Які сучасні види ламп бувають: будову та принцип дії класифікація лампочок

Сучасна промисловість випускає різні види лампочок для дому – світлодіодні, люмінесцентні, галогенні та ін. Кожен має свої переваги і тому з виробництва не знімається. Вибір залежить від того, в якій частині будинку встановлено світильник.

Норми освітлення СНиП у квартирі та в приватному будинку

Вимоги до освітленості житлових приміщень наведено у кількох нормативно-правових документах. Основний – СНіП 23-05-95 «Природне та штучне освітлення».

У документах згадуються такі фізичні величини:

1. Світловий потік. Характеризує яскравість випромінювання, що вимірюється в люменах (лм).
2. Освітленість. Показує число лм, що припадає на ділянку поверхні площею 1 кв. м, вимірюється у люксах (лк): 1 лк = 1 лм/кв. м.

Для якої площини нормується освітленість у БНіП та інших документах, залежить від призначення приміщення. Наприклад, у школі це стільниці парт, у ліфті – підлога тощо.

Для квартир та будинків встановлені такі значення:

Характеристики лампочок для освітлення будинку

Освітлювальний прилад характеризується кількома параметрами. Їх враховують під час вибору виробу.

Тип цоколя

Цоколь виконує 2 завдання:

Ця деталь повинна відповідати конструкції патрона у люстрі, бра і т.д.

У характеристиках лампи тип цоколя позначають латинською літерою.

Існують такі різновиди:

• різьбові (Е);
• 2-штиркові (G);
• штифтові (В);
• кабельні (К);
• телефонні (Т);
• фокусуючі (Р);
• софітні (S);
• з утопленими контактами (R).

У побуті застосовують перші 2 види, інші – у промисловості та автомобілях.

У позначенні різьбового цоколя за літерою Е слідує діаметр у міліметрах.

У Європі та більшості азіатських країн в основному використовують лампи наступних видів:

• Е14;
• Е27 (найпопулярніші);
• Е40 (прилади підвищеної потужності).

У позначенні 2-штиркової лампи за літерою G слідує відстань між контактами в міліметрах.

Може бути ще одна латинська літера – U, X, Y чи Z, що вказує на модифікацію цоколя.

У Росії поширені лампи G4, G5 та G6.

Форма колби лампи

Форму колби (балону) теж позначають латинською літерою. За нею слідує діаметр найширшої частини в міліметрах.

Найбільш поширені колби:

• традиційна грушоподібна - А55, А60;
• овоїдна (куляста) – Р45;
• свічка - С37;
• свічка на вітрі - СВ;
• рефлекторна (з дзеркальним відбивачем) - R39, R50, R63, R80;
• з концентрованим відбивачем (кут розсіювання становить 5-60 °) - MR11, MR16;
• здута (витягнута куля) – B;
• кручена свічка – CW;
• криптонова (грибоподібна) - К;
• Globe (куляста) - G;
• трубки – T;
• параболічний рефлектор – Par.

Світловіддача

Цим терміном позначають величину світлового потоку в люменах, що випромінюється приладом на кожен ват споживаної електричної енергії. Що цей показник, то економічнішою є лампа.

Одиниця виміру – лм/Вт.

Коефіцієнт кольору

Показник відображає ступінь спотворення кольору об'єктів, освітлених джерелом. Застосовується шкала від 1 до 100%. Чим вище цей параметр, тим більше світло нагадує природний (сонячний).

Коефіцієнт передачі кольору для стислості позначають літерами Ra або CPI.У житлових приміщеннях рекомендують встановлювати прилади з Ra щонайменше 80%.

Колірна температура

Цей параметр говорить про те, до якої частини спектру відноситься світло, що випромінюється. Одиниця виміру – кельвін (К).

Дані за колірною температурою відображені у таблиці:

Тепле світло людина сприймає як затишний, розслаблюючий, холодний - як підбадьорливий, що підвищує працездатність. Але надлишок випромінювання із високою температурою пригнічує нервову систему.

Класифікація ламп

Щоб підібрати оптимальний для себе варіант, потрібно знати, які лампи бувають. За способом генерації видимого випромінювання вони поділяються на види:

• розжарювання;
• газорозрядні;
• газосвітлі;
• LED – світлодіодні.

Кожен різновид має переваги і недоліки.

Лампи розжарювання

Джерелом випромінювання у цьому приладі є вольфрамова нитка. При протіканні струму вона нагрівається до температури 3200°С і тому світиться.

Колбу заповнюють інертним газом, найчастіше сумішшю аргону (85%) та азоту (15%). Завдяки цьому вольфрамова нитка не згорає.

Крім аргоноазотних, існують такі види ламп розжарювання:

Вони мають такі ж пристрої та принцип дії, відмінність полягає лише у вмісті колби.

Вакуумні

У колбі такого приладу якесь середовище відсутнє. До появи газонаповнених світильників за цією технологією робили всі вироби, тепер тільки мініатюрні, з цоколем Е10 на 6 або 12 В. Відмова зумовлена ​​підвищеною небезпекою: під дією атмосферного тиску вакуумні лампи під час падіння або перегорання «вибухають», розлітаючись на уламки.Тонне скло може спричинити порізи.

У газонаповнених аналогів внутрішній тиск такий самий, як зовні.

Криптонові

Недолік аргоноазотних приладів полягає у відносно швидкому випаровуванні вольфраму, що призводить до:

• затемнення скла і, як наслідок, зниження світності;
• скорочення терміну служби нитки.

Заміна традиційної суміші на криптон, що має велику атомну масу, призводить до зниження швидкості випаровування при тій же температурі.

Галогенні

У колбі, крім інертного газу, присутні пари галогенів, в основному брому і йоду. Ці речовини здатні захоплювати вольфрам, що випарувався, і повертати його на спіраль.

Через сильне нагрівання колбу роблять з теплостійкого скла на основі кварцу. У свою чергу, це дозволило наблизити стінки балона до нитки, тобто зробити прилад більш компактним.

• відносно висока вартість;
• чутливість до перепадів напруги;
• висока температура колби: +500 ° С проти +180 ° С у традиційної лампи розжарювання;
• необхідність надягати рукавички, перед тим як узяти лампочку, навіть холодну, в руки.

Якщо торкнутися колби голою шкірою, вона залишить сліди жиру, і це незабаром призведе до виходу виробу з ладу.

Випускають галогенні лампи з подвійною колбою.

Характеристики ламп розжарювання

Параметри різних видів таких приладів відображені у таблиці:

Переваги ламп розжарювання:

• низька ціна;
• відсутність шкідливих домішок;
• димування (за допомогою спеціального приладу можна плавно змінювати яскравість);
• швидке включення та миттєвий вихід на максимальну світність;
• високий Ra (випромінюване світло близьке до денного);
• несприйнятливість до перепадів напруги (крім галогенних);
• відсутність мерехтіння;
• комфортна колірна температура;
• працездатність у мороз.

• низька світловіддача;
• мінімальний термін служби;
• нагрівання колби;
• залежність яскравості свічення та ресурсу від рівня напруги в мережі.

Газорозрядні лампи та їх характеристики

У таких джерелах світиться газ при протіканні через нього електроструму внаслідок формування дугового розряду.

Виріб складається з компонентів:

1. Трубки (пальники) із електродами.
2. Зовнішня колба (не у всіх).
3. Обмежує резистора або зовнішнього дроселя.
4. Пускорегулюючої апаратури (ПРА).

ПРА забезпечує стабільну роботу. Деякі світильники додатково оснащені імпульсним пристроєм, що запалює.

Існує кілька видів таких пристроїв. Вони застосовують різні гази.

Ртутні

Пари ртуті при протіканні струму генерують видиме (синє) та ультрафіолетове випромінювання. УФ поглинається нанесеною на колбу спеціальною речовиною – люмінофором, внаслідок чого останній випромінює яскраве біле свічення.

Інша назва таких джерел – люмінесцентні лампи високого тиску.

• світловіддача – 70-90 лм/Вт;
• Ra - 40-60%;
• колірна температура - 3400-4200 К;
• термін служби – 5-10 тис. годин.

Ртутні лампи – яскраві, довговічні та економічні, але мають важливі недоліки:

• сильне спотворення кольорів;
• висока концентрація ртуті;
• довгий вихід на номінальну яскравість: лампа спалахує протягом декількох хвилин;
• велика інерційність: між вимкненням та включенням потрібна пауза в кілька хвилин, інакше виріб не працюватиме.

Через все перераховане такі прилади у житлових приміщеннях не використовують.

Ними висвітлюють вулиці міст, території підприємств та виробничі ділянки без постійного перебування людей.

У медицині широко застосовують кварцові лампи. З їх допомогою дезінфікують палати та кабінети. Це різновид ртутної лампи, в якій скло з люмінофором замінено на кварцове, добре пропускає ультрафіолетові промені. Вони згубні для всього живого, чим пояснюється знезаражуючий ефект.

Люмінесцентні освітлювачі

Повне найменування – люмінесцентні лампи низького тиску. Від попередніх відрізняються відсутністю зовнішньої колби та меншою кількістю ртуті. Видимого випромінювання газ не випромінює – тільки ультрафіолетове. Колірна температура залежить від хімічного складу люмінофора.

• Ra - 60-85%;
• світловіддача – 50-70 лм/Вт;
• температура кольору – 3000-4000 К;
• ресурс – 3-5 тис. годин.

Інша назва люмінесцентних світильників – лампи денного світла.

Вони мають такі переваги:

• низькою вартістю;
• високою світловіддачею - в 5 разів перевершують за економічністю лампи розжарювання;
• великим ресурсом;
• холодною колбою – можна встановлювати поблизу полімерної натяжної або підвісної стелі.

• великі розміри трубки;
• залежність ресурсу від числа включень;
• мерехтіння (у бюджетних моделей);
• відсутність можливості підключення через димер;
• зменшення яскравості з часом;
• нездатність працювати за температур нижче +5°С;
• можуть встановлюватися лише у спеціальні світильники з ПРА;
• вихід на максимальну світловіддачу займає кілька хвилин;
• через наявність ртуті вимагають особливих заходів щодо утилізації.

Лампами денного світла висвітлюють виробничі ділянки, громадські та адміністративні будинки. Власник укладає з ліцензованою компанією договір на утилізацію.

У житлових приміщеннях застосовують т.зв. компактні люмінесцентні лампи, що в народі називаються енергозберігаючими.

• трубка має невеликий діаметр та згорнута в спіраль, внаслідок чого зменшилися розміри виробу;
• містять різні види люмінофора, що дозволило розширити діапазон колірних температур від теплого до холодного білого;
• спеціальні заходи щодо утилізації не потрібні;
• ПРА вмонтована в патрон типу Е27 – прилад вкручують у традиційний світильник замість лампочки розжарювання.

Завдяки вдосконаленій електронній ПРА компактні люмінесцентні джерела отримали такі переваги:

• термін служби 6-15 тис. годин;
• відсутність мерехтіння;
• запуск без миготіння.

Вони були поширені, доки з'явилися світлодіоди.

Натрієві

Колба такого приладу заповнена парами натрію. Під час розряду ті випромінюють жовто-жовтогаряче світло.

• довговічність – 6-20 тис. годин;
• спектральна температура - 2000-2500 К;
• Ra – менше 40%;
• світловіддача - 150-200 лм/Вт.

Через низький Ra натрієві лампи застосовують тільки для вуличного освітлення. Жовто-жовтогаряча частина спектру погано поглинається водою, що забезпечує протитуманний ефект.

Також через цю особливість натрієві джерела потрібні в теплицях.

Ксенонові

Лампи з ксеноном мають такі параметри:

• температура кольору – 4000 К, за наявності добавок – 5000 та 6000 К;
• ресурс - 2800-4000 годин;
• Ra - вище 90% (у випромінюючих біле світло);
• світловіддача – 30-50 лм/Вт.

Колба у процесі роботи не нагрівається.

• в автомобільних фарах, сценічному освітлювальному устаткуванні;
• для кіно- та фотозйомки;
• у медицині;
• для зовнішнього освітлення архітектурних об'єктів, стадіонів, залізничних станцій тощо;
• в оптичних приладах;
• у наукових випробувальних установках та камерах.

Неонові

Неонові та подібні до них лампи називають газосвітлими. У них виникає не дуговий, а холодний розряд, що тліє.

Газ випромінює видиме світло, тому люмінофор не потрібен. Але іноді його завдають, щоб змінити колір випромінювання. На це впливає і склад газу. Неон дає м'яке оранжеве свічення.

Неонові та інші газосвітлі лампи мають такі переваги:

• просту конструкцію;
• холодну трубку;
• великі світловіддачу та ресурс;
• не потребують ПРА: потрібен лише струмообмежуючий резистор.

• рекламні вивіски;
• покажчики;
• декоративне підсвічування;
• індикація.

Світлодіодні лампи та їх характеристики

Джерелом випромінювання у світлодіоді (LED) служить область контакту між напівпровідниковими матеріалами з дірковою та електронною провідністю (p-n перехід). При протіканні струму виникає рекомбінація p- і n-носіїв. Це викликає свічення.

LED-елементи своїми параметрами суттєво перевершують усі інші електричні лампи:

• світловіддача – до 200 лм/Вт;
• спектральна температура – ​​будь-яка, виготовляють білі, червоні, сині діоди;
• Ra - 60-90% (залежить від кольору);
• термін служби – 50 тис. годин (у лабораторних умовах).

лампи, що серійно випускаються, не мають зазначеного ресурсу.В цілях зменшення розмірів діоди в них мають близько один до одного, що не дозволяє досягти оптимального тепловідводу. В результаті напівпровідникові елементи працюють в умовах перегріву. , оскільки їх конструкція для підвищення яскравості передбачає протікання струму підвищеної сили.

Діоди компактні, що дозволяє, крім приладів традиційної форми, виготовляти випромінюючі стрічки, що самоклеяться.

Варто розмістити таку на дні кухонної шафки – і проблему освітлення обробного столу буде вирішено.

• відсутність шкідливих домішок;
• механічна міцність: при падінні виріб не розбивається;
• низька температура: допускається розміщення поблизу натяжної або підвісної стелі з полімерів;
• Декоративні властивості.

Недоліки діодних випромінювачів:

• висока вартість;
• зниження яскравості у процесі експлуатації;
• малий кут розсіювання;
• робота на постійному струмі та низькій напрузі (12 або 24 В).

Світлодіодна лампа складається з таких елементів:

• випромінювачів;
• драйвера;
• радіатора;
• розсіювача;
• цоколя.

Такий пристрій можна вкручувати в патрон традиційного світильника, що працює від мережі напругою 220 В. Випрямлення електрики і зниження вольтажу здійснює драйвер. .

Радіатор забезпечує відведення тепла. Чим більша ця деталь, тим довше прослужить прилад.

Завдяки розсіювачу безліч точкових джерел сприймається як єдиний випромінювач світла.Деякі моделі не мають цього елемента.

Широке поширення набув т.зв. гнучкий неон. Це довга полімерна трубка (відіграє роль розсіювача), усередині якої встановлено плату зі світлодіодами.

Читайте також: Яким може бути штучне освітлення: типи за призначенням існують системи бувають переваги та недоліки

Зовнішній виріб схожий на неонову лампу, але має кілька вигідних відмінностей:

• не б'ється;
• може набувати будь-якої форми;
• виріб дозволяється різати.

Гнучкий неон застосовують у декоративних цілях. Наприклад, ними прикрашають дерева до свята. Випускають та інші різновиди.

Філаментні

Такі прилади імітують лампочку розжарювання. Вони призначені для люстр у вінтажному стилі та інших декоративних світильників.

Нитка виконана із сапфіру, на ній закріплені 28 діодів синього та червоного кольору. Вони укладені в трубку з люмінофором, що випромінює біле світло температурою близько 4500 К.

Потужність філаментних джерел не перевищує 8 Вт, що за яскравістю свічення еквівалентно звичайній лампочці на 80 Вт.

LED

Абревіатура LED розшифровується як Light Emitted Diode. У перекладі з англійської це означає «світлодіод». Це один із варіантів назви всіх випромінювачів такого типу.

«Кукурудза»

Так називають лампи, які застосовуються для кругового освітлення. Вони нагадують кукурудзяний качан: діоди розташовані по колу в кілька рядів.

Вуличний варіант має розсіювач для захисту від опадів.

Інфрачервоні лампи

Ці вироби не призначені для освітлення квартири чи будинку. Їхня функція – обігрів.

Конструкція включає:

• ніхромову спіраль;
• трубку із кварцового скла;
• відбивач;
• корпус;
• шнур живлення.

При перебігу струму спіраль нагрівається до червоного свічення.При цьому вона генерує інтенсивне інфрачервоне випромінювання, яке є переносником тепла. Трубка не є герметичною. Вона запобігає попаданню пилу на спіраль, що призвело б до появи неприємного запаху.

На відміну від масляних радіаторів та конвекторів, ІЧ-лампи повідомляють тепло людині чи іншому об'єкту без посередництва повітря. У цьому полягає їхня головна перевага. Спіраль потужністю 450 Вт допоможе зігрітися у великій кімнаті з високими стелями, тоді як тепловентилятор, конвектор або масляний радіатор для цього знадобилося б не менше 2 кВт.

Також інфрачервоні обігрівачі можна використовувати на відкритому повітрі.

Яку лампочку вибрати для різних зон освітлення

У будинку світильники працюють у різних умовах, а приміщення відрізняються призначенням. Це потрібно враховувати під час вибору лампи. Так, у кабінеті рекомендується використовувати люмінесцентні лампи, в т.ч. компактні. Випромінюване ними холодне світло створює робочу атмосферу, діє підбадьорливо.

Кухня

На кухні світло горить довго, тому тут доцільно використовувати економічні світлодіодні лампи. Люмінесцентні не підійдуть: вони сильно спотворюють кольори і цим можуть вводити в оману кулінара щодо оцінки готовності страви. Потрібно взяти до уваги і їхню потенційну небезпеку, обумовлену присутністю ртуті.

Вітальня

У вітальні вибір освітлювальних приладів значною мірою залежить від дизайну приміщення. Найчастіше використовують «теплі» компактні люмінесцентні та різні варіанти LED-джерел, наприклад люстру та стрічки по периметру.

Багато хто віддає перевагу центральному освітленню точкових ламп по кутах і вздовж стін. Їх можна запитати через різні вимикачі. Це дозволить висвітлювати то одну, то іншу частину кімнати.

У вітальні практикують пристрій «стелі, що світиться». Нагорі монтують підвісну конструкцію з другим рівнем по периметру. Його оснащують бортиком, за яким поміщають направлену в стелю LED-стрічку або люмінесцентні світильники. В результаті конструкція випромінює відбите світло, що виглядає дуже ефектно.

Основне освітлення корисно доповнити бра або торшером. Такі прилади задіяні відносно рідко, тому їм підійдуть прості лампочки розжарювання.

У кімнаті з натяжною стелею поблизу останнього не можна встановлювати прилади із гарячими колбами.

До цієї категорії відносяться всі види лампочок розжарювання, особливо галогенні.

Передпокій

Це приміщення має такі відмінні риси:

• світло включають рідко;
• до коефіцієнта передачі кольорів пред'являються високі вимоги, т.к. тут висить дзеркало, за допомогою якого мешканці оцінюють свій зовнішній вигляд перед виходом.

Купівля дорогого LED-світильника буде невиправданою. Підійде лампочка розжарювання - вона дешева і має відносно високий Ra.

Якщо дзеркало оснащене власною лампою, в якості основного джерела можна використовувати неяскраве підсвічування декоративного елемента, наприклад, колони. Для цього найкраще підходить економічна та компактна LED-стрічка або гнучкий неон.

Дитяча

У кімнаті для дітей вітається освітлення:

• тепле (не викликає втоми);
• з максимальним коефіцієнтом кольору, щоб іграшки та ілюстрації виглядали натуралістично.

Цьому критерію відповідають лампочки розжарювання та LED.

Не рекомендовані люмінесцентні джерела як шкідливі для очей та небезпечні через наявність пари ртуті.

Спальня

У спальні застосовують неяскраве тепле світло, для чого використовують лампи розжарювання або LED. Для читання в ліжку біля її узголів'я встановлюють бра, настільний світильник (на тумбі) або торшер. Ці прилади працюють короткочасно, тому для них підійдуть лампочки розжарювання.

Санвузол

Через підвищену вологість у ванній та туалеті рекомендується облаштувати низьковольтне освітлення як безпечніше. Для цього підійдуть світлодіодні та галогенні лампочки.