Галогенні лампи

Галогенні лампи - це різновид ламп розжарювання, тому їх конструкція і принцип дії досить схожий.

Електричний струм розігріває вольфрамову нитка розжарення, і вона стає джерелом світла. Однак, в колби галогенних ламп закачується інертний газ з домішками молекули галогенів (йод, бром або ін.), які запускають т.з. галогенний цикл після розігріву нитки розжарення до робочої температури.

Галогенний цикл - це особливий фізико-хімічний процес, який протікає в колбі лампи
розжарювання з газоподібним галогеновмісним наповненням. Галогенний цикл в такий лампі обумовлений властивостями вольфраму і галогенів. Ці хімічні елементи утворюють стійкі сполуки при температурах вище 300 ˚С, які існують у вигляді газу і здатні розкладатися на окремі елементи при температурах понад 1000 ˚С. Наприклад, пари йоду вступають в реакцію з вольфрамом при 300 ˚С, утворюючи газоподібні йодиди вольфраму, які при більш високих температурах (вище 1200 ˚С) знову розпадаються на
вольфрам і йод.

У реальній галогенній лампі з аргонним наповненням і в присутності йоду галогенний цикл виглядає наступним чином. З тіла нагрітої до температури близької до 3000 К нитки розжарення випаровується вольфрам і конденсується потім на відносно холодній стінці
колби, температура якої близько 600 ˚С. Тут він вступає в реакцію з йодом і у вигляді йодиду
вольфраму випаровується в об’єм колби. Завдяки дифузії молекули йодиду досягають
прилеглих до нитки розжарення областей з температурою вище 1200 ˚С і розпадаються тут на йод і вільний вольфрам. Вольфрам повертається в тіло нитки розжарення. А йод - в об’єм
колби, щоб там знову зустрітися з атомами вольфраму. Причому така зустріч не обов'язково
відбувається на стінках колби. Вона можлива і раніше, тобто на шляху атомів вольфраму до місця конденсації. Так чи інакше, але завдяки описаному процесу вольфрам, практично, не осідає на внутрішній поверхні колби лампи і та не втрачає свою прозорість.

Завдяки тому, що вольфрам не конденсується на колбі галогенної лампи, саму колбу вдалося суттєво зменшити без побоювання за прозорість її скла, і, тим самим, підвищити міцність цієї колби (маленькі колби міцніші колб великих розмірів). А оскільки колба міцніша, то і тиск газу в ній можна збільшити.

В атмосфері інертного газу з більш високим тиском температура нитки розжарення може бути вищою, без зниження терміну служби, що означає фактичне збільшення світлового потоку і колірної температури (до 3000-3200 К), або продовження терміну служби без збільшення світлового потоку.

Але можна так розрахувати конструкцію галогенної лампи, що вона, завдяки галогенні циклу матиме і термін служби тривалїший, і світловий потік вищий, ніж у класичної лампи розжарювання.

У зв'язку з тим, що колби галогенних ламп нагріваються до температури 600 ˚С, для їх
виготовлення використовують не звичайне, а кварцеве скло, у якого робоча температура
сягає 800 ˚С.

Галогенні лампи бувають лінійні, капсульні і рефлекторні (в тому числі низьковольтні).

Лінійні галогенні лампи мають два цоколя R7s і кварцеву колбу у вигляді трубки, в яку поміщена відносно довга (до 200 мм) вольфрамова нитка розжарення
у вигляді одинарної спіралі. У колбу закачується галогеновмїсний інертний газ під тиском
близько 1,6 атм.

Капсульні галогенні лампи мають мініатюрну овальну колбу-капсулу з кварцевого
скла. Спіральна нитка розжарення фіксується двома вольфрамовими тримачами,
з'єднаними з цоколем. Наповнення колби - інертний газ з домішками галогенів.

Рефлекторні галогенні лампи відрізняються від капсульних наявністю зовнішньої скляної
колби у вигляді усіченого конуса. В вершині конуса розташовується капсульна галогенна лампа, яка ї служить джерелом світла. Зовнішня колба зсередини має рефлектор - тонкий
шар алюмінію, або спеціальну діхроїдну плівку, яка відбиває видиме світло, але
пропускає в тил лампи 60% інфрачервоного випромінювання.

Світловіддача галогенних ламп сягає 20 лм/Вт, індекс передачі кольору Ra = 100, спектр випромінюванні - суцільний.

Через дуже високої температури поверхні колб капсульних і лінійних галогенних ламп їх
слід використовувати в світильниках з захисним склом.

Низьковольтні капсульні і рефлекторні галогенні лампи підключаються в електромережу
220В /50 Гц через спеціальні електромагнітні, або електронні трансформатори.