Галогенна лампа

Матеріал з Вікіпедії – вільної енциклопедії
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Галогенна лампа
Галогенна лампа розжарювання з цоколем Е27 та подвійною колбою

Галогенна (галогенова [1] ) Лампа - лампа розжарювання , в балон якої доданий буферний газ: пари галогенів ( брому або йоду ). Буферний газ підвищує термін служби лампи до 2000-4000 годин та дозволяє підвищити температуру спіралі. У цьому робоча температура спіралі становить приблизно 3000 К . Ефективна світловіддача більшості масово вироблених галогенних ламп на 2012 рік становить від 15 до 22 лм / Вт .

Історія

Галогенний цикл, що лежить в основі принципу дії ламп даного типу, був відкритий в 1915 Ірвінгом Ленгмюр під час дослідження адсорбції газів на твердих поверхнях. У своїх дослідженнях Ленгмюр використав джерело світла з двома вольфрамовими спіралями, що знаходяться в атмосфері, що містить пари галогенів. Він звернув увагу, що якщо в такій конструкції включати тільки одну спіраль, то друга холодна, поступово витончується при роботі приладу аж до повного зникнення, а розжарена, навпаки, стає товщі[2] .

Комерційні галогенні лампи, засновані на даному регенеративному дії, з'явилися тим не менш, досить пізно, в 1959, що дозволило підвищити ККД, який для звичайних ламп розжарювання в той час становив трохи більше 2%[2] .

Принцип дії

У лампі розжарювання електричний струм , проходячи через тіло розжарення (зазвичай - вольфрамову спіраль), нагріває його до високої температури. Нагріваючись, тіло напруження починає світитися. Через високу температуру атоми вольфраму випаровуються з поверхні тіла розжарення (вольфрамової спіралі) і осаджуються ( конденсуються ) на менш гарячих поверхнях колби, обмежуючи термін служби лампи.

У галогенній лампі навколишній тіло накалу йод або бром (спільно з залишковим киснем ) вступає в хімічну сполуку з атомами вольфраму , що випарувалися, перешкоджаючи осадженню останніх на колбі. Цей процес є оборотним — за високих температур поблизу тіла розжарення сполуки вольфраму розпадаються на складові речовини. Атоми вольфраму вивільняються таким чином або на самій спіралі або поблизу неї. В результаті атоми вольфраму повертаються на тіло розжарення, що дозволяє підвищити робочу температуру спіралі (для отримання більш яскравого світла), продовжити термін служби лампи, а також зменшити габарити порівняно із звичайними лампами розжарювання тієї ж потужності.

Галогенні лампи однаково добре працюють на змінному та постійному струмі. При застосуванні плавного включення термін служби може бути підвищений до 8000-12000 годин .

Переваги і недоліки

Перевагою галогенних ламп є мінімально можливе мерехтіння при живленні змінним струмом промислової частоти та більш висока ефективність перетворення енергії у видиме світло в порівнянні з іншими лампами розжарювання. Недоліком цієї системи є те, що розпад галогенідів вольфраму при зворотному перенесенні на спіраль здійснюється нерівномірно та залежить від температури ділянок спіралі. В результаті, на ній утворюються з часом потовщення та утончення, що призводять до руйнування, хоча і, звичайно, набагато повільніше, ніж у простих ламп розжарювання при тій же температурі. При використанні галогенних ламп у мережі змінного струму спільно з диммером може виникати низькочастотний акустичний шум, але його не можна віднести до недоліків самих ламп. Утилізація їх не вимагає особливої ​​процедури, оскільки ці джерела світла не містять речовин та матеріалів, небезпечних для навколишнього середовища та живих організмів (не плутати з металогалоговими лампами !).

Компактність

Додавання галогенів запобігає осадженню вольфраму на склі за умови, що температура скла вище 250 градусів Цельсія . Через відсутність почорніння колби галогенні лампи можна виготовляти дуже компактними. Мінімальний обсяг колби дозволяє, з одного боку, використовувати більший робочий тиск (що знову ж таки веде до зменшення швидкості випаровування нитки) і, з іншого боку, без істотного збільшення вартості заповнювати колбу важкими інертними газами , що веде до зменшення втрат енергії за рахунок теплопровідності . Все це збільшує термін служби галогенних ламп та підвищує їх ефективність (ККД).

Передача кольору

Галогенні лампи мають хорошу кольоропередачу ( Ra 99-100 ), оскільки їх безперервний спектр близький до спектру абсолютно чорного тіла з температурою 2800-3000 K. Їх світло підкреслює теплі тони , але меншою мірою, ніж світло звичайних ламп розжарювання.

Застосування

Хоча галогенні лампи не досягають ефективності люмінесцентних і світлодіодних ламп, їх перевага полягає в тому, що вони можуть бути без будь-яких доробок використані для заміни звичайних ламп розжарювання , наприклад, з диммерами і з вимикачами з підсвічуванням («з вогником») .

Галогенні лампи також активно використовуються в автомобільних фарах завдяки їхній підвищеній світловіддачі, довговічності, стійкості до коливань напруги , малим розмірам колби. Вони позначаються латинською літерою "H" (halogen). Після літери йде цифрове позначення цоколя, наприклад H1, H4, H11, H15, H27. Також зустрічаються позначення HB1, HB3, HB4.

Потужна освітлювальна галогенна лампа ( ~230 В , 150 Вт , L=118 м м )

Потужні галогенні лампи використовуються в прожекторах , рампах , а також для освітлення при фото- , кіно- та відеозйомці , в кінопроекційній апаратурі, в офсетному та флексографічному друку та шовкографії , для експонування та сушіння матеріалів, чутливих до ультрафіолетового випромінювання .

Галогенні лампи з невеликою температурою тіла розжарення є джерелами інфрачервоного випромінювання і використовуються як нагрівальні елементи, наприклад в електроплитах [3] , мікрохвильових печах, паяльниках (спайка ІЧ-випромінюванням термопластів).

Виконання

Лампа типорозміру MR16

Галогенні лампи можуть бути виготовлені як в компактних типорозмірах MR16, MR11 з цоколем GU 5.3, G4, GY 6.35 (на 12 вольт ) або G9, GU10 (на 220 або 110 вольт ), так і з цоколем Едісона Е1 220 вольт ), лінійні з цоколем R7 різної довжини ( L=78 мм , L=118 мм та ін.). Колба ламп може бути прозорою, матованою , а також мати рефлектор та/або розсіювач .

Лампи типорозмірів MR призначені для установки в транспортних засобах ( автомобілях , мотоциклах , велосипедах ), при підключенні через трансформатор до побутової мережі можуть використовуватися для стаціонарного освітлення (точкове освітлення, компактні світильники).

Лампи типорозміру GU використовуються для стаціонарного освітлення та на відміну від ламп MR підключаються до побутової мережі без трансформатора. Визначити тип лампи (MR або GU), встановленої у світильнику або світловій «точці», не виймаючи лампу, можна, простеживши характер зміни яскравості лампи під час увімкнення та вимкнення. Лампа GU спалахує і гасне майже миттєво, а лампа MR - плавніше, володіючи певною інерцією (близько 1/2 секунди ).

Лампи з цоколем Е14 (міньйон) або Е27 (стандарт) призначені для заміщення звичайних ламп розжарювання. Вони забезпечені додатковою зовнішньою колбою (за формою та розмірами нагадує колбу звичайних ламп розжарювання), що захищає внутрішню кварцову колбу від забруднень, випадкових дотиків та контакту з легкоплавкими матеріалами.

Особливості експлуатації

Через високу робочу температуру колби виготовляються з кварцового скла . Галогенні лампи дуже чутливі до жирових забруднень, тому їх не можна торкатися навіть чисто вимитими руками. При швидкому нагріванні лампи після включення ці забруднення починають випаровуватися, охолоджуючи ту частину колби, де вони перебувають. Через нерівномірність нагрівання скла в ньому виникають сильні внутрішні напруження, які можуть зруйнувати колбу - лампа буквально вибухає з великою кількістю осколків.

При установці ламп слід тримати колбу лампи через чисту серветку (або в чистих рукавичках ), а при випадковому торканні ретельно протерти колбу тканиною , яка не залишає волокон (наприклад, мікрофіброю ) з знежирювачем. Звичайний етиловий спирт для цих цілей не дуже підходить, тому що слабо розчиняє жири і залишає білясті розлучення.

Оскільки колба галогенної лампи розігрівається до пожежонебезпечних температур, її слід монтувати так, щоб надалі повністю виключити будь-яку можливість її дотику з будь-якими предметами і матеріалами, що знаходяться поблизу, і тим більше людським тілом.

При використанні галогенної лампи з диммером необхідно час від часу включати лампу на повну потужність приблизно на 10 хвилин , щоб випарувати осад іодиду вольфраму, що накопичився на внутрішній частині колби [4] .

IRC-галогенні лампи

Новим напрямком розвитку ламп є так звані IRC- галогенні лампи (скорочення «IRC» означає «інфрачервоне покриття»). На колби таких ламп наноситься спеціальне покриття, яке пропускає видиме світло, але затримує інфрачервоне ( теплове ) випромінювання та відбиває його назад до спіралі. Завдяки цьому зменшуються втрати тепла і, як наслідок, збільшується ефективність (ККД) лампи. За даними фірми OSRAM споживання енергії знижується на 45%, а термін служби подвоюється (порівняно зі звичайною галогенною лампою). Така галогенна лампа потужністю 65 Вт дає світловий потік 1700 лм , тобто має світлову віддачу 26 лм/Вт [5] . Це приблизно вдвічі менше від світлової віддачі компактної люмінесцентної лампи потужністю 30 Вт ( 1900 лм ), необхідної для створення аналогічного світлового потоку, і вдвічі більше від світлової віддачі простої лампи розжарювання.

Примітки

  1. ГРАМОТА.РУ - довідково-інформаційний інтернет-портал «Російська мова» | Словники | Перевірка слова
  2. 1 2 Мачульський, 1970 .
  3. Роман Кульченко. Еволюція електричних плит: від спіралі до індукційної котушки . CNews (14 січня 2008 року). Дата звернення: 12 вересня 2012 року.
  4. А. Васильєв. Димування енергозберігаючих ламп: нюанси та особливості (недоступне посилання) . Журнал «Магазин світло» (21 червня 2010). Дата звернення: 24 червня 2013 року. Архівовано 19 вересня 2014 року.
  5. Osram HSG QT Halostar 64447 IRC 65W 12V GY6,35 SVETILA.com en . Дата звернення: 6 січня 2013 року. Архівовано 10 січня 2013 року.

Література