маторы в соответствии с мощностью ламп.
Из числа специальных ламп накаливания в быту применяют лампы для холодильников, духовых шкафов. В их обозначения в отечественных каталогах входят буквы X и Д. Цоколь этих ламп Е14, рабочее напряжение 220–230 В, мощность от 15 до 40 Вт.
Миниатюрные лампы накаливания (рис. 4) с напряжением от 2,2 В до 6 В при световом потоке от 2,4 лм до 63 лм служат для бытовых фонарей, эвакуационного низковольтного освещения и т. п.
Рис. 4.Лампы накаливания миниатюрные:
а — МН, обыкновенная, под 2,5–3,5 В (разновидности), с круглой прозрачной колбой и цоколем ЕЮ РЗ,75-1+0,5; б — РЗ,75-1+0,5, двухнитевая, под 3,75 В, с прозрачной колбой, цоколем В 15о/18 к светильникам для взрывоопасных зон (класс РП П Ис); в — РКЗ с прозрачной колбой, под 3,6 В, фокусирующим цоколем Р1 3,5 S для точной ориентации нити накала относительно отражателя фонаря; г — 61 877 с прозрачной колбой под 3,6 В при 0,55 А с цоколем ВА9; д — НМР 20 с прозрачной колбой под 4,8 В, с фокусирующим цоколем Р 13,5 S; галогенная с сильным потоком света; е — 222 с прозрачной колбой под 2,2 В, с цоколем Е10, встроенная линза обеспечивает мощный поток света
Лампы накаливания очень чувствительны к повышению напряжения в сети по сравнению с номинальным, рассчитанным для этого типа ламп. Например, при повышении напряжения на 1 % срок службы лампы снижается на 13 %. Поэтому для увеличения продолжительности горения лампу целесообразно эксплуатировать на нижнем пределе рекомендованного для нее интервала напряжений. Напряжение ниже этого уровня нецелесообразно, так как заметно снижается световой поток. Имеет смысл применение светорегулятора.
Особое место среди ламп накаливания занимают галогенные лампы (в отечественных каталогах КГ — кварцевые галогенные). Их световой поток выше, чем у обычных ламп почти вдвое.
Внутри этих ламп находится смесь инертного газа с галогеном: йодом или бромом. При работе лампы испаряющийся вольфрам вступает в неустойчивое соединение с парами галогенов. Когда это соединение оказывается у горячей спирали, вольфрам оседает на ней, а пары галогена отправляются на ловлю новых порций испарившегося вольфрама, и цикл повторяется. Благодаря меньшим потерям вольфрама температуру нити накала можно поднять выше и получить больший световой поток. Галогенные лампы сохраняют стабильную яркость на протяжении всего срока службы, который вдвое превышает срок службы стандартных ламп.
Стекло, применяемое для колб обычных ламп, не выдерживает паров галогенов. Поэтому колбы галогенных ламп делают из кварцевого стекла, которое очень чувствительно к отпечаткам пальцев, содержащим жир, и быстро разрушается в этих местах. Поэтому обращаться с галогенными лампами нужно очень осторожно. Не следует касаться их голыми руками. Если же это произошло, колбу протирают медицинским спиртом.
Еще одна особенность галогенных ламп состоит в том, что спектр испускаемого ими света смещен в сторону более коротких волн. Эти лампы излучают некоторую долю ультрафиолета. Например, одежда, окрашенная нестойкой к солнечному свету краской, выгорает гораздо быстрее, чем при обычном освещении. Галогенные лампы иногда рекомендуют использовать для компенсации недостатка естественного света при выращивании растений.
Для того чтобы задержать ультрафиолетовое излучение, лампы снабжают экранами, не пропускающими ультрафиолет
Галогенные лампы бывают двух типов; на напряжение 220–230 В и напряжение 12 или 24 В. К первому типу относятся лампы для промышленности и наружного освещения, различающиеся конструкцией цоколя и размерами. Для домашнего употребления такие лампы выпускают с цоколем Е27 или Е14. Среди бытовых ламп есть такие, которые оборудованы стеклом, не пропускающим ультрафиолетовое излучение, и без него. Есть в продаже и декоративные галогенные лампы в форме свечи или цилиндра. Они предназначены для замены обычных ЛОН в светильниках, люстрах, бра.
Четкое, неискаженное изображение в свете галогенных ламп делает их предпочтительными при черчении, чтении, работе в цвете в издательствах. Лампы без отражателя называются «капсулы».
Зеркальные галогенные лампы с отражателем, в быту именуемые «колокольчиками», используют в мебельной подсветке, подвесных потолках, люстрах, настольных лампах. Для защиты от ультрафиолета ставят специальные фронтальные стекла. Они одновременно служат защитой от пыли и грязных рук (рис. 5).
Рис. 5.Галогенные лампы:
а — с отражателем; б — без отражателя («капсула»)
Лампы с цоколем Е14 и напряжением 12 или 24 В в быту чаще всего применяют для освещения рабочих поверхностей в кухнях. Их располагают, как и обычные низковольтные лампы, под полками или подвесными шкафами. Предпочтительны модели с фронтальным стеклом. Для включения таких ламп нужны трансформаторы.
Следует помнить, что у галогенных ламп более высокая температура, поэтому, если патрон рассчитан на 150 Вт, мощность галогенной лампы не должна превышать 100 Вт.
Несколько лет назад конструкторы фирмы Osram разработали новый тип галогенных энергосберегающих ламп JRC. Колба этих ламп покрыта специальным теплосодержащим веществом. JRC в переводе значит «инфракрасное покрытие». Поэтому для поддержания рабочей температуры нити накала требуется намного меньше электроэнергии.
Такие лампы с двухштырьковым цоколем на напряжение 12 В мощностью 35 или 50 Вт есть в продаже. Стекло их колб поглощает ультрафиолетовое излучение, поэтому их можно применять в открытых светильниках.
Галогенные лампа чувствительны к скачкам напряжения. Для увеличения срока службы их целесообразно включать через стабилизатор напряжения.
Широкое распространение в последние годы получили газоразрядные лампы. Они превосходят лампы накаливания по величине светового потока, меньшему расходу электроэнергии, меньшей чувствительности к повышению напряжения, значительно большему сроку службы.
В быту применяют люминесцентные лампы низкого давления. Их светоотдача в среднем в 4–5 раза больше, а срок службы в 6-12 раз дольше по сравнению с лампами накаливания.
Принцип действия люминесцентных ламп заключается в появлении газового разряда в ртутных парах низкого давления под влиянием электрического тока. При этом возникает ультрафиолетовое излучение. Оно воздействует на люминофор, покрывающий внутренние стенки колбы, и лампа испускает видимый свет. Сама лампа представляет собой стеклянную трубку, в концы которой впаяны электроды из вольфрамовой нити. Вольфрамовая нить покрыта окислами щелочноземельных металлов, что способствует более интенсивному излучению электронов. Из трубки выкачан воздух, и она наполнена инертным газом, чаще всего аргоном, и дозированной капелькой ртути, которая испаряется при разогреве лампы.
В зависимости от свойств люминофора получают разный цвет излучаемого света. В отечественных каталогах принята следующая маркировка лампы дневного — ЛД и ЛДЦ, холодно-белого — ЛХБ, белого — ЛБ, тепло-белого — ЛТБ цвета.
Лампы общего назначения имеют прямую трубчатую и фигурную (кольцеобразную и U-образную форму (рис. 6). Выпускают лампы мощностью от 4 до 80 Вт. Срок службы люминесцентных ламп около 12 000 часов.
Рис. 6.Люминесцентные лампы:
а — кольцевая; б — U-образная; в — линейная
Для включения и работы лампы необходим специальный пускорегулирующий аппарат (ПРА). В простейшем случае это стартер и дроссель. Схема, в которую включают лампу, показана на рис. 7.
Рис. 7.Принципиальная схема включения люминесцентной лампы:
1 — дроссель; 2 — лампа; 3 — стартер; 4 — конденсатор К1; 5 — конденсатор К2
В качестве стартера служит неоновая лампа тлеющего разряда с двумя электродами. Причем один электрод биметаллический, состоящий из пластинок с разным коэффициентом линейного расширения.
При включении лампы в сеть между электродами стартера возникает тлеющий разряд Они нагреваются, а биметаллический электрод изгибается, замыкая электроды между собой. Через электроды лампы проходит ток, нагревая вольфрамовую спираль до 800–900 °C. Начинается интенсивное испускание электронов в трубку. Температура в трубке повышается. Ртуть испаряется. В это же время после замыкания электродов стартера тлеющий разряд в нем исчезает, понижается температура, биметаллический электрод выпрямляется и цепь разрывается. Теперь в дело вступает дроссель. Под этим красивым названием скрывается обычная катушка самоиндукции, которая препятствует изменению тока в цепи. В момент размыкания возникает резкое кратковременное повышение напряжения, стремящееся поддержать исчезающий ток. Возникший импульс вместе с напряжением цепи в момент размыкания достаточен для зажигания лампы. Если лампа не зажглась, описанный процесс повторяется вновь.
Когда лампа горит, в дросселе индуцируется электродвижущая сила, действующая навстречу напряжению сети и общего напряжения не хватает для возникновения тлевшего разряда в стартере. Конденсатор K1, встроенный непосредственно в стартер, служит для подавления помех (рис. 7). Еще один конденсатор К2 служит для повышения коэффициента мощности в цепи.
Существует еще бесстартерная схема разжигания люминесцентных ламп, когда для разогрева лампы в ней проложена проводящая металлическая полоса. Но она менее распространена, чем стартерная.
Для люминесцентной лампы характерно то, что каждый полупериод напряжение на ней равно нулю и лампа отключается. Так как частота колебаний в электросети 50 Гц, т. е. 50 периодов в секунду, в течение секунды происходит 100 отключений. Человеческий глаз не улавливает этих мельканий, но мозг устает от них, и многие не могут долго находиться при свете люминесцентных ламп. Другой недостаток — возможное жужжание дросселя. Если дроссель жужжит сильно, его следует заменить. Еще одна особенность — наличие стробоскопического эффекта. Если, например, работает вентилят