Технические характеристики и принцип работы галогеновых ламп

Среди осветительных элементов уверенную позицию занимает галогеновая лампа. Она является почти аналогом стандартной колбы накаливания. Имеет ряд преимуществ в сравнении со своей прародительницей.

Определение и устройство

Галогенная лампа — это почти та же лампочка накаливания, только в её колбу добавлены пары галогенов (йода или брома). Их еще называют буферными газами. Благодаря этому удается усилить свечение элемента до 3 000 Кельвинов и продлить срок эксплуатации. Галогенка способна работать в среднем 2 000-4 000 часов. При условии плавного включения срок службы можно продлить до 8 000-12 000 часов.

Как и стандартная лампа накаливания, осветительный элемент имеет цоколь и колбу.

Принцип работы

Галогеновые лампы для дома или уличного освещения работают так:

• Электрический ток протекает через спираль (вольфрамовое тело накала), чем нагревает её до высоких температур.
• При прогреве тело начинает светиться. Это и есть рабочая позиция лампочки.
• Из-за высокой температуры атомы вольфрамовой нити начинают испаряться. Но вступают в реакцию с бромом или йодом и не оседают на стекле колбы, как это происходит в обычных лампах накаливания, а возвращаются назад на спираль.
• От этого продлевается срок службы элемента и усиливается его свечение.

Галогеновые лампочки одинаково эффективно работают при постоянном и переменном токах.

Плюсы и минусы

Металлогалогенная лампа имеет ряд преимуществ и недостатков. К плюсам относят:

• широкая сфера применения;
• компактность колбы;
• простота установки;
• приемлемая рыночная цена;
• срок службы, в 2-3 раза превышающий эксплуатацию стандартной лампы накаливания;
• яркое свечение даже при скромных параметрах;
• уровень Ra (цветопередача) равен 99-100, что позволяет не искажать цвета мебели, предметов интерьера в помещении.

Из минусов выделяют такие моменты:

• уровень КПД не выше 15%;
• рабочий ресурс зависим от плавности и частоты включения;
• необходимость установки выключателей с диммерами, что влечет за собой дополнительные расходы.

Если речь идет о большом количестве используемых галогенных лампочек, затраты вполне оправданы.

Области применения

МГЛ широко используется для организации освещения на таких объектах:

• внутренние помещения любого назначения;
• уличные линии освещения (фонарные столбы, прожекторные установки);
• автомобильные фары;
• авиаосвещение;
• коммерческие торговые помещения (подсветка витрин ювелирных изделий, антиквариата);
• места общественного пользования;
• осветительные приборы при фото- и видеосъемке (прожекторы, проекторы);
• в качестве инфракрасных источников излучения в микроволновых печах, паяльниках, электроплитах и др.

Наиболее выгодно галогенки оттеняют все цвета холодной гаммы.

Разновидности бытовых галоген ламп

На рынке представлены несколько типов осветительных элементов. Каждый из них имеет свои технические параметры и характеристики.

Линейные

Это самый старый вид галогенок. Внешне представляет собой трубку с двумя цоколями R7s на её концах. Галогенная линейная лампа требует обязательного горизонтального размещения. Диапазон мощности таких элементов составляет 1-20 кВт в зависимости от размера. Чаще применяются для устройства прожекторного освещения. Длина трубки может варьироваться от 78 до 118 мм.

С внешней колбой

Идентичны по строению и конструкции с обычными лампами накаливания. Также имеют колбу, внутри которой расположена еще одна кварцевая, и цоколь Эдисона (Е14 или Е27). Эти галогенки можно использовать даже без светильников.

Стекло у подобной лампочки может быть молочным, прозрачным или матовым. Есть также элементы, у которых материал колбы поглощает УФ излучение.

Колба может иметь разную форму — многоугольную, шестигранную, свечеобразную, грушевидную и др.

Трансформатор элементам с внешней колбой не нужен, а блок защиты для плавного включения был бы желателен.

С отражателем

Эти галогеновые лампы для дома 220 вольт выпускают в трех стандартных типоразмерах — MR8, MR11 и MR16. Световой поток элементов характеризуется разными углами падения.

Устройство галогенки: колба со встроенным рефлектором. Существуют рефлекторы из металла (алюминиевые), которые направляют луч света вперед. Есть также интерференционные отражатели, отводящие свет назад. От этого увеличивается температура накала, что приводит к более яркому свечению и снижению потери тепла. Таким образом происходит экономный расход электроэнергии.

Лампочки с отражателями лучше применять для точечного, направленного освещения. Желательно подключать их через трансформатор.

Капсульные

Подобные элементы имеют крошечные размеры и снабжены цоколем G9. Расшифровка маркировки означает, что расстояние между штырьками здесь равно 9 мм. Поэтому их еще называют галогеновыми лампами g9. У капсульных ламп тело накала может быть продольным или поперечным. Главное предназначение подобных элементов — эксплуатация в светильниках и люстрах без верхних декоративных стекол. G9 лампа галогенная также может использоваться во встроенном мебельном освещении.

Низковольтные системы

У этих видов ламп в качестве наполняющего газа использован ксенон. Световой поток увеличен на 10% с потреблением той же мощности, что и у других галогенок. Зажигаются низковольтные элементы мгновенно. Основные сферы применения — медицинская оптика или специальные осветительные приборы.

Блок защиты

Чтобы еще больше усилить период эксплуатации галогенок, мастера используют блок защиты. Главная задача устройства — обеспечить плавную подачу тока к лампочке при её включении. Часто при резком его поступлении элемент просто перегорает.

В результате подача тока, а значит, и интенсивность яркости, нарастают постепенно в течение 1-2 секунд. Защитный блок имеет два вывода. Принципиального значения фаза-земля, вход-выход и полярности не имеет.

Часто блок называют устройством для плавного пуска.

Трансформатор для галогенных ламп

Все галогенки делятся по классу рабочего напряжения — на 220 Вольт и на 12 Вольт. При замене галогеновых ламп на светодиодные лампы g4 12v требуется монтаж трансформатора. Он же дополнительно защищает осветительные элементы о скачков напряжения и перегрева.

Есть два вида трансформаторов:

• Тороидальный. Считается простейшим. Его собирают из сердечника и двух обмоток. Главные достоинства — отменная надежность, простое подключение, низкая цена.
• Импульсный (электронный). В своей конструкции такой трансформатор имеет сердечник, две обмотки и магнитопровод. Различают четыре вида электронного устройства в зависимости от формы сердечника и способа локации на нем обмоток — броневой, тороидальный, стержневой и бронестержневой. К тому же у импульсных трансформаторов различается число витков обмоток. Основные плюсы электронных трансформаторов — компактность, малый вес, большой диапазон входного напряжения, отсутствие шума и нагрева во время работы.

Импульсный трансформатор имеет высокий КПД.

Сравнение галогенной и светодиодной лампы

Многие мастера задаются вопросом, какие лампы лучше – галогеновые или светодиодные для дома. Здесь важно рассмотреть особенности технических параметров обоих видов осветительных приборов:

• Уровень потребления электроэнергии у светодиода меньше, чем у галогенки. Обе лампы выгоднее, чем стандартная, с вольфрамовой нитью накала.
• Мощность. Галогенки на 60 Вт соответствуют мощности 100-Ваттной обычной лампы. Тот же уровень по мощности дает светодиод на 10 Вт.
• Срок эксплуатации. Led лампа — 100 000 часов. Галогеновая — около 4 000 ч.
• Оба вида элементов достигают максимальной яркости за 1-3 секунды.
• Спектр свечения. Галогенки — холодный белый. Светодиоды — нейтраль, теплый и холодный на выбор. К тому же Led лампочки могут иметь и разные цвета.
• Утилизация. Светодиоды — в бытовой мусор. Галогенки — требуют особой утилизации, поскольку могут загрязнять окружающую среду.
• Допустимый диапазон температур эксплуатации. Светодиоды — от -90 до +200 градусов. Галогеновые — от -130 и до +160 градусов. Таким образом, последние нельзя использовать там, где есть плохой теплоотвод: в тесных помещениях, в мебели, в светильниках с плотно закрытыми плафонами.
• Цена. Светодиоды стоят в пять раз дороже металлогалогеновых.

Ставить Led лампы вместо галогенок можно, но только при условии идеально работающей сети без скачков напряжения. При этом расходы на закупку светодиодов окупятся со временем за счет более экономного расхода электроэнергии.

Основываясь на знании перечисленных параметров и разницы между двумя видами ламп, мастер может выбрать тип элемента под конкретные условия их использования.

Особенности эксплуатации

Правильная эксплуатация галогенных ламп подразумевает:

• Монтаж элементов в перчатках или через сухую чистую салфетку. Обусловлено это тем, что на стеклянной колбе остаются жировые пятна и отпечатки. Позднее из-за высокой температуры нагретой лампы на её корпусе образуются чёрные пятна. Это сгоревший жир оставленного отпечатка. Подобные отметины приводят к перегреву внутри лампочки и дальнейшему её выходу из строя.
• Важно исключить касание колбы смонтированной лампочки с любыми материалами. Особенно с деревом, тканью, бумагой и другими легко воспламеняющимися.
• Нельзя касаться рукой работающей галогенки. Возможен сильный ожог.

Если элемент используется с диммером, нужно периодически зажигать лампу на 10 минут на полную мощность. От этого скопившийся в колбе осадок иодида вольфрама будет испаряться.

Проверка галогеновой лампочки

Работоспособность элемента можно проверить мультиметром. Его выставляют в режим определения минимального сопротивления. Далее действуют по схеме:

• лампу берут за колбу сухой салфеткой;
• к выводу цоколя подводят щуп, вставленный в разъем VΩmA.

Если элемент рабочий, мультиметр покажет сопротивление в пределах от 0,5 Ом до нескольких единиц. Если результат на экране устройства ближе к бесконечности, значит, галогенка нерабочая.