Характеристики галогенной лампы

Обзор технических характеристик

Выбор галогенных источников света основывается на особенностях помещения и свойствах, функциях самого прибора. Обзор важнейших параметров ламп данного вида:

1. Мощность. Варьируется в пределах от 1 до 20 кВт. Причем есть один важный нюанс, который следует учесть при организации осветительной системы. Так, лампы мощностью до 500 Вт (будь то изделие марки Philips, Osram и др., любого типа с держателем H1, H3, H13 и т.д.) можно располагать в любой плоскости: вертикальной, горизонтальной, под углом 30 и более градусов. А вот исполнения мощностью выше 500 Вт не следует поворачивать в пространстве, их допустимо устанавливать только горизонтально. Погрешность отклонения составляет не более 4 градусов.
2. Напряжение питания ламп. Можно встретить варианты источников света, рассчитанные на стандартное значение 220В с возможностью отклонения до уровня 240В. Рынок предлагает и другие модели – низковольтные. Они подключаются к сети через понижающий трансформатор, который преобразует напряжение до значений 6/12/24В.
3. Световой поток (лм/Вт). Значение мощности определяет, сколько люмен выдаст освещение (прямая зависимость). Для галогенных ламп характерен разброс в пределах от 15 до 22 люмен/Вт.
4. Срок службы. Варьируется в зависимости от интенсивности эксплуатации источника света и условий, в которых он работал (2 000-4 00 часов).
5. Тип цоколя. Этот параметр позволяет определить целевое назначение лампы. Например, исполнения H1, H3, H4, H7 являются наиболее популярными для установки в автомобильных фарах. Отдельно можно выделить сетевые лампы (с цоколем Е14, Е27, G9, G10 и т. д.) и штырьковые.

Низковольтные источники света чаще устанавливаются в помещениях, где требуется снизить риск опасности, например, в ванной комнате.

Сравнительный анализ

Если проводить обзор наиболее популярных ламп, то галогенные исполнения занимают средние позиции. Такие приборы любых марок (Osram, Philips) во всем превосходят лампы накаливания: по сроку службы, интенсивности свечения, уровню энергопотребления (хоть ненамного, но галогенные лампы потребляют меньше энергии). По спектру излучения такие источники света превосходят светодиодные и люминесцентные аналоги.

На этом существенные преимущества галогенных исполнений заканчиваются. Любой тест покажет, что по уровню энергопотребления такие лампы намного уступают источникам света на базе диодов и люминесцентным аналогам. По сроку службы галогенный вариант проигрывает так же сильно, как и по многим другим параметрам.

Лучшие марки

Лидерами в данной сфере являются Philips и Osram. Продукция первого из названных производителей не находит конкурентоспособных аналогов, что подтверждается отзывами пользователей. Например, в ассортименте представлен продукция марки Diamond Vision H7, который характеризуется цветовой температурой 5000К. Целевое использование – автомобильные фары, рабочее напряжение такой модели – 12В. Стоимость равна 1 500 руб.

Продукцию марки Osram представляет изделие Night Breaker Unlimited, который светит сильнее, излучает свет белее прочих аналогов. Напряжение питания – 12В, тип цоколя может быть разным: H1, H3, H4, H7, H8, H11. Цена варьируется в пределах от 1 000 до 1 500 руб.

Таким образом, галогенные осветительные приборы сегодня представлены достойными вариантами, например, модель Diamond Vision H7 5000K от марки Osram или Night Breaker Unlimited производителя Philips. Стоимость продукции столь высокого класса также довольно велика, но в результате пользователь получит высокоэффективный источник света

Перед покупкой следует обратить внимание, соответствуют ли выбранные изделия условиям эксплуатации: сколько люмен излучают, какой мощностью и напряжением характеризуются

«О плюсах и минусах»

Как обычно, мысленно расчертим лист бумаги на две части и проведем подробный сравнительный анализ. Что перевесит в случае галогенных ламп для точечных светильников, достоинства или недостатки?

«Преимущества»

«К положительным качествам» лампочек можно отнести мягкое и в тоже время яркое освещение периметра, длительные сроки использования, маленькие размеры и доступная стоимость.

«Цветопередача»

«Галогенка» обладает наиболее качественной цветопередачей из всех ее предшественниц. Ее свет не безжизненный и стерильный, который дает точечный светильник с люминесцентной лампой. «Галогенки» подчеркивают теплые тона, но в меньшей степени, чем лампочки накаливания. Они не убивают цвет предметов, а наоборот, позволяют тем проявить свои яркие и сочные тона. Причем в течение всего срока службы эти качества не будут ухудшаться – яркость останется на том же уровне.

Цветовая температура таких лампочек может варьироваться – от 2700 до 4000К, то есть излучать в диапазоне от близкому к лампе накаливания желтовато-белому до нейтрального дневного. Из-за этих позитивных характеристик, их чаще всего вешают в образовательных учреждениях и офисах.

«Срок службы»

Не разочаровывают «галогенки» и в этом – их срок службы составляет 2000-4000 часов. Но на самом деле, если тщательно соблюдать все правила эксплуатации, эта цифра может быть увеличена до 6000-8000 часов. Хорошо повлияет на длительность срока и запуск лампы с помощью диммера, обеспечивающего плавное включение.

«Габариты»

Галогенные лампы для точечных светильников являются одними из самых компактных при высокой мощности. Их можно эффективно использовать для освещения мест и пространств, где обычные лампочки не справляются ввиду своей низкой мощности и массивных размеров. Выглядя крошечными и незначительными, они, тем не менее, легко охватывают необходимую площадь помещения. Поворотный механизм позволит вам настроить такую ширину угла, который позволит осветить всю комнату при минимальном количестве светильников. Это отличное решение как для ультрасовременного, так и для классического дизайна.

«Цена»

При всех своих положительных характеристиках, галогенные лампы стоят не так дорого, чтобы кто-то не смог себе их позволить. Иногда цена на них даже ниже, чем на люминесцентные лампы, которые отличаются куда меньшим количеством достоинств. И в любом случае, вы купите их в разы дешевле, чем светодиодный точечный светильник.

«Недостатки»

«К отрицательным качествам» ламп относятся несколько существенных минусов. Это нагревание в включённом состоянии, обязательный уход в силу долгого срока службы, чувствительность к скачкам напряжения.

«Нагревание»

Самый существенный недостаток «галогенок» – это их сильное нагревания во время горения. Бывали случаи, когда люди пытались заменить вылетевшее защитное стекло светильника, в котором стояла галогенная лампочка, обычным оконным. Но такой эксперимент не заканчивался ничем хорошим – высокой температуры неподготовленный материал просто не выдерживал! Обжечься о такую лампу можно даже тогда, когда она находится в плафоне – вспоминаем точечный светильник с лампой накаливания.

В связи с этим, особое внимание при монтаже лампы необходимо уделить тому, чтобы плафон прямо не соприкасался с поверхностью, в которую он встраивается. Также нежелательно использовать эти лампы для освещения детских, игровых комнат или подсветки вещей и материалов, склонных к выгоранию

«Уход»

Дело в том, что заявленный высокий срок службы галогеновой лампы не может реализоваться сам собой. Для этого потребуется ваше непосредственное участие и постоянная аккуратность в обращении. Ничего особо сложного – все правила вы можете прочесть на несколько пунктов ниже, но подходить к делу придется серьезно.

«Напряжение»

«Галогенки» довольно чувствительны к перегрузкам в сети и при резком скачке напряжения могут перегореть. Поэтому крайне желательно подключать лампочки через блок защиты. Это такое специальное устройство, которое обеспечит плавный пуск и защитит лампы, если напряжение вдруг отклонится от нормы.

Принцип работы устройства

По принципу работы галогеновые лампы для автомобиля кардинально отличаются от работы обычных ламп.

Лампы накаливания начинают светиться при прохождении электричества по вольфрамовой спирали и максимальном её накале.

Именно высокая температура заставляет атомы вольфрама покидать спираль и оседать на прохладной поверхности колбы, что приводит к снижению срока службы обычной лампочки.

А вот в галогеновых лампах для авто химическая реакция начинается с кислорода, взаимодействующего с атомами вольфрамовой спирали и парами галогена. Наличие паров галогена не позволяет атомам вольфрамовой спирали высаживаться на поверхности колбы.

При возникновении вблизи спирали мощного источника тепла образовавшееся соединение начинает обратный распад на вольфрам, галоген и кислород. Атомы вольфрама возвращаются на спираль, возрастает температура спирали, что приводит к яркому свету.

Это интересно: 2 варианта регулировки зазоров клапанов двигателя автомобиля

Благодаря чему устройство функционирует более продолжительное время, при этом сохраняя минимальные объёмы.

Специалисты отмечают, что галогенные автолампы отличаются спектром света, который наиболее близок к солнечному свету, а также в них максимально снижено ультрафиолетовое излучение. Благодаря чему появился шанс снизить выцветание объектов.

Галогенные лампы

Открытие галогенового цикла в лампах накаливания, вызвало появление в производстве принципиально новых конструкций ламп. Основной эффект от применения галогенов состоит в возможности создания ламп накаливания значительно меньших габаритных размеров со значительно большей световой отдачей при тех же мощностях. Средняя световая отдача галогенных ламп, предназначенных для общего освещения, составляет 22 лм/Вт при сроке службы 2000 часов. Применение галогенного цикла привело к разработке ламп накаливания, позволяющих сконцентрировать на сравнительно небольшой площади излучение большой мощности и применить их в ряде специальных технологических процессов, например для нагрева различных материалов.

Устройство прямой галогенной лампы показано на рисунке 12. Колба лампы 1 представляет собой трубку из кварцевого стекла, по оси которой расположено тело накала в виде спирали или биспирали 2. Вводы в кварц представляют собой полоски молибденовой фольги 4, заштампованные в сплошные концы кварцевой трубки. Внутренняя часть электродов выполнена из вольфрама 3, внешние выводы – из молибдена 5. В лампах большой мощности, имеющих длинную спираль, для устранения ее провисания применяют держатели 7 из вольфрама. Для откачки, вакуумной обработки и наполнения лампы в средней части колбы припаивается штенгель из кварцевого стекла, после отпайки которого остается утолщение 6. Для крепления и присоединения к сети на концы лампы надеты цоколи 8.

Рисунок 12. Конструкция трубчатой галогенной лампы накаливания

В настоящее время технология изготовления галогенных ламп накаливания настолько отработана, что это позволило создать целую гамму ламп: для светильников общего, киносъемочного и телевизионного вещания, прожекторов, инфракрасных облучателей, автомобильных фар, аэродромных огней и тому подобных.

По конструктивным признакам галогенные лампы делятся на две группы: с длинным спиральным телом накала (аналогично конструкции на рисунке 12) и с концентрированным телом накала. Первая группа ламп имеет выводы с двух сторон, вторая – с одной стороны.

Обозначение типа галогенных ламп накаливания включает: первая буква – материал колбы (К – кварц); вторая буква – вид галогенной добавки (И – чистсый йод, Г – галогенные смеси); третья буква – область применения (О – облучательная), или конструктивная особенность (М – малогабаритная, К – концентрированное тело накала), либо то и другое вместе; первая группа цифр – мощность в ваттах (или сила света, ток или световой поток в зависимости от назначения лампы); последняя цифра – номер разработки, если эта разработка не произведена впервые. Для автомобильных ламп первой ставится буква А.

Номенклатура галогенных ламп накаливания насчитывает более 150 наименований. В таблице 6 приведены параметры различных галогенных ламп. Галогенные лампы общего применения имеют срок службы 2000 часов, то есть в 2 раза выше, чем обычные лампы накаливания; у других типов галогенных ламп срок службы колеблется в зависимости от назначения лампы. Лампы для инфракрасного облучения благодаря низкой температуре тела накала (2400 – 2700 К) обладают повышенным сроком службы (до 5000 часов). Облучательные лампы предназначены для эксплуатации, как правило, в горизонтальном положении.

Таблица 6

Параметры галогенных ламп накаливания

Типы ламп	Световая отдача, лм/Вт	Цветовая температура, К	Средняя продолжительность горения, ч	Особенности конструкции
Для общего освещения
КИ220-1000-5 КИ240-1000 КИ240-1500 КИ220-2000-4 КГ220-5000	22 22 22 22 22	3000 3000 3000 3000 3000	2000 2000 2000 2000 2000	Линейная – – – –
Для студийного освещения
КГ220-500 КГ220-1000-4 КГ110-1000 КГ110-2000 КГ220-10000	27 26 26 26 26	3200 3200 3200 3200 3200	150 420 400 600 1500	Линейная – – – –
Для копировальных аппаратов
КГ220-1300 КГ220-400	14 16	2800 3000	3000 500	Линейная –
Для нагрева материалов
КГ127-500 КГ220-1000 КГ220-2500-3	2,6 2,6 2,6	2600 2500 2650	5000 10000 2000	Линейная – –
Автомобильные
АКГ12-55 АКГ24-70 АКГ24-70-1	27 25 23	– – –	150 150 300	Линейная малогабаритная – –
Проекционные
КГМ12-100 КГМ24-150 КГМ40-750	29 31 29	3250 3400 3300	85 50 100	С концентрированным телом накала – –
Прожекторные
КГК110-2000 КГК200-2000 КГК110-5000	28 28 28	3250 3250 3250	200 170 300	С концентрированным телом накала – –

Почему некоторые автомобилисты сомневаются?

Нюансы действительно существуют. В некоторых модификациях значительное количество энергии расходуется впустую, несмотря на то что светоотдача всегда остается на достойном уровне

Еще один момент – необходимость осторожного обращения с такими изделиями, ведь они способны разрушаться от взаимодействия с на первый взгляд «безобидными» веществами вокруг нас

Все ли так страшно на самом деле? Отнюдь. К примеру, чтобы не повредить лампочку вредным для нее кожным жиром, выполнять замену следует в перчатках или прикасаться к поверхности только салфеткой. Что касается экономичности, эта проблема успешно решена в новых поколениях осветительных приборов на основе галогенов, КПД которых увеличен в разы. Колба в них покрыта специальным напылением, отражающим инфракрасное излучение. Последнее теперь не испаряется бесцельно, а возвращается на спираль и преобразовывается в полезную световую энергию.

Количество люмен

Предварительно прогреваем образцы в течение 5 минут до стабилизации светового потока. Для измерения светового используется фотометрическая сфера. В качестве образца штатной лампы используем Osram Original H4, с ней будут сравниваться все остальные.

Наименование	Ближний	Дальний	Разница
1. PIAA Hyper Arros +120% H4	1080лм	1650 лм	+3% / 0%
2. Koito Whitebeam III Premium H4	960 лм	1600 лм	-9% / -4%
3. Fukurou F1 H4	1390 лм	2050 лм	+32% / +23%
4. Philips Racing Vision +150 H4	1200 лм	1640 лм	+14% / -2%
5. Osram Night Breaker Laser +150 H4	1150 лм	1610 лм	+10% / +4%
6. General Electric Megalight Ultra +150 H4	1210 лм	1700 лм	+15% / +2%
7. Bosch Gigalight plus 120 H4	1120 лм	1650 лм	+7% / 0%
8. Чемпион +90 H4	780 лм	1470 лм	-25% / -12%
9. Osram Original H4	1050 лм	1670 лм	—
10. GSL Standart +30% H4	1080 лм	1690 лм	+3%/ 0%

Лидируют японские Fukurou F1 с результатом ближний +32%, дальний +23%. У остальных максимум +15% на ближнем, +4% на дальнем свете. Световой поток практически не отличается от штатных галогеновых лампочек, соответственно никаких +150% не может быть.

Устройство и принцип действия

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Это интересно: Особенности выбора длинной люстры для лестниц и лестничных пролетов — разбираемся подробно

Виды и технические характеристики

Все галогеновые лампы отличаются прекрасной цветопередачей – 100 Ra, и более высокой температурой свечения – 2900-3200 К. Цвет излучения ближе к белому дневному свету.

Другая отличительная особенность приборов, не столь положительная – высокая температура нагрева. Это несколько ограничивает выбор материалов для светильников и патронов, а также диктует более высокие требования к помещению: низкая влажность, хорошая пожаробезопасность и так далее.

Все галогеновые лампы разделяются на две категории:

• с низким номинальным напряжением – 6, 12, 24 В;
• с высоким – 110 и 240 В.

Конструкция их несколько отличается, что и служит основой для следующей классификации.

Лампа с внешней колбой

Колба галогеновой лампы выполняется из кварцевого стекла. Оно обладает большой механической прочностью. Способно переносить более высокий нагрев, но крайне чувствительно к маслам и жирам.

Устройство с внешней колбой решает эту проблему следующим образом. Лампа из кварцевого стекла размещается внутри более объемного устройства. Таким образом обеспечивается защита от загрязнений, с одной стороны, а с другой – исчезает ограничение при монтаже: ведь внешняя колба нагревается куда меньше.

Размеры внешнего корпуса остаются небольшими. Выпускаются лампы с корпусом разного цвета:

• прозрачным;
• матовым;
• молочным;
• специальным, например, с поглощением ультрафиолета.

Лампы с отражателем

Довольно часто от светильника требуется не рассеянный, а направленный световой поток. Для этого галогеновую лампу достаточной мощности устанавливают в центр отражателя – рефлектора. Большая часть его покрыта алюминиевым или инфракрасным напылением, лицевая часть – прозрачна или включает ультрафиолетовый фильтр. Свет отражается от рефлектора и направляется через прозрачную часть.

Рекомендуем Вам более подробно ознакомиться с ультрафиолетовыми лампами для домашнего использования.

Такое строение обеспечивает не только более узкий поток света, но и лучшую светоотдачу при той же мощности лампы накаливания. Устройства с отражателем на сегодня считаются самыми популярными.

Инфракрасные более экономичны: тепло отражается от стенок колбы, и возвращается спирали. Последняя, соответственно, сильнее нагревается без увеличения потребления электрического тока, и светится ярче.

Капсульные

Самый миниатюрный вариант осветительного прибора. Устройства состоят из лампы и двух выводов. Их часто называют пальчиковыми из-за специфической формы. Мощность невелика и чаще всего они применяются для декоративного освещения.

Фото капсульной лампы галогенного типа

Низковольтные

К таким относят устройства, рассчитанные на напряжение в 6, 12 и 24 В. Чаще всего встречаются варианты на 12 В. Используются они в тех случаях, когда светильники должны быть установлены на основания из легковоспламеняющихся материалов.

Подключение низковольтных галогеновых ламп к электросети осуществляется только через трансформатор. Как правило, светильники разделяют на группы, которые должны работать одновременно, и подключают каждую группу своему блоку питания.

Схема подключения галогеновых ламп через трансформаторы

Высокий уровень освещения в помещении они не обеспечивают – мощность мала, но незаменимы, когда нужна хорошая точечная подсветка при небольшом количестве света.

Низковольтные активно применяют в жилых интерьерах, для подсветки садовых ландшафтов, и в музеях. Разрешается использовать их в помещениях с высоким уровнем влажности при условии хорошей защиты цоколя от брызг.

Галогеновые люстры

Галогеновые лампы с легкостью заменяют обычные приборы накаливания и не уступают по техническим характеристикам энергосберегающим лампам. Выпускаются изделия с цоколем как E17 для «миньон», так и стандартными E27. Благодаря миниатюрности, галогеновые лампы в потолочных светильниках практически не видны, и воспринимаются глазом как сеющие звездочки.

Так как галогеновые лампы заметно нагреваются, то в специальной люстре предусмотрены керамические патроны.

Общие сведения.

Галогенные лампы представляют собой разновидность обыкновенных ламп накаливания, с одним существенным различием – если в обычных лампах основополагающим является высокая степень вакуума, то в галогенные вводится некоторое количество газа – паров брома или йода.

В чем суть такого изменения? Принцип действия лампы накаливания заключается в нагреве вольфрамовой спирали электрическим током. В течении срока службы часть металла с поверхности спирали испаряется, что приводит к уменьшению толщины нити на некоторых участках и, как следствие, к увеличению сопротивления этих участков. Повышенное сопротивление приводит к увеличению температуры и, опять-таки, к повышению испарения. Данный процесс носит лавинообразный характер, что, в конечном итоге, приводит к перегоранию спирали. Кроме того, испарившийся металл оседает на внутренней поверхности колбы, вызывая ее потемнение и снижение светопропускной способности. Введение паров галогенов позволяет организовать, так называемый, галогенный цикл. В его основе лежит химическая реакция взаимодействия паров галогенов с испарившимся металлом. Данное соединение не устойчиво и при воздействии высокой температуры спирали разлагается на металл и галоген. Особенность такой реакции в том, что разложение происходит возле наиболее нагретых участков спирали, то есть там, где наименьшая толщина. Использование галогенного цикла позволяет значительно увеличить срок службы, повысить температуру спирали, что приводит к увеличению качества светового потока. Галогенные лампы имеют меньшие размеры по сравнению с лампами накаливания.