Объем устройства
Использование галогенидов металлов в домашних условиях не только экономически неэффективно, но и опасно из-за содержания в них ртути. Воздушный шар может взорваться, и комната наполнится токсичными парами.
Галерея изображенийФотографии из Для освещения спортивных площадок лучше использовать несколько маломощных ламп, чтобы они меньше слепили глаза. Здание представляет собой объект большей опасности, поэтому свет на нем должен быть максимально естественным. Высокий индекс цветопередачи популяризирует металлогалогенные лампы как устройство для освещения архитектурных построек. Уличным освещением можно управлять с помощью реле и фотодатчиков, которые автоматически включают и выключают МГЛ. Освещение спортивных площадок в темноте. Ночное строительство, освещение зданий металлогалогенными лампами. Освещение городской парковой зоны
Из-за небезопасности в основном использование металлогалогенных ламп требуется только преимущественно для нежилых помещений:
- Съемочные студии, фотосалоны.
- Автомобильные фары.
- Архитектурные сооружения.
- Общественные здания, торгово-развлекательный центр.
- Промышленные цеха.
- Строящиеся объекты.
- Уличное освещение.
- Спортивные товары.
- Парковые зоны.
- Комплексы теплиц, теплицы.
- Ночное освещение загородных домов.
Большинство людей не сталкиваются с покупкой MGL еще и потому, что эти устройства редко продаются в небольших магазинах бытовой техники. Их покупают в основном фирмы и предприниматели профильных компаний.
Механизм излучения света
Включение МГЛ происходит поэтапно. Сначала, за счет пускового тока, превышающего рабочий в 10-20 раз, во внутренней пробирке возникает минимальный электрический разряд в среде инертного газа.
Благодаря композиции различных добавок, участвующих в излучении, можно получить фактически чистое белое, окрашенное или и вовсе монохромное излучение
После этого в течение 3-6 минут происходит разогрев ртути и галогенидов металлов, которые, испаряясь, перебегают в ионизированную фазу. Ток в это время примерно в 2 раза превосходит рабочий. Ионы повышают проводимость воздушной консистенции, и обеспечивают постепенный выход лампы на номинальную светимость.
За счет двухколбового устройства, в рабочей капсуле поддерживается размеренно высокая температура, которая препятствует осаждению паров металлов на стенах. После выключения, МГЛ должна обязательно остыть, а железные пары осесть на стенках внутренней колбы. Только лишь после этого получится вновь запустить лампу.
Такое ограничение является значимым минусом, поэтому металлогалогенные светильники не используются в бытовых нуждах, где нужно часто включать/выключать освещение. На процессы конденсации в МГЛ оказывает влияние и сила тяжести, поэтому многие модели требуют верно определенного расположения в пространстве.
Принцип работы разрядных ламп сложной, но он позволяет добиваться правильного спектра и мощного светового потока. За исключением того, использование ПРА позволяет стабилизировать характеристики излучаемого света при колебаниях характеристик электросети.
Принцип действия[ | ]
Светящимся телом МГЛ является плазма дугового электрического разряда высокого давления. В этом МГЛ схожа с другими типами РЛ. Основным элементом наполнения разрядной трубки (РТ) МГЛ является инертный газ (как правило, аргон Ar) и ртуть Hg. Помимо них в газовой среде наполнения присутствуют галогениды некоторых металлов (Излучающие добавки-ИД), обычно иодид натрия и иодид скандия. В холодном состоянии ИД в виде тонкой плёнки конденсируются на стенках РТ. При высокой температуре дугового разряда происходит испарение этих соединений, диффузия паров в область столба дугового разряда и разложение на ионы. В результате ионизированные атомы металлов возбуждаются и создают оптическое излучение (ОИ).
Основной функцией инертного газа, наполняющего РТ МГЛ, как и в других ртутных РЛ, является буферная, иными словами, газ способствует протеканию электрического тока через РТ при низкой её температуре, то есть в то время, когда большая часть ртути и, тем более, ИД, находятся ещё в жидкой или твёрдой фазе, и парциальное давление их весьма мало. По мере прогрева РТ током происходит испарение ртути и ИД, в связи с этим существенно изменяются как электрические, так и световые параметры лампы — электрическое сопротивление РТ, световой поток и спектр излучения.
Выбор ИД производится таким образом, чтобы заполнить имеющиеся в спектре излучения ртути «провалы» с целью получения необходимого спектра лампы. Так, в МГЛ, используемых для целей общего и местного освещения, необходимо компенсировать недостаток красного и жёлтого света в спектре ртути. В цветных МГЛ необходимо повысить выход излучения в заданном узком спектральном диапазоне. Для МГЛ, используемых в фотохимических или фотофизических процессах, как правило, необходимо повысить интенсивность излучения в ближней ультрафиолетовой области (УФ-A) и непосредственно примыкающей к ней области видимого ОИ (фиолетовой). Сам принцип действия МГЛ был предложен в 1911 г. Ч. Штейнмецом, хотя, проводя исторические аналогии, можно увидеть аналогию и в устройстве «ауэровских колпачков», применявшихся для повышения световой отдачи керосиновых и газовых источников света (ИС).
Как и другие виды РЛ, МГЛ нуждаются в применении специальных устройств для инициирования разряда. В качестве них применяют либо вспомогательные (зажигающие) электроды, в общем аналогичные по конструкции электродам ламп ДРЛ, либо предварительный подогрев одного из электродов до температуры термоэлектронной эмиссии, либо внешние импульсные зажигающие устройства (ИЗУ). Согласование параметров (вольтамперных характеристик, ВАХ) источника электропитания и лампы производится с помощью пускорегулирующего аппарата (ПРА), в обиходе называемого балластом.
Как правило, в качестве ПРА используется дроссель, иногда — повышающий трансформатор с повышенным магнитным рассеянием, обеспечивающим падающий характер его внешней ВАХ. В последнем случае зажигание разряда в МГЛ происходит под воздействием высокого напряжения холостого хода трансформатора без использования каких-либо иных зажигающих устройств. Возможность широкого варьирования спектральных и электрических характеристик МГЛ, широкий диапазон мощностей и высокая световая отдача способствуют всё более широкому распространению их в различных осветительных установках. МГЛ является одним из наиболее перспективных заменителей ламп ДРЛ, а за счёт более благоприятного для восприятия человеком спектра излучения — и натриевых РЛВД (НЛВД).
Технические характеристики ламп
Технические характеристики MGL совсем другие. Они зависят от материалов, используемых при производстве, и электрических параметров металлогалогенных ламп. У этих устройств есть явные преимущества и недостатки, о которых следует помнить при покупке.
Общие рабочие параметры
Металлогалогенные светильники не требовательны к температуре окружающей среды и длительной работе. Они могут неделями гореть при минусовых температурах, не перегружаясь.
Широкое использование натрия MGL, способствующего фотосинтезу, привело к сильному развитию тепличного бизнеса в неподходящих для этого регионах
Основными параметрами, характеризующими MGL, являются:
- индекс цветопередачи (CRI);
- рабочий ресурс;
- власть;
- световой поток;
- тип основания;
- цветовая температура;
- связь между световым потоком и электрической мощностью;
- рабочая температура.
Индекс цветопередачи считается важной особенностью MGL. CRI характеризует наличие разных длин волн в излучаемом спектре и равномерность их интенсивности
Этот показатель измеряется в процентах сходства с естественным дневным светом. Для современных МГЛ индекс цветопередачи составляет 85-95%, а для большинства бытовых светодиодных устройств – 70-85%.
Некоторые лампы намеренно искажают цветопередачу, чтобы придать свету желаемые свойства. Например, МГЛ натрия, используемый для роста растений, имеет индекс цветопередачи всего 50-60%. Эффективность лампы от этого не снижается, она просто излучает большую часть энергии в заданном диапазоне длин волн.
Для придания свету желтого оттенка используются галогениды натрия, зеленый – таллий, синий – индий. По своим характеристикам металлогалогенные лампы не уступают светодиодным. Этот показатель для обоих устройств в среднем ценовом диапазоне составляет 100-120 лм / Вт.
Цветовая температура МГЛ может быть в пределах 2500-20000 ° К. При понижении напряжения в сети оно повышается, и свет становится холоднее. При длительном превышении показателя 240 В лампа может просто взорваться из-за перегрева газовоздушной смеси во внутренней колбе.
В отличие от светодиодов, металлогалогенные лампы не боятся высоких температур, до которых нагреваются их внутренние элементы во время работы
Важным качеством МГЛ является стабильность светового потока на протяжении всего периода эксплуатации, который составляет 6-15 тысяч часов. Если КПД светодиодов после 10 000 часов работы снижается примерно на 50%, то у металлогалогенных ламп он снижается только на 2-20%.
Остальные параметры зависят от конкретной модели прибора и не являются конкретными.
Преимущества металлогалогенных ламп
Рынок современного газоразрядного освещения постепенно сокращается из-за появления светодиодов. Но уникальные свойства MGL будут востребованы потребителями как минимум несколько десятилетий.
Основными преимуществами этих ламп являются:
- Превосходная энергоэффективность. На каждый ватт потребляемой энергии лампа излучает более 100 люмен света.
- Высокий индекс цветопередачи.
- Продуманная технология изготовления, сводящая к минимуму повреждение внутренних элементов лампы.
- Широкий диапазон мощностей.
- Длительная продолжительность.
- Устойчив к высоким температурам благодаря отсутствию электронных компонентов внутри лампы.
Металлогалогенные устройства конкурируют в первую очередь со светодиодами и люминесцентными лампами. Все три технологии активно развиваются, поэтому от MGL можно ожидать дальнейших улучшений.
Отрицательные стороны устройства
Отсутствие в бытовой сфере металлогалогенных ламп говорит о том, что они обладают не только положительными, но и отрицательными качествами.
ПРА также нуждается в охлаждении, поэтому не рекомендуется устанавливать его в замкнутых непроветриваемых помещениях и рядом с самими лампами
Основными недостатками МГЛ являются:
- Стоимость в несколько раз выше аналогичных светодиодных устройств.
- Отсутствие регулировки яркости.
- Перед повторным запуском необходимо охладить 5-10 минут.
- Наличие внешнего блока питания, требующего дополнительного места для установки.
- Постепенное повышение цветовой температуры при длительном использовании.
- Опасность взрыва из-за скачков напряжения.
- Чувствительность к пространственному положению.
- Абсолютная безремонтность.
- Необходимость специальной утилизации из-за содержания токсичных веществ.
- Необходимость времени для достижения расчетного светового потока после включения.
Поэтому недостатков у них даже больше, чем достоинств. Это сужает сферу применения MGL до промышленных и общественных зданий и объектов, где требуется постоянное высококачественное освещение.
Области применения
Благодаря скоромным габаритам, галогенки типа G4 идеально подходят для установки в хрустальные люстры
МГЛ широко используется для организации освещения на таких объектах:
- внутренние помещения любого назначения;
- уличные линии освещения (фонарные столбы, прожекторные установки);
- автомобильные фары;
- авиаосвещение;
- коммерческие торговые помещения (подсветка витрин ювелирных изделий, антиквариата);
- места общественного пользования;
- осветительные приборы при фото- и видеосъемке (прожекторы, проекторы);
- в качестве инфракрасных источников излучения в микроволновых печах, паяльниках, электроплитах и др.
Классификация модулей с цоколем G4
Этот тип галогенок выпускается в двух вариантах: в форме капсулы маленького размера или в виде усеченного конуса с отражателем. Каждая из конструкций предназначается для определенных целей и в подходящих условиях корректно обеспечивает требуемую светоотдачу.
Особенности капсульных приборов
Галогенки G4, имеющие вытянутую удлиненную колбу из кварцевого стекла, называются капсульными или пальчиковыми. Спираль накаливания в них располагается продольно либо поперечно и, как правило, в один слой.
Задняя стенка внутреннего пространства покрывается специальным отражающим составом. В дополнительных внешних отражателях и защитных элементах модули не нуждаются.
Компактность изделий позволяет применять их для подсветки мебельных гарнитуров, потолочного пространства, витрин и торговых объектов. В быту маленькими источниками света комплектуют декоративные бра, люстры и светильники самых неожиданных форм и конфигураций.
Будучи низковольтными источниками света, для корректного подключения к сети 220 W нуждаются в трансформаторе, понижающем базовое напряжение.
Приборы капсульного типа в основном имеют теплую гамму рабочего светопотока. Однако, по сравнению с классическими лампами накаливания, их спектр по тональности намного ближе к натуральному белому свечению, характерному для естественной среды.
Галогенки G4 даже при невысокой мощности обладают хорошей яркостью и практически без искажения передают цвет лица людей, находящихся в комнате, а интерьерные элементы и предметы мебели подсвечивают приятным нейтрально-теплым светом.
На освещаемых поверхностях капсульные приборы создают привлекательный эффект глянца, сохраняя при этом естественную тональность, изначально свойственную предметам.
Такой вариант освещения позволяет передать общую цветовую направленность интерьера, подчеркнув его самые броские и оригинальные элементы.
Отличительные черты моделей с отражателем
Галогенные устройства G4 с отражателем имеют специфическую форму, напоминающую усеченный конус, и называются рефлекторными. Они подают направленный светопоток под различными углами.
Внутри колбы таких приборов стоит специальный элемент, отражающий свет и распределяющий его более четко и равномерно.
Рефлектор обычно бывает двух видов:
- интерференционный;
- алюминиевый.
Первый тип имеет полупрозрачную текстуру и активно отводит вырабатываемое тепло назад, что существенно усиливает базовую интенсивность света, но делает его поток рассеянным и широким.
Второй вариант перенаправляет образующееся тепло вперед и создает более узкий, яркий и концентрированный пучок света.
В конструкции лампочек также имеются некоторые различия. Разные производители выпускают модули с цоколем G4 как с защитной стеклянной крышкой, так и без нее. Конфигурация изделий обусловливается целевым назначением.
Угол рассеивания отражающих лампочек галогенного типа G4 колеблется в диапазоне от 8 до 60 градусов. Это качество позволяет монтировать источники света с рефлекторами в приборы, осуществляющие направленную подсветку товаров и выставочных экспонатов.
Модули, имеющие внешнее предохранение от повреждений, подходят для применения в открытых светильниках любой конфигурации. Галогенки без крышки монтируются только в закрытые светильники, где к поверхности лампочки нет прямого доступа.
Принцип действия[ | ]
Светящимся телом МГЛ является плазма дугового электрического разряда высокого давления. В этом МГЛ схожа с другими типами РЛ. Основным элементом наполнения разрядной трубки (РТ) МГЛ является инертный газ (как правило, аргон Ar) и ртуть Hg. Помимо них в газовой среде наполнения присутствуют галогениды некоторых металлов (Излучающие добавки-ИД), обычно иодид натрия и иодид скандия. В холодном состоянии ИД в виде тонкой плёнки конденсируются на стенках РТ. При высокой температуре дугового разряда происходит испарение этих соединений, диффузия паров в область столба дугового разряда и разложение на ионы. В результате ионизированные атомы металлов возбуждаются и создают оптическое излучение (ОИ).
Основной функцией инертного газа, наполняющего РТ МГЛ, как и в других ртутных РЛ, является буферная, иными словами, газ способствует протеканию электрического тока через РТ при низкой её температуре, то есть в то время, когда большая часть ртути и, тем более, ИД, находятся ещё в жидкой или твёрдой фазе, и парциальное давление их весьма мало. По мере прогрева РТ током происходит испарение ртути и ИД, в связи с этим существенно изменяются как электрические, так и световые параметры лампы — электрическое сопротивление РТ, световой поток и спектр излучения.
Выбор ИД производится таким образом, чтобы заполнить имеющиеся в спектре излучения ртути «провалы» с целью получения необходимого спектра лампы. Так, в МГЛ, используемых для целей общего и местного освещения, необходимо компенсировать недостаток красного и жёлтого света в спектре ртути. В цветных МГЛ необходимо повысить выход излучения в заданном узком спектральном диапазоне. Для МГЛ, используемых в фотохимических или фотофизических процессах, как правило, необходимо повысить интенсивность излучения в ближней ультрафиолетовой области (УФ-A) и непосредственно примыкающей к ней области видимого ОИ (фиолетовой). Сам принцип действия МГЛ был предложен в 1911 г. Ч. Штейнмецом, хотя, проводя исторические аналогии, можно увидеть аналогию и в устройстве «ауэровских колпачков», применявшихся для повышения световой отдачи керосиновых и газовых источников света (ИС).
Как и другие виды РЛ, МГЛ нуждаются в применении специальных устройств для инициирования разряда. В качестве них применяют либо вспомогательные (зажигающие) электроды, в общем аналогичные по конструкции электродам ламп ДРЛ, либо предварительный подогрев одного из электродов до температуры термоэлектронной эмиссии, либо внешние импульсные зажигающие устройства (ИЗУ). Согласование параметров (вольтамперных характеристик, ВАХ) источника электропитания и лампы производится с помощью пускорегулирующего аппарата (ПРА), в обиходе называемого балластом.
Как правило, в качестве ПРА используется дроссель, иногда — повышающий трансформатор с повышенным магнитным рассеянием, обеспечивающим падающий характер его внешней ВАХ. В последнем случае зажигание разряда в МГЛ происходит под воздействием высокого напряжения холостого хода трансформатора без использования каких-либо иных зажигающих устройств. Возможность широкого варьирования спектральных и электрических характеристик МГЛ, широкий диапазон мощностей и высокая световая отдача способствуют всё более широкому распространению их в различных осветительных установках. МГЛ является одним из наиболее перспективных заменителей ламп ДРЛ, а за счёт более благоприятного для восприятия человеком спектра излучения — и натриевых РЛВД (НЛВД).
Интересные факты.
Лампочки для растений и аквариумов.
Для оранжерей и теплиц выпускают особые лампы с искаженной цветопередачей. Таким образом добиваются ускоренного роста растений при помощи специального спектра, не подходящего для работы людей. Индекс цветопередачи в таком случае составляет всего 50-60%. Подробнее про лампы для аквариума можете прочитать в статье «Освещение аквариума».
Чтобы получить оранжевый цвет в разрядную трубку добавляют ионы натрия. Зеленые оттенки света даст таллий, а синие – индий.
Характеристики света, указанные на упаковке МГЛ относятся к лампе, отработавшей 70-100 часов. Следовательно, новая лампа может светить по-другому.
На цветовую температуру влияет напряжение сети: при заниженном спектр будет холоднее, с примесью голубого. При завышенном напряжении будут примешиваться красные оттенки.
Как правильно подключить
Металлогалогеные лампы ценят многие люди, и они достаточно распространены: их любят за долгий срок эксплуатации и равномерное освещение. МГЛ изделия применяются там, где необходимо мощное, похожее на дневное, освещение, например в магазинах, у косметологов, концертных залах. Устройства, внутри которых, помимо добавления ртути и аргона, добавлены металлы-галогениды, используют для освещения аквариумов, а также они дают сильный светло-голубой оттенок ксеноновых транспортных фар.
Как и многие газоразрядные лампочки, металлогалогеные устройства не вставляются в сеть последовательно. Для работы понадобится профессиональный пускорегулирующий аппарат (ПРА), он также носит название дроссель.
Чтобы лампочки долго светили и работали бесперебойно нужно точно выбрать дроссель с соответствующими к изделию показателями силы тока и напряжения: любые погрешности от этих показателей приведут к ослаблению светового луча.
Существуют электромагнитные балласты и пускорегулирующие аппараты электронного вида. Последние будут лучше всего, потому что они помогают повысить срок службы МГЛ устройств на 40 %, уменьшить энерго затраты и дать ровный яркий свет, уравновесив напряжение в сети. Но, к сожалению, электромагнитные пускорегулирующие аппараты достаточно шумные и большие.
Помимо дросселя, для установки металлогалогенных устройств необходимы:
- стартер для зажигания;
- конденсатор, компенсирующий фазы.
ИЗУ начинает работать во время запуска, делая ряд импульсов напряжением 5 киловольт. Высоковольтный разряд дает розжиг дуги и свечение лампочки. В последствии дроссель будет стабилизировать скачущее напряжение внутри сети. Конденсатор дает компенсирование фазы в сети, благодаря чему лампа будет энергосберегательной. На рисунке 11 можно увидеть правильную схему подключения МГЛ.
Также желательно придерживаться главных правил при покупке МГЛ:
- четко читать указания на коробке, которые могут сообщать об ограничении применения лампочек в определенных условиях;
- указанное рабочее положение лампочки должно соответствовать положению плафона, для которого она приобретается. Худший ресурс у вертикально расположенных изделий;
- размер цоколя должен быть под размер патрона;
- корпус ПРА обязан быть произведен из металла с большим числом вентиляционных дыр. Потому что в зависимости от типа, ПРА расходует 15-20% от мощности МГЛ;
- ПРА подходит под одно напряжение, поэтому при замене лампы, его тоже нужно менять;
- иногда очень важен моментальный розжиг металлогалогеновой лампы, поэтому нужно читать об этом правиле и времени розжига на упаковке.
Если МГЛ устройство покупается на замену перегоревшему, то необходимо показать продавцу образец лампы.
Цена на эти изделия высокая, поэтому все добросовестные производители выдают гарантию, чеки непременно нужно сохранять, чтобы при проблеме сразу обратиться в магазин.
После использовании МГЛ нужно утилизировать в специальный контейнер, для опасных отходов. Ни в коем случае не оставлять дома и не разбивать ее. Новые лампы хранить в картонной коробке, вдали от детей и животных.
Обратите внимание! Ни в коем случае не использовать в местах с высоким напряжением или постоянным отключением света, чтобы избежать взрывоопасной ситуации. Отечественный производитель. В заключении нужно отметить, что хоть и металлогеные лампочки обладают множеством плюсов, в настоящее время их использует все меньше людей, как и лампы накаливания
Это обусловлено не только высокой ценой, но и опасностью применения, особенно есть в доме есть маленькие дети. При подключении таких лампочек, желательно чтобы человек имел базовые знания в области электрики. Так как схема не простая. Если это вызывает трудности, то лучше обратиться за помощью к специалистам
В заключении нужно отметить, что хоть и металлогеные лампочки обладают множеством плюсов, в настоящее время их использует все меньше людей, как и лампы накаливания. Это обусловлено не только высокой ценой, но и опасностью применения, особенно есть в доме есть маленькие дети. При подключении таких лампочек, желательно чтобы человек имел базовые знания в области электрики. Так как схема не простая. Если это вызывает трудности, то лучше обратиться за помощью к специалистам.
Принцип действия
В лампе накаливания электрический ток, проходя через тело накала (обычно — вольфрамовую спираль), нагревает его до высокой температуры. Нагреваясь, тело накала начинает светиться. Из-за высокой температуры атомы вольфрама испаряются с поверхности тела накала (вольфрамовой спирали) и осаждаются (конденсируются) на менее горячих поверхностях колбы, ограничивая срок службы лампы.
В галогенной лампе окружающее тело накала йод или бром (совместно с остаточным кислородом) вступает в химическое соединение с испарившимися атомами вольфрама, препятствуя осаждению последних на колбе. Этот процесс является обратимым — при высоких температурах вблизи тела накала соединения вольфрама распадаются на составляющие вещества. Атомы вольфрама высвобождаются таким образом либо на самой спирали, либо вблизи неё. В результате атомы вольфрама возвращаются на тело накала, что позволяет повысить рабочую температуру спирали (для получения более яркого света), продлить срок службы лампы, а также уменьшить габариты по сравнению с обычными лампами накаливания той же мощности.
Галогенные лампы одинаково хорошо работают на переменном и постоянном токе. При применении плавного включения срок службы может быть повышен до 8000-12 000 часов.
