Виды галогеновых ламп для дома и схемы их подключения

Галогенные лампы, появившиеся сравнительно недавно, нашли самое широкое применение практически во всех сферах нашей жизни. Компактные, экономичные и долговечные, они используются для качественного освещения домов, улиц, для декоративной подсветки, и встречаются даже в фарах автомобилей. Что же собой представляют галогенные или, как их нередко называют, галогеновые лампы? Чем они отличаются от обычных лампочек накаливания? Сегодня мы это выясним, а заодно и научимся правильно ими пользоваться.

Принцип работы

По сути, галогенный источник света – та же лампочка накаливания. Она имеет тело накала – спираль из вольфрама, запаянное в колбу. Колба, в свою очередь, заполнена инертным газом. Под действием электрического тока спираль разогревается и начинает ярко светиться.

Устройство галогенной лампы

Но несмотря на кажущееся сходство, галогенный источник света имеет несколько существенных отличий от привычной тебе лампочки Ильича. Если ты знаешь, как устроена обычная лампочка накаливания, и внимательно рассматривал рисунок выше, то и сам заметил эти различия. Прежде всего, колба галогенного осветителя изготовлена из кварцевого, а не из обычного стекла. Кроме того, в газ, которым заполняют колбу, добавлены галогены – бром или йод. Что это дает:

1. Увеличение срока службы. Это одна из основных особенностей галогенного источника света. Спираль в обычной лампочке, имея высокую рабочую температуру, постепенно испаряется и, в конце концов, перегорает. В галогенной же лампе пары брома или йода, добавленные в колбу, улавливают испарившиеся атомы вольфрама и возвращают их снова на спираль. Эта вроде бы «мелочь» увеличила срок службы прибора до 4 000 ч (при использовании систем мягкого пуска до 8 000–12 000 ч).
2. Увеличение светоотдачи. Добавление галогенов не только увеличило срок службы, но и позволило разогреть спираль до более высокой температуры. Благодаря этому светоотдача галогенной лампочки по сравнению с обычной лампой накаливания увеличилась вдвое и составила 15-22 лм/Вт.
3. Улучшенная цветопередача. Благодаря повышенной температуре тела накала галогенная лампа обладает исключительно точной цветопередачей и непрерывным спектром излучения, который соответствует обычному солнечному свету. В галогенном свете все цвета объектов выглядят натурально, а глаза при нем не утомляются.
4. Компактность. Использование кварцевого стекла, выдерживающего высокую температуру, позволило делать приборы весьма компактными. Это не только удобно в эксплуатации, но и требует меньшего расхода инертного газа и галогенов, что несколько удешевляет производство. Маленькие размеры колбы позволяют ей легко выдерживает высокое давление, а как известно, чем выше давление в колбе, тем медленнее испаряется вольфрам со спирали. За счет этого увеличивается срок службы прибора.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Высокая температура колбы – не просто побочный эффект, а необходимость. Если температура будет ниже 250 градусов, то галогены не смогут собрать со стекла осевшие на нем молекулы вольфрама. То есть галогенная лампа превратится в обычную лампочку накаливания.

Как и обычные лампочки накаливания, галогенные могут работать как на переменном, так и на постоянном токе. Что касается диммирования, оно возможно, но нежелательно, поскольку при уменьшении яркости снижается температура тела накала и колбы. Это ухудшает или вовсе прекращает работу галогенов по восстановлению вольфрамовой спирали.

Различия галогеновых ламп

В зависимости от назначения галогенные источники света могут различаться:

• по конструкции;
• по цоколю;
• по напряжению питания.

Конструкция и тип

На сегодняшний день промышленность выпускает галогенные лампы разнообразных размеров и форм. Капсульные приборы имеют вид компактной колбы-капсулы, которая в дополнение может оснащаться отражателем. Обычно такие лампы используют на транспортных средствах и в светотехнике (кино и фотосъемка, проекторы и пр.), но могут применяться и для точечного освещения жилых помещений или ландшафтного дизайна.

Капсульные галогенные лампы с собственным отражателем света и без

Линейные приборы имеют сильно вытянутую колбу и напоминают трубчатую люминесцентную лампу в миниатюре. Контакты для подключения питания у таких источников света расположены по краям колбы. Основная сфера применения линейных ламп – театральные, осветительные, поисковые прожектора и прожектора декоративной подсветки. Используются такие приборы для кино и фотосъемки.

Линейная галогенная лампа и прожекторы, ее использующие

Поскольку галогенная лампа сильно нагревается, она является сильным источником инфракрасного излучения. IRC-лампы, появившиеся относительно недавно, лишены этого недостатка. Специальное покрытие колбы пропускает видимый свет, но отражает ИК излучение, которое возвращается в колбу. Такое решение имеет сразу несколько преимуществ. Во-первых, IRC прибор несильно нагревает близкорасположенные объекты. Во-вторых, и это главное, за счет уменьшения расхода тепла лампа примерно на 45% экономичнее своего обычного галогенного собрата и имеет вдвое больший срок службы.

IRC-лампы выпускаются различных типоразмеров, и с первого взгляда могут выглядеть, как обычные. Отличить их от простых галогенок можно по маркировке IRC.

Инфракрасные лампы в отличие от IRC действуют с точностью до наоборот. Специальное покрытие пропускает ИК излучение, но задерживает видимый свет. Такие приборы намного эффективнее обычных и даже керамических ТЭНов. Им не требуется время на разогрев – они выходят на рабочий режим сразу же после включения и так же быстро остывают.

ИК-галогенная лампа и обогреватель, ее использующий

Последний тип галогенных ламп – прибор с дополнительной внешней колбой. С виду такое изделие почти не отличается от обычной лампочки: тот же цоколь, та же форма колбы. Но если присмотреться, то вместо вольфрамовой спирали можно увидеть миниатюрную галогенную лампу. Для чего нужна дополнительная колба? Во-первых, она предотвращает контакт с раскаленной галогенной лампой. Это исключает вероятность сильного ожога при прикосновении и делает прибор более пожаробезопасным.

Во-вторых, внешняя колба защищает основную от загрязнения, которого галогенные лампы очень боятся: раскалившаяся до 250 градусов Цельсия грязь вызывает локальный перегрев основной колбы и, как следствие, выход прибора из строя. Привычный внешний вид позволяет легко заменить лампу накаливания на галогенную, не изменяя внешнего вида светильника.

Обычно двухколбовые лампы оснащаются цоколем Эдисона того или иного размера и используются для замены обычных лампочек накаливания.

Цоколь

Тип цоколя, при помощи которого на лампу подается напряжение, зависит от назначения галогенки, ее размера, конструкции и величины питающего напряжения. Низковольтные компактные лампы обычно имеют штырьковый цоколь GU 5.3, G4, GY 6.35. Чтобы такой прибор не вставить вместо лампы на напряжение 220 или 110 В, последние оснащаются цоколями GU10 (с фиксацией), G9 или G12  (большой штырьковый).

Приборы с цоколем Эдисона (Е27 и E14) служат для замены обычных ламп накаливания. Практически все они снабжены дополнительной колбой. Линейные галогенки имеют разъем R7, а те, что предназначены для установки в транспортные средства, обычно выпускаются со стандартным «автомобильным» цоколем Н или HR.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

На самом деле типов цоколей, которые используются в галогенных лампах, намного больше. Перечислять их все нет смысла, при необходимости ты самостоятельно и без труда разберешься в этом вопросе.

Питание

Галогенные источники освещения выпускаются на несколько рабочих напряжений. Их не так много: 12, 24, 110 и 220 вольт. Лампы на 24 и 12 вольт предназначены для работы в автономной аппаратуре (фонари, переносные осветители и пр.) и транспортных средствах: автомобилях, мотоциклах, поездах, самолетах. Приборы с напряжением 110 и 220 В используются для освещения стационарных объектов: квартир, производственных помещений, стоянок и т. д.

Тем не менее 12- и 24-вольтовые лампы успешно используются и для обычного стационарного освещения в точечных светильниках для подвесных потолков. Для этого их достаточно включить в сеть 110 или 220 В через понижающий трансформатор – электромагнитный или электронный.

Схема подключения галогенных ламп

Организовать освещение при помощи галогенных ламп не сложнее, чем при помощи обычных лампочек накаливания. Приборы, рассчитанные на напряжение 220 В, подключаются прямо в осветительную сеть. Причем если необходимо запитать группу ламп, то они соединяются параллельно.

Если же лампы рассчитаны на напряжение 12 или 24 В, то включать их в осветительную сеть 220 В можно только через понижающее устройство: обычный или электронный трансформатор. При этом схема подключения 12- и 24-вольтовых ламп будет выглядеть следующим образом:

На рисунке выше в качестве понижающего используется электромагнитный трансформатор, на месте которого может стоять и электронный. При этом схема его включения останется прежней.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Если ты используешь один трансформатор для питания группы ламп, его мощность должна быть не меньше мощности, потребляемой всеми лампами плюс 15-20%. Это необходимый запас надежности.

Плавное включение

Ты наверняка замечал, что лампы накаливания сгорают чаще всего в момент включения. Причина – начальный бросок тока. Дело в том, что холодная спираль имеет очень маленькое сопротивление: оно в разы меньше рабочего, когда спираль разогрета. Из-за этого в момент включения холодной лампочки ток через тело накала превышает нормальный в десятки раз. Такой эффект назвали токовым ударом. Галогенная лампа подвержена такому удару много сильнее, чем обычная лампочка – ведь рабочий ток у нее выше, а, значит, пусковой вообще выходит за критическую отметку.

Можно как-нибудь бороться с этой проблемой? Не можно, а нужно! Для этого существуют специальные приборы – устройства плавного включения ламп (УПВЛ). В момент включения они ограничивают ток через спираль, а после предварительного разогрева лампы плавно доводят его до номинального. Визуально это выглядит так, будто бы лампочка плавно (1-3 сек) «разгорается».

Что это дает? Ты не поверишь, но с УПВЛ ресурс галогенной лампы увеличивается в 2-3 раза и может достигать 12 000 ч вместо положенных 2 000–4 000. Схема включения галогенок через УПВЛ будет выглядеть следующим образом:

УПВЛ, рассчитанный для работы с галогенками, можно успешно использовать и с обычными лампами накаливания, в разы продлевая срок их службы.

Характеристики галогенных источников света

То, что галогенные источники света лучше лам накаливания, мы выяснили. Осталось разобраться, насколько лучше, и заодно сравнить их с лампами остальных типов: люминесцентными и светодиодными. Удобнее всего это сделать при помощи сравнительной таблички, которую я привожу ниже.

Сравнительные характеристики ламп различных типов источников для освещения

Преимущества и недостатки

О достоинствах галогенных источников света я уже говорил в начале статьи, но вкратце повторюсь:

• длительный срок службы;
• повышенная светоотдача;
• непрерывный спектр излучения и отличная цветопередача;
• компактность;
• универсальность и простота включения.

Недостатков у галогенных ламп немного, но они есть:

• очень высокая температура колбы (у одноколбовых приборов);
• чувствительность даже к кратковременному повышению питающего напряжения;
• низкочастотный шум при работе с диммером;
• утилизация отдельно от обычного стекла.

Область применения

Галогенная лампочка – прибор универсальный, который можно использовать практически везде и для любых целей. Миниатюрные лампочки успешно работают в фарах транспортных средств: от велосипедных фар до самолетных прожекторов. Их устанавливают в точечные светильники для локального и общего освещения квартир и производственных помещений. Лампы с дополнительной внешней колбой отлично работают в люстрах и бра.

Благодаря отличной цветопередаче галогенные прожекторы – обязательный атрибут фото и видеосъемки. Их можно увидеть на съемочных площадках и в фотоателье, в телестудиях и на сцене. Такие же прожектора используются для освещения открытых и закрытых объектов, в ландшафтном дизайне. Свет галогенок напоминает дневной и идеально подходит для глаз, а потому галогеновые приборы незаменимы для освещения рабочего места и детских учреждений.

ИК-лампы широко используются в духовках, микроволновых печах (гриль), в бытовых обогревателях и в техпроцессах, требующих быстрого и качественного нагрева (сушка, термообработка и пр.).

Особенности эксплуатации

Из-за своих конструктивных особенностей галогенные лампочки имеют и особенности эксплуатации. Устанавливая лампу в осветитель, нельзя прикасаться к колбе голыми, даже чисто вымытыми руками. После включения колба раскалится до 250 градусов Цельсия, частички жира сгорят и вызовут локальный перегрев баллона, что приведет к выходу галогенки из строя.

Для замены галогенок нужно пользоваться чистыми хлопковыми перчатками или использовать чистую ткань. Если ты все же взял прибор голыми руками, тщательно протри колбу спиртом – обезжирь. Этого недостатка лишены лампы с дополнительной внешней колбой, которая не нагревается так сильно, как основная.

Если ты используешь галогенную лампочку совместно с диммером, периодически включай ее на полную мощность хотя бы на 10 мин в неделю. Лампочка, работающая с недонакалом, не может разогреться до температуры, при которой галогены могут выполнять свою работу, и превратится в обычную лампочку накаливания. Включая же ее на полную мощность, ты позволяешь галогенам собрать с колбы молекулы вольфрама и вернуть их на спираль.

Никогда не встраивай одноколбовые галогеные приборы в натяжной потолок – он просто расплавится. Исключение могут составлять лишь специальные светильники для подвесных потолков, предназначенные для работы с галогенными лампами.

Не выбрасывай сгоревшие лампочки и их осколки в контейнер для обычного стекла. Кварцевое стекло, из которого сделана колба, при переплавке испортит все обычное стекло.

Никогда не прикасайся к работающей галогенной лампочке: ее колба накаляется минимум до 250 градусов и способна мгновенно вызвать сильнейший ожог. По этой же причине следи за тем, чтобы колба лампочки не соприкасалась с окружающими предметами, которые могут загореться.

Как проверить галогеновую лампу

Поскольку все «внутренности» галогенной лампы состоят из одной лишь спирали, проверить ее не составит никакого труда. Для этого тебе понадобится прибор, способный измерять сопротивление: омметр, тестер или мультиметр. Подойдет любой – стрелочный или цифровой, даже самый простой и дешевый.

Установи переключатель прибора на измерение сопротивления в диапазоне до ста Ом. Теперь подключи щупы к лампочке. Если тестер покажет какое-то сопротивление (зависит от рабочего напряжения осветительного прибора и его мощности), то лампа исправна. Если никак не отреагирует – лампочка сгорела.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Примечательно, что после некоторой практики по сопротивлению спирали можно судить о рабочем напряжении проверяемой лампочки. Если сопротивление спирали составляет десятки Ом, то лампа, скорее всего, рассчитана на 220 В. Если единицы – прибор низковольтный.

Некоторые «специалисты» рекомендуют проверять лампочки при помощи указателя напряжения (индикаторной отвертки), подав на один из выводов прибора фазу из розетки, а на втором эту фазу меряя отверткой. Метод работает, но он весьма опасен, и я очень не рекомендую его к использованию. Если на то пошло, то гораздо безопаснее использовать пальчиковую батарейку, лизнув ее через лампочку. Если спираль цела – язык «щипнет», если сгорела – нет.

Вот и все, что нужно знать о галогенных источниках света. Теперь ты знаешь, как они работают и чем отличаются от обычных лампочек накаливания. Надеюсь, данная статья не только помогла тебе разобраться в достоинствах и недостатках галогенок, но и при необходимости позволит самостоятельно организовать качественную и долговечную систему освещения.