В прошлой статье мы поговорили о дизайне 3-х видов Но для того, чтобы осветительный прибор долго радовал нас своим дизайном, необходимо правильно подобрать к нему электрическую лампу. В этой статье мы постараемся подробно изучим все современные лампы, разберем их устройство и принцип работы той или иной электрической лампы.
Современные лампы имеют разнообразную схему внутреннего устройства. Не даром технологии нашего тысячелетия шагнули далеко в перед. Кто бы мог подумать, еще каких то 50 лет назад, что современные лампы могут быть наполнены газом, состоять из микросхем и не иметь стеклянной колбы сверху? Даже принцип освещения у каждой из них своеобразный.
Какие то лампы излучают свет, какие то рассеивают под определенным углом. Поэтому и используют современные лампы для освещения интерьеров по своему. Какими то освещают всю комнату, а какие то лампы служат в качестве подсветки определенного участка помещения.
Изобретена лампа накаливания в далеком 1874 году, русским инженером Лодыгиным. Хотя до нашего времени еще все ведутся споры о том, кому все же принадлежит это открытие. В странах Еропы тех лет, в то время тоже велись работы по открытию всем известной «лампы Ильича».
Лампу с вольфрамовой нитью накаливания изобрел Лодыгин, а вот американский инженер Ленгмюр, продолжив работу Лодыгина, наполнил лампу азотом и инертным газом. Так срок службы лампы накаливания значительно увеличился. По итогу вся слава досталось американцу Томасу Эдисону, который являлся автором цоколя лампы.
Вот так совместными усилиями современный мир пришла лампа накаливания.
Название лампы накаливания, взято на прямую из эффекта накаливания нити из вольфрама. Электричество, проходя по вольфраму, разогревает проволоку и от этого нить излучает свечение. Для избежания окиси вольфрама, колба где он находится не имеет доступа воздуху. В процессе использования проволока покрытая вольфрамом перегорает, за счет этого срок службы этой лампы подходит к концу.
Лампа накаливания до конца прошлого столетия активно использовалась повсеместно, пока не были введены во всеобщую эксплуатацию, современные лампы освещения: люминесцентные и энергосберегающие.
Люминесцентные лампы
Разработка люминесцентной лампы проходила опять таки по принципу совместной работы. В начале где то в середине 19 века, Немецким стеклодувом Г. Гейслером был создан насос по откачки воздуха и трубка из стекла. Проводя через данную трубку электрический ток, Гейслер обнаружил, что та светится зеленоватым свечением.
Затем, в далеком 1859 году француз А. Беккрель, покрывает ту самую трубку Гейслера, люминафором и та начала светится от электрического тока. В 1864 году, Т. Эдисон создает рентгеновскую лампу. А далее, американским ученым Д. Муром, был закачан в колбу лампы газ состоящий из двуокиси азота и углерода. За счет чего, свечение стало привычного нам белого и желтоватого оттенка.
Начиная с 1904 года, лампа Мура стала освещать помещения офисов и магазинов.
В общую продажу люминесцентные лампы поступили только в 40-х годах прошлого столетия. И то после доработки лампы, командой Э. Джермера, которая покрыла внутренние стенки лампы люминофорным порошком, так срок службы люминесцентной лампы вырос до 4000 ч., в сравнении с лампой накаливания в 1000 ч..
Сделана колба люминесцентной лампы из стекла: прозрачного, матового или цветного. Данную колбу заполняют аргоном и ртутью, сплавленной с другими металлами. При воздействии тока, внутри колбы возникает ультрофиолетовое свечение, которое вступая в реакции с внутренним покрытием из люминофора, излучает свет.
Люминесцентные лампы делят на два типа:
- Линейная лампа . Имеет трубчатую форму колбы, определенного диаметра, заданного ГОСТ-ами. Различают данный размер специальной маркировкой расположенной на лампе;
- Компактная лампа . Это U-образная трубка небольшого размера. Ее используют в настольных лампах и светильниках. В зависимости от цоколя, который имеет всем уже известные диаметры: Е14, Е27, Е40.
| Плюсы | Минусы |
|---|---|
| 1-Низкое энергопотребление в отличии от ламп накаливания -80% | 1-Низкая адаптация к стандартному сетевому напряжению. |
| 2-Высокая светоотдача. | 2-Световые блики и посторонний гул изделий. |
| 3-Меньше температура нагрева. | 3-Период нагрева более 2 минут. |
| 4-Высокий период эксплуатации до 13 000 ч. | 4-Со временем использования свет начинает тускнеть |
| 5-Широкий выбор световых оттенков. | 5-Подлежит спец - утилизации |
| 6-Возможность создания цветовых эффектов, за счет цветового спектра колб. | - |
Галогеновые лампы
Патент Лодыгина, на изобретение лампы выкупила компания General Electric. И уже в 1958 году вывела на мировую арену галогеновую лампу.
Устройство галогеновой лампы является следующим. В стеклянную колбу помещена, все та же металлическая нить, покрытая вольфрамом и газ йода, брома (фтора) и хлора. Накаленный вольфрам, при воздействии тока, вступает в реакцию с газами и возвращается в виде паров обратно на металлическую нить, поддерживая температуру накала. За счет непрерывной реакции лампа источает свечение, которое довольно интенсивное не смотря на маленький размер.
Галогеновые лампы делятся на 3 вида:
- Лампы со встроенным отражателем;
- Лампы с капсульным отражателем;
- Лампы с линейным отражателем.
Их различают по внутреннему напылению стеклянной колбы. Оно бывает алюминиевым, зеркальным и инфракрасным. Именно за счет этого напыления, лампа не источает сильного тепла, а свечение лампы очень мягкое и рассеянное. Чаша-образная форма галогеновой лампы принадлежит капсульному виду, а вот трубчатая форма принадлежит линейной галогеновой лампе.
Светодиодная лампа
Светодиодные современные лампы, были произведены в 1907 году ученым из Британии, Г. Раундом, который зафиксировал ели заметное свечение в паре металлических контактов. А в 1923 году авторское свидетельство на эту лампу утвердил русский ученый-физик О. Лосев. И только опять же американскими учеными Г. Питтманом и Р. Байардом, этот метод получения света был запатентован в 1961 году.
За счет металлического происхождения лампы срок службы ее превысил все ранее изобретенные модели ламп и достиг 50 000 ч. Потом в 1962-1970 годы были сконструированы LED светодиоды красного, оранжевого и желтого цвета.
Светодиодная лампа состоит из металлической или пластиковой платы с полупроводниками из кристаллов. В наполнение корпуса входит:
- светодиоды с оптической линзой;
- вентиляционное устройство - драйвер;
- стабилитроны, которые выравнивают напряжение в случаях его перепадо;
- рассеиватель из пластика.
При воздействии на контакты проводников, электрического тока, возникает избыток энергии. В следствии чего светодиоды светятся, пучок этого свечения попадая на линзу рассеивается мягким и ровным потоком.
| Плюсы | Минусы |
|---|---|
| 1-Безопасность прибора за счет отсутствия паров ртути и стеклянной колбы. | 1-Низкая адаптация к стандартному сетевому напряжению 220V. |
| 2-Высокий период эксплуатации до 50 000 ч. | 2-Высокий ценовой сегмент. |
| 3-Низкое энергопотребление в 3 раза меньше люминесцентных и в 10 раз меньше ламп накаливания. | - |
| 4-Мгновенный нагрев и подключение | - |
| 5-Небольшие размеры. | - |
| 6-Широкий цветовой спектр. | - |
| 7-Возможность использования при низких температурах до - 60°С | - |
Криптоновые лампы
В 1936 году И. Броди из Венгрии были внедрены в местное производство лампы с газом криптона. Которые увеличил срок службы лампы накаливания в 4 раза.
Устройство криптоновой лампы схоже с лампой накаливания. Единственным и кардинальным отличием, является состав газовой смеси (азот, криптон и ксенон). За счет этого газа все реакции проходят в более интенсивном режиме. В современном мире, криптоновые лампы применяются в качестве компактного источника интенсивного освещения. Работа таких ламп осуществляется преимущественно от батареи.
Места применения современных ламп
Чтобы правильно выбрать источник света, необходимо определится с типом помещения, а точнее с тем, какую функцию оно несет.
Всеми любимые, старые, добрые «лампы Ильича» используют и по сей день в качестве местного освещения помещений, так и для уличной подсветки.
Использование люминесцентных ламп:
- Линейные - освещают офисы и производственные помещения;
- Компактные - используют в качестве декоративной подсветки жилых помещений;
- Специальные - для рекламных, цветных вывесок.
В качестве точечной подсветки ниш, потолков и т. д., используют галогеновые и светодиодные лампы. Отличным решением будет подсветить , так рисунок на них станет еще более реалистичным!
Миниатюрные галогеновые лампы встраивают в системы сигнализации и индикационные дверные замки с подсветкой. Улицы и большие площади помещений освещаются галогеновыми лампами линейного типа. В качестве подсветки кадра в фото и кино-индустрии.
Спектр применения криптоновых ламп:
- автомобильные фары;
- фонарики туристов;
- сигнализации и прочие миниатюрные устройства с повышенным запросом интенсивности освещения.
Современные лампы, являются плодами технического прогресса. Они созданы специально для того, чтобы использование света в современном мире стало более комфортным, безопасным и экономичным.
Заказывайте лампы у нашего партнера и дарите свет Вашим интерьерам!
«Лампочка Ильича» – это самый первый вид электрических ламп. Лампа состоит из стеклянной колбы, содержащей вольфрамовую нить. Электрический ток проходит через нить, нагревая ее до температуры, создающей свет. Применяются такие лампы, как правило, в бытовом и декоративном освещении, а также там, где к освещению не предъявляют особых требований, а потребление и срок службы ламп не являются определяющими факторами.
Плюсом таких лампочек является их низкая стоимость. На этом, пожалуй, и все. не могут обеспечить высокое качество цветопередачи, однако способны принести в дом атмосферу уюта и тепла. Категорически не подходят для освещения витрин и торговых площадей в тех магазинах, где покупателю важно видеть точный цвет товара.
Лампы накаливания обладают высоким энергопотреблением. Существуют модели ламп накаливания с различными видами напыления, которые более экономичны. При проектировании интерьера следует учитывать высокую теплоотдачу этих ламп и использовать их на безопасном расстоянии от плавких (натяжные ПВХ потолки, полиуретановые элементы декора) и пожароопасных материалов.
Галогенные лампы
Галогенные лампы - это усовершенствованные лампы накаливания. Достоинством галогенных ламп является неизменно яркий свет, прекрасная передача цвета и возможность создания разнообразных световых оттенков.
Они известны умеренно высокой эффективностью, качеством света и высокой номинальной мощностью по сравнению с обычными лампами накаливания.
Для обустройства освещения существуют различные типы светильников. Помимо традиционных приборов накаливания, распространение получили иные виды лампочек, например, светодиодные, люминесцентные, галогенные.
В статье мы рассмотрим наиболее востребованные пользователями источники света, отметив особенности их устройства, преимущества и недостатки.
Прибор этого типа состоит из цоколя, где располагаются контакты, предохранителя, элемента накаливания и стеклянного баллона.
Спираль обычно выполняется из сплава с вольфрамом, который способен продолжительное время выдерживать высокую температуру горения +3200 °C. Чтобы продлить время выгорания, баллон заполняют аргоном либо другим инертным газом; в некоторых устройствах, наоборот, создают вакуум.
Для функционирования лампы электрический ток пропускают через проводник, имеющий малое сечение и низкую степень проводимости. Энергия разогревает спираль, которая излучает световые волны.
Для освещения помещений применяются различные виды ламп, выбор которых зависит от предназначения источника света, требуемой яркости и прочих критериев
Существует огромное разнообразие лампочек общего назначения или сокращенно ЛОН: обычного размера или миниатюрные для местного освещения.
По типу исполнения колба может быть:
- окрашенная;
- из матового стекла;
- зеркальная.
Модификации ЛОН могут иметь колбы не только с бесцветным, но и с разноцветным прозрачным стеклом. Как правило, их применяют в декоративных целях.
Спросом пользуются модели с баллонами из матового стекла, дающие мягкий равномерный свет, который особенно уместен для освещения спальных и детских комнат.
Наиболее продвинутыми моделями этого типа являются криптоновые, биспиральные светильники, которые обладают повышенными характеристиками. Тем не менее, они уступают по качествам другим категориям осветительных приборов
У зеркальных устройств часть баллона покрывается специальным составом, который отражает свет, направляя его узким потоком.
Подобные приборы часто вставляют в потолочные светильники, поскольку они позволяют отбрасывать свет только вниз, не освещая и не нагревая верхнюю поверхность.
Лампочки, работающие от напряжения 12, 24, 36 В, требуют минимального расхода электричества, однако дают очень тусклый слабый свет. Их применяют в электрофонариках или для аварийного освещения.
Технические характеристики ЛОН:
- светоотдача - 9-19 Лм/вт;
- мощность - 25-150 Ватт;
- период эксплуатации в среднем тысяча часов при напряжении 220 В;
- КПД – менее 30%.
К достоинствам относится низкая цена, простой и доступный каждому монтаж, приятный желтоватый свет освещения.
Недостатков у приборов накаливания значительно больше: они отличаются хрупкостью, быстро перегорают при перепадах напряжения, кроме того, у них сильно нагревается поверхность, что может стать причиной пожара.
На нашем сайте есть статья, в которой мы подробно рассказали о разновидностях ламп накаливания, их маркировке, а также обозначили основные критерии их выбора. Подробнее – переходите по .
Разнообразие галогенных источников света
Подобный вид устройств с цоколем имеет конструкцию, аналогичную лампам накаливания, но вместо инертного газа колба заполняется соединениями йода, брома либо иных галогенов. Это позволяет уменьшить испарение нагревательного элемента, а также повысить его температуру.
Галогенные изделия излучают интенсивный поток световых лучей приятного для глаз цвета. Их часто применяют для подсветки и выделения отдельных деталей интерьера
Помимо цокольных ламп широкое распространение получили другие варианты, например, линейные галогенки, которые имеют форму трубки. Ударопрочные модели с интенсивным светом применяют для уличных прожекторов.
Популярностью пользуются капсульные низковольтные приборы, имеющие миниатюрные размеры. Их часто используют для люстр или натяжных потолков, однако подключение в сеть должно осуществляться через специальный .
Еще одной разновидностью являются отражающие устройства, в конструкции которых применяется специальный рефлектор – чаще всего алюминиевый диск. Он позволяет регулировать угол падения светового пучка, направляя его в нужный участок помещения.
Подобные приборы используют для установки потолочных светильников, поскольку они позволяют исключить нагрев верхней поверхности.
Технические характеристики галогенок:
- мощность - 1-20 Вт;
- индекс цветопередачи - 100%;
- нагрев колбы – 500 °C;
- светоотдача - 15-22 Лм/Вт;
- работает в диапазоне от -60 до +100 °C;
- срок службы - 2000-4000, при использовании трансформатора до 8000 часов;
- КПД – 50-80%.
Среди достоинств этой категории приборов - довольно долгий срок службы, а также возможность изготовления миниатюрных моделей, дающих яркий свет.
Они обладают отличной цветопередачей, а современные технологии могут придать излучаемому сиянию как теплый, так и холодный оттенок.
Галогеновые устройства могут быть высоко- и низковольтными. В первом случае они питаются непосредственно от сети, во втором – их следует подключать через трансформатор
К недостаткам относится сильный нагрев поверхности колбы, из-за чего ее изготовляют из термостойкого кварцевого стекла. Но и в этом случае не рекомендуется допускать их контакт с потолком или стенками светильника.
Галогенки очень чувствительны к загрязнениям - дотронувшись до них голыми руками можно спровоцировать перегорание или даже распад лампочки. Они также плохо переносят скачки напряжения в электросети.
А о том, как выбрать хорошую галогеновую лампу, читайте в .
Люминесцентные лампы (КЛЛ и ЛЛ)
Устройства состоят из колбы, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. Емкость, где находятся электроды, заполняется смесью ртутных паров с инертным газом.
Для пуска используется специальный блок – электронный или механический балласт. При включении внутрь колбы посылается заряд, который вызывает образование ультрафиолетовых волн, под воздействием которых люминофор начинает равномерно светиться.
Люминесцентные лампы могут испускать свет разных оттенков. Для его обозначения используются разнообразные маркировки. Как пример, можно назвать ЛТБ – лампа теплого, ЛХБ – холодного, ЛЕ – естественного света
Модели делятся на два вида:
- линейные устройства (ЛЛ) – громоздкие трубки, на концах которых находятся два штырька;
- компактные лампы (КЛЛ), имеющие вид закрученной спирали, у которых пусковой блок запрятан в цоколь.
Маркировка G обозначает приборы со штырьковой конструкцией, а буква E – резьбовой патрон.
Технические характеристики КЛЛ:
- светоотдача - 40-80 Лм/вт;
- мощность - 15-80 Ватт;
- период службы - 10000-40000 часов.
Важным преимуществом люминесцентов является низкая рабочая температура. Даже до включенного изделия можно спокойно дотронуться голой рукой, благодаря чему его безопасно устанавливать у любой поверхности.
В то же время у подобных устройств есть немало отрицательных сторон. Прежде всего, они недостаточно экологичны - находящиеся внутри ртутные пары ядовиты.
Хотя в закрытой колбе они не оказывают губительного влияния на человека, разбитые или перегоревшие лампочки могут представлять опасность. Из-за этого им требуется процедура утилизации: предстоит отработавшие изделия сдавать на пункты переработки, найти которые не всегда легко.
Люминесцентные приборы потребляют ощутимо меньшее количество электроэнергии, нежели лампы накаливания, они имеют длительный срок службы и хорошую отдачу света
К другим недостаткам можно отнести:
- Нестабильное функционирование при низких температурах. При -10 °C даже мощные устройства светят крайне тускло.
- При включении лампы зажигаются не сразу, а через несколько секунд или минут.
- Их стоимость довольно высока.
- Работа может сопровождаться низкочастотным гулом.
- Такие модели сложно совместимы с диммерами, что затрудняет регулировку интенсивности света. Нежелательно также использовать их вместе с выключателями, имеющими индикаторы подсветки.
- Хотя срок службы довольно велик, он значительно сокращается при частом включении и выключении.
Кроме того, световой поток, излучаемый этими приборами, сильно пульсирует, что утомляет глаза.
Более подробно о устройстве люминесцентных ламп, их достоинствах и недостатках можно прочесть .
Светодиодные лампы (LED)
В основу конструкции лампочек на диодах заложены полупроводниковые кристаллы, которые в результате p-n перехода испускают световые лучи.
Как правило, в них задействовано не менее пяти диодов, которые подсоединяются к установочной плате. Функционирование происходит при помощи драйвера, преобразующего переменный ток в постоянный.
Лампы практически не нагреваются при работе, поскольку для отвода тепла в них предусмотрены специальные детали - радиаторы. В зависимости от модификации устройства оснащаются винтовыми либо штырьковыми .
При помощи светодиодных элементов можно создать привлекательные композиции на натяжных/подвесных потолках. Особенно эффектно смотрится оформление, выполненное из ламп разных цветов
К разновидностям светодиодов можно отнести филаментные приборы. Внешне они напоминают обычные лампы накаливания, но вместо спирали в них устанавливаются полупроводниковые элементы, нанизанные на стержень, который помещается в колбу с инертным газом.
Чтобы такое устройство могло ввинчиваться в патрон, его дополняют традиционным нарезным цоколем. Подобные модели позволяют совместить ретро-дизайн с более высокими техническими характеристиками, такими как энергоэффективность, долговечность, экологичность.
Набирают популярность и автономные светодиодные светильники, действующие от солнечных батарей. Они подзаряжаются в течение светового дня и автоматически включаются при наступлении темноты. Подобные модели могут работать в широком температурном режиме от -30 до +50 °C.
Технические характеристики LED-ламп:
- мощность - 3-30 Вт;
- срок службы - 30000-50000 часов;
- светоотдача - 100-120 Лм/вт;
- поток света - 250-2500 Лм.
Светодиоды позволяют кардинально снизить расходы на освещение до 85%, при их работе отсутствует тепловое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.
Поскольку при их изготовлении не применяются вредные вещества, они считаются экологически безвредными и не требуют особой утилизации.
Филаментные лампы отлично смотрятся в светильниках, оформленных в стиле ретро; их можно применять для классического оформления интерьера или использовать в других целях
В отличие от люминесцентных ламп эти приборы загораются моментально, кроме того, большинство моделей поддаются диммированию, что позволяет устанавливать желаемый уровень интенсивности светового потока.
Из недостатков можно отметить чрезвычайно высокую цену, кроме того, у обычных светильников направленный поток света; этого недостатка лишены филаментные приборы. Для освещения комнаты обычно требуется сразу несколько источников.
Правила выбора лучшей лампы освещения
Подбирая модели для организации освещения в жилых помещениях следует учесть не только тип, к которому относится лампочка, но и ряд других факторов, а именно:
- устройство цоколя;
- мощность;
- индекс цветопередачи;
- светоотдачу;
- коэффициент стабильности светового потока;
- условия эксплуатации.
У приборов, предназначенных для подсоединения с патроном, имеется общая деталь – цоколь, с помощью которого осуществляется крепеж с проводами. Для того чтобы лампа устанавливалась в гнездо, важно обращать внимание на маркировку этого элемента.
Среди резьбовых соединений наиболее востребованными являются три вида: «миньон» Е14, средний по размеру Е27 и . Наибольшее распространение получил второй вариант, тогда как последний обычно применяется для уличного освещения.
У миниатюрных люминесцентных и галогенных ламп часто встречаются цоколи G, которые крепятся в гнезда при помощи 2-4 штырьков. Существует множество вариантов подобных устройств разных размеров, из которых особенно востребованы , G9, G23, 2G10, 2G11.
Важным критерием является мощность лампы; этот показатель указывается на баллоне либо цоколе. Если взять однотипные приборы, то интенсивность света зависит от этой величины.
Однако это правило не работает, если взять устройства разных видов: яркость светодиода мощностью в 5-6 Вт практически равна свечению 60-ваттной лампы накаливания.
Светоотдача показывает количество люменов света, которые производит лампа с мощностью в 1 Ватт.
Этот фактор тесно связан с энергоэффективностью устройства: люминесцентное устройство производит 600 лм при мощности 10-11 Вт, тогда как для аналогичного потока света прибору накаливания потребуется примерно 60 Вт.
Влияние оказывает также дизайн светильника и лампы. Часто модели современных люстр или бра специально выполнены под определенный вид приборов, например, галогенных. В этом случае в инструкции производитель обычно указывает, характеристики требуемых ламп.
Для подключения некоторых видов ламп требуется использовать дополнительное оборудование: блоки питания, драйвера, трансформаторы. На рисунке представлен электронный балласт, необходимый для люминесцентных ламп
Отдельные виды приборов также демонстрируют повышенную чувствительность к перепадам напряжения, что нужно учитывать при проживании в регионах, где имеются проблемы с электросетями.
Существует также разница, вызванная цветовой температурой.
Различается несколько стандартов чаще всего встречающейся маркировки:
- 2700 К обозначает теплый оттенок, аналогичный лампам накаливания;
- 4000 К – дневной свет нейтрального тона;
- 6500 К – холодный вариант.
Индекс цветопередачи R a отображает правильность восприятия цвета окружающей среды при освещении этим видом лампы. Как правило, этот показатель указывается на упаковке, например, 80 R a у светодиодов.
Коэффициент стабильности потока света. Этот фактор проявляется в течение всего периода эксплуатации прибора, за время которого яркость должна уменьшаться не более чем на 30% от номинальной.
Подобный показатель имеет особую актуальность для светодиодов, которые не перегорают, а постепенно теряют интенсивность освещения.
Так если в начале подобный прибор излучает свет 1000 люменов, то в конце срока службы этот показатель должен составлять как минимум 70% от первоначального, то есть 700 Лм.
Оптимальный выбор для разных помещений
Специалисты, занимающиеся оформлением интерьеров, советуют применять для подвесных или натяжных потолков компактные светодиоды или низковольтные миниатюрные галогенки.
Важно также учесть, что мощность ламп должна соответствовать аналогичному показателю светильника или быть ниже. Нарушение этого правила может привести к серьезным последствиям
В люстрах и других подвесных конструкциях могут использоваться практически все виды осветительных приборов. Если светильники выполнены из легкоплавких материалов лучше воспользоваться LED- либо люминесцентными источниками.
Оптимальным вариантом для бра считаются небольшие галогенки, люминесцентные модели или традиционные лампы накаливания. Часто в подобных приборах применяют декоративные модификации с колбами в виде капель, языков пламени, шаров.
Для подсветки подойдут небольшие светодиодные лампочки или компактные галогеновые, работающие от трансформатора.
В гостиных обычно применяется комбинация нескольких осветительных приборов. Потолочная или подвесная люстра дополняется бра, торшером, декоративной настольной лампой, а также встроенными светильниками.
Основной прибор желательно оснастить , что позволит приглушать его интенсивность.
В прожекторах для наружного освещения преимущественно используются линейные галогенные устройство. Световое оформление двора или участка возможно также с применением светодиодов, в том числе и работающих от солнечных батарей, либо мощных ламп накаливания.
В подвале и погребе, где обычно повышенный уровень влажности, необходимо использовать светильники с гидроизоляцией и полностью закрытым патроном.
Чтобы не допустить короткого замыкания, желательно применять понижающий трансформатор. В качестве осветительного прибора в этом случае лучше всего подойдет один или два 12-вольтных светодиодных источника.
Аналогичные требования предъявляются и к световым устройствам в ванных комнатах. Как правило, для освещения пространства используются галогенные/светодиодные модели, а также лампы накаливания.
Для оборудования рабочего места школьника обычно применяется гибкая настольная лампа, позволяющая изменять направление светового луча. Как правило, в него вставляется традиционное устройство накаливания мощностью 60 вольт с прозрачной или матовой колбой.
При недостатке света желательно добавить также подсветку встроенными галогенными лампами.
Особого внимания требует выбор источника света для теплиц. Как показали исследования ученых, для растений особенно полезны красная и синяя область спектра. Первая оказывает мощное влияние в период цветения и завязи овощей, вторая – способствует их активному росту и развитию.
Воспроизвести эту световую гамму легче всего с помощью специальных светодиодных светильников. Их можно сделать самостоятельно или приобрести в магазине.
Таблица, позволяющая легко вычислить необходимую мощность разных видов ламп. С ее помощью можно легко создать уровень освещения, требуемый актуальным СНиП
Выбирая модель, следует обратить внимание и на оттенок испускаемых лучей. Как правило, этот фактор зависит от предпочтений пользователей.
Определяя мощность лампы, нужно учитывать не только площадь комнаты, для которой она предназначена, но и степень естественного уровня освещения: в затемненных пространствах с окнами на север устанавливаются более сильные приборы.
Оказывает влияние на выбор и цветовое решение интерьера: для помещений с темными стенами необходимы более мощные светильники.
Выводы и полезное видео по теме
На представленном ролике подробно рассказывается об основных характеристиках различных видов источников света:
Продолжение рассказа, где речь идет о вариантах цоколей ламп и особенностях их применения:
Несмотря на то что лампочки являются элементарными приборами, их роль в создании комфортной и уютной жилой среды сложно переоценить. Правильно подобранный прибор создаст комфортное освещение, что является неотъемлемой частью уюта в доме.
Лампа будет стабильно служить в течение долгого времени, прекрасно дополняя люстру или другой светильник. Кроме того, энергосберегающее устройство позволит сократить сумму коммунальных платежей, благодаря экономии электроэнергии.
Остались вопросы по теме статьи? Или можете дополнить материал интересной информацией о источниках освещения? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии, делитесь опытом, задавайте вопросы в расположенном ниже блоке.
Лампочка накаливая – предмет, знакомый всем. Электричество и искусственный свет уже давно стали для нас неотъемлемой частью действительности. Но мало кто задумывается, как появилась та самая первая и привычная нам лампа накаливания.
Наша статья расскажет вам, что собой представляет лампа накаливания, как она работает и как появилась в России и во всем мире.
Что собой представляет
Лампа накаливания — электрический вариант источника света, основная часть которого представляет собой тугоплавкий проводник, играющий роль тела накала. Проводник размещен в колбе из стекла, которая внутри бывает накаченной инертным газом или полностью лишенной воздуха. Пропуская через тугоплавкий тип проводника электрический ток, данная лампа может испускать световой поток.
Свечение лампы накаливания
Принцип функционирования базируется на том, что когда электрический ток течет по телу накала, данный элемент начинает накаливаться, нагревая вольфрамовую нить. Вследствие этого нить накала начинает испускать излучение электромагнитно-теплового типа (закон Планка). Для создания свечения температура накала должна составлять пару тысяч градусов. При снижении температуры спектр свечения будет становиться все более красным.
Все минусы, имеющиеся у лампы накаливания, кроются в температуре накала. Чем лучше нужен световой поток, тем большая температура потребуется. При этом вольфрамовая нить характеризуется пределом накала, при превышении которого этот источник света навсегда выходит из строя.
Обратите внимание! Температурный предел нагрева для ламп накаливания — 3410 °C.
Конструкционные особенности
Поскольку лампа накаливания считается самым первым источников света, то вполне закономерно, что ее конструкция должна быть достаточной простой. Особенно, если сравнивать с нынешними источниками света, которые ее постепенно вытесняют с рынка.
В лампе накаливания ведущими элементами считаются:
- колба лампы;
- тело накала;
- токовводы.
Обратите внимание! Первая подобная лампа имела именно такое строение.
Конструкция лампы накаливания
На сегодняшний день разработано несколько вариантов ламп накаливания, но такое строение характерно для самых простых и самых первых моделей.
В стандартной лампочке накаливания, кроме вышеописанных элементов имеется предохранитель, который представляет собой звено. Оно состоит из ферроникелевого сплава. Его вваривают в разрыв одного из двух токовводов изделия. Звено размещается в ножке токоввода. Оно нужно для того, чтобы предупредить разрушение стеклянной колбы во время прорыва нити накала. Это связано с тем, что при прорыве вольфрамовой нити создается электрическая дуга. Она может оплавить остатки нити. А ее фрагменты могут повредить колбу из стекла и привести к возникновению возгорания.
Предохранитель же разрушает электрическую дугу. Такое ферроникелевое звено размещается в полости, где давление равняется атмосферному. В данной ситуации дуга гаснет.
Такое строение и принцип работы обеспечили лампе накаливания широкое распространение по миру, но из-за их высокого энергопотребления и непродолжительному сроку службы, она сегодня стали использоваться гораздо реже. Связано это с тем, что появились более современные и эффективные источники света.
История открытия
В создание лампы накаливания в том виде, в котором она известна на сегодняшний день, сделали свой вклад исследователи, как из России, так и из других стран мира.
Александр Лодыгин
До момента, когда изобретатель Александр Лодыгин из России начал трудиться над разработкой ламп накаливания, в ее истории нужно отметить некоторые важные события:
- в 1809 году известный изобретатель Деларю из Англии создал свою первую лампу накаливания, оснащенную платиновой спиралью;
- через почти 30 лет в 1938 году уже бельгийский изобретатель Жобар разработал угольную модель лампы накаливания;
- изобретатель Генрих Гёбель из Германии в 1854 году уже представил первый вариант рабочего источника света.
Лампочка немецкого образца имела обугленную нить из бамбука, которая помещалась в вакуумированный сосуд. В течение пяти последующих лет Генрих Гёбель продолжал свои наработки и в конечном счете пришел к первому опытному варианту рабочей лампочки накаливания.
Первая практичная лампочка
Джозеф Уилсон Суон, знаменитый физик и химик из Англии, в 1860 году явил миру свои первые успехи в области разработки источника света и за свои результаты был вознагражден патентом. Но некоторые трудности, которые возникли с созданием вакуума, показали неэффективную и не долгосрочную работу лампы Суона.
В России, как уже отмечалось выше, исследованиями в области эффективных источников света занимался Александр Лодыгин. В России он смог добиться свечения в стеклянном сосуде угольного стержня, из которого предварительно был откачен воздух. В России история открытия лампочки накаливания началась в 1872 году. Именно в этом году Александру Лодыгины удались его эксперименты с угольным стержнем. Через два года он в России получает патент под номером 1619, который был выдан ему на нитевой вид лампы. Нить он заменил на стержень из угля, находившийся в вакуумной колбе.
Ровно через год В. Ф. Дидрихсон значительно улучшил вид лампы накаливания, созданную в России Лодыгином. Усовершенствование заключалось в замене угольного стержня на несколько волосков.
Обратите внимание! В ситуации, когда один из них перегорал, происходило автоматическое включение другого.
Джозеф Уилсон Суон, который продолжал свои попытки усовершенствовать уже имеющеюся модель источника света, получает патент на лампочки. Здесь в качестве нагревательного элемента выступало угольное волокно. Но здесь оно располагалось уже в разреженной атмосфере из кислорода. Такая атмосфера позволила получить очень яркий свет.
Вклад Томаса Эдисона
В 70-х года позапрошлого столетия в изобретательскую гонку по созданию работающей модели лампы накаливания включился изобретатель из Америки — Томас Эдисон.
Томас Эдисон
Он проводил исследования в вопросе применения в виде элемента накаливания нитей, произведенных из разнообразных материалов. Эдисон в 1879 году получает патент на лампочку, оснащенной платиновой нитью. Но через год он возвращается к уже проверенному угольному волокну и создает источник света со сроком эксплуатации в 40 часов.
Обратите внимание! Одновременно с работой по созданию эффективного источника света, Томас Эдисон создал поворотный тип бытового выключателя.
При том, что лампочки Эдисона работают всего лишь 40 часов, они начали активно вытеснять с рынка старый вариант газового освещения.
Результаты работ Александра Лодыгина
В то время, как на другом конце мира Томас Эдисон проводил свои эксперименты, в России аналогичными изысканиями продолжал заниматься Александр Лодыгин. Он в 90-х годах 19 века изобрел сразу несколько видов лампочек, нити которых были изготовлены из тугоплавких металлов.
Обратите внимание! Именно Лодыгин первым решился использовать вольфрамовую нить в качестве тела накаливания.
Лампочка Лодыгина
Кроме вольфрама он также предлагал использовать нити накаливания, изготовленные из молибдена, а также скручивать их в форме спирали. Такие свои нити Лодыгин размещал в колбах, из которых откачивался весь воздух. Вследствие таких действий нити предохранялись от кислородного окисления, что делало срок службы изделий значительно продолжительным.
Первый тип коммерческой лампочки, произведенный в Америке, содержала вольфрамовую нить и изготавливалась по патенту Лодыгина.
Также стоит отметить, что Лодыгиным были разработаны газонаполненные лампы, содержащие угольные нити и заполненные азотом.
Таким образом, авторство первой лампочки накаливания, отправленной в серийное производство, принадлежит именно российскому исследователю Александру Лодыгину.
Особенности работы лампочки Лодыгина
Для современных ламп накаливания, которые являются прямыми потомками модели Александра Лодыгина, характерны:
- отменный световой поток;
- отличная цветопередача;
Цветопередача лампы накаливания
- низкий показатель конвекции и проводимости тепла;
- температура накала нити — 3400 K;
- при максимальном уровне показателя температуры накала коэффициент для полезного действия составляет 15 %.
Кроме этого данный тип источника света в ходе своей работы потребляет много электроэнергии, по сравнению с другими современными лампочками. Из-за конструкционных особенностей такие лампы могут работать примерно 1000 часов.
Но, несмотря на то, что по многим критериям оценки данная продукция уступает более совершенным современным источникам света, она, благодаря своей дешевизне, все еще остается актуальной.
Заключение
В создании эффективной лампы накаливания участвовали изобретатели из разных стран. Но только российский ученый Александр Лодыгин смог создать самый оптимальный вариант, которым мы, собственно, и продолжаем пользоваться по сегодняшний день.
Секреты установки точечных светильников в натяжной потолок: насколько это сложно?
Среди всех электроустановочных и электромонтажных изделий осветительная аппаратура имеет наиболее богатый ассортимент. Это происходит потому, что элементы освещения несут в себе не только сугубо технические характеристики, но и элементы дизайна. Возможности современных ламп и светильников, их конструкторское разнообразие настолько велики, что немудрено растеряться (рис. 5.66).
Например, существует целый класс светильников, предназначенных исключительно для гипсокартонных потолков. Многочисленные виды ламп имеют различную природу света и эксплуатируются в неодинаковых условиях. Чтобы разобраться, какого типа лампа должна стоять в том или ином месте и каковы условия ее подключения, необходимо вкратце изучить основные виды осветительной аппаратуры.
У всех ламп есть одна общая часть: цоколь, при помощи которого они соединяются с проводами освещения. Это касается тех ламп, в которых есть цоколь с резьбой для крепления в патроне. Размеры цоколя и патрона имеют строгую классификацию.
Необходимо знать, что в бытовых условиях применяют лампы с 3 видами цоколей: маленьким, средним и большим. На техническом языке это означает Е14, Е27 и Е40. Цоколь, или патрон,
Помимо цоколей, которые вкручиваются в патрон при помощи резьбы, есть и другие виды. Они штырькового типа и называются G-цоколями. Используются в компактных люминесцентных и галогенных лампах для экономии места. При помощи 2 или 4 штырьков лампа крепится в гнезде светильника (рис. 5.68).
Таблица 5.8. Светоотдача ламп разных типов |
||||||||||||||||
|
Видов G-цоколей много. Основные из них: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 и R7s-7.
На светильниках и лампах всегда указывается информация о цоколе. При выборе лампы необходимо сравнивать эти данные.
Мощность - одна из важнейших характеристик лампы. На баллоне или цоколе производитель всегда указывает мощность, от которой зависит светимость лампы. Это не уровень света, который она излучает. В лампах различной природы света мощность имеет совершенно несхожее значение. Например, энергосберегающая при указанной мощности 5 Вт будет светить не хуже лампы накаливания в 60 Вт. То же касается и люминесцентных ламп. Светимость лампы исчисляется в люменах. Как правило, это не указывается, так что при выборе лампы необходимо ориентироваться на советы продавцов или заглядывать в табл. 5.8.
Светоотдача обозначает, что на 1 Вт мощности лампа дает столько-то люмен света. Из таблицы видно, что энергосберегающая компактная люминесцентная лампа в 4-9 раз экономичнее, нежели накаливания. Можно легко подсчитать, что стандартная лампа в 60 Вт дает примерно 600 лм, тогда как компактная имеет такое же значение при мощности 10-11 Вт. Настолько же она будет экономичнее по энергопотреблению. Лампа накаливания (JIOH) самый первый источник электрического света, который появился в домашнем обиходе. Она была изобретена еще в середине 19 в., и хотя с того времени претерпела немало реконструкций, сущность осталась без изменений. Любая ЛОН состоит из вакуумного стеклянного баллона, цоколя, на котором располагаются контакты и предохранитель, и нити накаливания, излучающей свет рис. 5.69).
Спираль накаливания сделана из вольфрамовых сплавов, которые легко выдерживают рабочую температуру горения +3200 °С (рис. 5.70). Чтобы нить мгновенно не перегорела, в современных лампах накачивают в баллон какойнибудь инертный газ, например аргон.
Принцип работы лампы очень прост. При пропускании тока через проводник малого сечения и низкой проводимости часть энергии уходит на разогрев спирали-проводника, отчего тот начинает светиться в видимом свете. Несмотря на столь простое устройство, видов ЛОН существует огромное множество. Они различаются по форме и размерам (рис. 5.71).
Декоративные лампы (свечи): баллон имеет вытянутую форму, стилизованную под обычную свечу (рис. 5.72). Как правило, используются в небольших светильниках и бра.
Окрашенные лампы: стекла баллонов имеют различный цвет с декоративными целями. Зеркальными лампами называют лампы, часть стеклянного баллона которых покрыта отражающим составом для направления света компактным пучком. Такие лампы чаще всего используют в потолочных светильниках, чтобы направлять свет вниз, не освещая потолка. Лампы местного освещения работают под напряжением 12, 24 и 36 В. Они потребляют немного энергии, но и освещение соответствующее. Применяются в ручных фонарях, аварийном освещении и т. д. |
ЛОН по-прежнему остаются в первых рядах источника света, несмотря на некоторые недостатки. Их минусом является очень низкий КПД - не более 2-3 % от потребляемой энергии. Все остальное уходит в тепло. Второй минус заключается в том, что ЛОН небезопасны с противопожарной точки зрения. Например, обычная газета, если ее положить на лампочку в 100 Вт, вспыхивает примерно через 20 мин. Надо ли говорить, что в некоторых местах ЛОН нельзя эксплуатировать, например в маленьких абажурах из пластика или дерева. Кроме того, такие лампы недолговечны. Срок службы ЛОН составляет примерно 500-1000 ч. К числу плюсов можно отнести дешевизну и простоту монтажа. ЛОН не требуют каких-либо дополнительных устройств для работы, подобно люминесцентным. Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними - это газовый состав в баллоне (рис. 5.73). В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама. Именно поэтому лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2-3 раза.
Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя - лампа перегорит очень быстро. Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения (рис. 5.74 и 5.75).
Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях. Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие (рис. 5.76-5.77).
|
К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Если оно «играет», лучше приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока. Принцип работы люминесцентных ламп серьезно отличается от ЛОН. Вместо вольфрамовой нити в стеклянной колбе такой лампы горят пары ртути под воздействием электрического тока (рис. 5.78).
Свет газового разряда практически невидим, поскольку излучается в ультрафиолете. Последний заставляет светиться люминофор, которым покрыты стенки трубки. Этот свет мы и видим. Внешне и по способу соединения люминесцентные лампы также сильно отличаются от ЛОН. Вместо резьбового патрона с обеих сторон трубки есть два штырька, закрепляющихся следующим образом: их надо вставить в специальный патрон и повернуть в нем (рис. 5.79). Люминесцентные лампы имеют низкую рабочую температуру. К их поверхности можно без опаски прислонять ладонь, поэтому они устанавливаются где угодно. Большая поверхность свечения создает ровный рассеянный свет. Именно поэтому их иногда называют лампами дневного света (рис. 5.80). Кроме того, варьируя состав люминофора, можно изменять цвет светового излучения, делая его более приемлемым для человеческих глаз. По сроку службы люминесцентные лампы превосходят лампы накаливания почти в 10 раз. |
Минусом таких ламп является невозможность прямого подключения к электросети. Нельзя просто накинуть 2 провода на торцы лампы и воткнуть вилку в розетку. Для ее включения используются специальные балласты. Связано это с физической природой свечения ламп. Наряду с электронными балластами используются стартеры, которые как бы поджигают лампу в момент включения (рис. 5.81).
Большинство светильников под люминесцентные лампы оборудованы встроенными механизмами свечения наподобие электронных пускорегулирующих аппаратов (ПРА) или дросселями.
Маркировка люминесцентных ламп не похожа на простые обозначения ЛОН, имеющие только показатель мощности в ваттах. Для рассматриваемых ламп она следующая:
Л Б - белый свет;
ЛД - дневной свет;
ЛЕ - естественный свет;
ЛХБ - холодный свет;
ЛТБ - теплый свет. Цифры, идущие за буквенной маркировкой, обозначают: первая цифра - степень цветопередачи, вторая и третья - температуру свечения. Чем выше степень цветопередачи, тем более естественно освещение для человеческого глаза.
Рассмотрим пример, относящийся к температуре свечения: лампа с маркировкой Л Б840 означает, что эта температура равна 4000 К, цвет белый, дневной. Следующие значения расшифровывают маркировку ламп: 2700 К - сверхтеплый белый, 3000 К - теплый белый, 4000 К - естественный белый или белый, более 5000 К - холодный белый (дневной).
В последнее время появление на рынке компактных люминесцентных энергосберегающих ламп произвело настоящую революцию в светотехнике (рис, 5.82).
Рис. 5.82. Компактная люминесцентная энергосберегающая лампа с ПРА
Были устранены главные недостатки люминесцентных ламп - их громоздкие размеры и невозможность использовать обычные нарезные патроны. ПРА были вмонтированы в ламповый цоколь, а длинная трубка свернулась в компактную спираль. Теперь разнообразие видов энергосберегающих ламп очень велико. Они различаются не только по своей мощности, но и по форме разрядных трубок (рис. 5.83).
Плюсы такой лампы очевидны: нет нужды устанавливать электронный балласт для запуска, пользуясь специальными светильниками (рис. 5.84). Экономичная люминесцентная лампа пришла на смену обычной ЛОН. Однако у нее, как и у всех люминесцентных ламп, есть недостатки.
Минусов несколько:
Такие лампы плохо работают при низких температурах, а при -10 °С и ниже начинают светить тускло;
Долгое время запуска - от нескольких секунд до нескольких минут;
Слышен низкочастотный гул от электронного балласта;
Не работают вместе со светорегуляторами;
Сравнительно дорогие;
Не любят частого включения и выключения;
В состав лампы входят вредные ртутные соединения, поэтому она требует специальной утилизации;
Если использовать в выключателе индикаторы подсветки, данная осветительная аппаратура начинает мерцать.
Как бы ни старались производители, свет люминесцентных ламп пока не очень похож на естественный и режет глаза.
Кроме энергосберегающих ламп с ПРА существует множество разновидностей без встроенного электронного балласта. Они имеют совершенно другие виды цоколя (рис. 5.85).
Рис. 5.85. Компактная люминесцентная лампа без ПРА обычно используется в светильниках, оборудованных электронным балластом
Принцип свечения дуговой ртутной лампы высокого давления (ДРЛ) - дуговой разряд в парах ртути (рис. 5.86). Такие лампы обладают высокой свето отдачей - на 1 Вт приходится 50-60 лм. Запускаются при помощи ПРА. Недостатком является спектр свече ния - их свет холоден и резок. Лампы ДРЛ чаще всего использу ются для уличного освещения в светиль никах типа «кобра» (рис. 5.87).
Рис. 5.86. Лампа ДРЛ
Светодиодные лампы - этот продукт высокой технологии впервые был скон струирован в 1962 г. С той поры светодиодные лампы стали постепенно внедряться на рынок осветительной продукции (рис. 5.88).
 |
Рис. 5.88. Светодиодный фонарь характеризуется ярким светом и крайне низкими энергозатратами |
Светодиод по принципу действия это самый обычный полупроводник, у которого часть энергии в переходе р-n сбрасывается в виде фотонов, то есть видимого света. Такие лампы имеют просто потрясающие характеристики. Они десятикратно превосходят ЛОН по всем показаниям: долговечности, светоотдаче, экономичности, прочности и т. д. (рис. 5.89).
Есть у них лишь одно «но» - это цена. Она приблизительно в 100 раз превосходит цену обычной лампы накаливания. Однако работа над этими необычными источниками света продолжается, и можно ожидать, что вскоре мы будем радоваться изобретению более дешевого, нежели его предшественники, образца
ПРИМЕЧАНИЕ!
Ввиду необычных физических характеристик светодиодов из них можно изготавливать настоящие композиции, например в виде звездного неба на потолке комнаты. Это безопасно и не требует больших затрат энергии.