Лампы различаются природой света и условиями эксплуатации. Тем не менее у них есть одна общая часть — цоколь с резьбой, с помощью которого они соединяются с проводами освещения в патроне. Размеры цоколя и патрона строго стандартизированы. Информация о цоколе всегда приводится на светильниках и лампах.
В бытовых условиях применяют лампы с тремя видами цоколей: маленьким, средним и большим, или, говоря техническим языком, Е14, Е27 и Е40. Цифры в названии обозначают диаметр цоколя в миллиметрах. Самый распространенный размер цоколя — Е27. Цоколь Е14 часто называют «миньон» (в переводе с французского— «маленький»). Цоколь Е40 используется для лам уличного освещения мощностью 300, 500 и 1000 Вт.
Помимо цоколей, которые вкручиваются в патрон с помощью резьбы, существуют цоколи штырькового типа. Их называют G-цоколями. Основные их виды G5, G9, 2G10, 2G11, G23 и R7s-7. G-цоколи используются в компактных люминесцентных и галогеновых лампах для экономии места. С помощью двух или четырех штырьков лампа крепится в гнезде светильника.
Одна из важнейших характеристик лампы — мощность. Она всегда указывается производителем на баллоне или цоколе, и от нее зависит световой поток, который исходит от лампы и исчисляется в люменах. Не стоит путать светоотдачу лампы с уровнем света, который она излучает: энергосберегающая лампа при мощности 5 Вт будет светить не хуже лампы накаливания в 60 Вт. Как правило, данные о светоотдаче нигде не фиксируются, так что при выборе лампы необходимо ориентироваться на советы продавцов или воспользоваться данными таблицы.
Светоотдача обозначает, что на 1 Вт мощности лампа дает определенное количество люмен света. Исходя из данных таблицы, энергосберегающая компактная люминесцентная лампа окажется в четыре — девять раз экономичнее, чем лампа накаливания. Стандартная лампа в 60 Вт дает примерно 600 лм, тогда как компактная имеет такое же значение при мощности 10 — 11 Вт.
Лампа накаливания (ЛОН) — самый первый источник электрического света, который появился в домашнем обиходе еще в середине XIX в. С того времени она претерпела немало изменений, но принцип ее работы остался прежним.
Любая ЛОН состоит из вакуумного стеклянного баллона, цоколя, на котором расположены контакты и предохранитель, а также нити накаливания, излучающей свет. Спираль накаливания сделана из вольфрамовых сплавов, легко выдерживающих рабочую температуру горения + 3200 °С. При пропускании тока через проводник малого сечения и низкой проводимости часть энергии уходит на разогрев спирали-проводника, отчего тот начинает светиться в видимом свете. Чтобы нить не перегорела мгновенно, в баллон современных ламп накачивают инертный газ, например аргон.
Несмотря на столь простое устройство, существует множество видов ЛОН, которые различаются по размеру и материалу изготовления баллона.
Например, декоративные лампы (свечи), в которых баллон имеет вытянутую форму, стилизованную под обычную свечу. Как правило, они используются в небольших светильниках и бра. Стекла баллонов окрашенных лама имеют различный цвет и используются в декоративных целях. В зеркальных лампах часть стеклянного баллона покрыта отражающим составом для направления света компактным пучком.
Такие лампы чаще всего используют в потолочных светильниках, чтобы направлять свет вниз и не освещать потолок. Лампы местного освещения работают под напряжением 12, 24 и 36 В. Применяются в ручных фонарях, при аварийном освещении и т. д. Они потребляют мало энергии и поэтому дают низкое освещение.
ЛОН по-прежнему популярны, несмотря на некоторые недостатки. Главным из них является очень низкий КПД — не более 2 — 3 % от потребляемой энергии. Все остальное уходит на выработку тепла. Второй недостаток заключается в том, что ЛОН небезопасны с противопожарной точки зрения. Например, обычная газета, если ее положить на лампочку в 100 Вт, вспыхивает примерно через 20 мин. ЛОН нельзя эксплуатировать в маленьких абажурах из пластика или дерева. Кроме того, такие лампы недолговечны. Срок их службы составляет примерно 500 — 1000 ч. К достоинствам можно отнести дешевизну и простоту монтажа; ЛОН не требуют дополнительных устройств для работы.
Галогенные лампы имеют тот же принцип работы, что и лампы накаливания. Единственная разница между ними — газовый состав в баллоне. В таких лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате повышается температура нити накаливания и уменьшается испарение вольфрама. Именно поэтому срок службы у галогенных ламп в два-три раза больше, чем у ламп накаливания, а сами лампы более компактны.
Поскольку температура нагревания стекла повышается весьма значительно, галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе: не стоит прикасаться незащищенной рукой к баллону, иначе лампа перегорит очень быстро.
Линейные галогенные лампы применяются в переносных или стационарных прожекторах, в которых часто установлены датчики движения. Галогенные лампы с зеркальным покрытием очень часто используют во встроенных светильниках, монтируемых в гиисокартонные конструкции.
К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Чтобы этого избежать, следует приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока.
Люминесцентные лампы по принципу работы существенно отличаются от ЛОН. Под воздействием электрического тока в стеклянной колбе такой лампы вместо вольфрамовой нити горят пары ртути. Свет газового разряда практически неразличим, поскольку излучается в ультрафиолете. Последний заставляет светиться люминофор, которым покрыты стенки трубки. Этот свет мы и видим. Внешне и по способу соединения люминесцентные лампы также значительно отличаются от ЛОН. Вместо резьбового патрона на обеих сторонах трубки есть два штырька, которые необходимо вставить в специальный патрон и повернуть в нем.
Люминесцентные лампы имеют низкую рабочую температуру. К их поверхности можно без опаски прикасаться. Большая поверхность свечения создает ровный рассеянный свет. Именно поэтому такие лампы иногда называют лампами дневного света. Кроме того, варьируя состав люминофора, можно изменять цвет светового излучения, делая его более приемлемым для человеческих глаз. По сроку службы люминесцентные лампы превосходят лампы накаливания почти в 10 раз.
Однако такие лампы невозможно подключать к электросети напрямую, что связано с физической природой их свечения. Нельзя просто накинуть два провода на торцы лампы и воткнуть вилку в розетку. Для ее включения используются специальные электронные балласты, а также стартеры, которые как бы поджигают лампу в момент включения. Большинство светильников под люминесцентные лампы оборудованы встроенными механизмами свечения наподобие электронных иускорегулирующих аппаратов (ПРА) или дросселями.
Люминесцентные лампы имеют следующую маркировку:
• ЛБ — белый свет;
• ЛД — дневной свет;
• ЛЕ — естественный свет;
• ЛХБ — холодный свет;
• ЛТБ — теплый свет.
За буквенной маркировкой, как правило, следуют цифры: первая обозначает степень цветопередачи, вторая и третья — температуру свечения. Чем выше степень цветопередачи, тем более естественно освещение для человеческого глаза. От температуры свечения зависит излучаемый лампой свет: 2700 К — сверхтеплый белый, 3000 К — теплый белый, 4000 К — естественный белый или белый, более 5000 К — холодный белый (дневной). Таким образом, лампа с маркировкой ЛБ840 будет давать белый свет с очень хорошей цветопередачей и температурой 4000 К.
За буквенной маркировкой, как правило, следуют цифры: первая обозначает степень цветопередачи, вторая и третья — температуру свечения. Чем выше степень цветопередачи, тем более естественно освещение для человеческого глаза. От температуры свечения зависит излучаемый лампой свет: 2700 К — сверхтеплый белый, 3000 К — теплый белый, 4000 К — естественный белый или белый, более 5000 К — холодный белый (дневной). Таким образом, лампа с маркировкой ЛБ840 будет давать белый свет с очень хорошей цветопередачей и температурой 4000 К.
Появление на рынке компактных люминесцентных энергосберегающих ламп произвело настоящую революцию в светотехнике. Разнообразие их видов очень велико. Они различаются не только по мощности, но и по форме разрядных трубок. Кроме того, удалось устранить главные неудобства люминесцентных ламп — их громоздкие размеры и невозможность использовать обычные нарезные патроны. Теперь ПРА вмонтированы в ламповый цоколь, а длинная трубка свернута в компактную спираль. Достоинства люминесцентной энергоберегающей лампы очевидны: нет нужды устанавливать электронный балласт для запуска, пользуясь специальными светильниками. Однако, как и у остальных люминесцентных ламп, у нее имеются недостатки:
• плохая работа при низких температурах (при — 10 °С и ниже они начинают тускло светить);
• долгое время запуска (от нескольких секунд до нескольких минут);
• наличие низкочастотного гула от электронного балласта;
• несовместимость со светорегуляторами;
• дороговизна;
• непереносимость частого включения и выключения;
• наличие вредных ртутных соединений в составе (такие лампы требуют специальной утилизации);
• мерцание при использовании выключателей с индикаторами подсветки.
• как бы ни старались производители, свет люминесцентных ламп пока не очень похож на естественный и режет глаза.
Кроме энергосберегающих ламп с ПРА существует также множество разновидностей без встроенного электронного балласта. Они отличаются видом цоколя.
Дуговая ртутная лампа высокого давления (ДРЛ) вырабатывает свет путем дугового разряда в парах ртути. Такие лампы запускаются с помощью ПРА. Они обладают высокой светоотдачей: на 1 Вт приходится 50 — 60 лм. Недостатком является спектр свечения: свет этих ламп холоден и резок. Лампы ДРЛ чаще всего используются для уличного освещения в светильниках типа «кобра».
Светодиодные лампы были впервые разработаны в 1962 г. и с тех пор стали постепенно внедряться на рынок осветительной продукции. По принципу действия светодиод— это самый обычный полупроводник, у которого часть энергии при прохождении через него электрического тока выделяется в виде различимого человеческим глазом излучения или света. Цвет излучения зависит от материала полупроводника. Такие лампы десятикратно превосходят ЛОН по всем показателям: долговечности, светоотдаче, экономичности, прочности и т. д. Единственный недостаток — это цена, которая приблизительно в 10 раз превышает цену обычной лампы накаливания. Однако работа над этими необычными источниками света продолжается, и можно ожидать, что вскоре будет изобретен более дешевый образец.