Современная научная разработка: катодолюминесцентные лампы российских ученых
За основу конструкции внешнего вида взята все та же лампочка Ильича, но со значительным изменением внутренних компонентов.
Она вышла своевременно и стала актуальной потому, что решением международной Минаматской конвенции между государствами (более 140 участников) создан договор, ограничивающий антропогенные выбросы в окружающую среду ртутных паров и их соединений, приводящих к отравлению живых организмов.
С начала 2020 года попадают под запрещение КЛЛ и люминесцентные лампы, отдельные виды ртутьсодержащей продукции, включая электрические батареи, реле и переключатели.
А от этого запрета под вопросом становится применение ультрафиолетовых источников света, так необходимых для медицинских учреждений, а также сельскохозяйственных предприятий, занимающихся выращиванием растений в теплицах.
Российскими учеными, работающими на кафедре вакуумной электроники Московского физико-технического института при совместной работе с коллегами из ФИАН, удалось создать, испытать и запустить в производство катодолюминесцентную лампу, не содержащую опасных компонентов ртути.
У нее довольно оригинальный принцип работы, повторяющий конструкцию старого кинескопного телевизора.
Анод выполнен тонким алюминиевым зеркалом, которое при работе подвергается бомбардировке потока электронов, вылетающих из катода с модулятором.
Вакуумная среда внутри герметичного стеклянного корпуса колбы обеспечивает надежную работу, как и у всех обычных радиоэлектронных ламп.
Над анодом расположен слой люминофора. Им можно придать практически любую цветовую гамму создаваемому освещению. Это особенно ценно для ультрафиолетового спектра, которому раньше требовались пары ртути.
Особая сложность при создании этой конструкции возникла с модулем катодного излучения. Дело в том, что подобные лампочки пытались изготавливать во многих странах, включая США. Там даже было налажено опытное производство и пробная продажа.
Но она не получила развития: их катодолюминесцентные источники света долго разогревались и зажигали освещение с задержкой по времени, да и размеры получались громоздкими.
Российские ученые удачно решили эти вопросы за счет использования технологии туннельного эффекта и применения углеволокна в качестве материала излучающего катода.
Еще несколько научных разработок ученых из Физтеха легло в основу автокадной конструкции катодолюминесцентной лампы. Она обладает уникальными электрическими характеристиками и способна конкурировать с большой массой существующих светодиодных ламп.
При ее эксплуатации отсутствует необходимость заботиться об охлаждении и отводе тепла, как у обычных полупроводниковых приборов. Она не боится перегрева и не потеряет свою яркость.
Такая лампочка отлично будет работать в закрытых потолочных светильниках без специального охлаждения.
Видеоролик владельца «Мир 24» объясняет, почему российская лампочка будет конкурировать со светодиодами masterok.
Заканчивая изложение материала по теме «Какие бывают лампочки», обращаю внимание, что сейчас у вас благоприятный момент задать вопрос или прокомментировать статью для ее совместного обсуждения
Типы цоколей
Наряду с техническими параметрами, при выборе элемента освещения немалое значение имеют применяемые в их конструкции типы цоколей ламп, которых надо сказать существует достаточно приличное количество. Но прежде чем перейти к их описанию, нужно определиться с тем, что такое цоколь вообще. А цоколем принято называть элемент конструкции осветительной лампочки, основное назначение которого заключается в том, чтобы обеспечивать питание элемента освещения от электрической сети и надёжное удержание его в осветительном приборе. Вариантов исполнения этой части лампы существует множество но, по большому счёту цоколи можно условно разделить на две основные группы.
- Резьбовые цоколи. Здесь имеются в виду привычные всем элементы конструкции ламп, изготавливающихся из металла и имеющих ярко выраженную резьбу, благодаря которой происходит удержание лампочки в патроне и, соответственно, питание осветительного элемента. В свою очередь, резьбовые цоколи могут отличаться по диаметру. Нужно сказать, что наибольшее распространение в быту получили цоколи, маркируемые Е-27 и Е-14. Е – это условное обозначение, которым принято называть резьбовой цоколь Эдисона, а цифры отражают диаметр цоколя в миллиметрах. Установка таких ламп производится при помощи простого их вкручивания в патрон.
- Штырьковые цоколи. Так принято называть части конструкции, которые имеют вид небольших штырьков. Благодаря этим элементам и происходит питание лампы, а также её удержание в осветительном приборе. Маркировка, как и в предыдущем случае, характеризует цоколь, в зависимости от индивидуальных параметров, только в этом случае, речь идёт о расстоянии между этими самыми штырьками. В качестве примера можно привести цоколи G4, G9 или G13. Где латинская буква G означает штырьковый тип цоколя, а цифры – расстояние между штырьками цоколя.
Нормы освещения
Яркость освещения – индивидуальное понятие. Однако принято считать, что на каждые 10м2 при высоте потолков 2,7м, необходима минимум освещенность в эквиваленте 100Вт.
Измеряется освещенность в люксах. Что это за единица? Простыми словами – когда 1 люмен освещает 1м2 площади помещения, то это и есть 1 люкс.
Для разных помещения нормы отличаются.
Зависит освещенность от многих параметров:
- от расстояния до источника света
- цвета окружающих стен
- отражения светового потока от посторонних предметов
Освещенность очень легко замеряется при помощи привычных смартфонов. Достаточно скачать и установить специальную программу. Например – Люксметр (ссылка)
Правда такие программы и камеры телефонов обычно врут по сравнению с профессиональными приборами люксметрами. Но для бытовых нужд, этого более чем достаточно.
Характеристики популярных типов цоколей для ламп освещения
Цоколь Е14
Всеми любимый популярный «миньон». Подходит под множество типов лампочек, используется как для декоративного, так и для обычного освещения. Наиболее часто потребляется под лампы накаливания, так как энергосберегающий вариант стоит дороже. Также не стоит забывать и о led-разновидности, что не имеют недостатков, присущих лампам, упомянутым выше. Из-за своей компактности «миньоны» пользуются широким применением, ведь их можно вставить практически в любой светильник или люстру.
Цоколь E27
По свойствам такой же, как и вышеназванный Е14, отличающийся от него только более древней историей происхождения и большей известностью. Касательно универсальности, то здесь обе конструкции практически одинаковы, ведь в случае чего есть несчитанное количество специальных адаптеров.
Цоколь G4
Рассчитан на напряжение от 12 до 24В, ориентировочный срок службы – до двух тысяч часов. Предназначены для совсем миниатюрных лампочек галогенового типа, которые исполняют исключительно декоративную роль в освещении.
Цоколь G5
В отличии от своего более мелкого подтипа, рассчитан и на светодиодные лампы. Их часто используют в навесном потолке для локального освещения отдельных элементов внутреннего декора помещения.
Цоколь G9
Отличаются своей работой без трансформаторов, используются в обычной сети 220В. Устанавливаются во многих светильниках и люстрах, лампы как правило галогенные (тогда цокольную часть делают стеклянным), но встречаются и светодиодные вариации (в таком случае стекло заменяют пластмассой). Занимают второе по популярности место после винта Эдисона.
Цоколь 2G10
Это комбинация двух аналогичных конструкций. Имеет четыре штырька и изготавливается специально под особо плоские лампы люминесцентного типа, которые используются для характерных настенных светильных приборов, либо их потолочных вариантов.
Цоколь 2G11
Еще более компактный вариант, предназначенный для люминесцентных ламп, которые вставляются в светильники особо малых габаритов, что совершают освещение небольшой территории, но тем не менее используются как для внутреннего, так и для наружного осветления прилагаемой площади.
Цоколь G12
Предназначены для металлогалогенных небольших лампочек, которые отличаются прекрасной цветопередачей и светоотдачей, поэтому широко используются в сфере ландшафтного дизайна, часто для подсветки фасадов, монументов или фонтанов. Относительно долговечны. Стабильно работают в наружных условиях и в целом неприхотливы. Довольно популярная подгруппа.
Цоколь G13
Применимы для установления стандартных ламп люминесцентного типа Т8, с колбой, диаметр которой до 26 мм. Их газоразрядный подвид отличается повышенной экономичностью сравнительно большой освещаемой площадью и явно большей долговечностью, чем аналогичные лампы накаливания. Используется как правило для внутреннего пространства.
Цоколь R50
Самая популярная сфера потребления этой группы – в спотах (разновидность точечных светильников) или в подвесных потолках. Зеркальные лампы набирают известности в домашнем освещении из-за своей низкой стоимости. Тип колбы зачастую каплевидный.
Что такое галогенная лампа, где используется, как выбрать галогенную лампу для дома
Что такое люминесцентная лампа и как она работает?
Сравнение основных параметров светодиодных ламп и ламп накаливания, таблица соответствия мощности и светового потока
Как заменить люминесцентную лампу на светодиодную?
Что такое цветовая температура светодиодных ламп?
Установка точечных светильников в подвесной потолок — схемы соединения, расчёт количества ламп
Особенности маркировки
Выбирая лампочки для освещения различных помещений, нужно разбираться и в их маркировке, которая содержит в себе массу полезной информации.
Маркировка лампочки
Первая буква отражает типы цоколей. Она может иметь следующий вид:
- E – винтовой или резьбовой. Его еще часто называют цоколем Эдисона. Наиболее часто встречается. Получил свое название в честь изобретателя первой лампочки Томаса Эдисона:
- B — байонет (штифтовой);
- G – штырьковой;
- R – цоколь, который оснащен утопленными контактами;
- K — кабельный;
- S — софитный;
- T — телефонный;
- P — фокусирующий;
- W — бесцокольные типы ламп.
К примеру, для выбора цоколя важно будет знать расшифровку второй буквы маркировки, которая отражает информацию касательно подвида светильника. Она может быть следующих видов:
- U – энергосберегающая модель:
- V – цоколь, имеющий конический конец;
- A – автомобильная модель.
Автомобильные модели
После буквенной части, в маркировки всегда идут цифры: E27, G13. Они отражают либо расстояние между установленными контактами, либо диаметр резьбы.
Кроме этого маркировка содержит маленькие буквы. Они несут в себе информацию касательно того, какое количество соединительных пластин или контактов имеет конкретная лампочка на своей цокольной части. Маленькие буквы могут быть следующих видов:
- d — 2 контакта;
- p — 5 контактов;
- q — 4 контакта;
- s – 1 контакт;
- t – 3 контакта.
Как видим, умея правильно читать маркировку, можно узнать достаточно много информации о лампочке и ее составных частях, что значительно упростить процедуру выбора нужного вида источника света.
Буквы в маркировке
Тип цоколя принято указывать тремя буквами латинского алфавита и цифрами. Их значения по порядку таковы:
- Большая буква — сообщает о форме.
- Цифра — номер цоколя. Характеризует его размеры и расстояние между питающими выводами.
- Маленькая буква — количество контактов.
Третий символ обычно опускается производителями. В быту по умолчанию используют лампы с двумя выводами. Поэтому на упаковке встречаются только первые два символа (Е 14).
С помощью маркировки можно узнать полезную информацию об осветительном приборе. Значения букв раскрываются в таблице.
| Первая большая буква в начале маркировки — форма | |
|---|---|
| E | Резьбовой цоколь Эдисона |
| G | Штырьковый |
| R | Крепеж с утопленными выводами |
| H | Автомобильные лампы |
| B | Цоколь штифтовой (иногда называют — байонет) |
| S | Софитный крепеж |
| P | Фокусирующий |
| T | Телефонный |
| K | Кабельный |
| W | Бесцокольные лампы |
| Маленькая буква в конце маркировки — количество выводов (указывается не всегда) | |
| s | 1 контакт |
| d | 2 |
| t | 3 |
| q | 4 |
| p | 5 |
Резьбовые цоколи Эдисона — тип E
Самая старая и распространенная модификация. Встречается практически в любой квартире. Яркие представители — E27, E14. Эти типы цоколей применяются в стандартных лампочках для дома. Чуть менее известен E40. Предназначен для ДРЛ и ДНаТ светильников на 400 Вт. Они применяются для освещения дорог. Выделяются маленькие представители этой модификации — E5 и Е12. Они имеют узкий диаметр и встречаются сравнительно реже.
Резьбовые цоколи тип E
Штырьковые — G
Применяются для точечных светильников. Конструкция подразумевает, что питание на лампу передается по двум штырям. Они бывают различной толщины — G7, G9. Для фиксации лампочку достаточно поступательным движением вставить в патрон.
Лампочки со штырьковым типом цоколя
Настольные — 2G11
Лампочки с такими цоколями относятся к люминесцентным. Внешне напоминают G23. Колба осветительного прибора имеет вытянутую форму в виде буквы «П». В таких цоколях установлен пусковой стартер и конденсатор.
Светодиодные лампы с цоколем 2G11
С утопленными выводами — R
Эти осветительные приборы называют линейными. Встречаются в прожекторах строительных объектов и стадионов. Обычно это газоразрядные или галогенные лампы.
Лампа металлогалогенная 150 Вт RX7s
Автомобильные — H
Производятся для индустрии автомобилестроения. Изначально буква «H» обозначала галогеновые лампы. Со временем форм-фактор прижился. Все изделия, выпускаемые с таким крепежом, начали помечать символом «H». Например — H1, H4, H7.
Автомобильная лампа H7
Штифтовые — B
Используются в двуспиральных автомобильных лампах. Их конструкция позволяет зафиксировать осветительный прибор в одном единственно верном положении
Это важно для направленной фокусировки света. Лампочка вставляется с нажатием и поворотом
Энергосберегающая лампочка B22
Софитные — тип S
Первоначально применялись в сценическом оборудовании. Отсюда их красивое название. Сейчас распространены в подсветке салонов авто, ванных комнат и некоторых приборов. Их особенность — малый диаметр до 19 мм.
Софитная с цоколем SV8.5
Фокусирующие — P
Оснащены встроенным отражателем. Схожи по назначению с типом B. Устанавливаются в одном правильном положении. Встречаются в фонарях и кинопроекторах.
С фокусирующим цоколем – тип P
Телефонные — T
Лампы накаливания с T цоколями применяются в качестве индикаторных. Имеют низкий ток потребления 30-120 мА. Конструкция патрона предусматривает установку светофильтра. Распространенные напряжения таких ламп — 12, 24, 48 и 60 В.
У телефонных ламп есть характерная неисправность. Отрываются тонкие проволочки, идущие к колбе
Если лампочка не светится, на это следует обратить внимание. Возможен быстрый ремонт
Индикаторная лампа цоколь T5.5 k
Кабельные — тип K
Редкий вид цоколей. Осветительные элементы встречаются в оранжереях и помещениях, где требуется имитация солнечного света. Обычно это лампы, подходящие для выращивания растений.
Лампа Metalarc HSI-td 2000 w/d с цоколем K12S
Умные цоколи
Современные устройства. Работают с любыми смартфонами. Свет можно удаленно включать и выключать с помощью приложения на телефоне. Управляются по сети Wi-Fi. Некоторые модели могут изменять свой цвет. Выглядит очень эффектно.
Бесцокольные лампы — W
Типичный цоколь отсутствует. Вместо него проволочные выводы. Эти лампы встречаются в праздничных гирляндах и приборных панелях автомобилей.
Автомобильная безцокольная лампочка W21W
Виды цоколей ламп на светодиодах
Одним из критериев, по которым различают светодиодные лампы, является вид цоколя. Все их можно разделить на две объемные категории — резьбовые и контактные. Внутри групп существует много видов, но среди них есть пять самых популярных.
Е27. Используют для всех стандартных светильников, а для таких, где световой поток превосходит 1200 Лм, применяют только этот тип. Как правило, лампы Е27 функционируют в условиях переменного тока и при напряжении 220 В.
Е14. Применим для всех вариантов типовых светильников, но с миниатюрными размерами. Лампы с Е14, которые еще называют «миньон», имеют интересные формы: свеча, грибок, шарик.
GU10. Имеет двухштыревой разъем, поворотное крепление. Их применяют для потолочных осветительных приборов в виде LED-ламп с типоразмером MR16.
Источник света, помещенный в патрон, удерживает специальный замок, из-за этого они востребованы в местах, где наблюдается вибрация или другие внешние воздействия.
GU5/3. Применяют в светильниках с лампами, работающими на светодиодах, рефлекторного типа MR16 для декоративной подсветки. Питаются как от сети 220 , так и 12V.
G13. Используют для трубкообразных ламп Т-8 и Т-10. Их устанавливают в потолочные панели, которые чаще всего встречаются в офисных помещениях для целевого освещения рабочих мест.
Перед тем как приобретать новую лампу для своего светильника, нужно определиться с видом цоколя, используемого в нем. Типов этих элементов много и далеко не все они взаимозаменяемы (+)
Первые два вида относятся к резьбовым. Чтобы соединить изделие с таким цоколем и патрон, ее вворачивают, как простую лампу накаливания.
Остальные три вида относятся к контактным или штырьковым. Эти цоколи оснащены выводами в виде штырей, находящихся на краю лампы.
Менее популярными резьбовыми цоколями являются Е10, применяемые в лампах, освещающих внутреннее пространство холодильников и Е42 — для уличных ламп.
Светодиодные светильники, широко используемые дизайнерами, оснащены переходными элементами G4, GU4, G9.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
Размеры цоколей не всегда имеют прямую пропорциональность с необходимой мощностью светового потока на выходе. Например, Е40 имеет диаметр витков 40 мм, а R7, всего 7 мм. А выдаваемая мощность первых достигает результата в 1000 Вт, вторые могут светить на все 1500 Вт.
Маркировка цоколей всех электролампочек представлена заглавными, строчными буквами и цифрами. Под числом подразумеваются геометрические характеристики. Латинский алфавит означает следующее:
| B | Штифтовый (байонет) | s | 1 контакт |
| E | Резьбовой (Эдисона) | d | 2 контакта |
| G | Штырьковый | t | 3 контакта |
| K | Кабельный | q | 4 контакта |
| P | Фокусирующий | p | 5 контактов |
| R | С утопленными контактами | ||
| S | Софитный | ||
| T | Телефонный | ||
| W | Бесцокольные лампы |
Особенности устройства
Говоря о различиях между лампами нельзя обойти вниманием и другие варианты их классификации. Так их можно разделить на несколько групп по принципу их функционирования и особенностям технического устройства
- Лампы накаливания. Это одна из наиболее распространённых групп осветительных элементов, применяемых в быту. Источником света такая лампа становится в результате нагревания до высоких температур нити, изготавливаемой, чаще всего из вольфрама. Нагревание происходит в результате воздействия электрического тока. В целях предотвращения реакции окисления в колбе лампы образуется вакуум. Можно добавить, что существует подвид таких ламп, а именно рефлекторные лампы накаливания. Их поверхность покрывается тонким слоем серебра, в результате чего свет получается сфокусированным в определённую точку.
- Галогенные лампы. В принципе тоже являются одной из разновидностей ламп накаливания, но имеет существенное отличие. Речь идёт о том, что колбы таких ламп наполняются йодистыми или бромистые соединения, которые позволяют при том же нагревании спирали получать значительно большее количество света. К тому же при использовании газов увеличивается срок службы источника освещения.
- Энергосберегающие лампы. Это ещё одна разновидность осветительных элементов, применяемая в быту. Так принято называть значительно уменьшенные в размере люминесцентные лампы. Среди преимуществ этого типа ламп можно упомянуть значительно меньшее энергопотребление и температура, но больший срок эксплуатации. На рынке существует огромное количество вариантов таких ламп, которые отличаются как по форме колбы, так и по типу применяемого цоколя.
Осветительных ламп существует множество, но разобраться в тонкостях их выбора вполне возможно. А правильно подобранное освещение – это фактор, влияющий на комфорт и даже способный воздействовать на здоровье. Поэтому без внимания относиться к нему не стоит.
Что лучше светодиодные лампы или энергосберегающие
Итак, какая лампа лучше светодиодная или энергосберегающая? На этот вопрос можно ответить, рассмотрев их краткое сравнение. По сроку службы светодиодные светильники значительно опережают энергосберегающие. На 80 – 100 тысяч часов горения led лампы (около 8 лет), энергосберегающие горят 4 – 12 тысяч часов (от 3 до 4 лет). Светодиодной лампе не страшны частые включения-выключения, она «разгорается» сразу после включения. «Старт – разогрева» энергосберегающей составляет 1 минуту, хотя это незначительный минус. Обе лампы практически не нагревается и полностью пожаробезопасны.
При пониженной электроэнергии или ее частых перепадах в сети энергосберегающая лампа может просто отказаться работать, чего не скажешь о светодиодной, хотя срок её службы сокращается до 25%. По потребляемой мощности led лампы более энергоэффективны. Также эконом светильники требуют специальной утилизации. Ну, и конечно же цена. В этом вопросе светодиодная уступает свои лидирующие позиции энергосберегающей лампе, хотя ее стоимость окупается с лихвой. Изучив данное сравнение, вы непременно сможете определить для себя какие лампочки лучше светодиодные или энергосберегающие, и сделаете правильный выбор освещения для своей красивой люстры. Если искать отличия в этих двух лампах, то это превратиться в некий абсурд. Все дело в том, что по своим принципам работы те и другие лампы совершенно разные. Их объединяет только то, что как и светодиодные, так и энергосберегающие дают свет. Не смотря на то, что мы хотели бы обойти стороной краеугольный камень об особенностях ламп, нам все же придется кое-что резюмировать, хотя бы ради того, чтобы сделать заключительный вывод о том, какой же из их видов предпочесть при покупке. Именно о таких интересных особенностях, относящихся к каждому виду ламп, мы поговорим далее.
G9
Лампочки с цоколем G9, относятся к объемным, капсульного типа. По своим свойствам наиболее сравнимы с лампами накаливания. Выглядят как небольшая колба, которая светит вокруг себя, что успешно применяется в точечных светильниках с объемными плафонами, создаёт интересные световые эффекты. Штырьковый цоколь, представляет собой две петли из проволоки, с расстоянием 9мм между их осями.
Стандартный размер: Диаметр колбы 13-18мм, высота от 35мм
Тип: Объемная
Применение: В точечных светильниках декоративного и акцентного освещения.
Маркировка G9: G – штырьковые контакты, расстояние между контактами 9 мм.
Резьбовой цоколь Е
Данный вид встречается в следующих вариациях: Е5, Е10, Е12, Е14, Е17, Е26, Е27, Е40. Представленные типы цоколей характеризуются размерами от минимальных до максимальных. Например, исполнение Е5 характеризуется высотой и диаметром, равными 5 мм.
Резьбовой держатель может быть установлен в галогенных, люминесцентных и аналогах с нитью накаливания. Кроме того, светодиодные источники света довольно часто встречаются именно с таким цоколем.
Наиболее распространенные: Е14, Е27, Е40. Причем последняя разновидность чаще устанавливается в люминесцентных ртутных источниках освещения, а также является частью ламп накаливания. Е14 обычно встраивается в грибовидные источники света и аналоги в форме свечи, «свечи на ветру». Е27 можно встретить в качестве держателя ламп совершенно любых типов.
Резьбовой цоколь Е
Данный вид встречается в следующих вариациях: Е5, Е10, Е12, Е14, Е17, Е26, Е27, Е40. Представленные типы цоколей характеризуются размерами от минимальных до максимальных. Например, исполнение Е5 характеризуется высотой и диаметром, равными 5 мм. Резьбовой держатель может быть установлен в галогенных, люминесцентных и аналогах с нитью накаливания. Кроме того, светодиодные источники света довольно часто встречаются именно с таким цоколем. Наиболее распространенные: Е14, Е27, Е40. Причем последняя разновидность чаще устанавливается в люминесцентных ртутных источниках освещения, а также является частью ламп накаливания. Е14 обычно встраивается в грибовидные источники света и аналоги в форме свечи, «свечи на ветру». Е27 можно встретить в качестве держателя ламп совершенно любых типов.
Обозначение
На каждом цоколе можно найти ряд цифр и букв, если знать их расшифровку можно легко понять для какого источника освещения он предназначен и его общие свойства.
- P — фокусирующий
- G — штырьковый
- T — телефонный
- E — резьбовой
- S — софитный
- H — для ксеноновых
- F — с одним штырьком
- R — с утопленным контактом
- K — с кабельными соединениями c — штырёк специальной формы
- F — с одним штырьком, где обозначение b это рифлёный штырёк, a это цилиндрический штырёк, а B это штифтовых
Типы цоколя ламп по количеству контактов бывают:
- Один — s
- Два — d
- Три — t
- Четыре — q
- Пять — p
Виды источников освещения
Все источники освещения обозначаются буквами. Например
- A — автомобильная
- V — Конический для бра
- U — Энергосберегающая
Например, возьмём прибор с обозначением E14U. Расшифровать мы его можем как лампа энергосберегающая значение U. Далее буква E будет означать, что цоколь стандартный резьбовой (Эдисона). Цифра четырнадцать обозначает количества Ватт.
Возможно, Вам пригодится статья с описанием электросчетчика Меркурий 201.
