Какие бывают виды лампочек и типы цоколей

Как подключить люминесцентную лампу

Классическая схема подключения одной ЛЛ

В традиционной схеме всего три элемента:

Схема подключения двух люминесцентных ламп (ЛЛ)

Выбор конденсатора осуществляется исходя из номинала мощности ЛЛ. Конденсатор в таком источнике света служит для компенсации реактивной мощности, и при отсутствии её учёта как бы не обязателен. Есть — хорошо, нет — ничего страшного. Не редко, при перепадах напряжения или некачественном конденсаторе происходит его возгорание. 

Люминесцентные лампы (ЛЛ)

Мощность лампы, Вт

Параллельно включенный конденсатор 250 В, мкФ

15

4.5

18

4.5

30

4.53

36

4.53

58

7.05

Принципиальная схема питания лампы постоянным током

Внешний вид ЭПРА

Схема питания ДРЛ

Дроссель выполняет роль балластного устройства. Предохранитель защищает лампу и дроссель от скачка напряжения.

Классификация

Лампы накаливания

В недавнем прошлом наиболее распространённый тип. Осветительные приборы данного вида могут использоваться как на стационарных, так и на портативных устройствах (например, ручные фонарики).

Свет испускает нагретая вольфрамовая нить, помещённая в колбу (баллон), из которого откачан воздух (отсюда термин «вакуумные»).

Лампы накаливания по составу газа в баллоне разделяют на собственно вакуумные, криптоновые, галогенные.

Вакуумные

Поверхность колбы может быть как прозрачной, так и матовой, что позволяет получить более мягкий свет без использования защитного колпака. Также, верхняя часть баллона может быть покрыта зеркальной краской, чтобы направить световой поток вниз (при потолочном освещении).

Лампы для переносных источников работают от напряжения 12, 24, 36 В.

Для стационарных – 220 В, 50 Гц (городская электрическая сеть).

Основной минус подобных источников света – низкий КПД: только 2-3% идёт на освещение. Остальная энергия рассеивается в виде тепла (отсюда и низкий показатель светоотдачи).

Тип используемого крепления – цоколь Эдисона (Е-цоколь); различается по своему диаметру (в мм), указываемому в маркировке:

  • Е10 – используется для карманных фонариков;
  • Е14, также называемый «миньён» (маленький);
  • Е27 – стандартный;
  • Е40 используется для наружного освещения;

Плюсы:

  • широкое распространение оборудования;
  • низкая цена;
  • удобство монтажа;

Минусы:

  • низкий КПД;
  • малая длительность работы (500–1000 ч.);
  • пожароопасность (нельзя использовать в пластиковых и деревянных конструкциях);

Характеристики:

Цоколь Е
Мощность 5 – 500 Вт
Светоотдача 7–17 лм/Вт
Цветопередача Ra более 90
Световая температура 2700 К
Стоимость от 10 р.
Срок службы 500–1000 ч.

Криптоновые лампы

Лампа накаливания, в баллон которой добавлен криптон (инертный газ). Обладают меньшими габаритами и большим временем работы по сравнению с вакуумными (1000–2000 ч.), не чувствительны к перепадам напряжения.

Характеристики:

Цоколь Е
Мощность 5 – 500 Вт
Светоотдача 8–19 лм/Вт
Цветопередача Ra более 90
Световая температура 2700 К
Стоимость от 40 р.
Срок службы 1000–2000 ч.

Галогенные лампы

Как следует из названия, колба содержит пары галогенов (элементов 17 группы таблицы Менделеева – брома или йода). Добавление этих газов позволяет значительно увеличить время работы и повысить светоотдачу, по сравнению с  вакуумными аналогами.

Используется Е- или G-цоколь (см. люминесцентные лампы).

Плюсы:

  • Срок службы до 2000-4000 ч..
  • Малые размеры, возможность применения в гипсокартонных конструкциях (например, подвесной потолок).

Минусы:

  1. Чувствительность к загрязнению (установку необходимо производить в перчатках, при попадании жира на поверхность колбы, прибор очень быстро выходит из строя).
  2. Чувствительность к перепадам напряжения.

В настоящее время, разработан новый тип галогенных источников с инфракрасным покрытием, которое пропускает видимый свет и отражает тепловое излучение, они имеют сниженное энергопотребление и увеличенное время эксплуатации по сравнению с аналогами без покрытия.

Характеристики:

Цоколь Е, G
Мощность 20 – 1500 Вт
Светоотдача 14–30 лм/Вт
Цветопередача Ra более 90
Световая температура 3700 К
Стоимость от 20
Срок службы 2000–4000 ч.

Газоразрядные

В газоразрядных лампах свет образуется в следствии электрического разряда в газовой среде. Независимо от вида все эти лампы отличаются высокой производительностью при низком потреблении электроэнергии.

Ртутные

Ртутные лампы отличаются компактными размерами, низкой цветностью и мощным потоком света. Это качество определяет основную сферу применения – промышленные объекты, парковки, улицы, пешеходные зоны. Технически эти осветительные приборы устарели, поэтому в современных системах практически не используются.

Преимущества ртутных ламп:

  • высокая надежность;
  • низкие затраты на установку и обслуживание;
  • не требуется пускорегулирующее оборудование;
  • низкое потребление электроэнергии;
  • длительный срок эксплуатации.

Что такое лампа накаливания

Лампа накаливания, далее ЛН – это источник искусственного света, в котором световой поток получают разогревом тонкой металлической нити до температуры свечения раскаленного металла. Для нагрева по нити пропускают электрический ток. Первые лампы имели нить из обугленного органического вещества, например, из бамбука, в виде волокна.

Чтобы нить быстро не сгорала, из колбы откачивали воздух и герметизировали. Или заполняли колбу газовым составом, в котором нет окислителя – кислорода. Такие газы называют инертными – аргон, неон, гелий, азот и пр. Эти газы названы так потому, что они не вступают в реакцию с металлами, т.е. инертны.

Лампа с угольной нитью

Первые лампы с угольной нитью накаливания имели рабочий ресурс не более десятка часов. Он был значительно увеличен после замены угольной нити на тонкую металлическую проволоку.

Такой свет называли светом каления, т.е. светом раскаленного металла. А нить назвали нитью накаливания. Например сталь, нагретая до температуры 1200°C, светится желто-белым светом, а при 1300°C – практически белым.

В конце 19 века угольную нить, которая быстро перегорала, заменили тугоплавкими металлами – вольфрамом, молибденом, осмием или окисями металлов – циркония, магния, иттрия и др.

При большой мощности нити накаливания делают «разветвленной» формы. Проекционные источники света для создания направленного потока имеют нить сложной конфигурации, образуя плоскую конструкцию, перпендикулярную оси излучения. Внутри колбы при этом размещается отражатель света, например в виде тонкого слоя напыленного металла – серебра или алюминия.

Лампа накаливания общего назначения – ЛОН, в колбе «груша». Прямая короткая нить в виде спирали свидетельствует о небольшом рабочем напряжении – 12, 24 или 48-50 В и мощности не выше 10-20 Вт.

Для питания лампы напрямую от существовавшей в то время электросети, имевшей постоянное напряжение 110 В нужна была длинная и тонкая металлическая нить. Это обеспечивало увеличенное сопротивление, а значит для разогрева требовался меньший ток.

Для плотной «упаковки» в небольшом объеме колбы из прозрачного стекла нить, многократно сгибая, размещали на проволочных держателях.

«Сложенная» в несколько раз длинная нить накаливания в лампе Эдисона современного исполнения.

Еще одна современная лампа Эдисона. Хорошо видны параллельно расположенные участки нити накаливания.

Такое изгибание нити усложнило конструкцию первых источников света, которые работали значительно дольше «угольных». Прорывным в разработке конструкции лампочек накаливания стало предложение скручивать нить в спираль. Это уменьшило ее размеры в разы.

Еще меньший размер тела накаливания получили, свернув тонкую спираль во вторую спираль, но большего диаметра. Двойную спираль назвали би-спиралью.

Би-спираль увеличена в 10-20 раз. Видно что она введена и обжата в петле проволочной арматуры, растягивающей нить накаливания на тоненьких штырьках.

Следующим этапом развития источников света стал переход на сети переменного тока и применение трансформатора для снижения напряжения питания ламп.

Виды и особенности ламп

Лампы накаливания

Наиболее простой и распространенный тип ламп, работающий по принципу нагревания вольфрамовой нити в инертном газе до высокой температуры. Лампы накаливания отличаются большой теплоотдачей и мощностью, но являются самыми энергозатратными устройствами из ныне существующих. Разновидностью лампочек с нитью накаливания являются галогенные лампы. Наличие паров галогена (буферного газа) увеличивает срок службы до 4 раз. При использовании в уличном освещении, галогенные лампы чаще устанавливаются в прожекторах.

Люминесцентные лампы

Данный вид выгодно отличаются от ламп накаливания большей светоотдачей и длительным сроком эксплуатации (работают до 10 раз дольше). Балласты (электронные модели), представленные современной промышленностью, способны работать без мерцающего эффекта и шумов. Принцип действия этого вида ламп заключается во взаимодействии паров ртути и электрического тока, которые являются причиной возникновения ультрафиолетового излучения.

Газоразрядные

При создании таких видов ламп используется водород, природный газ, метан либо этилен. Процесс работы заключается в сжигании топлива, образующего электрический разряд. Такие изделия отличаются высокой светоотдачей и могут применяться для декоративного оформления объектов. Срок службы прибора достигает 20 тыс. часов. В настоящий момент обывателю доступны натриевые, металлогалогенные и ртутные разновидности газоразрядных лампочек.

Металлогалогенные

Будучи разновидностью газоразрядных ламп, изделия содержат специальные добавки галогенидов. Такое устройство позволяет использовать лампочки для освещения больших уличных пространств, а также подобрать оптимальные спектральные характеристики. Металлогалогенные лампы являются отличным решением для создания архитектурной, сценической и спортивной подсветки.

Натриевые

Этот вид ламп работает по принципу взаимодействия паров натрия, формирующих газовый разряд. Процесс изготовления включает применение специальных колб из боросиликатного стекла. Их использование позволяет оградить прибор от воздействия температур, и создать оптимальные условия для работы в любое время года. Модели отличаются низкими спектральными характеристиками и могут использоваться только для уличного освещения.

Ксеноновые

Лампочки данного типа функционируют за счет образования электрической дуги между двумя электродами, расположенными в герметичной колбе. В качестве инертного газа могут быть использованы пары металлов, а также соли натрия и ртути. Спектр излучения ксеноновых ламп зависит от элементов, составляющих конструкцию, температуры и давления.

Ртутные

Устройства этого вида работают по принципу образования разряда в ртутных парах. Наиболее распространенной сферой применения является медицина, но иногда применяются и для освещения улицы. Также изделия данного типа могут быть использованы в сельском хозяйстве и промышленности. Для перечисленных категорий оптимальным вариантом считаются лампы специальфного назначения. Касаемо уличного освещения, для этого подходят устройства общего назначения.

Индукционные

Изделия данного вида относятся к газоразрядным приборам. Принцип действия безэлектродных лампочек заключается в образовании плазмы во время ионизации инертного газа высокочастотным магнитным полем. Работу прибора обеспечивает катушка индуктивности, расположенная рядом с газовым баллоном лампы. Отсутствие прямого контакта плазмы и электродов становится причиной увеличения срока эксплуатации, а также большей стабильности параметров изделия.

Светодиодные лампы

Лампочки данного вида являются вершиной искусственного освещения. Они обладают низким энергопотреблением, высоким сроком службы и полной экологической безопасностью. Помимо этого, могут обладать любой формой и размерами. Специалисты утверждают, что в ближайшее десятилетие светодиодные лампы полностью вытеснят с рынка остальные источники искусственного света.

Устройства данного типа достаточно удобны в качестве альтернативы всем перечисленным выше разновидностям ламп. Конструкционные особенности моделей дают возможность освещать пространство без необходимости использования электроэнергии. В цивилизованных странах все чаще виды светодиодных ламп освещения на солнечных батареях заменяют более ранние аналоги в парках, скверах, аллеях и подъездных дорожках.

Искусственное освещение и виды ламп

Искусственное освещение – это получение света от неестественных источников. В их число входит: огонь, газовые установки, электрические лампы и светильники, прожектора и прочее.

Наиболее распространенными источниками искусственного света на данный момент являются следующие виды ламп освещения:

1) Накаливания. Это первый в истории электрический источник, в котором поток света получается за счет накаливания специальной нити – спирали из тугоплавкого металла. Основной недостаток этого принципа действия – большие потери электроэнергии на выделяемое тепло и, как следствие, неэкономичность.

2) Люминесцентные. Представляют собой стеклянные колбы, покрытые внутри люминофором. Выделяют свет за счет устойчивого горения паров, которое и вызывает свечение этого покрытия. Люминесцентный вид источника экономичнее лам накаливания в 5-7 раз, имеет более продолжительный эксплуатационный срок и мягкое, рассеянное свечение. К недостаткам можно отнести: мерцание, чувствительность к низким температурам и более сложная конструкция (наличие пускового устройства, стартера и т.д.).

3) Энергосберегающие. Это усовершенствованные люминесцентные лампы, выделенные в самостоятельный вид. Они выпускаются со стандартными цоколями и не требуют дополнительного оборудования для подключения к электросети. Внешне представляют собой компактную свернутую в спираль люминесцентную лампу со стандартным цоколем. Все виды ламп освещения, основанные на люминесцентном принципе, сохранили те же преимущества и недостатки.

4) Галогеновые. Это разновидность ламп накаливания, в которых за счет буферного газа значительно повышена эффективность элемента накала. Пары галогенов значительно увеличивают эксплуатационный срок и повышают температуру спирали. К недостаткам можно отнести повышенную рабочую температуру и зависимость от перепадов напряжения.

5) Светодиодные лампы. Наиболее передовой и современный вид ламп освещения. Источником света служит светодиод, который при прохождении электрического тока начинает светиться. К преимуществам можно отнести: самый высокий показатель экономии электроэнергии, наиболее длительный эксплуатационный срок, устойчивость к перепадам температур и напряжения электросети, экологичность и отсутствие ультрафиолетового излучения. Практически единственным недостатком является его цена. Но при длительном использовании ламп этого вида освещения, первоначальная стоимость окупается во много раз.

Уникальная специфика светодиодных моделей

Светодиодные лампы (LED) – это наиболее прогрессивный источник излучения, доступный для использования в домашних осветительных системах. Внутри содержит один или несколько диодов, которые и генерируют насыщенный полноценный свет.

LED-лампы производят из абсолютно безопасных материалов. В составе нет никаких токсичных веществ, поэтому изделия пригодны для установки в любых помещениях жилого дома, включая детские комнаты

Рабочие диодные элементы крайне редко перегорают. Благодаря этому лед-модули не проявляют чувствительности к регулярным включениям/выключениям и надежно служат в течение многих лет.

Преимущества лампочек LED-типа. Список положительных качеств очень велик. Лампы абсолютно нетоксичны и полностью безопасны для здоровья как детей, так и взрослых. Они не нуждаются в специфической, сложной утилизации.

При минимальном потреблении обеспечивают яркий, насыщенный светопоток, не создают вредного ультрафиолетового излучения и не провоцируют выгорания мебели, интерьерных элементов и предметов декора.

Лампы на диодах обладают высокой прочностью конструкции и не боятся падений или ударов. Они дают приятный свет без миганий

Разнообразие форм, размеров и конфигураций цоколя позволяет укомплектовать светодиодными модулями бра или люстру любого типа. Это касается не только современных, но и раритетных осветительных приборов.

В упрек агрегатам ставят только высокую изначальную стоимость, однако в итоге она окупается и даже с лихвой компенсируется снижением коммунальных платежей и пролонгированным эксплуатационным сроком.

Светодиодные светильники

Источники освещения светодиодного типа стали известны отечественным потребителям относительно недавно. Область эксплуатации lеd-светильников очень широкая, благодаря следующим неоспоримым преимуществам:

  • высокая экологичность и отсутствие выделения углекислого газа или ртутных паров;
  • экономия энергопотребления до 60-70% по сравнению с другими источниками света;
  • долговечность и отсутствие необходимости регулярно осуществлять обслуживание;
  • получение равномерного освещения;
  • отсутствие эффектов, представленных цветовыми пятнами, полосами и пульсацией.

Особой популярностью пользуются консольные модели, которые отличаются высоким уровнем мощности и равномерным освещением значительного по площади пространства.

Все внутренние части обеспечены надежно защитой, представленной металлическим и поликарбонатным противоударным корпусом.

Преимущества и недостатки ламп накаливания

Потребитель продолжает приобретать неэкономичные лампочки благодаря целому ряду плюсов, хотя некоторые из них весьма условны.

По отзывам, их выбирают из-за следующих качеств:

  • невысокая стоимость;
  • отсутствие пускорегулирующего оборудования;
  • моментальное зажигание после включения;
  • привычный «домашний» свет;
  • отсутствие вредных веществ;
  • нет реакции на низкую температуру и электромагнитные импульсы.

Однако мало кто оценивает качество светового потока или пульсацию, все же для большинства решающим оказывается первый фактор.

Но недостатки гораздо весомее, так как среди них сравнительно низкая световая отдача, ограниченный срок службы, небольшой диапазон цветовой температуры (только желтый свет), зависимость от перепадов напряжения в сети, пожароопасность.

Если включить лампу накаливания мощностью 40 Вт, спустя полчаса она нагревается до +145-148 °С и начинает нагревать окружающие предметы, что чревато случайным возгоранием

Сейчас существует возможность сравнить на практике работу ламп накаливания, газоразрядных и светодиодных аналогов. Каждый, кто заметил разницу в энергопотреблении, давно перешел на энергосберегающие устройства.

Люминесцентные лампы

В тонкостенную стеклянную трубку с инертным газом и парами ртути помещают в торцах нагревающиеся электроды, которые после подогрева излучают электроны, возбуждающие атомы газа и ртути. Импульсы напряжения величиной несколько сотен вольт, поданные на электроды, создают в газе электрический разряд. Подпитываясь энергией источника напряжения, возбужденные атомы газа и паров металла начинают излучать ультрафиолет. УФ-излучение, имеющее высокую энергию, попадает на люминофор на внутренней поверхности колбы. Под действием излучения атомы люминофора получают дополнительную энергию и излучают свет. Так в люминесцентной лампе происходит преобразование невидимого УФ-излучения в видимый свет.

Для получения такого потока света требуется намного меньше энергии, чем на разогрев металла до температуры каления.


Конструкция люминесцентной лампы.

Трубчатые лампы маркируются буквой Т и числом, которое равно 1/8 дюйма. Т. е. трубка вида Т8 – это 8/8 дюйма или 25,4 мм, округленно 25 мм.


Люминесцентные устройства с колбой вида Т разной мощности. Сверху вниз – 20, 40, 60, 80 и 100 Вт.

Электрические лампы накаливания: виды, характеристики, мощность и напряжение в них

Электрические лампы накаливания — самый первый источник электрического света, который появился в домашнем обиходе еще в середине Х1Х в. С того времени она претерпела немало изменений, но принцип ее работы остался прежним.

Все виды ламп накаливания состоят из вакуумного стеклянного баллона, цоколя, на котором расположены контакты и предохранитель, а также нити накаливания, излучающей свет. Спираль накаливания сделана из вольфрамовых сплавов, легко выдерживающих рабочую температуру горения + 3200 °C. При пропускании тока через проводник малого сечения и низкой проводимости часть энергии уходит на разогрев спирали-проводника, отчего тот начинает светиться в видимом свете. Чтобы нить не перегорела мгновенно, в баллон современных ламп накачивают инертный газ, например аргон.

Несмотря на столь простое устройство, существует множество видов ламп накаливания, которые различаются по форме, размеру и материалу изготовления баллона. Также существует различная мощность ламп накаливания от 40 до 250 Вт для бытового использования. Большая мощность ламп накаливания используется в промышленности.

Например, декоративные лампы (свечи), в которых баллон имеет вытянутую форму, стилизованную под обычную свечу. Как правило, они используются в небольших светильниках и бра. Стекла баллонов окрашенных ламп имеют различный цвет и используются в декоративных целях. В зеркальных лампах часть стеклянного баллона покрыта отражающим составом для направления света компактным пучком. Такие лампы чаще всего используют в потолочных светильниках, чтобы направлять свет вниз и не освещать потолок. Напряжение лампы накаливания достаточно низкое и не позволяет эффективно преобразовывать тепловую энергию в световой пучок. Лампы местного освещения работают под напряжением 12, 24 и 36 В. Применяются в ручных фонарях, при аварийном освещении и т. д. Они потребляют мало энергии и поэтому дают низкое освещение.

Рассмотрим характеристики лампы накаливания, которые помогут выбрать подходящий вид. ЛОН по-прежнему популярны, несмотря на некоторые недостатки. Главным из них является очень низкий КПД — не более 2—3 % от потребляемой энергии. Все остальное уходит на выработку тепла. Второй недостаток 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. ЛОН нельзя эксплуатировать в маленьких абажурах из пластика или дерева. Кроме того, такие лампы недолговечны. Срок их службы составляет примерно 500—1000 ч. К достоинствам можно отнести дешевизну и простоту монтажа: ЛОН не требуют дополнительных устройств для работы.

Основные технические характеристики

Самым главным параметром источников света с телом накала является мощность, определяемая в ваттах. Назначение ламп разнообразное, поэтому диапазон велик – от 0,1 Вт индикаторных «светлячков» до 23 тыс. Вт прожекторов для маяков.

Компании General Electric и Osram выпускают мощные светильники для театральных и кинематографических постановок.

Прожекторные изделия отличаются не только значением мощности (до 24000Вт), но и световым потоком. Светодиодный прожектор способен выдать 400 000 люменов, тогда как специальная лампа накаливания – 800 000 люменов

В быту используют маломощные приборы, в основном, от 15 Вт до 150 Вт, а в промышленной сфере применяют лампы мощностью до 1500 Вт.

Качество светового потока и степень рассеивания регулируются материалом изготовления колбы. Максимальная светопередача характерна для ламп с прозрачным стеклом, тогда как два других типа поглощают часть света. Например, матовое стекло колбы крадет 3% светового потока, а белое – 20%.

Часто мощность бытовых ламп накаливания ограничена материалом светильников (абажуров, плафонов). Производители люстр и бра обычно указывают рекомендованные параметры – как правило, 40 Вт, реже 60 Вт.

Обычные электролампы сильно нагревают окружающие предметы в отличии, например, от светодиодных или маломощных галогенных, поэтому их нельзя использовать для монтажа в натяжные потолки

В 2011 году лампы накаливания официально признаны низко экономичными и пожароопасными, поэтому был принят закон о прекращении выпуска источников света 100 Вт. На очереди – закон о запрете устройств мощнее 50 Вт.

Однако пользователь ничего не теряет, так как на современном рынке огромное количество более производительных и экономичных светодиодных ламп и других аналогов.

Таблица, отражающая эффективность работы различных видов бытовых ламп. По указанным техническим характеристикам хорошо видно, как лампы накаливания проигрывают альтернативным вариантам по всем позициям

Сегодня многие отказываются от устаревшего вида ламп из-за большого потребления электроэнергии и короткого срока службы. Однако существуют категории людей, предпочитающие покупать дешевые и неэффективные источники – благодаря им производство лампочек накаливания продолжается.

Второй важный показатель, который обязательно нужно учитывать при покупке, – вид цоколя лампы накаливания, определяемый размером. У импортных и отечественных светодиодных ламп множество разновидностей цоколей, тогда как простые лампы ограничиваются тремя.

Если необходимо заменить лампочку в люстре или настольном светильнике, то обязательно обратите внимание на диаметр цоколя – Е14 или Е27. Приборы с цоколем Е40 в быту не применяют. Сейчас производителей обязывают упаковывать каждое изделие в отдельную коробочку, так что технические характеристики можно отыскать на ней

Обычно указывают мощность, класс энергоэффективности (низкий – Е), тип цоколя, прозрачность колбы, срок службы в часах

Сейчас производителей обязывают упаковывать каждое изделие в отдельную коробочку, так что технические характеристики можно отыскать на ней. Обычно указывают мощность, класс энергоэффективности (низкий – Е), тип цоколя, прозрачность колбы, срок службы в часах.