Все разновидности ламп накаливания: разбираемся во всех нюансах

Свет – основа жизни. Потому что благодаря ему существует фотосинтез – базовый процесс появления органики. В жизни людей свет также очень важен. Но день сменяется ночью. И чтобы эффективно преодолеть эту закономерность, была изобретена электрическая лампа. Со временем различные виды электрических ламп прочно вошли в нашу жизнь.

Характеристики

При подробном описании будем учитывать следующие характеристики:

• цоколь (патрон) – место крепления колбы;
• цветопередача;
• светоотдача (световая эффективность);

Светоотдача

Показывает, сколько люмен отдаёт источник света при мощности 1 Вт. Например, стандартная лампа накаливания имеет светоотдачу 10 лм/Вт, люминесцентная – 70 лм/Вт, значит, при одной и той же мощности, последняя будет светиться в 7 раз ярче.

В разговоре о светоотдаче необходимо упомянуть так называемые энергосберегающие технологии.

По существу, энергосбережение обозначает: мало потребляем – много светим. В этом контексте наибольшей энергоэффективностью обладают натриевые источники света (см. сравнительную таблицу).

Однако, энергосберегающими принято называть либо светодиодные, либо люминесцентные лампы.

Коэффициент цветопередачи (Ra)

Показывает, насколько естественно выглядят цвета в испускаемом свете. Чем больше данное число, тем лучше характеристики источника, тем ближе его свет к естественному освещению.

Качественные градации коэффициента указаны в таблице:

Ra	качество цветопередачи
<39	недостаточно
40–59	достаточно
60–79	хорошо
>80	очень хорошо

Цветовая температура

Определяет цвет светящегося объекта, измеряется в градусах Кельвина (К). В зависимости от температуры света, окружающие предметы выглядят несколько по-разному.

Обычный белый лист бумаги может иметь оттенки от тёплых и желтоватых при 2500 К (свеча), до сияюще-голубых – при температуре от 6500 К.

Различают следующие оттенки света:

Цвет. температура, К	Оттенок
2700 – 3200	тёплый белый
3200 – 4500	нейтральный белый (дневной)
4700 – 6000	белый
больше 6000	холодный белый

Свет различной температуры по-разному воздействует на восприятие человека (вспомним хотя бы театральные постановки и различные инсталляции, где свет играет существенную роль в передаче эмоционального состояния).

Тёплый белый (2700 – 4200 К) свет помогает расслабиться, настраивает на спокойный лад. Подходит для освещения спальных, гостиных и столовых комнат.

Дневной свет (4200 – 5500 К) помогает сконцентрироваться на выполнении заданий, наиболее подходит для офисных помещений и для освещения рабочей зоны (в том числе на кухне), для гримёрных.

Холодный белый свет (5500 – 6000 К) является достаточно энергичным, подходит для ванных комнат, кухонь (рабочая поверхность, но не обеденный стол).

Первые электрические лампочки

Первые лампы освещения появились в конце девятнадцатого века. Для получения света было использовано сопротивление металла. Эти лампы накаливания, название которых связано с принципом работы, функционируют следующим образом.

В них электрический ток нагревает металл до высокой температуры. По мере увеличения температуры металл сначала приобретает темно-красный цвет, но при ее дальнейшем росте он желтеет, а затем белеет. При этом видимого света становится все больше и больше. Для получения максимально высокой температуры и наибольшего количества света лампы накаливания снабжены колбой, из которой откачан воздух.

Для применения в лампочке наиболее эффективной формой металлического проводника является спираль. Она позволяет уменьшить место, занимаемое проводником. Но чтобы достичь наиболее высокой температуры, необходимы особые свойства металла. Он должен быть максимально тугоплавким. По этой причине спирали ламп накаливания изготавливаются из вольфрама.

Несмотря на то, что уже прошло более ста лет с появления первой электрической лампочки и появились новые разновидности ламп, принцип получения света путем простого нагрева вольфрамовой спирали до сих пор востребован.

Современные лампы, работающие по принципу накаливания спирали, весьма разнообразны по своим размерам и мощности. Их главное преимущество – минимальная себестоимость, основанная на простом устройстве. При включении этих лампочек сразу же достигается максимальная освещенность пространства. Они могут работать в широком диапазоне температур. По этим причинам лампочки накаливания – основные осветительные приборы в системах аварийного освещения. Несмотря на разнообразные формы и размеры, все они устроены одинаково.

Устройство лампы накаливания

Принцип излучения света раскаленной вольфрамовой спиралью усовершенствовался, воплотившись в галогенных лампочках. Если обычная лампочка имеет ограниченный ресурс из-за испарения вольфрама, в галогенных лампочках этот недостаток устранен благодаря использованию галогенных соединений-восстановителей. Они позволили увеличить температуру спирали и, соответственно, яркость лампочки. При этом ресурс ее также вырос.

Но нагрев и связанное с этим тепло, в большом количестве излучаемое раскаленной спиралью, также увеличились. Чтобы получить больший световой поток от лампочки при меньшей температуре и расходе электрической энергии, надо изменить принцип создания света.

Модели галогенных лампочек

Галогенные лампы

Галогенная лампа с обычным цоколем

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.

Лампа ко встроенному светильнику

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.

Галогенная линейная лампа

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

Галогенные компактные зеркальные лампы с цоколем G4

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.

Прожектор

Виды лампочек

Существует большое количество разновидностей, обладающих своими особенностями. Далее будет рассказано, какие бывают лампочки для освещения квартиры, и будут подробно рассмотрены их свойства и возможное применение.

Виды цоколей

Осветительные

Лампы для искусственного освещения можно разделить на следующие

• Лампы накаливания. В них источник света — это нить накаливания. В колбу могут быть добавлены различные инертные вещества: криптон, галогены (соединения брома или йода). Это относится к криптоновым и галогенным разновидностям.
• В газоразрядных электролампах через трубку проходит разряд. К этому типу относятся ртутные (в том числе люминесцентные), натриевые, неоновые и некоторые другие.
• Светодиодные используют в качестве основного элемента полупроводники.

Перечисленные типы ламп предназначены для определенного использования, которому они соответствует наилучшим образом.

Нормы для освещения

Обычная лампа накаливания

Этот вариант является наиболее распространенным. Его важным достоинством является качественный индекс цветопередачи. Это понятие характеризует то, насколько свет по своему составу близок к солнечному, который является наиболее благотворным для человеческого зрения. Лампы для дома, имеющие мощность, превышающую 100 Вт, в настоящее время в продажу не поступают.

Формы лампочек

Для освещения используется нить накаливания, в составе которой имеется вольфрам. Это вещество способно выдерживать высокую температуру горения в течение длительного времени. Чтобы увеличить срок службы лампочки, ее заполняют нейтральным газом (например, аргоном) или создают внутри вакуум.

Используется несколько разновидностей: прозрачная, матовая и зеркальная.

Важно! Когда рассматривается значение мощности, написанное на упаковке, необходимо учитывать, что речь идет не об интенсивности освещения, а о том, сколько электроэнергии она использует.

Освещенность

Лампочки, имеющие мощность, не превышающую 36 Ватт, являются экономными, однако дают слабый и неяркий свет.

Лампы накаливания обладают коэффициентом полезного действия не более 30%. Срок эксплуатации составляет не более тысячи часов.

Их достоинствами являются:

• Небольшая цена.
• Простой монтаж.
• Приятный желтоватый оттенок света.

Однако такая разновидность устройств обладает серьезными недостатками: хрупкость и уязвимость к механическим повреждениям, чувствительность к перепадам в подаче электроэнергии, относительно небольшой срок эксплуатации, сильный нагрев стеклянной колбы в процессе работы.

Галогенная лампа

Виды ламп освещения и их применения могут сильно различаться. Одними из наиболее известных являются галогенные лампы. К ним не рекомендуется прикасаться руками. Такие лампы в процессе работы разогреваются до очень высокой температуры. Это приводит к тому, что спираль быстро вырабатывает свой ресурс. Эта разновидность имеет высокую чувствительность к скачкам напряжения. Из-за этого лампа легко может выйти из строя.

Галогенная лампа

Устройство напоминает лампы накаливания, однако стеклянную колбу заполняют другими газами. Для этой цели используют галогены: соединения йода, брома и другие. В результате этого повышается температура горения нити накаливания, и уменьшается испарение вольфрама с нее.

Их делают для однофазной сети с питающим переменным напряжением в 220 В или в виде низковольтных вариантов, где применяется постоянное напряжение 12 В. В последнем случае используется подключение посредством трансформатора.

Важно! Свет у этой лампы теплый, он не имеет мерцания. Нить накаливания выполнена из вольфрама. В процессе работы происходит не только испарение частиц, но и частичное оседание. В результате этого явления срок службы увеличивается.

Используются не только цокольные варианты, но и удлиненные, сделанные в виде трубки.

Особенности ламп

У них можно отметить следующие характеристики:

• мощность, не превышающая 30 Вт;
• стопроцентный индекс цветопередачи;
• светоотдача составляет 15-22 Лм/Вт;
• способность работать и при низких, и при высоких температурах (от −60 до +100);
• срок службы до 4000, в низковольтном варианте — до 8000 часов.

Коэффициент полезного действия может достигать 80%.

Люминесцентные трубчатые лампы

Этот вид лампочек для светильников имеет хорошие энергосберегающие характеристики. Внутри находится колба, состоящая из люминофора. Это делает люминесцентную лампу в пять раз ярче по сравнению с обычной при той же мощности потребляемой электроэнергии.

Характеристики наиболее известных типов ламп

Важным минусом таких лампочек является их недостаточная экологичность. Это связано с тем, что в их составе содержатся ртуть и люминофор. Они расположены внутри конструкции. Поэтому в процессе эксплуатации остаются внутри устройства.

Принцип работы люминесцентной лампы

Однако если лампочка выработает свой ресурс и будет выброшена, то эти вещества могут попасть в окружающую среду. Поэтому рекомендуется выбрасывать их в отведенные для этого контейнеры, из которых они впоследствии будут утилизированы.

Другой недостаток таких осветительных устройств — наличие мерцания. Из-за этого такие лампы избегают размещать в жилых помещениях.

Сравнение люминесцентного и светодиодного освещения

Энергосберегающие типы ламп

Такие лампы помогают экономить электричество. Они используют электроэнергии намного меньше по сравнению с лампами накаливания, обеспечивающими такую же освещенность. На упаковке указана не только потребляемая мощность, но и то, с какой лампой накаливания ее можно сравнить.

Температура цвета

Другой важной особенностью таких осветительных устройств является способность давать различный цвет и температуру светового потока.

Данные об этом можно прочесть на упаковке.

Обозначения на упаковке

Информация о цвете и температуре может быть указана непосредственно, а также можно руководствоваться параметром цветовой температуры. Классификация соответствует следующим ситуациям:

• Когда указано 2700-3500 Кельвинов, речь идет о теплом желтом свете. Он наиболее привычен для большинства людей и напоминает лампочку накаливания.
• Белый дневной свет имеет место при показателе, равном 3500-4500 Кельвинов. Такое освещение способствует правильной цветопередаче. Оно практически не искажает естественные цвета. Это подходит, если наносят макияж, рисуют картину или занимаются другими вещами, при которых необходимо видеть цвет без искажений.
• Когда цветовая температура превосходит 6400 Кельвинов, свет будет выглядеть голубовато-холодным. Обычно такое освещение используют в помещениях хозяйственного назначения.

Производители отображают этот параметр в виде рамки вокруг изображения лампы. Ее цвет однозначно указывает на тип освещения, который она создает. В перечисленных ситуациях соответственно используются желтый, белый и синий цвета. Какие бывают лампы такого рода — рассказано далее.

Соответствие мощности и силы света

Светодиодные лампы

Такие лампы широко используются для освещения жилых и офисных помещений. Их преимуществами являются:

• Слабая чувствительность к резким изменениям температуры.
• Хорошо переносят перепады напряжения.
• Высокая надежность при использовании.

Такие осветительные устройства выпускаются в пластиковом корпусе. Это связано с незначительным нагревом в процессе работы. Эта особенность позволяет их использовать, например, в натяжных потолках.

Основу конструкции составляют полупроводники, дающие на p-n переходах яркий свет.

Основным недостатком является относительно высокая стоимость.

В отличие от люминесцентных свет у этих лампочек загорается за мгновение. Они поддаются регулировке интенсивности, что позволяет установить требуемый уровень освещения.

Филаментные лампы

Они являются разновидностью светодиодных. Их отличие заключается в том, что во включенном состоянии они по излучаемому свету напоминают лампочки накаливания.

Филаментные лампы

Эта разница играет важную роль при использовании в хрустальных люстрах. В этом случае обыкновенное светодиодное освещение не заставит играть и переливаться хрусталь. А если использовать филаментные лампы, то в этом случае хрусталь покажет свои лучшие стороны.

Устройство филаментной лампы

Световые характеристики источников света, на которые следует обращать внимание при покупке

Современный подход к осветительным приборам позволяет учитывать три группы требований к оформлению помещений:

1. общую освещенность рабочего места;
2. влияние созданного света на здоровье человека;
3. экономические показатели, определяющие денежные затраты.

От чего зависит освещенность рабочего места

Единичная лампочка создает световой поток, измеряемый в люменах. Он указывается производителем в сопроводительной документации.

Этот световой поток распределяется по поверхности рабочей зоны и формирует ее освещенность, выражаемую люксами.

Поскольку в помещении обычно используется несколько источников света, то общая освещенность от них рассчитывается по специальной формуле.

Влияние качества освещения на здоровье человека

Цветовой спектр оказывает различное влияние на наш организм: возбуждает или тонизирует его либо создает успокаивающее действие.

Эту особенность позволяет учитывать цветовая температура, маркируемая в градусах Кельвина. Она обычно приводится на упаковочной коробке ламп.

Также при выборе лампочек необходимо учитывать чувствительность человеческого глаза к длине световой волны. Она выражается условными единицами.

Экономические показатели различных источников

Электрическая энергия, потребляемая лампой, преобразуется не только в видимый спектр освещения, но к нему еще дополнительно прибавляется:

1. ультрафиолетовое;
2. инфракрасное;
3. тепловое излучение.

В итоге на 1 ватт затраченной электрической мощности у всех видов ламп создается разный уровень освещенности, называемый световой отдачей.

Она самая низкая у нитей накаливания и наиболее высокая у светодиодов.

Лампы энергосберегающие

Лампы энергосберегающие

По сути своей они были созданы на основе предыдущего вида лампочек. Но их выгодно отличает электронный блок, который контролирует процессы работы и самого включения. Кстати, именно он помог устранит моргание  как у люминесцентного вида лампочки, поэтому здесь такой проблемы не наблюдается.

Выгодные стороны энергосберегающих ламп

• Энергосберегающие лампы могут давать как теплый свет, так и холодный. Это возможно, потому что температура горения определяет тот или иной цвет.
• Конечно, главной плюс заложен уже в названии. Эти лампы не потребуют такое количество электричества, как предыдущие варианты. Максимально возможное уменьшение достигает примерно восьмидесяти процентов.
• Сам процесс работы лампочек тоже стал значительно безопаснее. Например, энергосберегающие лампы выделяют в разы меньше тепловой энергии, поэтому можно не думать о пожарной безопасности и использовать их почти где угодно.
• Лучше переносят перенапряжение или скачки энергии, да и осторожно просчитывать время выключения или выключения с ними не нужно. Конечно