Электрические источники света

 Эволюция источников света. 
С древнейших времен человек видел световые явления в природе: молнии и полярные сияния, свечение некоторых видов насекомых, рыб и микроорганизмов. До конца ХIХ в. единственным искусственным источником света оставался огонь: костры, свечи, лучины, масляные и прочие светильники, пока еще не электрические.

     В конце ХIХ в., во многом благодаря изобретениям русских ученых А.Н. Лодыгина и П.Н. Яблочкова началась эра электрических источников света. В настоящее время электрический способ освещения практически вытеснил свет огня.

Электрические источники света изначально развивались по двум направлениям:
1. «Лодыгинское» - использование теплового действия электрического тока для разогрева тела до температуры получения достаточно яркого свечения;
2. «Яблочковское» - использование для генерации света электрического разряда между двумя электродами.

    Первое направление привело к появлению тепловых источников света, второе — газоразрядных. Именно эти два типа до конца 90-х гг. ХХ в. составляли всю палитру искусственных источников света. Сюда входило многообразие от сверхминиатюрных ламп накаливания мощностью в сотые доли ватта до разборных ксеноновых ламп мощностью до 150 кВт.

     Сейчас современную электротехнику активно штурмуют полупроводниковые источники света. Это так называемые светодиоды, которые по прогнозам специалистов, уже через 5-7 лет начнут активно вытеснять все другие типы источников света. Они уже сегодня составляют серьезную конкуренцию традиционным лампам накаливания и общего освещения.

     В настоящее время существует также обособленная группа искусственных источников света не электрического происхождения. В их основе лежат особые реакции:

 химические: свет создается при протекании отдельных химических реакций;

 фотолюминисцентные: свет образуется за счет подсвечивания некоторых люминофоров после освещения их естественным или искусственным светом;

радиолюминисцентные: свет возникает под действием радиоактивного облучения.

     Хотя химические источники света и находят достаточно широкое применение, они создают ничтожно малые доли суммарного светового потока, вырабатываемого искусственными источниками света. Существуют также электролюминисцентные источники света. Но область их применения пока недостаточно велика для создания конкуренции электрическим источника света.

Преимущества и недостатки галогенных ламп.
Преимущество галогенных лампочек - в повышенной светоотдаче при том же расходе электроэнергии.

     В спектре этих источников света действительно присутствуют УФ-лучи. Галогенные лампы даже рекомендуют для восполнения недостатка естественного освещения при выращивании растительных культур. Известен случай, когда в бутике платье на манекене освещали галогенной лампой, и через два месяца образовалось “выгоревшее” пятно.

     Галогенные лампы излучают приятный белый свет с цветовой температурой до 3200 К и отличной цветопередачей.

Свет, который они излучают, ближе света всех иных ламп к солнечному. Их малые размеры, почти миниатюрность, позволяют создавать совершенно новые светильники, например так называемого акцентирующего освещения, – специально сконструированная система отражателя позволяет настолько усилить поток света, что это дает дизайнерам дополнительные возможности в оформлении помещения.

     По сравнению с обычными лампами накаливания галогенные имеют световую отдачу 13-25 лм/Вт, высокий ресурс службы и лучшую стабильность светового потока.

     Миниатюрные размеры галогенных ламп эстетически более привлекательны (у низковольтных галогенных ламп (12 В, 100 Вт) диаметр колбы в 5 раз меньше, чем у ламп накаливания той же мощности). Не случайно сегодня именно низковольтные галогенные лампы используют для подсветки стеллажей, полок, различных элементов интерьера. Все предметы выглядят нарядными, объемными, а их цвета становятся сочнее и ярче; подчеркивается блеск стекла и металла. Кроме этого галогенные лампы на 12 В полностью электробезопасны.

Ассортимент галогенных лампочек гораздо богаче обычных.

     Производимые сегодня галогенные лампы очень разнообразны и многофункциональны (линейные, капсульные, рефлекторные и т. д.), что дает возможность находить такое световое решение, которое требуется помещению в каждом конкретном случае..

     Основными преимуществами галогенных ламп по сравнению с лампами накаливания:

1. галогенные лампы бoлee эффeктивнo пpeoбpазуют энepгию, т.е.
2. имeют в несколько pаз бoльший cpoк cлужбы,
3. пpoизвoдят бoлee яpкий бeлый cвeт,
4. более качественно передают цвета освещаемых предметов,
5. выпускаются в более богатом ассортименте,
6. пoзвoляют лучшe упpавлять cвeтoвым пучкoм и напpавлять eгo c бoльшeй тoчнocтью,
7. бoлee кoмпактны, благoдаpя чeму coздаютcя нoвыe вoзмoжнocти дизайна.

     Основной недостаток - в смещении спектра в синюю область. У них свет "белее", чем у ламп накаливания, причем с некоторым количеством ультрафиолета. Если он падает на вещь, окрашенную нестойкой к свету краской, то выгорает она значительно быстрее, чем от обычных ламп, - это надо учитывать.
 
Галогенные лампы в зависимости от уровня сетевого напряжения подразделяют на два типа: на сетевое напряжение 220-230 В и низковольтные - на 12 В или 24 В.

    В первую группу входит большое количество типов, различающихся мощностью, размерами, цоколем и назначением. Чаще всего их применяют в промышленности и при наружном освещении. Но среди них есть лампы и “домашнего” применения с обычным винтовым цоколем Е27 или Е14 мощностью до 250 Вт. Они прекрасно заменяют обычные лампы накаливания. Они выгодно отличаются почти двукратным увеличением срока службы и светового потока.Главное отличие от обычных ламп накаливания состоит в том, что у галогенных ламп более высокие рабочие температуры, поэтому следует руководствоваться правилом: если патрон рассчитан на 150 Вт, то мощность "галогенки" не должна превышать 100 Вт.

В группе низковольтных тоже много видов, но общее у них одно – для подключения к сети требуется понижающий трансформатор, обычно на 12 В. В подвесных и накладных потолках, в мебельной подсветке, в люстрах и настольных светильниках применяют лампы с отражателем, называемые “колокольчиками”. Если за фальшпотолком имеется пространство 10 см, этого вполне достаточно для рассеивания выделяющегося тепла. Можно лампы монтировать и в ванных комнатах, только степень защиты светильников должна быть IP44.

     В спектре этих источников света действительно присутствуют УФ-лучи. Их даже рекомендуют для восполнения недостатка естественного освещения при выращивании растительных культур. Я знаю случай, когда в бутике платье на манекене освещали галогенной лампой, и через два месяца образовалось “выгоревшее” пятно.

     Трансформаторы (обмоточные или электронные) понижают напряжение с 220-230 В до 12 В. Если он рассчитан на 150 Вт, то к нему можно подключать три лампы по 50 Вт, но больше трех не рекомендуется, даже если их суммарная мощность не превышает эту величину.
Электронные трансформаторы несколько дороже обмоточных, но у них вдвое меньше размеры и вес, они защищают от перегрузок, отключая цепи при коротком замыкании, не создают радиопомех и обеспечивают плавный пуск ламп, продлевающий их срок службы. Еще одно важное достоинство - незначительный нагрев корпуса, позволяет использовать их в мебельной подсветке и подвесных потолках.

С галогенными лампами применять димммеры (регуляторы) не рекомендуется, так как пониженное напряжение увеличивает нагрузку на трансформатор и сокращает его срок службы.

     От правильного выбора трансформатора зависит срок эксплуатации лампы и пожарная безопасность. При его покупке обращайте внимание на страну-производителя, наличие на корпусе значков сертификационных органов и обязательно требуйте Сертификат соответствия РОСТЕСТа.

Галогенные лампы отличаются от ламп накаливания

     Галогенные лампы по структуре и принципу действия сравнимы с лампами накаливания. Но они содержат в газе-наполнителе незначительные добавки галогенов (бром, хлор, фтор, йод) или их соединения. С помощь этих добавок возможно в определенном температурном интервале практически полностью устранить потемнение колбы (вызванное испарением атомов вольфрама) и обусловленное этим уменьшение светового потока.

    Галогенные лампы, как и лампы накаливания, излучают тепло. Спираль, изготовленная из жаропрочного вольфрама, находится в колбе, заполненной инертным газом. При прохождении через спираль электрического тока она накаляется, вырабатывая тепловую и световую энергию. Накаливание приводит к испарению частичек вольфрама, которые оседают в виде черного осадка внутри колбы. При повышении давления газа этот процесс замедляется. Размеры и низкая прочность колбы традиционной лампы накаливания не позволяют повышать давление газа далее. Чем выше температура спирали, тем больше излучается света. В тоже время ускоряется процесс испарения вольфрама, что снижает срок службы лампы накаливания. В галогенных лампах большая часть этих отрицательных явлений устранена.

     Кроме этого, колба галогенной лампы выполняется из тугоплавкого кварцевого стекла, которое более устойчиво к высокой температуре и химическим воздействиям. Кварцевое стекло - жаропрочный материал, а маленькие габариты гарантируют прочность, достаточную для того, чтобы создавать более высокое давление газа. Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен, вследствие чего с одной стороны можно повысить давление в газе-наполнителе, и с другой стороны становится возможным применение дорогих инертных газов криптон и ксенон в качестве газов-наполнителей.

     Все это позволяет повысить температуру спирали, в результате чего увеличивается в 2 раза световая отдача (13-25 лм/Вт) и срок службы галогенной лампы (в 2–4 раза выше, чем у ламп накаливания).

     Галогенные лампы с покрытием, отражающим инфракрасную составляющую
инфракрасное излучение покрытием ламповой колбы, характеризуются значительным повышением световой отдачи.

Это обусловлено следующим физическим процессом:

    Часть энергии, которая в обычных галогенных лампах накаливания преобразовывается в невидимое излучение инфракрасное излучение (более 60 % производительности излучения), в лампах с покрытием частично преобразовывается снова в свете. Это становится возможным благодаря структуре покрытия, которое пропускает только видимый свет, а инфракрасное излучение по возможности полностью возвращает на спираль, где оно частично поглощается. Это вызывает повышение температуры спирали, вследствие чего подачу электроэнергии можно сократить. Световая отдача возрастает.

Размещено компанией ООО Ок-Климат [11.04.2009]