Сегодня очень часто можно наткнуться в интернете на материалы, рассказывающие о многообразии ламп, но ни один из виденных вариантов автором статьи нельзя назвать полным, а зачастую и вовсе приведенная информация не соответствует действительности. Именно по этой причине мы решили выпустить статью про современные лампы освещения.

Мы рассмотрим их классификацию, назовем основные принципы функционирования, не забыв указать на отдельные преимущества и недостатки.

Начнем мы наш список со всем известных ламп накаливания, которые верой и правдой служат человечеству уже больше ста лет.

Представляет собой лампа накаливания искусственный источник света, который испускается за счет сильного нагрева тела накала, в качестве которого чаще всего выступает вольфрамовая нить. Первые модели таких лам имели угольные нити, которые служили значительно меньше.

Чтобы избежать окисления тела накала от воздействия воздуха, ее помещают в колбу, которая может быть:

• Вакууумированной;
• Заполненной парами галогенов (17-я группа периодической таблицы Менделеева);
• Наполненной инертными газами.

По этим признакам соответственно различают типы ламп: вакуумные, галогеновые, газовые (например, криптоновые). Все они имеют несколько отличные свойства, о чем вы узнаете дальше.

Принцип функционирования

Нагревание тела накала происходит за счет протекания через него электрического тока.

Совет! Если вам интересно узнать о тепловом воздействии тока, то ознакомьтесь с физическим законом Джоуля-Ленца.

Как только происходит замыкание электрической цепи, происходит моментальное повышение температуры. Сильно вдаваться в физические процессы, протекающие в веществах в это время, не будем, скажем лишь, что для получения видимого человеческим глазом свечения, их температура должна превысить отметку в 570ºС, что соответствует температуре красного свечения видимого спектра.

Как известно, самым удобным для физиологического восприятия человека является спектр свечения, который испускает абсолютно черное тело, температура которого будет равна нагреву поверхности фотосферы нашего Солнца – 5770К. К сожалению, науке не известны вещества, способные выдержать такой нагрев, не потеряв при этом первоначальную молекулярную структуру, другими словами – которое не расплавится.

Диапазон температуры в которых работает вольфрамовая нить колеблется от 2000 до 2800ºС при температуре плавления этого металла в 3410 градусов. Реже в качестве тела накала могут использоваться рений и осмий.

Именно по этой причине спектр света, излучаемого лампой накаливания, смещен в сторону красного, то есть он нам кажется желтоватым – свет солнца становится таким при рассветах и закатах. При этом основная часть спектра находится в диапазоне инфракрасного излучения. Можно сразу отметить закономерность, что чем меньше температура нагрева излучающего вещества, тем более красным он нами видится.

• Для лучшей ориентации в видимом цвете света, придумали градацию по цветовой температуре, то есть каждому оттенку соответствует фиксированное значение в градусах. Лампы накаливания работают в цветовой температуре от 2200 до 2900К, что соответствует по шкале желтому цвету. Он отличается от естественного дневного, но очень приятен для восприятия нами вечерами, из-за того, что не нарушает выработку мелатонина – гормона, отвечающего за регуляцию суточных ритмов.
• При контакте с воздухом вольфрам начинает активно окисляться, образуя триоксид вольфрама – белесый налет на колбе лампы, когда она теряет свою герметичность. По этой простой причине вольфрамовое тело накала помещается в герметичную колбу, из которой откачивается воздух, а на замену закачивается инертный газ (криптон, аргон или азот) под определенным давлением. В таких условиях вольфрам испаряется намного медленнее, а это значит, что температура накаливания может быть увеличена, при этом также растет срок службы.

• В свою очередь, спектр свечения смещается в сторону белого. Увеличивается энергоэффективность лампы – большая часть излучения переходит в видимый спектр.
• На заре появления ламп накаливания внутреннее пространство колбы находилось под вакуумом, но такая конструкция не просуществовала долго, в силу своей несовершенности. Сегодня такие лампы бывают разве что маломощные (до 25 Вт).

Чистые металлы, к коим и относится вольфрам, а также их сплавы обладают положительным температурным коэффициентом сопротивления. Простыми словами это означает, что чем сильнее нагрет металл, тем больше он сопротивляется протекающему через него току.

Благодаря этой особенности лампа накаливания самостоятельно регулирует потребляемую мощность, то есть мы может подключать их в электрическую сеть напрямую без приборов ограничивающих ток. Это свойство выгодно отличает лампы накаливания от люминесцентных и светодиодных ламп, которым нужны драйверы и пускорегулирующие аппараты, именно эта особенность делает даже самые качественные лампы накаливания во много раз дешевле конкурентов.

Строение лампы

Строение лампы полностью зависит от ее типа. Давайте кратко пробежимся по общим деталям ламп накаливания:

• Колба – основная защита тела накала от атмосферных газов. Попутно она может выполнять роль рассеивателя. Размер колбы подбирается согласно скорости осаждения материала, из которого изготовлено тело накала.
• Газовая среда – так сказать, это внутренняя атмосфера лампы, состоящая, как уже говорилось, из инертных газов – чаще всего из смеси аргона и азота, что обусловлено их низкой себестоимостью. Данная среда позволяет уменьшить теплопотери, особенно, если закачаны газы с высокой молярной массой. Отдельно стоит отметить галогенные лампы, в которые добавляются галогены и их соединения. Испарившийся металл с тела накала при контакте с ними возвращается обратно благодаря температурному разложению образующихся соединений. Данное свойство означает больший срок службы, который в среднем будет дольше в 2,5 раза.

• Тело накала – этот элемент может быть разной формы и размера, в зависимости от типа и функционального назначения лампы. Чаще всего можно встретить круглую проволоку, для уменьшения размера закрученную в спираль, но существуют еще и ленточные варианты. По этой причине электротехники заменяют словосочетание «нить накала» на «тело накала» — именно этот термин входит в Международный светотехнический словарь. Стандартные лампы имеют расположение тела накала в виде половинки шестиугольника, что сделано для равномерного распределения потока света.

• Цоколь – форма его всем знакома. Это резьбовое соединение. Идея принадлежит английскому физику и химику Джозефу Суону. Стандартизировал размеры цоколя всем известный Томас Эдисон, предложив дожившие и до сегодня варианты Е40, Е27 и Е14.

Мысли автора! В очередной раз убеждаемся, как эффективно работает маркетинг. Большинство изобретений, которые сегодня приписывают Эдисону, ему вовсе не принадлежат, а заслуга его в основном – это первое массовое производство и объединение купленных патентов.

• Существуют и другие типы цоколей, например, байонетные , которые очень распространены в Британии. Американские цоколи отличаются от стандартных, ввиду пониженного напряжения в общественных сетях (110В) – сделано это для предотвращения возможности ввинчивания европейских ламп.

Преимущества и недостатки

Итак, существуют следующие типы ламп накаливания:

• Вакуумные;
• Аргоновые или азот-аргоновые;

• Криптоновые;
• Ксенон-галогенные с наличием инфракрасного отражателя;
• С покрытием, преобразующим ИК излучение в видимое – сегодня в этом направлении ведутся серьезные разработки.

Человек не желает полностью расставаться с лампами накаливания ввиду их преимуществ перед прочими источниками света, но и использовать их, как и раньше, нет возможности в связи с современной тенденцией к энергосбережению.

Вот достоинства этих ламп:

• Цена готового изделия;
• Компактные размеры;
• Невосприимчивость к качеству электропитания – скачкам напряжения;
• Мгновенное зажигание и выключение, что без проблем позволяет задействовать их в светодинамических устройствах;
• Мерцание этих ламп незаметно для нашего зрения;
• Легкая регуляция яркости путем изменения напряжения;
• Приятный для восприятия световой спектр – он возникает по тому же принципу, что и солнечный свет; не зависит от сторонних материалов и достигается только температурой излучателя; имеет стабильность во времени и полностью предсказуем; свечение ровное и чистое.

• Очень высокая цветопередача (100 Ra), что незаменимо при освещении музеев, аквариумов и прочего.
• Резкие тени, что опять же соответствует солнечному свету;
• Лампы не боятся конденсата и не реагируют на температуру окружающей среды;
• Они могут рассчитываться на разное напряжение, вплоть до сотен вольт;
• Не имеют в составе токсичных веществ;
• Ненадобность пускорегулирующей аппаратуры;
• Возможность работать от переменного и постоянного тока;
• Нет разницы в подключаемой полярности тока;
• Лампы бесшумны и не создают радиопомех;
• Они нечувствительны к ионизирующей радиации и электромагнитным импульсам.

Как видите достоинств очень много, но большинство из них сугубо технические.

Давайте теперь поговорим о недостатках:

1. Маленький срок службы – 1000 часов, что по сегодняшним меркам крайне мало;

Заметка от автора! Складывается четкое убеждение, что данные по срокам службы разных источников света «притянуты за уши», или установлены по эталонным образцам, сделанным из качественного сырья. Например, обычная лампа накаливания в ванной комнате у вашего покорного слуги уже беспрерывно служит 5 лет, тогда как галогеновые лампочки в комнатах, с, казалось бы, большим сроком работы (ставим, как положено, через тряпочку) горят нещадно. То же самое касается и энергосберегающих ламп, которые по заверениям производителей должны беспрерывно работать минимум 2000 часов.

1. Низкий КПД;
2. Зависимость срока службы и светимости от напряжения;
3. Выделение большого количества тепла, и как следствие — высокая пожароопасность;
4. При перегорании тела накала возможен разрыв колбы;
5. Высокие требования к термостойкости материалов под светильники;
6. Стеклянные колбы очень хрупкие.

Как вы понимаете, основными минусами, которые заставляют отказываться от этих ламп, являются пункты 2 и 6.

Газоразрядные лампы

Классификация ламп освещения продолжается. Следующими в списке пойдут газоразрядные источники света, которые излучают энергию в видимом диапазоне.

Свечение в лампах возникает благодаря появлению между катодами электрической дуги, наподобие той, что мы видим при работе со сварочным аппаратом. Возникает она при достаточной ионизации вещества, находящегося в газообразном состоянии, и образовании плазмы.

Несмотря на то, что принцип работы таких ламп одинаков, их принято делить по источнику света.

Люминесцентные лампы

Первые в этом списке – люминесцентные источники света, самым классическим вариантом которых является стандартная трубчатая модель, используемая на производствах и в подъездах. Довольно широкое распространение получили и компактные лампы, которые люди больше знают под названием «энергосберегающие».

Видимый свет от такого источника образуется при прохождении ультрафиолета через слой люминофора, которым покрыта внутренняя сторона колбы, излучение возбуждается газовым разрядом.

Внутреннее пространство в таких лампах заполнено инертными газами и парами ртути. На концах колбы располагаются вольфрамовые электроды, между которыми непрерывно горит дуговой разряд.

При прохождении электрического разряда через такую среду образуется ультрафиолетовое излучение, которое человеческий глаз не видит. Преобразуется оно в видимый свет только при прохождении через люминофор, от состава которого зависит как цвет свечения, так и его яркость.

В качестве люминофоров чаще всего используют ортофосфаты кальция-цинка или галофосфаты кальция.

• Световая отдача у таких источников выше в среднем в 2,5 раза, чем у лампы накаливания. Служит она примерно около пяти лет при соблюдении максимального количества включений равного 2000, то есть не более 5 раз в сутки.
• Применяются они широко для освещения различных общественных зданий: больниц, школ, канцелярий и прочих – с их помощью организовывается основное и аварийное освещение.
• После появления ламп со стандартным винтовым цоколем и электронным пускорегулирующим аппаратом, они широко распространились и в быту. Помимо этого они часто используются при персональном освещении рабочих мест, световой рекламе и уличной декоративной подсветке строений.

В отличие от своего предшественника, хотя так говорить, наверное, неправильно, ведь первые газоразрядные лампы появились еще в далеком 1856 году, то есть раньше современных ламп накаливания. Однако имелся в виду конкурент, который до этого полностью занимал бытовую нишу.

Итак, в отличие от ламп накаливания, люминесцентные источники света являются более энергоэффективными, что считается их главным преимуществом.

Вот остальные достоинства такого решения:

• Большое разнообразие световых оттенков;
• Рассеянный свет, не дающий резких теней, что важно, например, при фотосъемке;
• Долгий срок службы от 2000 до 20000 часов – важно понимать, что данный показатель целиком зависит от качества применяемых радиодеталей в пускорегулирующих аппаратах и качества люминофора. При этом люминесцентные лампы нуждаются в хорошем электропитании. Поэтому, если хотите, чтобы ваша лампа служила долго, покупайте качественный продукт от производителей с именем.

Голландская фирма «Phillips» — один из лидеров по выпуску качественных люминесцентных ламп

Однако люминесцентные лампы, впрочем, как и все газоразрядные, в последнее время стали очень активно вытесняться светодиодными источниками света, и причин, по которым они сдают свои позиции предостаточно:

• Самая главная – это химическая опасность из-за использования в конструкции токсичной ртути;
• Спектр свечения ламп линейчатый, неравномерный. Он неприятен для зрения и способен искажать цвета. Существуют лампы с высоким индексом цветопередачи, но они, во-первых, дороги, а во-вторых, не могут излучать также активно, как стандартные.
• За время эксплуатации люминофор начинает деградировать, что приводит к снижению КПД, ухудшению цветопередачи и падению яркости свечения.

• Лампа имеет неприятное мерцание, заметное глазу человека. Наличие достаточно емких конденсаторов в ЭПРА может решить проблему, но производители часто экономят, ставя детали недостаточной емкости.
• Все газоразрядные источники света не могут быть подключены к электрической сети напрямую, из-за чего используется пускорегулирующая аппаратура, что не может не сказаться на габаритах ламп и их стоимости.
• Люминесцентные лампы создают неудачную нагрузку для электрической цепи, что также исправимо при наличии дорогих ЭПРА.

Более подробно узнать о люминесцентных лампах, в том числе и истории их появления, вы можете в одной из недавно вышедших на нашем сайте статей.

Газосветные лампы

Эти источники света отличает то, что светится в них не люминофор, а сам газ. Ярким примером являются неоновые лампы.

Запускаются он по технологии холодного катода, то есть он предварительно не разогревается за счет подаваемого тока, а используется эмиттер свободных электронов. Такой старт вреден для лампы, однако она может разгораться мгновенно, в отличие от горячего запуска, где лампа увеличивает яркость постепенно. В процессе работы лампы, катоды также достигают температуры, как и при горячем запуске, но не сразу.

Лампы, работающие по такому принципу, раньше использовали для подсветки жидкокристаллическиж экранов, сегодня им на смену пришли светодиоды. Газосветные лампы очень экономичны, но для полноценного освещения они не применяются.

Электродосветные лампы

Перед вами последний газоразрядный источник света. Светятся в них электроды, которые возбуждаются газовым разрядом. Сильно углубляться в тонкости этих приборов не станем, так как они очень близки к уже названным.

Общие свойства газоразрядных источников света

• Итак, по величине давления внутри колбы газоразрядные лампы делят на модели высокого (ГРЛВД) и низкого (ГРЛНД) давления.
• Все они обладают очень высокой светоотдачей, а значит, расходуют меньше электричества.

• Внутри ламп применяются разные газы: пары металлов (натрия и ртути), неон, ксенон и прочие, включая разные смеси.
• Цветовая температура свечения ламп может разниться от 2200 до 20000К.
• Для работы разрядных источников света необходимы пусковые аппараты.

В остальном мы уже всего коснулись и уже пора переходить к последнему виду ламп в нашем списке.

Светодиодные лампы

Внутри каждой такой лампы находится много светодиодов, которые представляют собой полупроводники определенного типа, при прохождении через которые электрического тока, создается световое излучение. Используются они как для промышленного, так и бытового освещения, являя собой самый современный, экономичный и экологически безопасный источник света.

Уже сегодня светодиодные лампы получают очень широкое распространение. Они активно используются в бытовой электронике для подсветки матриц жидкокристаллических дисплеев, что позволило сделать различные приборы более компактными – появились телефоны с цветными экранами, за ними смартфоны, планшеты, сверхтонкие телевизоры и многое другое.

Их задействуют для уличного освещения и растениеводства, в общем, практически везде.

Для таких ламп характерны следующие преимущества:

• Очень низкое энергопотребление – они эффективнее большинства разрядных ламп;
• Большой срок службы, не зависящий от количества включений/выключений. Дошло до того, что производители не могут назвать точных цифр, ориентируясь только по прогнозам специальных методов, которые выдают значения от 30 до 70 тысяч часов.
• Низкое тепловыделение, что позволяет применять их вблизи легко воспламеняемых веществ.
• Значительная механическая прочность – лампа легко переживает даже падение с высоты в пару метров.
• Экологическая безопасность – отсутствие паров ртути, однако сразу заметим, что многие недобросовестные производители не брезгуют использовать токсичные пластики, свинец-содержащие припои и электролиты.
• Достаточно высокий цветовой спектр от 2700 до 6500 К, что позволяет создать нужное освещения практически для всех бытовых нужд.
• Светодиоды не инертны и запускаются сразу на максимальной яркости.
• Существуют модели ламп с разным углом свечения.
• Нечувствительность к очень низким температурам, тогда как люминесцентные лампы могут вовсе не стартовать.
• Беспроблемная утилизация.

Не обошлось и без недостатков, коих тоже не мало:

• Первый – это высокая цена, особенно, если речь идет о качественной фирменной продукции.
• Многие лампы светят в одном направлении и не в состоянии осветить нормально окружающее пространство, что в определенных моментах можно считать и достоинством.
• Многие производители, особенно китайские, в погоне за яркостью и высоким КПД не уделяют должного внимания ровности свечения – их лампы неприятно пульсируют.
• Светодиоды боятся перегрева. Все тепло, которое они выделяют, уходит в цоколь, и если производитель сэкономил на радиаторе, то не ждите, что лампа прослужит вам долго.
• Чаще в схемах используется последовательное подключение светодиодов, а значит, при выходе хотя бы одного из них из строя перестанут работать и остальные (как гирлянда).
• Знайте, что абсолютное большинство продаваемых сегодня в России светодиодных ламп не соответствует стандартам и нормам, которые установлены на ее территории. Ситуация не сильно меняется уже с 2011 года.
• Многие продаваемые лампы не имеют точной маркировки всех характеристик, что в значительной степени усложняет подбор правильного освещения.

На фото — светодиодная панель для встройки в потолки

• Большинство белых светодиодов имеют провал в излучаемом спектре в районе волны соответствующей по длине 480 нм. Именно на это излучение реагирует человеческий зрачок, сужаясь при попадании света. В результате сетчатка может получить дозу вредного синего излучения, и зрение может пострадать. Однако некоторые фирмы уже производят безвредные светодиоды.
• Вообще о вредности светодиодов для зрения в СМИ говорят достаточно часто. Однако стоит понимать, что речь идет о долгом взгляде, направленном непосредственно на источник света, что в бытовых условиях практически не случается.

Со временем светодиоды теряют свою яркость, постепенно выгорая – у всего на этом свете есть ресурс.

На этом закончим наше повествование. Мы рассмотрели все бытовые лампы освещения. Если тема показалась вам интересной, то вы можете почитать профильные статьи на нашем ресурсе.

Для уличного освещения в населенных пунктах сейчас применяются энергоэффективные светильники с герметичными отражателями. На автомагистралях и на крупных автострадах применяют зачастую рефлекторное освещение с отражающей поверхностью внутри светильника, что позволяет создавать мощные потоки направленного света. Для второстепенных же дорог одинаково подходит и рефлекторное и рассеянное освещение.

Самые мощные фонари, мощностью от 250 до 400 Вт, устанавливают на автострадах, для освещения второстепенных дорог служат менее мощные — 70 — 250 Вт, а для пешеходных тротуаров и парковых зон достаточно освещения рассеянного с мощностью ламп от 40 до 125 Вт. Светильники уличного освещения в населенных пунктах имеют плафоны различной формы: для парков это шары и цилиндры, для широких улиц — направленные прожекторы и т.д.

Лампы в этих осветительных приборах в основном газоразрядные различных видов. Именно газоразрядные лампы считаются наиболее энергоэффективными и потому являются экономически выгодными. Газоразрядные лампы стали своего рода стандартом для уличного освещения.

Несмотря на мерцание света и шум своих пускорегулирующих аппаратов, экономический эффект от применения газоразрядных ламп весьма выразителен, от того они и являются стандартом до сих пор. При этом свет газоразрядных ламп достаточно ярок и стабилен на протяжении всего срока их службы. Цвет может быть разным — от желтого до белого.

Лампы относительно компактны, создают интенсивные световые пучки посредством разрядной дуги, при этом рабочее положение может быть любым — от горизонтального до вертикального — в этом одно из достоинств газоразрядных ламп, применяемых для уличного освещения.

Газоразрядные лампы имеют свои особенности. Им требуется прогрев прежде чем выйти на полную мощность. Обязательно наличие защитного стекла на светильнике. Необходим, конечно, и зажигательный блок с так называемым балластом. Непременно устанавливают и токовые предохранители. Применение пускорегулирующей аппаратуры позволяет избежать неисправностей из-за скачков напряжения питания.

Несмотря на все эти особенности, газоразрядные лампы до сих пор не теряют актуальности. Так, газоразрядные лампы находят применение для уличного освещения, для освещения площадей, магистралей, туннелей, аэродромов и т. д. Справедливости ради отметим, что и в декоративном освещении газоразрядные лампы заняли достойное место, например для изготовления художественной подсветки зданий.

К преимуществам газоразрядных ламп относятся: стабильный ровный свет на протяжении всего срока службы, высокая энергоэффективность и низкие эксплуатационные затраты, продолжительный срок службы по сравнению с уходящими в прошлое лампами накаливания и с , а также наличие защиты от ультрафиолетовой части спектра. Так, ртутные ДРЛ, натриевые ДНАТ и металлогалогенные ДРИ - газоразрядные лампы и применяются сегодня чаще всего в уличном освещении.

ДРЛ - ртутные дуговые лампы высокого давления, ДРИ - ртутные дуговые металлогалогенные лампы, а также ДНАТ - газоразрядные натриевые лампы высокого и низкого давления — все эти лампы работают на принципе газового разряда в парах ртути или натрия, который и служит источником свет. Ртутные лампы применяются больше других, однако постепенно они заменяются на натриевые лампы, которые более экологически безопасны.

Лампы ДРЛ обладают высоким качеством цветопередачи, надежны и не требуют техобслуживания. Внутри находятся пары ртути под давлением до 105 Па. Стеклянный баллон с цоколем содержит расположенную внутри ртутно-кварцевую трубку, внутри которой аргон и ртуть. Электрический разряд в парах создает световое излучение, при этом 40% приходится на ультрафиолет.

Люминофор, которым покрыта изнутри колба лампы, позволяет преобразовать ультрафиолет в видимый свет. Открытые территории традиционно освещаются лампами ДРЛ. Светоотдача ламп ДРЛ достигает 60 люмен на ватт.

Лампы ДРИ также относятся к газоразрядным. Ртуть и различные добавки типа бромидов и иодидов позволяют достичь высокой световой отдачи, которая достигает 95 люмен на ватт и выше. Металлогалогенные лампы обладают превосходной цветопередачей. Ровный белый свет с различной цветовой температурой — это про металлогалогенные лампы.

Цилиндрическая или эллипсоидная колба внутри имеет гарелку как и в ртутных дуговых лампах, только здесь разряд происходит в парах металлов и йодидов. Срок службы металлогалогенной лампы достигает 10000 часов.

Различный состав смесей, наполняющих колбу, позволяет получать различную цветовую температуру и даже отличные от белого цвета, например зеленый или фиолетовый, что бывает важно для того чтобы подчеркнуть архитектурную составляющую улицы.

Уличное освещение, освещение крупных коммерческих объектов — вот области частого применения металлгалогенных ламп, мощность которых может достигать 250 Вт, при соизмеримости освещенности с 1 кВт прожектором. Металлгалогенные лампы дороже ртутных дуговых высокого давления (ДРЛ).

Отличаются ярко-оранжевым светом, характерным для газового разряда в парах натрия. Натриевые лампы также как и металлогалогенные заменяют собой лампы ртутные. Натриевые — одни из наиболее энергоэффективных ламп, у них самая высокая светоотдача среди газоразрядных — до 200 люмен на ватт.

Недостаток натриевых ламп — они хуже светят в холодное время года, а натриевые лампы высокого давления содержат внутри соединения натрия и ртути, поэтому экологический аспект не так однозначен.

Натриевые лампы низкого давления НЛНД и натриевые лампы высокого давления НЛВД отличаются между собой. Лампы низкого давления НЛНД на 30% лучше по светоотдаче чем лампы высокого давления, и именно они чаще всего применяются в освещении улиц в теплых регионах, просто идеально подходят, поскольку их ровный желтый цвет комфортен для человеческого глаза, хотя цветопередача не достаточно близка к естественной.

Лампы же высокого давления НЛВД отличаются высоким КПД, но уступают, как отмечалось выше, по светоотдаче, лампам низкого давления. Поэтому лампы высокого давления больше применимы для спортзалов, производственных комплексов и всего в таком духе. Максимальная светоотдача 130-150 люмен на ватт. Тем не менее, их свет тоже комфортен для человеческого глаза, и применение различных люминофоров позволяет менять цветопередачу в сторону ближе к естественной, как у солнечного света.

За последние годы наиболее перспективными оказываются . Они сравнимы по экономичности и светоотдаче с натриевыми лампами низкого давления, а цвет света может быть любым. Химический состав полупроводящей основы может быть разным, и меняя его можно получить монохромотический свет любого цвета и световой температуры. По сравнению с газоразрядными лампами, светодиоды экологически безопасны, их утилизация не так специфична как для ламп содержащих ртуть. Срок службы светодиодов сильно превосходит газоразрядные лампы — до 100000 часов.

Светодиодные светильники для освещения улиц и автодорог работают сегодня в США, всюду в Китае, в Европе. Установленные на опоры освещения различной высоты, светодиодные светильники используются в этих странах для освещения автомобильных дорог за пределами городов.

Менее мощные светодиодные уличные светильники используются и для освещения городских улиц, дворовых территорий и проезжей части городских дорог. Внедрение светодиодного освещения - это одна из значительных составляющих современно подхода к энергосбережению, направленного на экономию топливно-энергетических ресурсов.

Андрей Повный

Существует много видов ламп, и все они различаются по принципу действия, условиям эксплуатации и, конечно же, дизайну. Чтобы правильно сделать выбор источника света, нужно разобраться с видами осветительной аппаратуры и условиями ее подключения.

Основные характеристики ламп

Можно встретить лампы самые разные по форме, но у всех моделей есть цоколь – деталь, с помощью которой лампа подсоединяется к электропроводке. Цоколи встречаются с резьбой и штырями.

Цоколи с резьбой бывают трех размеров: Е14, Е27 и Е40. В быту используются Е14, Е27, а Е40 применяется в уличных фонарях. Устанавливать или менять такие варианты не составляет большого труда – вкручивается лампочка в патрон до упора, и она готова к работе. Таким патроном оснащены как лампы накаливания, так и лампы светодиодные или энергосберегающие.

Штырьковые цоколи, в основном, применяются в компактных галогенных и люминесцентных лампах. При помощи штырьков они крепятся в гнезде светильника. Штырьков в конструкциях бывает 2 или 4. Обозначаются такие цоколи чаще всего буквой G и числом, указывающим на размер: G5, G9 или 2G10, 2G11.

Потребителей в первую очередь интересуют такие характеристики источников света, как мощность и светоотдача. Производитель указывает мощность на цоколе или баллоне изделия.

Лампы разных типов обладают разной светоотдачей. Самая низкая светоотдача в лампах накаливания, а самая высокая – в люминесцентных. К примеру, энергосберегающие виды мощностью 10 Вт будут давать поток света не хуже, чем лампа накаливания в 100 Вт. Так что, приобретая осветительные приборы, обязательно консультируйтесь у продавцов.

Самые распространенные лампы

Чтобы определиться с тем, какой источник света лучше, нужно знать, какие бывают лампы. Не так давно самыми распространенными источниками электрического света были лампы накаливания (JIOH), которые появились еще в XIX веке. Все JIOH имели вакуумный баллон из стекла, цоколь с контактами и предохранителями и нить накаливания в виде спирали, изготовленную из вольфрама. В современных вариантах баллон наполнен каким-нибудь инертным газом. При прохождении тока через спираль она раскаляется и ярко светится.

Светоотдача таких источников не очень высокая – в 4-9 раз ниже, чем энергосберегающих люминесцентных. Отличаются JIOH мощностью, размерами, цветом баллона и его дизайном. Пользуются популярностью модели, по форме напоминающие горящую свечу, которые выгодно подчеркивают изысканные формы многих современных светильников и придают изюминку .

Современные лампы накаливания

Отличается от обычной формой колбы и специальным покрытием внутренней части баллона, позволяющим собрать весь световой поток в единый пучок, который направляется в нужное место. Их используют:

• в промышленности для сушки, обогрева и обжига;
• при фото- и видеосъемках;
• в фермерских хозяйствах и ветеринарии;
• для потолочного освещения ванных комнат и .

Отличаются от обычных только содержимым баллона. К инертному газу добавляется бром и йод для защиты нити накаливания и повышения срока службы. В таких источниках колбы имеют небольшие размеры, что позволяет применять в качестве наполнителей дорогостоящие инертные газы. Такие источники света обладают рядом преимуществ:

• яркость свечения сохраняется на протяжении всего срока эксплуатации;
• обеспечивается естественная цветопередача освещенных предметов;
• срок службы по сравнению с обычными JIOH увеличен как минимум в два раза;
• значительно выше светоотдача при меньших размерах.

Единственным минусом таких лампочек является чувствительность к значительным перепадам напряжения в сети, поэтому осветительные приборы часто дополняются специальными трансформаторами.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные модели принципиально отличаются от ЛОН – у них светятся не нити накаливания, а пары ртути и люминофор, покрывающий стенки трубки. Они часто крепятся внутри светильника не резьбовым патроном, а штырями, расположенными с обеих сторон стеклянной трубки. К основным достоинствам таких ламп можно отнести:

• высокую светоотдачу;
• более естественную цветопередачу освещенных предметов;
• создание мягкого рассеянного света благодаря низкой яркости сравнительно большой поверхности;
• низкую себестоимость;
• низкую температуру поверхности.

Прямое их подключение к сети практически невозможно, поэтому используются специальные балласты и стартеры для включения в момент зажигания. В последнее время появились на рынке компактные варианты энергосберегающих люминесцентных ламп, в которых устранены все недостатки предшественников.

Светодиодные модели

Светодиодные лампы начали завоевывать рынок с 1962 года. Они высокотехнологичны, имеют прекрасную светоотдачу и обладают тремя главными преимуществами:

• энергопотребление до 10 раз ниже, чем в ЛОН, и в 3 раза ниже, чем в люминесцентных.
• длительный срок эксплуатации (производитель обещает не менее 10 лет);
• они относительно безвредные – не содержат ртути.

Светодиодные зеркальные лампы также изготавливаются на основании технологии светодиодов и обладают низким энергопотреблением, высокой светоотдачей, малыми габаритами и высоким стилем. Подходят для организации основного и вспомогательного освещения в интерьере.

Энергосберегающие лампы – плюсы и минусы

К энергосберегающим относятся люминесцентные компактные источники света, которые можно вкрутить в обычный патрон, традиционные люминесцентные модели и светодиодные. При равной мощности световой поток в них может быть больше в 3-5 раз. Этот показатель зависит от фирмы изготовителя и излучаемого спектра. Для жилых помещений, где вы при свете можете находиться длительное время, желательно подбирать варианты с теплым свечением, которое по восприятию очень близко к естественному солнечному.

Главные недостатки энергосберегающих источников света – их высокая цена и особые требования к утилизации, поскольку при повреждении таких изделий наносится вред окружающей среде. Но технологии стремительно развиваются, и может быть, в ближайшее время мы увидим на прилавках магазинов изделия, лишенные и этих недостатков.

Среди всех электроустановочных и электромонтажных изделий осветительная аппаратура имеет наиболее богатый ассортимент. Это происходит потому, что элементы освещения несут в себе не только сугубо технические характеристики, но и элементы дизайна. Возможности современных ламп и светильников, их конструкторское разнообразие настолько велики, что немудрено растеряться. Например, существует целый класс светильников, предназначенных исключительно для гипсокартонных потолков.

Многочисленные виды ламп имеют различную природу света и эксплуатируются в неодинаковых условиях. Чтобы разобраться, какого типа лампа должна стоять в том или ином месте и каковы условия ее подключения, необходимо вкратце изучить основные виды осветительной аппаратуры.

У всех ламп есть одна общая часть: цоколь, при помощи которого они соединяются с проводами освещения. Это касается тех ламп, в которых есть цоколь с резьбой для крепления в патроне. Размеры цоколя и патрона имеют строгую классификацию. Необходимо знать, что в бытовых условиях применяют лампы с 3 видами цоколей: маленьким, средним и большим. На техническом языке это означает Е14, Е27 и Е40. Цоколь, или патрон, Е14 часто называют «миньон» (в gер. с фр. - «маленький»).

Самый распространенным размер - Е27. Е40 используют при уличном освещении. Лампы этой маркировки имеют мощность 300, 500 и 1000 Вт. Цифры в названии обозначают диаметр цоколя в миллиметрах. Помимо цоколей, которые вкручиваются в патрон при помощи резьбы, есть и другие виды. Они штырькового типа и называются G-цоколями. Используются в компактных люминесцентных и галогенных лампах для экономии места. При помощи 2 или 4 штырьков лампа крепится в гнезде светильника. Видов G-цоколей много. Основные из них: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 и R7s-7. На светильниках и лампах всегда указывается информация о цоколе. При выборе лампы необходимо сравнивать эти данные.

Мощность лампы - одна из важнейших характеристик. На баллоне или цоколе производитель всегда указывает мощность, от которой зависит светимость лампы . Это не уровень света, который она излучает. В лампах различной природы света мощность имеет совершенно несхожее значение.

Например, энергосберегающая лампа при указанной мощности 5 Вт будет светить не хуже лампы накаливания в 60 Вт. То же касается и люминесцентных ламп . Светимость лампы исчисляется в люменах. Как правило, это не указывается, так что при выборе лампы необходимо ориентироваться на советы продавцов.

Светоотдача обозначает, что на 1 Вт мощности лампа дает столько-то люмен света. Очевидно, что энергосберегающая компактная люминесцентная лампа в 4–9 раз экономичнее, нежели накаливания. Можно легко подсчитать, что стандартная лампа в 60 Вт дает примерно 600 лм, тогда как компактная имеет такое же значение при мощности 10–11 Вт. Настолько же она будет экономичнее по энергопотреблению.

Лампы накаливания

(ЛОН) - самый первый источник электрического света, который появился в домашнем обиходе. Она была изобретена еще в середине 19 в., и хотя с того времени претерпела немало реконструкций, сущность осталась без изменений. Любая лампа накаливания состоит из вакуумного стеклянного баллона, цоколя, на котором располагаются контакты и предохранитель, и нити накаливания, излучающей свет.

Спираль накаливания сделана из вольфрамовых сплавов, которые легко выдерживают рабочую температуру горения +3200 °C. Чтобы нить мгновенно не перегорела, в современных лампах накачивают в баллон какой-нибудь инертный газ, например аргон.

Принцип работы лампы очень прост. При пропускании тока через проводник малого сечения и низкой проводимости часть энергии уходит на разогрев спирали-проводника, отчего тот начинает светиться в видимом свете. Несмотря на столь простое устройство, видов ЛОН существует огромное множество. Они различаются по форме и размерам.

Декоративные лампы (свечи): баллон имеет вытянутую форму, стилизованную под обычную свечу. Как правило, используются в небольших светильниках и бра.

Окрашенные лампы : стекла баллонов имеют различный цвет с декоративными целями.

Зеркальными лампами называют лампы, часть стеклянного баллона которых покрыта отражающим составом для направления света компактным пучком. Такие лампы чаще всего используют в потолочных светильниках, чтобы направлять свет вниз, не освещая потолка.

Лампы местного освещения работают под напряжением 12, 24 и 36 В. Они потребляют немного энергии, но и освещение соответствующее. Применяются в ручных фонарях, аварийном освещении и т. д. ЛОН по-прежнему остаются в первых рядах источника света, несмотря на некоторые недостатки. Их минусом является очень низкий КПД - не более 2–3 % от потребляемой энергии. Все остальное уходит в тепло.

Второй минус 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. Надо ли говорить, что в некоторых местах ЛОН нельзя эксплуатировать, например в маленьких абажурах из пластика или дерева. Кроме того, такие лампы недолговечны. Срок службы ЛОН составляет примерно 500–1000 ч. К числу плюсов можно отнести дешевизну и простоту монтажа. ЛОН не требуют каких-либо дополнительных устройств для работы, подобно люминесцентным.

Галогенные лампы

Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними - это газовый состав в баллоне. В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама.

Именно поэтому галогенные лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2–3 раза. Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя - лампа перегорит очень быстро.

Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения. Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях.

Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие.

К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Если оно «играет», лучше приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока.

Люминесцентные лампы

Принцип работы люминесцентных ламп серьезно отличается от ЛОН. Вместо вольфрамовой нити в стеклянной колбе такой лампы горят пары ртути под воздействием электрического тока. Свет газового разряда практически невидим, поскольку излучается в ультрафиолете. Последний заставляет светиться люминофор, которым покрыты стенки трубки. Этот свет мы и видим. Внешне и по способу соединения люминесцентные лампы также сильно отличаются от ЛОН. Вместо резьбового патрона с обеих сторон трубки есть два штырька, закрепляющихся следующим образом: их надо вставить в специальный патрон и повернуть в нем.

Люминесцентные лампы имеют низкую рабочую температуру. К их поверхности можно без опаски прислонять ладонь, поэтому они устанавливаются где угодно. Большая поверхность свечения создает ровный рассеянный свет. Именно поэтому их еще называют лампами дневного света . Кроме того, варьируя состав люминофора, можно изменять цвет светового излучения, делая его более приемлемым для человеческих глаз. По сроку службы люминесцентные лампы превосходят лампы накаливания почти в 10 раз.

Минусом люминесцентных ламп является невозможность прямого подключения к электросети. Нельзя просто накинуть 2 провода на торцы лампы и воткнуть вилку в розетку. Для ее включения используются специальные балласты. Связано это с физической природой свечения ламп. Наряду с электронными балластами используются стартеры, которые как бы поджигают лампу в момент включения. Большинство светильников под люминесцентные лампы оборудованы встроенными механизмами свечения наподобие электронных пускорегулирующих аппаратов (ПРА) или дросселями.

Маркировка люминесцентных ламп не похожа на простые обозначения ЛОН, имеющие только показатель мощности в ваттах.

Для рассматриваемых ламп она следующая:

• ЛБ - белый свет;
• ЛД - дневной свет;
• ЛЕ - естественный свет;
• ЛХБ - холодный свет;
• ЛТБ - теплый свет.

Цифры, идущие за буквенной маркировкой, обозначают: первая цифра - степень цветопередачи, вторая и третья - температуру свечения. Чем выше степень цветопередачи, тем более естественно освещение для человеческого глаза. Рассмотрим пример, относящийся к температуре свечения: лампа с маркировкой ЛБ840 означает, что эта температура равна 4000 К, цвет белый, дневной.

Следующие значения расшифровывают маркировку ламп:

• 2700 К - сверхтеплый белый,
• 3000 К - теплый белый,
• 4000 К - естественный белый или белый,
• более 5000 К - холодный белый (дневной).

В последнее время появление на рынке компактных люминесцентных энергосберегающих ламп произвело настоящую революцию в светотехнике. Были устранены главные недостатки люминесцентных ламп - их громоздкие размеры и невозможность использовать обычные нарезные патроны. ПРА были вмонтированы в ламповый цоколь, а длинная трубка свернулась в компактную спираль.

Теперь разнообразие видов энергосберегающих ламп очень велико. Они различаются не только по своей мощности, но и по форме разрядных трубок. Плюсы такой лампы очевидны: нет нужды устанавливать электронный балласт для запуска, пользуясь специальными светильниками.

Экономичная люминесцентная лампа пришла на смену обычной лампе накаливания. Однако у нее, как и у всех люминесцентных ламп, есть недостатки.

Минусов у люминесцентных ламп несколько:

• такие лампы плохо работают при низких температурах, а при –10 °C и ниже начинают светить тускло;
• долгое время запуска - от нескольких секунд до нескольких минут;
• слышен низкочастотный гул от электронного балласта;
• не работают вместе со светорегуляторами;
• сравнительно дорогие;
• не любят частого включения и выключения;
• в состав лампы входят вредные ртутные соединения, поэтому она требует специальной утилизации;
• если использовать в выключателе индикаторы подсветки, данная осветительная аппаратура начинает мерцать.

Как бы ни старались производители, свет люминесцентных ламп пока не очень похож на естественный и режет глаза. Кроме энергосберегающих ламп с ПРА существует множество разновидностей без встроенного электронного балласта. Они имеют совершенно другие виды цоколя.

Принцип свечения дуговой ртутной лампы высокого давления (ДРЛ) - дуговой разряд в парах ртути. Такие лампы обладают высокой светоотдачей - на 1 Вт приходится 50–60 лм. Запускаются при помощи ПРА. Недостатком является спектр свечения - их свет холоден и резок. Лампы ДРЛ чаще всего используются для уличного освещения в светильниках типа «кобра».

Светодиодные лампы

Светодиодные лампы - этот продукт высокой технологии впервые был сконструирован в 1962 г. С той поры светодиодные лампы стали постепенно внедряться на рынок осветительной продукции. Светодиод по принципу действия - это самый обычный полупроводник, у которого часть энергии в переходе p-n сбрасывается в виде фотонов, то есть видимого света. Такие лампы имеют просто потрясающие характеристики.

Они десятикратно превосходят ЛОН по всем показаниям:

• долговечности,
• светоотдаче,
• экономичности,
• прочности и т. д.

Есть у них лишь одно «но» - это цена. Она приблизительно в 100 раз превосходит цену обычной лампы накаливания. Однако работа над этими необычными источниками света продолжается, и можно ожидать, что вскоре мы будем радоваться изобретению более дешевого, нежели его предшественники, образца.

Примечание! Ввиду необычных физических характеристик светодиодов из них можно изготавливать настоящие композиции, например в виде звездного неба на потолке комнаты. Это безопасно и не требует больших затрат энергии.

На сегодняшний день существует огромный выбор электрических ламп: лампы накаливания, галогенновые лампы, светодиодные лампы, люминесцентные лампы, ртутные газоразрядные лампы, ксеноновые дуговые лампы и натриевые газоразрядные лампы. Отличаются они размером, формой, цоколем, техническими характеристиками и сферой применения.

Виды лампочек для дома

Для домашнего освещения наибольшей популярностью пользуются 4 вида электрических лампочек: лампы накаливания, галогенные, энергосберегающие и светодиодные лампы.

Лампы накаливания - самые недорогие и доступные. Широко применяемые как в быту, так и на специализированных объектах, они все более сдают свои позиции из-за низкого коэффициента полезного действия. Всего 20% выделяемой энергии тратится на освещение помещения, а остальные 80% на нагревание. Из-за такого высокого температурного режима портятся плафоны, патроны и коптятся потолки. К лампе накаливания можно подключать диммер (регулятор уровня освещения).

- отличается от лампы накаливания содержанием внутри колбы галагеновых газов. Срок службы таких ламп в 4 раза больше, чем у ламп накаливания, а стабильная светоотдача сохраняется на протяжении всего срока эксплуатации. Недостатком галогенных ламп является низкочастотный шум при использовании регулятора уровня освещения (диммера). Наиболее широкое применение галогенные лампы получили в автомобильной промышленности.

- относится к виду энергосберегающих ламп. Уменьшенная до размеров обычной лампочки, люминесцентная потребляет в 5 раз меньше электроэнергии по сравнению с другими, но стоит не в пример дороже. Имея повышенную светоотдачу (в 5 раз ярче лампы накаливания), рассчитаны на использование в благоприятных комнатных условиях. Энергосберегающие лампочки различаются по размерам, форме, потребляемой мощности и вариантами цвета свечения. Обладают длительным сроком службы и высокой эффективностью. В процессе эксплуатации такие лампы не нагреваются и подходят для натяжных потолков. Энергосберегающие лампы содержат в себе такие вредные вещества как пары ртути и требуют специальных условий утилизации.

- самая дорогая из электрических лампочек. Потребляя минимум электроэнергии, обладает огромным сроком службы - от 3 до 12 лет непрерывной работы. Обладая практически 100% светоотдачей, такие лампочки не нагреваются и идеально подходят для натяжных потолков, помещений с высокими потолками, а так же больших домов и квартир с высокой потребностью в освещении. В отличие от люминесцентных, не содержат вредных веществ и полностью экологично безопасны.

Сравнительные характеристики лампочек

Какие лампочки лучше? Плюсы и минусы лампочек

Лампы накаливания и галогенные лампы Небольшая стоимость; + широкий диапазон мощностей; + мгновенно зажигается при включении; - высокие потери в виде тепла; - малый срок службы;

Низкое энергопотребление; + большой срок службы; + малый нагрев; - долго зажигаются при включении; - содержат токсичные вещества;

Низкое энергопотребление; + большой срок службы; + не имеет сгорающих и бьющихся составляющих; - высокая стоимость; - нельзя устанавливать в закрытые светильники;

Приобретая лампы для домашнего освещения, исходите из размеров помещения - очень тусклый или чересчур яркий свет плохо влияют на зрение. При покупке, обратите внимание на соответствие мощности лампочки и мощности люстры или светильника, в которые Вы будете их вкручивать (максимальная мощность используемой лампы указана на каждом патроне). При превышении величины максимальной мощности используемой лампочки, патрон в осветительном приборе будет постоянно перегреваться, что приведет к его разрушению и может стать причиной пожара.

Материалы, близкие