Галогенные лампы

Галогенные лампы – это разновидность ламп накаливания, поэтому их конструкция и принцип действия схож с принципом действия этих ламп.

Электрический ток разогревает вольфрамовую нить накаливания, и она становиться источником света. Однако, в колбы галогенных ламп закачивается инертный газ, содержащий молекулы галогенов (йод, бром или др.), что ведет к возникновению галогенного цикла после разогрева нити накаливания галогенной лампы до рабочей температуры.

Галогенный цикл – это особый физико-химический процесс, который протекает в колбе лампы

накаливания с газообразным галогеносодержащим наполнением. Галогенный цикл в такой лампе

обусловлен свойствами вольфрама и галогенов. Эти химические элементы образуют устойчивые

химические соединения при температурах выше 300 ˚С, которые существуют в виде пара и

способны разлагаться на составляющие элементы при температурах более 1000 ˚С. Например,

пары йода вступают в реакцию с вольфрамом при 300 ˚С, образуя парообразные йодиды

вольфрама.

Пары же этих йодидов при более высоких температурах (выше 1200 ˚С) вновь распадаются на

составляющие их вольфрам и йод.

В реальной галогенной лампе с аргонным наполнением и в присутствии йода галогенный цикл

выглядит следующим образом. Из тела нагретой до температуры близкой к 3000 К нити

накаливания испаряется вольфрам и конденсируется затем на относительно холодной стенке

колбы, температура которой около 600 ˚С. Здесь он вступает в реакцию с йодом и в виде йодида

вольфрама испаряется в объем колбы. Благодаря диффузии молекулы йодида достигают

прилегающих к нити накаливания областей с температурой выше 1200 ˚С и распадаются здесь на

йод и свободный вольфрам. Вольфрам возвращается в тело нити накаливания. А йод – в объем

колбы, чтобы там вновь встретиться с атомами вольфрама. Причем такая встреча не обязательно

происходит на стенках колбы. Она возможна и раньше, то есть на пути атомов вольфрама к месту

конденсации. Так или иначе, но благодаря описанному процессу вольфрам, практически, не

оседает на внутренней поверхности колбы лампы и та не теряет свою прозрачность. Благодаря

тому, что вольфрам не конденсируется на колбе, саму колбу удалось существенно уменьшить без

опасения за прозрачность ее стекла, и, тем самым, повысить прочность этой колбы (маленькие

колбы прочнее колб больших размеров). А поскольку колба прочнее, то и давление газа в ней

можно сделать выше. В атмосфере инертного газа с более высоким давлением температура нити

накаливания может быть выше, без снижения срока службы, что означает фактическое

увеличение светового потока и цветовой температуры (до 3000-3200 К), или продление срока

службы без увеличения светового потока. Но можно так рассчитать конструкцию галогенной

лампы, что она, благодаря галогенному циклу будет иметь и срок службы более

продолжительный, и световой поток выше, чем у классической лампы накаливания.

В связи с тем, что колбы галогенных ламп нагреваются до температуры 600 ˚С , для их

изготовления используют не обычное, а кварцевое стекло, у которого рабочая температура

достигает 800 ˚С.

Галогенные лампы бывают линейные, капсульные и рефлекторные (в том числе низковольтные).

Линейные галогенные лампы имеют два цоколя R7s и кварцевую колбу в виде цилиндрической

трубки, в которую помещена относительно длинная ( до 200 мм) вольфрамовая нить накаливания

в виде одинарной спирали. В колбу закачан галогеносодержащий инертный газ под давлением

около 1,6 атм.

Капсульные галогенные лампы имеют миниатюрную овальную колбу-капсулу из кварцевого

стекла. Спиральная нить накаливания фиксируются двумя вольфрамовыми держателями,

соединенными с цоколем, установленным на одном из торцов колбы. Наполнение колбы –

галогеносодержащий инертный газ.

Рефлекторные галогенные лампы отличаются от капсульных наличием наружной стеклянной

колбы в виде усеченного конуса. В вершине конуса располагается капсульная галогенная лампа,

которая служит источником света для всей лампы. Наружная колба изнутри имеет отражающий

слой из алюминия или специальной дихроидной пленки, которая отражает видимый свет и

пропускает в тыл лампы 60% падающего на нее ИК излучения.

Светоотдача галогенных ламп достигает 20 лм/Вт, а индекс цветопередачи света этих ламп Ra =

100, спектр излучении – сплошной.

Из-за очень высокой температуры поверхности колб капсульных и линейных галогенных ламп их

следует использовать в светильниках с защитным стеклом.

Низковольтные капсульные и рефлекторные галогенные лампы подключаются в электросеть

220В/50 Гц посредством специальных электромагнитных и электронных понижающих

трансформаторов.