Полная характеристика и типы галогенных ламп

Самостоятельное подключение

Установить галогенный светильник своими руками несложно. Работу следует выполнять в перчатках или же держать прозрачную часть прибора салфеткой или куском ткани. Внешняя колба менее чувствительна, однако перчатки лучше все же использовать.

Светильники с отражателями монтируют к стойке с монтажным кольцом. В качестве крепежного элемента используют усики или пружинки (конкретный способ фиксации зависит от модели). Крепеж обеспечивает механическое закрепление устройства в монтажном кольце.

К лампочке подводят выделенный провод. Разрешается подключение шлейфовым способом. Однако такой способ нежелателен, так как приводит к потере мощности.

Трансформаторы для галогенных ламп

Кабели используют импульсные, поскольку они обеспечивают компактность. Фазный проводник из коробки стыкуют с выключателем, а провод от выключателя соединяют с трансформатором. Нуль направляют от распредкоробки к трансформатору. В цоколь устройство вкручивают так же, как и обычную лампу накаливания.

Основные виды галогенок

Существует пять основных видов галогеновых светильников. Они отличаются друг от друга по устройству и принципу излучения:

1. Классические бытовые галогенные лампы с вольфрамовой спиралью и кварцевой колбой. Подобные светильники относятся к классу двухцокольных, обычно их используют для освещения больших площадей в доме или квартире. Нить в этих устройствах закрепляется на прочных металлических держателях, что позволяет ей выдерживать серьезные нагрузки, падения и воздействия. Классические галогенки мощностью до 500 ватт можно располагать как угодно (горизонтально, вертикально, под углом). Галогенки с мощностью более 500 ватт устанавливают только в горизонтальной плоскости с углом отклонения не более 4 градусов. Подобные лампы светят ярко, долго не перегорают, выдают стабильный белый свет и не деградируют со временем. Обычно их используют для освещения комнат, офисов, магазинов, витрин, различных объектов (в том числе и наружных), рекламных вывесок и щитов.
2. Капсульные светильники. Имеют небольшой размер, что позволяет устанавливать их практически в любом месте. Им не нужен полноценный корпус, как предыдущим лампам и специальные отражатели (они напыляются на заднюю часть светильника). Их применяют для декоративного освещения, создания акцентов и романтической обстановки, точечной подсветки различных элементов в торговле и рекламе.
3. Капсульные галогенные лампы накаливания 220В с отражателем из стекла. Похожи на предыдущие устройства, используются для точечной или акцентированной подсветки, для монтирования в мебель или освещения периметра.
4. Светильники низкого напряжения. Устройства работают от понижающего трансформатора, что обезопашивает их использование. Как правило, они имеют алюминиевый отражатель и применяются для освещения подвесных потолков, арок, различных полок и декоративных конструкций.
5. Устройства со стеклянным параболическим отражателем. Дополнительно на отражатель наносят слой алюминия, что защищает его от перегрева и позволяет создавать интересные декоративные эффекты. В качестве защиты светильника используют рифленое стекло, которое при работе преломляет свет и создает мерцающий и рассеивающий эффект. Эти устройства используются для тематического и акцентного освещения, а также для освещения жилых помещений. Иногда их применяют для уличной подсветки, но в этом случае лампу нужно устанавливать во влагозащищенный корпус, хорошо рассеивающий тепло.

Классическая точечная лампа-галогенка

Отметим, что мощность галогеновых ламп ниже, чем обычных, поэтому они потребляют меньше энергии, но при этом у них отличная цветопередача и светоотдача. Галогенки можно сочетать с выключателями, позволяющими регулировать освещенность, они безопасны для человека в отличие от люминесцветных, содержащих пары ртути. Во время эксплуатации галогенки не теряют яркость и светят так же, как и в первый день покупки. Спектр подобных светильников максимально приближен к естественному, поэтому если вам нравится холодный люминесцент, то старайтесь подобрать более белый свет. Впрочем, любителей мертвого белого света немного, а в галогеновом освещении вещи, кожа и предметы выглядят наиболее естественно, не теряя своего природного оттенка.

Техника безопасности

Перед установкой или заменой галогенной лампы изучите технику безопасности. Она поможет избежать механической поломки и перегрева устройства. Выполняйте правила утилизации, т.к. внутри лампочки содержится буферный газ.

Почему «галогенку» нельзя трогать руками

На бюджетной галогеновой лампе пальцы могут оставить жирные пятна. Температура на них способна превысить допустимый предел. Но в дорогих моделях двойная колба защищает лампу от плавления и перегорания.

Рис.10 – последствия установки без перчаток.

Если целостность устройства будет нарушена, это приведет к моментальной поломке или сокращению срока службы.

Правильная утилизация

Поврежденную или вышедшую из строя лампочку следует правильно утилизировать. Вместе с бытовым мусором выбрасывать «галогенки» нельзя из-за вредных летучих паров в колбе. Они не представляют серьезной опасности, тем не менее специалисты советуют собирать испорченные изделия в отдельную емкость и сдавать в специальные пункты приема. Их расположение можно узнать в интернете.

Почему нельзя трогать галогенные лампы руками | Как правильно заменить лампочку на авто | АвтоХак

IRC-галогенные лампы

Имеют специальное покрытие, которое отражает инфракрасное излучение. Этот фактор, собственно говоря, и ведет в экономии электроэнергии и длительному сроку эксплуатации.

Разъемы у таких ламп двухштырьковые, рассчитаны на 6В, 12В, 24В. Область применения: точечное освещение, подвесные потолки, общее освещение.

• Как выбрать офисные светодиодные светильники — смотрите инструкцию здесь! Фото готовых решений + ответы электрика

• Выбираем лучшие линейные светодиодные светильники: виды, правила монтажа и советы по выбору LED светильников (130 фото)

• Светодиодный дюралайт — устройство, виды, варианты и схемы подключения (130 фото + видео)

Разновидности галогенных лампочек

Лампочки с галогенами классифицируют по источникам питания:

• низковольтное исполнение с драйвером на 12 Вольт;
• лампы накаливания 220в.

Классификация ламп представлена на рисунке внизу.

Низковольтные лампочки также могут подключаться к выделенному источнику питания на 220 В, но только при наличии понижающего трансформатора. Данное устройство уменьшает напряжение до допустимого уровня (12 Вольт). Галогенные лампочки этого типа имеют штырьковый цоколь G4, G9, GU10, G12. Также в автопроме применяется цоколь типа H4.

Виды цоколей показаны на следующем рисунке.

Лампочки принято подразделять на несколько типов в зависимости от особенностей их конструктивного исполнения:

• линейные;
• капсульные;
• с отражателем;
• с вынесенной колбой;
• низковольтные;
• галогеновые люстры;
• IRC-галогенные источники света.

Линейные

С этого типа лампочек начиналось производство галогенных источников света. Выпускаются такие лампы и поныне. В конструкции линейных источников света имеется пара штырьковых держателей с обеих сторон вытянутой колбы. В бытовых целях такие устройства применяют редко из-за их высокой мощности (от 1 до 20 кВт).

Капсульные

Такие лампочки характерны своими небольшими габаритами. Капсульные источники света применяют для подсветки интерьеров. Обычно используют цоколи G4 и G9. Что касается G9, то этот цоколь предназначен для сети 220 В. За счет компактности и небольшой мощности капсульные устройства часто устанавливают в светильниках открытого типа.

С отражателем

Галогенные лампочки с отражателями также именуют устройствами с направленным излучением. Подобного эффекта добиваются за счет применения отражателя, который выполняется в одном из двух вариантов — интерференционном или алюминиевом. В случае с отражателем из алюминия тепло отводится вперед, а интерференционное исполнение предполагает отвод тепла назад. Также приборы с отражателем изготавливают с защитной крышки и без таковой. Светильники с отражателем оснащаются разными типами цоколей: для сети 220 В или низковольтные — на 12 Вольт.

С вынесенной колбой

Устройства с внешней колбой часто путают со стандартными лампами накаливания. Они имеют схожую конструкцию, в том числе резьбовой цоколь E14 или E27, такую же стеклянную колбу и тело накала. Но внутри лампочки с вынесенной колбой имеются галогены.

Галогеновые люстры

Источники света этого типа производятся с цоколем E17 или E27. Одна из главных характеристик люстр — малогабаритность лампочек, они практически незаметны. Люстры обычно рассчитаны на работу от сети 220 В, однако встречаются и низковольтные светильники. В последнем случае понадобится подключение через понижающий трансформатор.

Обратите внимание! Чтобы избежать перегрева, вместо стандартных патронов рекомендуется использовать керамические

Низковольтные

К низковольтным источникам света относятся приборы, работающие от напряжения 6, 12 или 24 Вольт. Наиболее распространенный вариант — лампа на 12 Вольт. Чаще всего низковольтные галогенные лампочки используют в случае установки на легковоспламеняющиеся основания. Применяются для освещения интерьеров (точечная подсветка), небольших фрагментов садовых участков, для освещения экспонатов в музеях и т.д.

Благодаря своей безопасности низковольтные источники света разрешены к использованию в помещениях с повышенным уровнем влажности. Но в этом случае необходимо обеспечить надежную защиту цоколя от попадания на него воды.

Обратите внимание! Низковольтные устройства всегда подключают к электросети через трансформаторы

IRC-галогенные лампы

Галогенные IRC-лампы имеют специальное покрытие, которое прозрачно для видимого света, но является преградой для инфракрасного излучения. Данное покрытие принимает инфракрасный свет и отражает его обратно — к спирали. Благодаря такой технологии сокращаются тепловые потери и повышается эффективность лампы. По данным ведущего производителя — компании Orasm — технология позволяет уменьшить потребление электричества на 45% в сравнении с другими галогенными лампочками. При этом срок службы устройства увеличивается в 2 раза. IRC-лампа позволяет получить мощный световой поток — 1700 лм, а также светоотдачу 26 лм/Вт, что вдвое выше возможной 35-ваттного люминесцентного источника света.

Преимущества и недостатки

Достоинством галогенных ламп является минимально возможное мерцание при питании переменным током промышленной частоты и более высокая эффективность преобразования энергии в видимый свет в сравнении с другими лампами накаливания. Недостатком этой системы является то, что распад галогенидов вольфрама при обратном переносе на спираль осуществляется неравномерно и зависит от температуры участков спирали. В результате, на ней образуются со временем утолщения и утоньшения, приводящие к разрушению, хотя и, конечно, гораздо медленнее, чем у простых ламп накаливания при той же температуре. При использовании галогенных ламп в сети переменного тока совместно с диммером может возникать низкочастотный акустический шум, но его нельзя отнести к недостаткам самих ламп.
Утилизация их не требует особой процедуры, поскольку эти источники света не содержат веществ и материалов, опасных для окружающей среды и живых организмов (не путать с металлогалогенными лампами!).

Компактность

Добавление галогенов предотвращает осаждение вольфрама на стекле, при условии, что температура стекла выше 250адус Цельсия. По причине отсутствия почернения колбы галогенные лампы можно изготавливать очень компактными. Малый объём колбы позволяет, с одной стороны, использовать большее рабочее давление (что опять же ведёт к уменьшению скорости испарения нити) и, с другой стороны, без существенного увеличения стоимости заполнять колбу тяжёлыми инертными газами, что ведёт к уменьшению потерь энергии за счёт теплопроводности. Всё это увеличивает срок службы галогенных ламп и повышает их эффективность (КПД).

Цветопередача

Галогенные лампы обладают хорошей цветопередачей (Ra 99-100), поскольку их непрерывный спектр близок к спектру абсолютно чёрного тела с температурой 2800-3000 K. Их свет подчёркивает тёплые тона, но в меньшей степени, чем свет обычных ламп накаливания.

Трансформатор для галогенных ламп

Все галогенки делятся по классу рабочего напряжения — на 220 Вольт и на 12 Вольт. При замене галогеновых ламп на светодиодные лампы g4 12v требуется монтаж трансформатора. Он же дополнительно защищает осветительные элементы от скачков напряжения и перегрева.

Есть два вида трансформаторов:

• Тороидальный. Считается простейшим. Его собирают из сердечника и двух обмоток. Главные достоинства — отменная надежность, простое подключение, низкая цена.
• Импульсный (электронный). В своей конструкции такой трансформатор имеет сердечник, две обмотки и магнитопровод. Различают четыре вида электронного устройства в зависимости от формы сердечника и способа локации на нем обмоток — броневой, тороидальный, стержневой и бронестержневой. К тому же у импульсных трансформаторов различается число витков обмоток. Основные плюсы электронных трансформаторов — компактность, малый вес, большой диапазон входного напряжения, отсутствие шума и нагрева во время работы.

Импульсный

Тороидальный

Импульсный трансформатор имеет высокий КПД.

Галогенные лампы

Популярность искусственных источников света на основе галогенов объясняется нежеланием потребителей экспериментировать с новыми, более дорогостоящими, технологиями. Такие люди продолжают «движение по протоптанной тропе», сменяя перегоревшую галогенную лампу на такое же изделие. Так продолжается до тех пор, пока хороший знакомый на практике не докажет превосходство светодиодных источников света.

Как работает?

Устройство галогенных ламп во многом повторяет конструкцию обычных ламп накаливания. Отличие состоит в присутствии внутри колбы галогена (йода или брома), который продлевает срок службы осветительного прибора в 2–4 раза.

При включении нить накала сильно разогревается и начинает светиться. Весь процесс сопровождается активным испарением вольфрама с поверхности спирали. Высвобожденные атомы вольфрама вступают в реакцию с йодом (бромом), который препятствует их осаждению на внутренней поверхности колбы. Действие газа направлено на возврат металлических частиц к телу накала.

В результате вокруг светящейся нити создаётся своеобразная положительная обратная связь. Этот эффект способствует росту температуры спирали вплоть до 3 тыс. кельвин, что, в свою очередь, повышает яркость свечения. По форме галогенные лампы могут сильно отличаться. Их большой ассортимент объясняется профильным применением (фары авто, прожекторы, медтехника).

https://youtube.com/watch?v=K58uW86V2Us

Одним из последних достижений учёных является технология HIR (Halogen Infrared Reflecting). В данном типе галогенных ламп инфракрасное излучение не покидает пределы колбы. Защитное покрытие, нанесённое на внутреннюю часть стекла, возвращает тепловую составляющую светового потока обратно на спираль. Отражённая теплота разогревает её и ведёт к увеличению светоотдачи.

Конструктив HIR-лампы имеет вытянутую в длину стеклянную колбу с шарообразной формой вокруг спирали. Приборы с инфракрасным отражателем выделяются повышенной цветовой температурой и отдают на 70% больше светового потока, чем их обычные аналоги.

Плюсы

Галогенные лампы имеют несколько преимуществ:

• требуют минимум усилий при замене обычных ламп накаливания;
• излучают тёплые тона, напоминающие солнечный свет;
• имеют рыночную стоимость, приемлемую для большинства покупателей.

Благодаря низкой себестоимости, производство и потребление галогенных ламп остаётся на высоком уровне. Ввиду компактности и стойкости к перепадам напряжения их активно применяют в автомобильных фарах.

Минусы

Большая часть потреблённой энергии расходуется на поддержание накала, а КПД галогенных ламп не превышает порог в 15%. Рабочий ресурс, в среднем, составляет 2000 часов, зависит от частоты включений лампы и скачков в сети. Чтобы увеличить срок службы галогенных лампочек, некоторые потребители вынуждены устанавливать в доме выключатели с диммерами для обеспечения плавного пуска.

Устройство и принцип работы ламп с цоколем g4

Светодиодные(led) и галогенные источники света устроены по-разному.

Конструкция led-лампы g4

Источник света состоит из светодиодов, печатной платы, рассеивателя, радиатора и штырькового цоколя.

Печатная плата используется вместо драйвера, так как лампочки из-за маленьких размеров не вмещают полноценный стабилизатор тока. Рассеиватель распределяет световой поток в пространстве. Радиатор отводит тепло от диодов, чтобы элементы не перегревались.

Светодиоды отвечают за световое излучение. Оно происходит благодаря прохождению тока через границу двух проводников. В одном из них (n) сконцентрированы электроны, в другом – положительные ионы (р).

Схема появления свечения в светодиоде

При протекании тока электроны и ионы начинают движение к p-n границе. Далее происходит рекомбинация и ток начинает течь через светодиод. Электроны переходят на низкоэнергетичные молекулярные орбитали, а энергия от них выделяется в виде фотонов. Led начинает светиться.

Галогенная лампа устроена иначе. По сути – это лампа накаливания, но с добавлением паров брома или йода (буферный газ) в колбу из кварцевого стекла.

Конструкция «галогенки» g4

Галогенный источник света состоит из вольфрамовой нити накаливания, стеклянной колбы с буферным газом и штырькового цоколя.

При прохождении электрического тока металлическая спираль начинает греться. При достижении 3000⁰ С вольфрам раскаляется докрасна – начинается свечение.

Галогенная лампа сильно разогревается. Ее не рекомендуется трогать голыми руками: кожный жир вызовет потемнение стекла и выход светильника из строя. Работать с «галогенками» следует в перчатках. А все следы от пальцев тщательно стирать спиртом.

Виды галогенных ламп.

Существует множество видов и типов галогенных источников света.

Линейные. Лампы в форме трубки. Используются для освещения больших площадей: складов, цехов, улицы. Используются в прожекторах. Такие источники света прочные, яркие, мощные. Но не энергоэффективные.

Капсульные. Компактные, небольшие, маломощные. Применяются для точечной декоративной подсветки, в автомобилях. Подходят к светильникам открытого типа. Могут использоваться с отражателем.

С отражателем. Состоят из миниатюрной лампочки с куполообразным отражателем. Такие светильники создают направленное излучение в заданное пространство. Отражатели бывают алюминиевыми или интерференционными. В первом случае тепло отводится вперед, а во втором – назад. Также выпускают источники света с отражателем с защитной крышкой. Используются для подсветки, настольных и настенных светильников, в подвесных потолках, автомобилях, прожекторах.

С внешней колбой. Предназначены для замены ламп накаливания. Выпускаются с типовыми цоколями Е14 и Е27, что позволяет вкручивать их в обычные люстры и светильники. Во внутренней кварцевой колбе размещается миниатюрная или трубчатая галогенная  лампочка. А внешняя стеклянная колба предназначена для защиты лампы от грязи, а человека от ожогов. Внешняя колба изготавливается разных форм и цветов.

IRC-галогенные лампы. Аналог ламп с отражателем, который покрыт особым составом, отражающим инфракрасное излучение. Наиболее энергоэффективный вид. Особое покрытие отражает инфракрасное излучение от вольфрамовой спирали обратно на спираль. В результате растет температура вольфрама и снижается теплопотери. В итоге уменьшается потребление электричества и возрастает срок службы.

Галогенные люстры. Миниатюрные, красивые лампочки – хорошая находка для оформления интерьеров. Рекомендуется использовать керамические патроны во избежание перегрева.

Низковольтные. Источники света, работающие от напряжения 6, 12 или 24 В. Самый распространенный вариант – 12-вольтовые. Подходят для освещения легковоспламеняющихся объектов и помещений с повышенным уровнем влажности. Применяют для безопасного освещения в музеях, точечной подсветки и т.д. Используются для работы в аккумуляторных приборах, транспортных средствах.  Подключаются через понижающий трансформатор.

ГЛ разделяются по типу цоколя. В зависимости от назначения, размера, конструкции лампы оснащают разными типами цоколей.

1. Для замены ламп накаливания служат галогенные с резьбовыми цоколями Е14 и Е27.
2. Линейные оснащаются разъемом R
3. Для автомобилей выпускают лампы с цоколем H/ HB: Н3, Н19, Н1, Н11; HB4, HB3 и др.
4. Низковольтные источники света оснащают штырьковым цоколем GU 5.3, G4, GY 6.35, GU10, G9 или G12 чтобы предотвратить их монтаж в сеть 220 В.

Типы цоколей.

Что обязательно нужно учесть перед началом монтажа

Часто при ремонте потолки зашивают материалами, которые подвергаются горению. К ним относятся пластик, фанера, ДСП и пр. Перед установкой галогенных ламп, надо обезопаситься.

Для этого:

• Проводка протягивается жаростойкими, негорючими проводами.
• Между собой должно быть надежное крепление.
• При установке ламп в светильник, правильно производить подбор мощности.
• Не оставлять на проводах оголенных мест, участки подлежат изоляции.

Первое требование распространяется на разновидности подвесных потолков. Это связано с нагревом галогенных электросветильников по две стороны потолка. Проводка постоянно в тепловом напряжении, поэтому должна выдерживать максимальные нагрузки.

Как подключаются галогенные лампы на схеме

Само подключение светильников оказывается чрезвычайно простым: для этого достаточно подключить галогенные лампы параллельно между собой и подсоединить их к трансформатору.

Рассмотрим более детально как подключаются между собой все элементы (трансформатор, галогенная лампа схема подключения и управления).

На рисунке ниже представлена блок схема, состоящая из двух понижающих трансформаторов и шести галогенных светильников. Синим цветом обозначен нулевой провод, коричневым – фазный.

Подключение на стороне 220 В. Подключение проводов в распределительной коробке осуществляется таким образом, что фаза питающего провода (тот который приходит в коробку) идет на выключатель.

Управление освещением (включение / отключение) осуществляется обычным выключателем. Его подключают до трансформаторов на стороне 220 В.

Нулевую жилу можно сразу соединять с нулевыми жилами проводов, которые идут к трансформаторам. После фазный провод который «пришел» с выключателя подключается к фазным проводам трансформаторов.

Для подключения проводов в трансформаторе предусмотрены специальные клеммы L и N.

Рис 2. Блок схема подключения галогенных светильников

Не имеет значения сколько будет подключатся трансформаторов в схеме

Важно чтобы каждый трансформатор подключался отдельным проводом и все они соединялись только в распределительной коробке. Если соединять провода не в коробке, а где-нибудь под потолком, то при потере контакта к месту соединения невозможно будет добраться

Подключение на стороне 12 В. Основная часть работы выполнена, осталось самая малость, подключить галогенную лампу в схему питания. Единственное что нужно учитывать что галогенные лампы в схеме подключаются параллельно между собой.

Для одновременного подключения большого количества ламп стоит использовать специальные клеммные соединители. (На рисунке используются клеммные колодки на шесть дорожек.)

Рис 3. Электрическая схема подключения галогенных ламп

От клемм низкого напряжения трансформатора (12 В) идет провод к клеммной колодке, а затем от клеммника отдельный провод на каждый светильник.