Галогенова лампа

Галогенна лампа

Галогенна лампа — лампа розжарення, в балон якої додано буферний газ: пари галогенів (брому або йоду). Це підвищує тривалість життя лампи до 2000-4000 годин, і дозволяє підвищити температуру спіралі. При цьому робоча температура спіралі становить приблизно 3000 К. Ефективність галогенних ламп при масовому виробництві на січень 2012 досягає 15-22 лм/Вт.

Галогенна лампа розжарення з цоколем E27 і подвійною колбою

Принцип дії

Електричний струм, проходячи через тіло розжарення (зазвичай — вольфрамову спіраль), нагріває його до високої температури. Нагріваючись, тіло розжарення починає світитися. Однак через високу робочу температуру атоми вольфраму випаровуються з поверхні тіла напруження (вольфрамової спіралі) і осідають (конденсуються) на менш гарячих поверхнях колби, обмежуючи цим термін служби лампи.

У галогенній лампі йод, що оточує тіло розжарення (разом із залишковим киснем), вступає в хімічну взаємодію з випаруваними атомами вольфраму, перешкоджаючи осіданню останніх на колбі. Цей процес є зворотнім — при високих температурах біля тіла розжарення ці хімічні сполуки розпадаються на складові речовини. Таким чином атоми вольфраму вивільняються або на самій спіралі, або поблизу неї. В результаті цього атоми вольфраму повертаються на тіло розжарення, що дозволяє підвищити робочу температуру спіралі (для отримання більш яскравого світла), продовжити термін служби лампи, а також зменшити габарити в порівнянні зі звичайними лампами розжарення тієї ж потужності.

Галогенні лампи однаково добре працюють на змінному та постійному струмі. При застосуванні плавного ввімкнення термін служби може бути підвищений до 8000-12 000 годин.

Переваги та недоліки

Додавання галогенів запобігає осіданню вольфраму на склі при умові, що температура скла перевищує 250 °C. Через відсутність почорніння колби, галогенні лампи можна виготовляти дуже компактними. Малий обсяг колби дозволяє, з одного боку, використовувати більший робочий тиск (що знову ж веде до зменшення швидкості випаровування нитки) і, з іншого боку, без істотного збільшення вартості заповнювати колбу важкими інертними газами, що веде до зменшення втрат енергії за рахунок теплопровідності. Все це подовжує тривалість служби галогенних ламп і підвищує їх ефективність.

Передача кольорів

Галогенні лампи володіють дуже добрим відтворенням кольорів (Ra 99-100), оскільки їх безперервний спектр близький до спектру абсолютно чорного тіла з температурою 2800-3000 K. Їхнє світло підкреслює теплі тони, хоча і в меншій мірі, ніж світло звичайних ламп розжарення.

Застосування

Хоча галогенні лампи не досягають ефективності люмінесцентних і тим більше світлодіодних ламп, їх перевага полягає в тому, що вони можуть бути використані без будь-яких додаткових допрацювань як пряма заміна звичайним лампам розжарення, наприклад, з диммерами і з вимикачами з підсвіткою («з вогником»).

Галогенні лампи також активно використовуються в автомобільних фарах завдяки їх підвищеній світловіддачі, довговічності, стійкості до коливань напруги, малим розмірам колби.

Потужні галогенні лампи використовуються в прожекторах, рампах, а також для освітлення при фото- , кіно- і відеозйомки, в кінопроекційній апаратурі.

Галогенні лампи з невеликою температурою тіла розжарення є джерелами інфрачервоного випромінювання та використовуються в якості нагрівальних елементів, наприклад в електроплитах [джерело не вказано 743 дні], мікрохвильовках (гриль), паяльниках (спайка ІЧ-випромінюванням термопластів).

Виконання

Лампа типорозміру MR16

Галогенні лампи можуть бути виготовлені як в компактних типорозмірах MR16, MR11 з цоколем GU 5.3, G4, GY 6.35 (на 12 вольт) або G9, GU10 (на 220 або 110 вольт), так і з цоколем Едісона Е14 або Е27 (на 220 або 110 вольт), лінійних з цоколем R7 різної довжини (L = 78 мм, L = 118 мм та ін.) Колба ламп може бути прозорою, матовою, а також мати рефлектор і/або розсіювач.

Лампи типорозмірів MR призначені для транспортних засобів (автомобілі, мотоцикли, велосипеди), а також, при підключенні через трансформатор, можуть бути використані для стаціонарного освітлення («точкове освітлення», компактні світильники) від побутової мережі.

Лампи типорозміру GU використовуються для стаціонарного освітлення аналогічно лампам MR, на відміну від останніх не вимагають трансформатора. Визначити тип лампи (MR або GU) встановлений в даному світильнику або світловий «точці», не виймаючи лампу, достатньо легко, необхідно простежити зміну яскравості лампи при вмиканні і вимиканні: лампа GU засвічується і гасне практично миттєво, а лампа MR — повільніше, володіє певною інерцією (приблизно 1/2 секунди).

Лампи з цоколем Е14 (міньйон) або Е27 (стандарт) призначені для заміни звичайних ламп розжарення. Вони забезпечені додатковою зовнішньою колбою (за формою і розмірами нагадує колбу звичайних ламп розжарення), яка захищає внутрішню кварцову колбу від забруднень, випадкових дотиків і контакту з легкоплавкими матеріалами.

Особливості експлуатації

Галогенні лампи дуже чутливі до жирових забруднень, тому не можна торкатися їх внутрішньої колби навіть чисто вимитими руками. Зважаючи на високу температуру колби будь-які забруднення поверхні (наприклад, відбитки пальців) швидко згоряють в процесі роботи, залишаючи почорніння. Це веде до локальних підвищень температури колби, які можуть послужити причиною її руйнування (тому, через високу температуру, колби виготовляються з кварцового скла). При їх встановленні неохідно тримати колбу лампи чистою серветкою (або чистими рукавичками), а при випадковому торканні ретельно протерти колбу тканиною, яка не залишає волокон (наприклад, мікрофіброю) зі спиртом.

Оскільки колба галогенної лампи розігрівається до пожежонебезпечних температур, то її слід монтувати так, щоб надалі повністю виключити будь-яку можливість торкання її з будь-якими розташованими поблизу предметами і матеріалами, а тим більше людським тілом.

При використанні галогенної лампи з диммером необхідно час від часу вмикати лампу на повну потужність, щоб випарувати осад йодиду вольфраму, який накопився на внутрішній частині колби.

IRC-галогенні лампи

Новим напрямком розвитку ламп є так звані IRC-галогенні лампи (скорочення IRC позначає «інфрачервоне покриття»). На колбу таких ламп наноситься спеціальне покриття, яке пропускає видиме світло, але затримує інфрачервоне (теплове) випромінювання і віддзеркалює його у зворотньому напрямку, до спіралі. За рахунок цього зменшуються втрата тепла і, як наслідок, збільшується ефективність лампи. За даними фірми OSRAM, споживання енергії знижується на 45%, а тривалість служби подвоюється (у порівнянні зі звичайною галогенною лампою).