильно уступают другим видам ламп. Срок службы обычной лампочки составляет примерно около 1000 часов. Примечательно, что в пожарной части небольшого города Ливермор, что в Калифорнии, есть лампочка, которая непрерывно горит с 1901 г. Это, конечно же, исключение из правил. Кроме короткого срока эксплуатации, лампы накаливания со временем мутнеют из-за образующихся в колбе паров. Это сильно снижает их светимость. Лампы накаливания светят желтым светом, что близко к спектральным характеристикам солнечного света. Практически все лампы накаливания выпускают с цоколями Е14 и Е27. Исключение составляют маленькие лампочки, которые пару десятилетий назад вкручивали в фонарики и елочные гирлянды. Сегодня уже сложно найти патрон под такие лампочки.

Среди ламп такого типа встречаются особые рефлекторные лампы. Их отличительной особенностью является посеребренная внутренняя поверхность колбы. Такие приборы используют для создания луча направленного света, когда необходимо осветить какой-нибудь объект. На полках магазинов встречаются рефлекторные лампы, которые имеют маркировку R50, R63 и R80, где число – это диаметр лампы. Что касается цоколя, то он такой же, как и у простых ламп накаливания. Некоторые лампочки имеют матовое стекло для получения более рассеянного света. Встречаются и разноцветные лампы, применяемые для создания различных световых эффектов.

Галогенная лампа

Такая лампочка может прослужить примерно в четыре раза дольше, чем обычная лампа накаливания. Производители утверждают, что срок ее эксплуатации может составлять около 4000 часов, а так называемый индекс цветопередачи – 100%. По своему устройству такая лампа мало чем отличается от обычной, но в колбу добавлены пары таких веществ, как йод или бром. Это сильно повышает светоотдачу и срок службы. Современные галогенные лампы обладают светоотдачей 20-30 лм/ватт, которая сохраняется на протяжении предусмотренного срока эксплуатации и не теряется со временем, как у обычной лампочки накаливания.

Чаще всего галогенные лампы гораздо меньше обычных по размеру. У них существует множество разнообразных форм, а цоколи бывают: G9, G4, R7S, GU10. Есть даже лампы с галогеном, встроенные в колбу обычной лампочки с цоколем Е27.

Недостаток у галогенных ламп один – это низкочастотный шум при использовании совместно с диммерами, которыми регулируется светимость. Самое широкое применение такой тип ламп нашел в автомобильной промышленности. Современные фары головного света автомобилей оборудуются именно галогенными лампами.

Люминесцентные трубчатые лампы

Эти источники света имеют характерную вытянутую форму в виде трубки различной длины и диаметра. Последний обозначается буквой Т на маркировке. Например, T12 (диаметр 12/8 дюйма=3,8 см). Для таких ламп требуются специальные светильники с пусковым устройством. Оно требуется для того, чтобы создать внутри колбы электромагнитное поле, способное вызвать свечение люминофора под воздействием паров ртути. В таких лампах отсутствуют накаливающиеся части, что в разы увеличивает их экономичность и КПД, так как необходимость в разогреве вещества отпадает и практически вся энергия преобразуется в световой поток. Цоколи у такого типа ламп чаще всего штырьковые и расположены с двух сторон колбы.

Энергосберегающие типы ламп

Этот термин принято использовать в отношении маленьких люминесцентных ламп. Они сегодня приобрели высокую популярность, так как способны сократить энергозатраты очень значительно. Продаются они в любых магазинах, а установить их в обычный патрон с резьбой не проблема, поскольку они снабжены такими же цоколями.

Благодаря современным технологическим разработкам, энергосберегающие лампочки обладают весьма компактными размерами, различными вариациями мощности, большим многообразием форм, но определенно длительным сроком службы и необычайной эффективностью. Однако нужно помнить, что такие осветительные приборы «не любят» слишком частого включения и отключения, а также, как и все люминесцентные лампы, требуют специальных условий утилизации, так как пары ртути, содержащиеся в них очень опасны для человека и окружающей среды. Сегодня имеются энергосберегающие лампы с любыми типами цоколей: Е14, Е27, GU10, G9, GU5.3, G4, GU4.

Их тоже можно назвать «энергосберегающие», но это не главное их преимущество. При значительной экономии электроэнергии, они обладают поистине огромным сроком службы, который может исчисляться десятками тысяч часов и годами. От 25 000 до 100 000 часов прослужит светодиодная лампа, что равняется 3-12 годам непрерывной работы. К тому же светоотдача у них практически стопроцентная. Светодиоды не используют нагрев, поэтому такие лампы совершенно безопасны в пожарном смысле. Большинство светодиодных ламп оборудовано стандартными цоколями, что позволяет использовать их в любых светильниках. Они полностью экологически безопасны, так как не содержат никаких вредных веществ.

Из недостатков следует отметить только очень высокую стоимость. Это, конечно, компенсируется очень долгим сроком эксплуатации. Приобретать же более дешевые светодиодные лампы не рекомендуется, так как за счет экономии на конденсаторах они светят невидимым мерцанием, что в скрытом виде влияет на зрение. Еще одним недостатком можно считать смещенный в сторону синего цвета спектр излучения, что не соответствует естественному солнечному свету. Светодиоды светят достаточно холодным неестественным светом.

Использование энергосберегающих источников освещения позволяет сильно сэкономить на электроэнергии. В тоже время, при их покупке следует быть внимательным к выбору производителя и покупать только известные модели, так как иначе многие достоинства становятся не столь очевидными.

Лампы — очень распространённый вид источника освещения, применяющийся повсеместно, начиная от бытового использования и заканчивая промышленным. Лампы используются как дома, так и на больших объектах промышленности для освещения огромных площадей.

Существует большое множество ламп. Для различных целей с разными цоколями и формами, под различные задачи.

Лампы делятся по источнику освещения на:

• — светодиодные
• — накаливания
• — галогенные
• — металлогалогенные
• — люминесцентные

Светодиодные лампы по виду ничем не отличаются от обычных ламп накаливания. Все виды светодиодных ламп точно копируют свои аналоги у ламп накаливания, галогенных ламп и люминесцентных. Главное отличие светодиодной лампы в том, что источником её свечения служит светодиод, создающий оптическое излучение.

Лампы накаливания представляют собой основной класс, так скажем основатели в своём роде, если не считать ретро лампы — первые лампы Эдисона. Лампы накаливания пользовались популярностью до конца 90-ых годов, после чего их начали постепенно заменять энергосберегающими лампами. Лампы накаливания работают за счёт нагрева вольфрамовой нити, которая при больших температурах и создаёт тот свет который мы видим.

Галогенные лампы это аналоги ламп накаливания, только в дополнение ко всему тут используется буферный газ, который позволяет значительно увеличить срок службы лампы.

Металлогалогенные лампы представляют собой один из видов газоразрядных ламп, но для повышения светоотдачи в них добавляются специальные излучающие добавки, которые представляют собой галогениды некоторых металлов.

Люминесцентные лампы имеют газоразрядный источник света, в котором электрический заряд проходящий через пары ртути создаёт ультрафиолетовое излучение и с помощью люминофора превращается в тот свет, который мы видим.

По виду цоколя:

E14 — тонкий стандартный цоколь, чаще всего используется в лампах свечках для люстр с маленькими плафонами.

E27 — стандартный цоколь для стандартных патронов, используется в большинстве классических люстр и светильников.

E40 — данный цоколь имеет большие размеры в сравнении с E27 и применяется в уличных фонарях, на промышленных объектах и там где нужно засветить большую территорию.

GU10, GU5.3, G4 — штырьковый цоколь встречается у ламп с направленным источником света (галогенные или светодиодные), эти лампы используются в точечных светильниках.

GX53, GX70 — эти цоколи чаще всего используются во встраиваемых или накладных светильниках и лампах для потолка или мебели.

G13 — данный цоколь используется в трубчатых люминесцентных или светодиодных лампах. Чаще всего может использоваться в растровых светильниках.

На самом деле видов цоколей огромное количество. В данной статье мы рассмотрели лишь самые популярные.

Про цоколи, используемые в автомобильных лампах будет отдельная статья.

Сегодня очень часто можно наткнуться в интернете на материалы, рассказывающие о многообразии ламп, но ни один из виденных вариантов автором статьи нельзя назвать полным, а зачастую и вовсе приведенная информация не соответствует действительности. Именно по этой причине мы решили выпустить статью про современные лампы освещения.

Мы рассмотрим их классификацию, назовем основные принципы функционирования, не забыв указать на отдельные преимущества и недостатки.

Начнем мы наш список со всем известных ламп накаливания, которые верой и правдой служат человечеству уже больше ста лет.

Представляет собой лампа накаливания искусственный источник света, который испускается за счет сильного нагрева тела накала, в качестве которого чаще всего выступает вольфрамовая нить. Первые модели таких лам имели угольные нити, которые служили значительно меньше.

Чтобы избежать окисления тела накала от воздействия воздуха, ее помещают в колбу, которая может быть:

• Вакууумированной;
• Заполненной парами галогенов (17-я группа периодической таблицы Менделеева);
• Наполненной инертными газами.

По этим признакам соответственно различают типы ламп: вакуумные, галогеновые, газовые (например, криптоновые). Все они имеют несколько отличные свойства, о чем вы узнаете дальше.

Принцип функционирования

Нагревание тела накала происходит за счет протекания через него электрического тока.

Совет! Если вам интересно узнать о тепловом воздействии тока, то ознакомьтесь с физическим законом Джоуля-Ленца.

Как только происходит замыкание электрической цепи, происходит моментальное повышение температуры. Сильно вдаваться в физические процессы, протекающие в веществах в это время, не будем, скажем лишь, что для получения видимого человеческим глазом свечения, их температура должна превысить отметку в 570ºС, что соответствует температуре красного свечения видимого спектра.

Как известно, самым удобным для физиологического восприятия человека является спектр свечения, который испускает абсолютно черное тело, температура которого будет равна нагреву поверхности фотосферы нашего Солнца – 5770К. К сожалению, науке не известны вещества, способные выдержать такой нагрев, не потеряв при этом первоначальную молекулярную структуру, другими словами – которое не расплавится.

Диапазон температуры в которых работает вольфрамовая нить колеблется от 2000 до 2800ºС при температуре плавления этого металла в 3410 градусов. Реже в качестве тела накала могут использоваться рений и осмий.

Именно по этой причине спектр света, излучаемого лампой накаливания, смещен в сторону красного, то есть он нам кажется желтоватым – свет солнца становится таким при рассветах и закатах. При этом основная часть спектра находится в диапазоне инфракрасного излучения. Можно сразу отметить закономерность, что чем меньше температура нагрева излучающего вещества, тем более красным он нами видится.

• Для лучшей ориентации в видимом цвете света, придумали градацию по цветовой температуре, то есть каждому оттенку соответствует фиксированное значение в градусах. Лампы накаливания работают в цветовой температуре от 2200 до 2900К, что соответствует по шкале желтому цвету. Он отличается от естественного дневного, но очень приятен для восприятия нами вечерами, из-за того, что не нарушает выработку мелатонина – гормона, отвечающего за регуляцию суточных ритмов.
• При контакте с воздухом вольфрам начинает активно окисляться, образуя триоксид вольфрама – белесый налет на колбе лампы, когда она теряет свою герметичность. По этой простой причине вольфрамовое тело накала помещается в герметичную колбу, из которой откачивается воздух, а на замену закачивается инертный газ (криптон, аргон или азот) под определенным давлением. В таких условиях вольфрам испаряется намного медленнее, а это значит, что температура накаливания может быть увеличена, при этом также растет срок службы.

• В свою очередь, спектр свечения смещается в сторону белого. Увеличивается энергоэффективность лампы – большая часть излучения переходит в видимый спектр.
• На заре появления ламп накаливания внутреннее пространство колбы находилось под вакуумом, но такая конструкция не просуществовала долго, в силу своей несовершенности. Сегодня такие лампы бывают разве что маломощные (до 25 Вт).

Чистые металлы, к коим и относится вольфрам, а также их сплавы обладают положительным температурным коэффициентом сопротивления. Простыми словами это означает, что чем сильнее нагрет металл, тем больше он сопротивляется протекающему через него току.

Благодаря этой особенности лампа накаливания самостоятельно регулирует потребляемую мощность, то есть мы может подключать их в электрическую сеть напрямую без приборов ограничивающих ток. Это свойство выгодно отличает лампы накаливания от люминесцентных и светодиодных ламп, которым нужны драйверы и пускорегулирующие аппараты, именно эта особенность делает даже самые качественные лампы накаливания во много раз дешевле конкурентов.

Строение лампы

Строение лампы полностью зависит от ее типа. Давайте кратко пробежимся по общим деталям ламп накаливания:

• Колба – основная защита тела накала от атмосферных газов. Попутно она может выполнять роль рассеивателя. Размер колбы подбирается согласно скорости осаждения материала, из которого изготовлено тело накала.
• Газовая среда – так сказать, это внутренняя атмосфера лампы, состоящая, как уже говорилось, из инертных газов – чаще всего из смеси аргона и азота, что обусловлено их низкой себестоимостью. Данная среда позволяет уменьшить теплопотери, особенно, если закачаны газы с высокой молярной массой. Отдельно стоит отметить галогенные лампы, в которые добавляются галогены и их соединения. Испарившийся металл с тела накала при контакте с ними возвращается обратно благодаря температурному разложению образующихся соединений. Данное свойство означает больший срок службы, который в среднем будет дольше в 2,5 раза.

• Тело накала – этот элемент может быть разной формы и размера, в зависимости от типа и функционального назначения лампы. Чаще всего можно встретить круглую проволоку, для уменьшения размера закрученную в спираль, но существуют еще и ленточные варианты. По этой причине электротехники заменяют словосочетание «нить накала» на «тело накала» — именно этот термин входит в Международный светотехнический словарь. Стандартные лампы имеют расположение тела накала в виде половинки шестиугольника, что сделано для равномерного распределения потока света.

• Цоколь – форма его всем знакома. Это резьбовое соединение. Идея принадлежит английскому физику и химику Джозефу Суону. Стандартизировал размеры цоколя всем известный Томас Эдисон, предложив дожившие и до сегодня варианты Е40, Е27 и Е14.

Мысли автора! В очередной раз убеждаемся, как эффективно работает маркетинг. Большинство изобретений, которые сегодня приписывают Эдисону, ему вовсе не принадлежат, а заслуга его в основном – это первое массовое производство и объединение купленных патентов.

• Существуют и другие типы цоколей, например, байонетные , которые очень распространены в Британии. Американские цоколи отличаются от стандартных, ввиду пониженного напряжения в общественных сетях (110В) – сделано это для предотвращения возможности ввинчивания европейских ламп.

Преимущества и недостатки

Итак, существуют следующие типы ламп накаливания:

• Вакуумные;
• Аргоновые или азот-аргоновые;

• Криптоновые;
• Ксенон-галогенные с наличием инфракрасного отражателя;
• С покрытием, преобразующим ИК излучение в видимое – сегодня в этом направлении ведутся серьезные разработки.

Человек не желает полностью расставаться с лампами накаливания ввиду их преимуществ перед прочими источниками света, но и использовать их, как и раньше, нет возможности в связи с современной тенденцией к энергосбережению.

Вот достоинства этих ламп:

• Цена готового изделия;
• Компактные размеры;
• Невосприимчивость к качеству электропитания – скачкам напряжения;
• Мгновенное зажигание и выключение, что без проблем позволяет задействовать их в светодинамических устройствах;
• Мерцание этих ламп незаметно для нашего зрения;
• Легкая регуляция яркости путем изменения напряжения;
• Приятный для восприятия световой спектр – он возникает по тому же принципу, что и солнечный свет; не зависит от сторонних материалов и достигается только температурой излучателя; имеет стабильность во времени и полностью предсказуем; свечение ровное и чистое.

• Очень высокая цветопередача (100 Ra), что незаменимо при освещении музеев, аквариумов и прочего.
• Резкие тени, что опять же соответствует солнечному свету;
• Лампы не боятся конденсата и не реагируют на температуру окружающей среды;
• Они могут рассчитываться на разное напряжение, вплоть до сотен вольт;
• Не имеют в составе токсичных веществ;
• Ненадобность пускорегулирующей аппаратуры;
• Возможность работать от переменного и постоянного тока;
• Нет разницы в подключаемой полярности тока;
• Лампы бесшумны и не создают радиопомех;
• Они нечувствительны к ионизирующей радиации и электромагнитным импульсам.

Как видите достоинств очень много, но большинство из них сугубо технические.

Давайте теперь поговорим о недостатках:

1. Маленький срок службы – 1000 часов, что по сегодняшним меркам крайне мало;

Заметка от автора! Складывается четкое убеждение, что данные по срокам службы разных источников света «притянуты за уши», или установлены по эталонным образцам, сделанным из качественного сырья. Например, обычная лампа накаливания в ванной комнате у вашего покорного слуги уже беспрерывно служит 5 лет, тогда как галогеновые лампочки в комнатах, с, казалось бы, большим сроком работы (ставим, как положено, через тряпочку) горят нещадно. То же самое касается и энергосберегающих ламп, которые по заверениям производителей должны беспрерывно работать минимум 2000 часов.

1. Низкий КПД;
2. Зависимость срока службы и светимости от напряжения;
3. Выделение большого количества тепла, и как следствие — высокая пожароопасность;
4. При перегорании тела накала возможен разрыв колбы;
5. Высокие требования к термостойкости материалов под светильники;
6. Стеклянные колбы очень хрупкие.

Как вы понимаете, основными минусами, которые заставляют отказываться от этих ламп, являются пункты 2 и 6.

Газоразрядные лампы

Классификация ламп освещения продолжается. Следующими в списке пойдут газоразрядные источники света, которые излучают энергию в видимом диапазоне.

Свечение в лампах возникает благодаря появлению между катодами электрической дуги, наподобие той, что мы видим при работе со сварочным аппаратом. Возникает она при достаточной ионизации вещества, находящегося в газообразном состоянии, и образовании плазмы.

Несмотря на то, что принцип работы таких ламп одинаков, их принято делить по источнику света.

Люминесцентные лампы

Первые в этом списке – люминесцентные источники света, самым классическим вариантом которых является стандартная трубчатая модель, используемая на производствах и в подъездах. Довольно широкое распространение получили и компактные лампы, которые люди больше знают под названием «энергосберегающие».

Видимый свет от такого источника образуется при прохождении ультрафиолета через слой люминофора, которым покрыта внутренняя сторона колбы, излучение возбуждается газовым разрядом.

Внутреннее пространство в таких лампах заполнено инертными газами и парами ртути. На концах колбы располагаются вольфрамовые электроды, между которыми непрерывно горит дуговой разряд.

При прохождении электрического разряда через такую среду образуется ультрафиолетовое излучение, которое человеческий глаз не видит. Преобразуется оно в видимый свет только при прохождении через люминофор, от состава которого зависит как цвет свечения, так и его яркость.

В качестве люминофоров чаще всего используют ортофосфаты кальция-цинка или галофосфаты кальция.

• Световая отдача у таких источников выше в среднем в 2,5 раза, чем у лампы накаливания. Служит она примерно около пяти лет при соблюдении максимального количества включений равного 2000, то есть не более 5 раз в сутки.
• Применяются они широко для освещения различных общественных зданий: больниц, школ, канцелярий и прочих – с их помощью организовывается основное и аварийное освещение.
• После появления ламп со стандартным винтовым цоколем и электронным пускорегулирующим аппаратом, они широко распространились и в быту. Помимо этого они часто используются при персональном освещении рабочих мест, световой рекламе и уличной декоративной подсветке строений.

В отличие от своего предшественника, хотя так говорить, наверное, неправильно, ведь первые газоразрядные лампы появились еще в далеком 1856 году, то есть раньше современных ламп накаливания. Однако имелся в виду конкурент, который до этого полностью занимал бытовую нишу.

Итак, в отличие от ламп накаливания, люминесцентные источники света являются более энергоэффективными, что считается их главным преимуществом.

Вот остальные достоинства такого решения:

• Большое разнообразие световых оттенков;
• Рассеянный свет, не дающий резких теней, что важно, например, при фотосъемке;
• Долгий срок службы от 2000 до 20000 часов – важно понимать, что данный показатель целиком зависит от качества применяемых радиодеталей в пускорегулирующих аппаратах и качества люминофора. При этом люминесцентные лампы нуждаются в хорошем электропитании. Поэтому, если хотите, чтобы ваша лампа служила долго, покупайте качественный продукт от производителей с именем.

Голландская фирма «Phillips» — один из лидеров по выпуску качественных люминесцентных ламп

Однако люминесцентные лампы, впрочем, как и все газоразрядные, в последнее время стали очень активно вытесняться светодиодными источниками света, и причин, по которым они сдают свои позиции предостаточно:

• Самая главная – это химическая опасность из-за использования в конструкции токсичной ртути;
• Спектр свечения ламп линейчатый, неравномерный. Он неприятен для зрения и способен искажать цвета. Существуют лампы с высоким индексом цветопередачи, но они, во-первых, дороги, а во-вторых, не могут излучать также активно, как стандартные.
• За время эксплуатации люминофор начинает деградировать, что приводит к снижению КПД, ухудшению цветопередачи и падению яркости свечения.

• Лампа имеет неприятное мерцание, заметное глазу человека. Наличие достаточно емких конденсаторов в ЭПРА может решить проблему, но производители часто экономят, ставя детали недостаточной емкости.
• Все газоразрядные источники света не могут быть подключены к электрической сети напрямую, из-за чего используется пускорегулирующая аппаратура, что не может не сказаться на габаритах ламп и их стоимости.
• Люминесцентные лампы создают неудачную нагрузку для электрической цепи, что также исправимо при наличии дорогих ЭПРА.

Более подробно узнать о люминесцентных лампах, в том числе и истории их появления, вы можете в одной из недавно вышедших на нашем сайте статей.

Газосветные лампы

Эти источники света отличает то, что светится в них не люминофор, а сам газ. Ярким примером являются неоновые лампы.

Запускаются он по технологии холодного катода, то есть он предварительно не разогревается за счет подаваемого тока, а используется эмиттер свободных электронов. Такой старт вреден для лампы, однако она может разгораться мгновенно, в отличие от горячего запуска, где лампа увеличивает яркость постепенно. В процессе работы лампы, катоды также достигают температуры, как и при горячем запуске, но не сразу.

Лампы, работающие по такому принципу, раньше использовали для подсветки жидкокристаллическиж экранов, сегодня им на смену пришли светодиоды. Газосветные лампы очень экономичны, но для полноценного освещения они не применяются.

Электродосветные лампы

Перед вами последний газоразрядный источник света. Светятся в них электроды, которые возбуждаются газовым разрядом. Сильно углубляться в тонкости этих приборов не станем, так как они очень близки к уже названным.

Общие свойства газоразрядных источников света

• Итак, по величине давления внутри колбы газоразрядные лампы делят на модели высокого (ГРЛВД) и низкого (ГРЛНД) давления.
• Все они обладают очень высокой светоотдачей, а значит, расходуют меньше электричества.

• Внутри ламп применяются разные газы: пары металлов (натрия и ртути), неон, ксенон и прочие, включая разные смеси.
• Цветовая температура свечения ламп может разниться от 2200 до 20000К.
• Для работы разрядных источников света необходимы пусковые аппараты.

В остальном мы уже всего коснулись и уже пора переходить к последнему виду ламп в нашем списке.

Светодиодные лампы

Внутри каждой такой лампы находится много светодиодов, которые представляют собой полупроводники определенного типа, при прохождении через которые электрического тока, создается световое излучение. Используются они как для промышленного, так и бытового освещения, являя собой самый современный, экономичный и экологически безопасный источник света.

Уже сегодня светодиодные лампы получают очень широкое распространение. Они активно используются в бытовой электронике для подсветки матриц жидкокристаллических дисплеев, что позволило сделать различные приборы более компактными – появились телефоны с цветными экранами, за ними смартфоны, планшеты, сверхтонкие телевизоры и многое другое.

Их задействуют для уличного освещения и растениеводства, в общем, практически везде.

Для таких ламп характерны следующие преимущества:

• Очень низкое энергопотребление – они эффективнее большинства разрядных ламп;
• Большой срок службы, не зависящий от количества включений/выключений. Дошло до того, что производители не могут назвать точных цифр, ориентируясь только по прогнозам специальных методов, которые выдают значения от 30 до 70 тысяч часов.
• Низкое тепловыделение, что позволяет применять их вблизи легко воспламеняемых веществ.
• Значительная механическая прочность – лампа легко переживает даже падение с высоты в пару метров.
• Экологическая безопасность – отсутствие паров ртути, однако сразу заметим, что многие недобросовестные производители не брезгуют использовать токсичные пластики, свинец-содержащие припои и электролиты.
• Достаточно высокий цветовой спектр от 2700 до 6500 К, что позволяет создать нужное освещения практически для всех бытовых нужд.
• Светодиоды не инертны и запускаются сразу на максимальной яркости.
• Существуют модели ламп с разным углом свечения.
• Нечувствительность к очень низким температурам, тогда как люминесцентные лампы могут вовсе не стартовать.
• Беспроблемная утилизация.

Не обошлось и без недостатков, коих тоже не мало:

• Первый – это высокая цена, особенно, если речь идет о качественной фирменной продукции.
• Многие лампы светят в одном направлении и не в состоянии осветить нормально окружающее пространство, что в определенных моментах можно считать и достоинством.
• Многие производители, особенно китайские, в погоне за яркостью и высоким КПД не уделяют должного внимания ровности свечения – их лампы неприятно пульсируют.
• Светодиоды боятся перегрева. Все тепло, которое они выделяют, уходит в цоколь, и если производитель сэкономил на радиаторе, то не ждите, что лампа прослужит вам долго.
• Чаще в схемах используется последовательное подключение светодиодов, а значит, при выходе хотя бы одного из них из строя перестанут работать и остальные (как гирлянда).
• Знайте, что абсолютное большинство продаваемых сегодня в России светодиодных ламп не соответствует стандартам и нормам, которые установлены на ее территории. Ситуация не сильно меняется уже с 2011 года.
• Многие продаваемые лампы не имеют точной маркировки всех характеристик, что в значительной степени усложняет подбор правильного освещения.

На фото — светодиодная панель для встройки в потолки

• Большинство белых светодиодов имеют провал в излучаемом спектре в районе волны соответствующей по длине 480 нм. Именно на это излучение реагирует человеческий зрачок, сужаясь при попадании света. В результате сетчатка может получить дозу вредного синего излучения, и зрение может пострадать. Однако некоторые фирмы уже производят безвредные светодиоды.
• Вообще о вредности светодиодов для зрения в СМИ говорят достаточно часто. Однако стоит понимать, что речь идет о долгом взгляде, направленном непосредственно на источник света, что в бытовых условиях практически не случается.

Со временем светодиоды теряют свою яркость, постепенно выгорая – у всего на этом свете есть ресурс.

На этом закончим наше повествование. Мы рассмотрели все бытовые лампы освещения. Если тема показалась вам интересной, то вы можете почитать профильные статьи на нашем ресурсе.

Для уличного освещения в населенных пунктах сейчас применяются энергоэффективные светильники с герметичными отражателями. На автомагистралях и на крупных автострадах применяют зачастую рефлекторное освещение с отражающей поверхностью внутри светильника, что позволяет создавать мощные потоки направленного света. Для второстепенных же дорог одинаково подходит и рефлекторное и рассеянное освещение.

Самые мощные фонари, мощностью от 250 до 400 Вт, устанавливают на автострадах, для освещения второстепенных дорог служат менее мощные — 70 — 250 Вт, а для пешеходных тротуаров и парковых зон достаточно освещения рассеянного с мощностью ламп от 40 до 125 Вт. Светильники уличного освещения в населенных пунктах имеют плафоны различной формы: для парков это шары и цилиндры, для широких улиц — направленные прожекторы и т.д.

Лампы в этих осветительных приборах в основном газоразрядные различных видов. Именно газоразрядные лампы считаются наиболее энергоэффективными и потому являются экономически выгодными. Газоразрядные лампы стали своего рода стандартом для уличного освещения.

Несмотря на мерцание света и шум своих пускорегулирующих аппаратов, экономический эффект от применения газоразрядных ламп весьма выразителен, от того они и являются стандартом до сих пор. При этом свет газоразрядных ламп достаточно ярок и стабилен на протяжении всего срока их службы. Цвет может быть разным — от желтого до белого.

Лампы относительно компактны, создают интенсивные световые пучки посредством разрядной дуги, при этом рабочее положение может быть любым — от горизонтального до вертикального — в этом одно из достоинств газоразрядных ламп, применяемых для уличного освещения.

Газоразрядные лампы имеют свои особенности. Им требуется прогрев прежде чем выйти на полную мощность. Обязательно наличие защитного стекла на светильнике. Необходим, конечно, и зажигательный блок с так называемым балластом. Непременно устанавливают и токовые предохранители. Применение пускорегулирующей аппаратуры позволяет избежать неисправностей из-за скачков напряжения питания.

Несмотря на все эти особенности, газоразрядные лампы до сих пор не теряют актуальности. Так, газоразрядные лампы находят применение для уличного освещения, для освещения площадей, магистралей, туннелей, аэродромов и т. д. Справедливости ради отметим, что и в декоративном освещении газоразрядные лампы заняли достойное место, например для изготовления художественной подсветки зданий.

К преимуществам газоразрядных ламп относятся: стабильный ровный свет на протяжении всего срока службы, высокая энергоэффективность и низкие эксплуатационные затраты, продолжительный срок службы по сравнению с уходящими в прошлое лампами накаливания и с , а также наличие защиты от ультрафиолетовой части спектра. Так, ртутные ДРЛ, натриевые ДНАТ и металлогалогенные ДРИ - газоразрядные лампы и применяются сегодня чаще всего в уличном освещении.

ДРЛ - ртутные дуговые лампы высокого давления, ДРИ - ртутные дуговые металлогалогенные лампы, а также ДНАТ - газоразрядные натриевые лампы высокого и низкого давления — все эти лампы работают на принципе газового разряда в парах ртути или натрия, который и служит источником свет. Ртутные лампы применяются больше других, однако постепенно они заменяются на натриевые лампы, которые более экологически безопасны.

Лампы ДРЛ обладают высоким качеством цветопередачи, надежны и не требуют техобслуживания. Внутри находятся пары ртути под давлением до 105 Па. Стеклянный баллон с цоколем содержит расположенную внутри ртутно-кварцевую трубку, внутри которой аргон и ртуть. Электрический разряд в парах создает световое излучение, при этом 40% приходится на ультрафиолет.

Люминофор, которым покрыта изнутри колба лампы, позволяет преобразовать ультрафиолет в видимый свет. Открытые территории традиционно освещаются лампами ДРЛ. Светоотдача ламп ДРЛ достигает 60 люмен на ватт.

Лампы ДРИ также относятся к газоразрядным. Ртуть и различные добавки типа бромидов и иодидов позволяют достичь высокой световой отдачи, которая достигает 95 люмен на ватт и выше. Металлогалогенные лампы обладают превосходной цветопередачей. Ровный белый свет с различной цветовой температурой — это про металлогалогенные лампы.

Цилиндрическая или эллипсоидная колба внутри имеет гарелку как и в ртутных дуговых лампах, только здесь разряд происходит в парах металлов и йодидов. Срок службы металлогалогенной лампы достигает 10000 часов.

Различный состав смесей, наполняющих колбу, позволяет получать различную цветовую температуру и даже отличные от белого цвета, например зеленый или фиолетовый, что бывает важно для того чтобы подчеркнуть архитектурную составляющую улицы.

Уличное освещение, освещение крупных коммерческих объектов — вот области частого применения металлгалогенных ламп, мощность которых может достигать 250 Вт, при соизмеримости освещенности с 1 кВт прожектором. Металлгалогенные лампы дороже ртутных дуговых высокого давления (ДРЛ).

Отличаются ярко-оранжевым светом, характерным для газового разряда в парах натрия. Натриевые лампы также как и металлогалогенные заменяют собой лампы ртутные. Натриевые — одни из наиболее энергоэффективных ламп, у них самая высокая светоотдача среди газоразрядных — до 200 люмен на ватт.

Недостаток натриевых ламп — они хуже светят в холодное время года, а натриевые лампы высокого давления содержат внутри соединения натрия и ртути, поэтому экологический аспект не так однозначен.

Натриевые лампы низкого давления НЛНД и натриевые лампы высокого давления НЛВД отличаются между собой. Лампы низкого давления НЛНД на 30% лучше по светоотдаче чем лампы высокого давления, и именно они чаще всего применяются в освещении улиц в теплых регионах, просто идеально подходят, поскольку их ровный желтый цвет комфортен для человеческого глаза, хотя цветопередача не достаточно близка к естественной.

Лампы же высокого давления НЛВД отличаются высоким КПД, но уступают, как отмечалось выше, по светоотдаче, лампам низкого давления. Поэтому лампы высокого давления больше применимы для спортзалов, производственных комплексов и всего в таком духе. Максимальная светоотдача 130-150 люмен на ватт. Тем не менее, их свет тоже комфортен для человеческого глаза, и применение различных люминофоров позволяет менять цветопередачу в сторону ближе к естественной, как у солнечного света.

За последние годы наиболее перспективными оказываются . Они сравнимы по экономичности и светоотдаче с натриевыми лампами низкого давления, а цвет света может быть любым. Химический состав полупроводящей основы может быть разным, и меняя его можно получить монохромотический свет любого цвета и световой температуры. По сравнению с газоразрядными лампами, светодиоды экологически безопасны, их утилизация не так специфична как для ламп содержащих ртуть. Срок службы светодиодов сильно превосходит газоразрядные лампы — до 100000 часов.

Светодиодные светильники для освещения улиц и автодорог работают сегодня в США, всюду в Китае, в Европе. Установленные на опоры освещения различной высоты, светодиодные светильники используются в этих странах для освещения автомобильных дорог за пределами городов.

Менее мощные светодиодные уличные светильники используются и для освещения городских улиц, дворовых территорий и проезжей части городских дорог. Внедрение светодиодного освещения - это одна из значительных составляющих современно подхода к энергосбережению, направленного на экономию топливно-энергетических ресурсов.

Андрей Повный