Все живе з дня створення світу прагне до сонця як до джерела життя, і людина не виняток. Щоб не проводити в темряві довгі ночі і похмурі дні, наші предки розводили багаття, палили свічки і скіпки. Але самими практичними і універсальними, визнані електричні лампочки, тому вчені мужі продовжують їх удосконалювати, винаходячи все нові модифікації. З усього розмаїття освітлювальних приладів найбільш наближеними до сонця по своїй яскравості вважаються галогенні лампи. При менших розмірах галогенні лампи світять набагато яскравіше звичайних і являють предмети у всій красі. Невипадково їх широко використовують для підсвічування вітрин в магазинах і салонах, освітлення музейних експонатів і т.п. Завдяки їм можна створювати в інтер'єрі розсіяне, м'яке, безтіньове або ж чітко спрямоване, точкове освітлення, а також досягати різноманітних світлових ефектів. Крім того, галогенні лампи служать в два рази довше звичайних. Втім, незважаючи на незаперечні достоїнства, вони мають також недоліки і вимагають дотримання певних умов встановлення та експлуатації.
Тонкощі анатомії
Як і у звичайної лампи розжарювання, джерелом випромінювання галогенною лампи служить тонка вольфрамова нитка, укладена в скляну колбу. Колба наповнена галогенним газом (таким як фтор, бром, хлор, йод), за рахунок якого виникає замкнуте фізико-хімічний процес - галогенний цикл, який не допускає осадження випаровується вольфраму на внутрішній поверхні колби (що є недоліком звичайних ламп розжарювання). При температурі 1400 ° С випаровується з нитки розжарювання вольфрам вступає в хімічну реакцію з галогеном. В результаті конвекції утворився галогенід (газоподобная з'єднання) циркулює поблизу нитки розжарювання і розщеплюється. Частинки вольфраму осідають на нитки розжарювання, а молекули галогену вивільняються, щоб взяти участь у наступному циклі. Оскільки колби повинні витримувати високі температури і тиск, їх виготовляють з кварцового скла. Працюють галогенні лампи від мережі 220 В, а моделі низької напруги (6,12 і 24 В) - через спеціальні понижуючі трансформатори.
Переваги і недоліки галогенок
Внаслідок високої температури нитки розжарювання галогенні лампи випромінюють більшу кількість світла. Наприклад, традиційна лампа розжарювання потужністю 100 Вт випромінює світловий потік близько 1200-1300 лм, а галогенна тієї ж потужності - 1500-1600 лм. Спектральний склад вихідного світлового потоку галогенки значно відрізняється від складу світла звичайної лампи розжарювання і наближений до спектру сонячного світла. Галогенки мають більш високу колірну температуру - 3000-3100 К, завдяки чому освітлювані ними предмети відрізняються соковитими і яскравими квітами. Рівень яскравості галогенних ламп можна регулювати, збільшуючи або зменшуючи потужність світлового потоку.
Ці лампи характеризуються стабільною світловидатністю протягом усього терміну служби, який завдяки безперервному оновленню нитки розжарювання становить від 2000 до 5000 год (для порівняння, у лампи розжарювання цей показник дорівнює 1000 год). Крім того, галогенні лампи відрізняються малими розмірами, що дозволяє використовувати їх в побутових приладах (там, де лампи розжарювання можуть просто не поміститися), для влаштування прихованого освітлення (шляхом розміщення за архітектурними деталями - карнизами, капітелями і пр.), вбудовувати в поверхню стель, ніш, меблевих полиць. Також їх можна побачити в настільних лампах, люстрах, бра, прожекторах для вуличного підсвічування. Причому кожна модель галогенки має свій певний кут розбіжності світлового потоку (4,8,10,24,36,60 °), що дозволяє висвітлити ту чи іншу частину простору.
Але, незважаючи на безліч переваг, галогенні лампи мають також суттєві недоліки, а їх монтаж передбачає деякі технічні обмеження. Так, наприклад, низьковольтні лампи дуже чутливі до навантаження: при підвищенні напруги всього на 5% вони перегорають, тому, якщо сумарна потужність світильників перевищує номінальну потужність трансформатора, в мережу включають додаткове джерело живлення. А високовольтні лампи просто не можуть нормально функціонувати - нестабільність напруги і скачки у вітчизняній мережі поки залишаються фактом. І якщо при різкому підвищенні напруги вище 220 В звичайна лампа розжарювання виходить з ладу поступово, а при зниженні, навпаки, служить декілька довше, то галогенки таких стрибків не переносять взагалі. Будь сплеск може привести до моментального перегорання. А враховуючи те, що галогенні лампи коштують у кілька разів дорожче звичайних, їх використання іноді може бути недоцільним. Щоб галогенна лампа служила довго, доведеться встановлювати стабілізатори напруги або диммери (пристрої, що дозволяють управляти потужністю ламп і контролювати напругу в мережі).
Інший недолік таких ламп - підвищене тепловиділення (близько 60-70% електроенергії витрачається на тепло, 30% - на світло). Температура поверхні може нагріватися до 500 °, тому потрібно уникати близького розташування колби до легкозаймистих предметів. Крім того, галогенки сприяють вицвітання освітлюваних ними поверхонь. Галогенні лампи дуже бояться відбитків пальців, а вірніше, що залишаються від них жирних плям. Після включення лампи жир під впливом високої температури обвуглюється, чорні частинки вугілля потощают тепло і розпалюються, через що колба може перегрітися і зруйнуватися. Тому галогенки не слід брати голими руками. Не любить галогенна лампа і воду. Тому у ванній кімнаті або на вулиці доцільно використовувати лампу розжарювання, яка відрізняється більшою вологостійкістю. Для галогенок в такому випадку знадобляться герметичні світильники з гумовими прокладками, які не дозволяють пилу і воді проникати всередину.
Лампові варіації
Виділяють кілька типів галогенних ламп: капсульні, лінійні і рефлекторні. Вони відрізняються один від одного за формою, технічним характеристикам і області застосування. Форма капсульних ламп зрозуміла з назви. Капсули дають яскравий білий світ і використовуються як для загального, так і для акцентного освітлення в люстрах, бра, торшери, настільні лампи. Низьковольтні лампочки бувають потужністю від 5 до 100 Вт. Вони дуже маленькі за розміром: найбільша може бути діаметром близько 16 мм і довжиною 50 мм, а найменша - 8 і 32 мм відповідно. Випромінюють такі лампочки світловий потік від 200 до 1000 лм. Високовольтні капсули відрізняються більшою потужністю (25-250 Вт), а їх світловий потік досягає 4210 лм. Але і за розміром вони трохи більше: діаметром 18-32 мм і довжиною 55-105 мм.
Рефлекторні галогенні лампи мають вбудований відбивач, покритий алюмінієвим або діхроічним шаром. На відміну від звичайних дзеркальних ламп яскравість рефлекторних галогенок на 35% більше, а економія електроенергії становить близько 15%. Вони випромінюють яскраво-білий або голубуватий світло. При потужності 20-100 Вт інтенсивність освітлення може становити від 500 до 15 000 кд. Розміри їх також невеликі: діаметр 35-123 мм, довжина 37-136 см. Відмінна риса галогенок з рефлекторами - здатність розсіювати світло під різними кутами (від 4 до 60 °). Ефекти відображення залежать від матеріалу і типу покриття. Найбільш широкого поширення набули лампи з діхроічним відбивачем, оскільки напівпрозоре інфрачервоне дзеркало подає до 66% теплової енергії лампи до її задньої частини, завдяки чому освітлювані об'єкти не піддаються нагріванню. Випускають також галогенки з кольоровими рефлекторами або кольоровими променями.
Особливий тип лампи з відбивачем - PAR. Така лампа працює від мережевої напруги і має цоколь каку звичайної лампи, тому може використовуватися; я в традиційних освітлювальних приладах. При всіх перевагах галогенних джерел світла лампа PAR відрізняється великим терміном служби - до 5000 ч. У деяких моделях можуть бути встановлені трансформатори. Використовуються дзеркальні галогенки для точкового, декоративного, акцентного, а також робочого освітлення. Різноманіття рефлекторних ламп дає простір для дизайнерських рішень, оскільки кожна модель має певним світловим ефектом. Вироби з металів, скла, кришталю, освітлені такими лампами, блищать яскравіше і цікавіші. Дзеркальні галогенки рекомендують використовувати в підвісних стелі), арках та інших конструктивних елементах, а також в нішах меблів.
Лінійні (або двоцокольні) галогенні лампи мають трубчасту колбу. Вони відрізняються великої потужності (від 60 до 2000 Вт) і випромінюють досить інтенсивний світловий потік (від 5500 до 48000 лм). Діаметр трубчастих ламп становить 8-12 мм, а довжина - 78-335 мм. Працюють такі галогенки, на відміну від капсул і рефлекторів, від мережевої напруги і можуть використовуватися у світильниках тільки з захисним склом. Вони широко використовуються в прожекторах для підсвічування доріжок, архітектурних елементів будинку, фонтанів і штучних водойм, дерев, клумб і т.д., а також на присадибних ділянках.
Окремо слід сказати про двухколбових галогенних лампах, що працюють від мережевої напруги. Зовні вони нагадують звичайні лампи розжарювання: імеюттакіе ж форми, цоколь - і можуть служити їм прекрасною заміною. Перевага їх у тому, що їх трубка поміщена в зовнішню скляну колбу, заповнену сумішшю інертних газів. Додаткова колба дозволяє вкручувати лампу голими руками. Такі галогенки відрізняються потужністю 40-150 Вт і дають яскравий білий світ. Всередині приміщення їх можна використовувати у відкритих світильниках, на вулиці - тільки в закритих.
Умови монтажу
При установці галогенних ламп слід брати до уваги їх високе тепловиділення. Щоб уникнути перегріву предметів і можливого вигорання, необхідно в процесі монтажу витримувати певну відстань до освітлюваних об'єктів. Воно вказано на заводській маркуванні освітлювальних приладів або в інструкції. Також треба забезпечити 10-15 см на тепловідвід. Для установки низьковольтних галогенних ламп велике значення мають тип та місцезнаходження трансформатора. Слід використовувати лише розділові трансформатори. Прилад повинен працювати з номінальною навантаженням (при неповному навантаженні підвищується вторинна напруга). Залежно від типу трансформатора воно може перевищити номінальну потужність лампи, що скоротить термін її служби. Для заміни несправних запобіжників необхідно, щоб до трансформатора був вільний доступ. Прилад слід встановити таким чином, щоб він не був схильний вібраціям, які можуть пошкодити мережеву розетку.
Для монтажу до поверхонь з матеріалів з температурою займання 200 ° С, а також на дерев'яних і виготовлених на основі деревини поверхнях використовують трансформатори з відповідною роздільною позначкою. Для установки на бетонну, кам'яне або потинькована підставу знак не потрібно. Відстань між трансформатором і джерелом світла повинно бути не менше 30 см. Установки низької напруги мають високий струм навантаження, тому довжина і перетин проводів суттєво впливають на падіння напруги, яка завжди супроводжується зменшенням світловіддачі. Поперечний перетин слід враховувати і при розрахунку максимального навантаження. Струмопровідні провідники діаметром 2,5 мм повинні мати розподільну коробку, в якій кількість клем відповідає кількості ламп. Найефективніше підключення "зіркою" (до кожної лампі тягнуться дроти однакової довжини), яке дозволяє подавати на лампи однакову напругу.
Щоб вставити або замінити галогенну лампу у світильнику, також необхідно дотримуватися відповідних інструкцій. По-перше, перед цією процедурою потрібно обов'язково вимкнути живлення в мережі. При напрузі 220 В торкатися до патрона або відкритим проводам небезпечно для життя. А при заміні лампочки на 12 В може утворитися іскра, яка пошкоджує контакти патрона, що скоротить термін служби лампи. Лампи, що не мають захисної колби, або без відбивача необхідно вкручувати за допомогою серветки. Якщо на склі залишилися відбитки пальців, їх слід видалити м'якою тканиною, змоченою спиртом. Так як температура лампочки дуже висока, торкатися до неї відразу ж після вимкнення не рекомендують - можна отримати серйозні опіки.
Регулювання яскравості
Яскравістю галогенних ламп можна управляти, знижуючи потужність. Іноді, правда, через це на внутрішній поверхні колби можуть осідати частинки вольфраму. Для їх видалення досить включити лампу на повну потужність. Яскравість ламп, що працюють від мережі, регулюється за допомогою стандартних светорегуляторов. Галогенні лампи низької напруги регулюються через трансформатор. Світлорегулятори повинні бути сумісні з трансформаторами, тобто бути регуляторами повного циклу із симетричною блокуванням індуктивного навантаження. У трансформаторах обов'язковий модуль обмеження струму для захисту світлорегулятора від перевантаження. Звичайні електронні перетворювачі використовують спеціальні регулятори фазового зсуву, регулювальні - потенціометри. При розрахунку потужності світлорегулятора враховується не тільки потужність лампи, але і втрата потужності трансформатора.
Критерії вибору
Вибір лампи залежить тому, яке потрібно освітлення. Для звичайного освітлення кімнати недоцільно купувати лампи з додатковими світловими ефектами. Якщо ж ви хочете створити особливе освітлення, необхідно, виходячи з технічних характеристик ламп (яскравості, сили світла, кута розсіювання світлового пучка, типу покриття, що відбивають властивостей і багатьох інших), передбачити ефект від її використання, розрахувавши відстань, на якому він проявиться. Звичайно, створення складних світлових ефектів в будинку краще довірити світлотехніку. При виборі галогенних ламп слід звертати увагу на те, чи використовується вона у відкритих або тільки в закритих світильниках, із захисним склом.
Щоб зменшити ризик вицвітання освітлюваних поверхонь і мінімізувати шкоду від ультрафіолетового випромінювання, краще вибирати лампи, виготовлені зі скла, в яке додані спеціальні компоненти. Вони утримують шкідливе ультрафіолетове випромінювання типу С і В, а більш слабке і безпечне - типу А - обмежують наполовину. Там, де потрібно знизити температуру від променів, спрямованих на об'єкт, використовують лампи з відбивачами, що пропускають інфрачервоне випромінювання і отводящими дві третини теплової енергії тому. У разі необхідності знизити теплове навантаження використовують відбивачі, що не пропускають інфрачервоні промені, а також спеціальну освітлювальну арматуру, нейтралізуючу їх теплоємність.
Враховуючи тип патрона освітлювального приладу, підбирають лампочки з відповідним цоколем. Галогенки зі штирьковим цоколем підходять для світильників, розрахованих тільки на галогенні лампи. Параметри штиркового цоколя позначені відповідним маркуванням: G4, G9, G53, GY6, 35, GU5, 3, GU4, GUlO, GZIO та ін Цифри позначають відстань між штирями. Лінійні галогенки мають маркування R7s, R7s/10, R7s/18, Fa4. Лампи з маркуванням Е14, Е27, Е40 мають різьбовий цоколь, такий, як у звичайних ламп розжарювання, і, відповідно, можуть використовуватися в традиційних світильниках. Слід пам'ятати, що кожен світильник розрахований на лампи певної потужності. Яка не відповідає нормі потужність може вивести з ладу освітлювальний прилад і навіть призвести до пожежі. Для найбільшого ефекту лампи слід використовувати на повну потужність, заявлену виробником.
На жаль, за зовнішнім виглядом лампи неможливо визначити, наскільки вона якісна і чи довго прослужить. Спіраль так мала, що розглядати її поза лабораторних умов неможливо. Єдине, що залишається - орієнтуватися на фірму-виробника. Вважається, що вітчизняні галогенні лампи дещо гірше за своїми технічними характеристиками і мають менший термін служби. Найбільш відомі виробники ламп, представлені на ринку: BRILLE, ELECTRUM, FORA, OSRAM, PHILIPS, PILA, "Іскра", "Елотек".