Какой газ содержится в лампах

1. Лампы накаливания.
Классическая лампочка накаливания выглядит как сферический стеклянный шар из силикатного стекла (колба), внутри лампы находится вольфрамовая нить, при этом в полости лампы создан вакуум.
Принцип работы сводится к тому, что при прохождении электрического тока электроны разогревают вольфрамовую спираль и возникает электромагнитное тепловое излучение с эффектом свечения.
Средний КПД у таких ламп составляет около 6-8% в частности, КПД зависит от длины волны выпускаемого света, а она — от температуры нити накаливания, которая ограничена у обычных ламп.
Недостатком данных ламп является затуманивание колбы вследствие оседания вольфрама, вырвавшегося с поверхности нити накаливания лампы при высоких температурах.
Значительная длина нити накаливания лампы усложняет задачу фокусировки пучка света отражателем фары, что ограничивает видимость на дороге.
Некоторые разновидности ламп накаливания выпускались со сдвоенно спиралью.Маркировка таких ламп производится с использованием индекса R2.
Обычные классические лампочки хоть и пользовались до недавнего времени достаточно широкой популярностью, но, к сожалению, совершенно не практичны. Сейчас уже и в автомагазине практически невозможно встретить в продаже обычных лампочек накаливания, на смену которым пришли галогеновые лампы.

2. Галогенные лампы.
Галогенные лампы решили часть проблем, связанных с обычными лампочками.
Форма лампы позволяет использовать более короткую нить накаливания, колба лампы изготовлена из кварцевого стекла.
Колба наполнена инертным газом с парами галогена(йод, бром и другие). Применение такого наполнителя позволяет осуществить физико-химическую реакцию возвращения молекул вольфрама обратно на нить накаливания галогенной лампы.
Поэтому стекло галогенных ламп не мутнеет из-за оседания вольфрама и пропускает через поверхность колбы бо́льшее количество фотонов света.Галогенные лампы позволили поддерживать более высокую температуру нити накаливания, что изменило длину волны испускаемого спектра и повысило эффективность ламп.
Стекло галогенной лампы нельзя трогать руками.
При касании мы всегда оставляем отпечатки, а с ними жир и грязь, что в свою очередь вызывает неравномерное распределение температуры по кварцевой колбе галогенной лампы. При нарушении температурного режима колба может треснуть, и лампа выйдет из строя.
На сегодняшний день галогенные лампы имеют наиболее широкое применение в автомобилях.

3. Газоразрядные лампы.
Газоразрядные лампы появились самыми последними — в середине 90-х годов.
На вид они не отличаются от галогенных ламп, но принцип их работы совершенно другой.
Колба заполнена газом (чаще всего — это ксенон)
Поэтому лампы называются ксеноновыми. В ксеноне создаётся электрическая дуга между электродами.
Цветовая температура — это характеристика источника света, определяющая ощущаемый глазом цвет. Каждому цвету соответствует своя температура, измеряемая в градусах Кельвина (далее — К).
Глаз человека лучше всего видит при дневном свете.
Цветовая температура показывает, как должен быть нагрет газ внутри колбы, чтобы лампа светила тем или иным цветом.
Как правило, производители предлагают ассортимент из трёх основных видов цветовых температур:
• 4300 Кельвинов — “Бело-молочный”
• 5000 Кельвинов — “Белый”
• 6000 Кельвинов — “Голубой кристалл”.

Чем выше цветовая температура, тем больше лампа будет отдавать в голубой свет, а чем меньше — тем в жёлтый. Также чем выше температура ксенона, тем меньше яркость излучаемого света.
Штатный ксенон, который ставится непосредственно на заводе, имеет цветовую температуру 4300 К. При установке ксенона с цветовой температурой 5000 К потеря в яркости невелика. Поэтому многие устанавливают среднее по цвету — 5000 К.
При цвете свечения ксенона 6000 К показатель освещенности сильно падает, и в плохую погоду (дождь, снег, слякоть) освещения будет не хватать.
Минусами газоразрядных ксеноновых ламп является необходимость установки дополнительного оборудования, обеспечивающего подачу напряжения до 20000 Вольт, необходимого для создания электрической дуги.
И как ни странно, к минусам можно отнести слишком высокую интенсивность испускаемого света, которая отрицательно сказывается на безопасности дорожного движения.
Установка ксеноновых ламп должна производится в условиях автосервиса.
Колбу газоразрядных ламп также запрещено трогать руками.

Обладая рядом преимуществ перед галогеном, ксеноновые и светодиодные лампы завоевали большую популярность.
Главное преимущество ксеноновой (газоразрядной) лампы — её световой поток, который примерно в два-три раза мощнее, чем у галогенной.
Цветовая температура света ксеноновой лампы намного выше, чем у галогенной, в результате чего видимость намного лучше, чем при свете галогенных фар.

Другие приятные особенности ксенона — повышенный срок службы, до 2000-3000 часов против 400-1000 у галогеновой лампы. Это результат отсутствия в ксеноновой лампе хрупкой нити, чувствительной к тряске. Кроме того, в рабочем режиме ксенон потребляет гораздо меньший ток, что положительно сказывается на ресурсе генератора автомобиля.
Ксеноновая лампа нагревается на 40% меньше, чем галогеновая.
Дело в том, что КПД галогеновой лампы 30%, именно эти 30% и преобразуются в световую энергию, остальные 70% потребляемой энергии идут в тепло.
Ксеноновые лампы работают по совершенно другому принципу, и лишь небольшая часть энергии уходит в тепло. Так что ксенон холоднее галогена, поэтому опасность оплавления фары при работе ксеноновой лампы отсутствует.
Из недостатков ксеноновых фар можно выделить следующие:
• Дороговизна. Высокая стоимость лампы, кроме этого, в случае замены ксеноновых ламп нужно менять их в паре (со временем спектр излучения ксеноновой лампы изменяется).
• Для розжига ксеноновой лампы нужно подать на лампу напряжение около 25000 Вольт и поддерживать его на уровне 80 Вольт с частотой 300 Гц. Поэтому подключить лампу прямо к бортовой сети не получится, а значит, лампа нуждается в дополнительном блоке розжига.
• Задержка при включении (время на розжиг).

4. Светодиодный лампы.

Одним из последних новшеств в производстве автомобильных ламп являются светодиодные лампы. Светодиодные лампы постепенно завоёвывают авторитет, благодаря интенсивному яркому свету и малой потребляемой мощности.
Качество света фар, как известно, напрямую зависит от двух составляющих — самой оптики и применяемых ламп.
Преимущества светодиодных ламп:
• Низкое энергопотребление сильно уменьшает нагрузку на электросеть автомобиля.
• Большой срок службы, от 50000 часов.
• Высокая надёжность при ударах и вибрациях из-за отсутствия нити накала.
• Большой световой поток, от 1800 до 3600 Люмен.
• Цветовая температура схожа с цветом ксенона, то есть свет белый, а не жёлтый.

Примечание.

Видимое излучение оцениваемое по световому ощущению, которое оно производит на человеческий глаз, называется световым излучением, а мощность такого излучения — световым потоком. единица светового потока — Люмен (Лм).

Для примера световой поток различных источников света:

• Лампа накаливания 100 Вт — 1350 Лм
• Галогенная лампа накаливания 230 В 70 Вт — 1170 Лм
• Газоразрядная лампа 35 Вт (“автомобильный ксенон”) — 3000-3400 Лм
• Светодиод 40-80 Вт — 6000 Лм
• Светодиодная лампа (цокольная) 4500 К, 10 Вт — 860 Лм
• Солнце — 3,63х10^28 Лм

В последнее время светодиоды стали пользоваться большей популярностью в быту, несмотря на то, что по стоимости они минимум в 10 раз дороже привычных ламп накаливания. Основная причина этого — их экономичность. Срок службы светодиодного светильника может составлять до 10 лет, а его энергопотребление во много раз ниже “классики”.
В автомобилях все эти преимущества особенно актуальны, так как чем ниже потребление тока, тем заметней снижается нагрузка на аккумулятор (АКБ). Да и менять перегоревшие лампы придётся гораздо реже. Светодиодные приборы сегодня можно встретить во многих иномарках, даже бюджетных. К примеру, их часто используют в стоп-сигналах, индикаторах, поворотниках и в приборных панелях. Светодиодам необходим номинальный рабочий ток. В самых простых случаях эту проблему решает резистор, а в более сложных придётся устанавливать дополнительные электронные узлы — источники тока.
При этом в пользу замены светодиодов множество факторов. Во-первых, такие лампы служат значительно дольше традиционных. Они выдерживают температуры от -30 до +70, куда меньше греются, потребляют значительно меньше электричества. Правильно устанавливаемая светодиодная лампа отличается большей устойчивостью к вибрациям и ударам, что весьма существенно для автомобиля, передвигающегося по российским дорогам.
Эксперты утверждают, что грамотно сконструированный светодиод от хорошего производителя будет работать без замены примерно столько же, сколько и весь автомобиль.
Так же советуют начать с замены традиционных ламп накаливания на светодиоды в габаритах, огнях подсветки багажника, освещения бардачка. Необходимо посмотреть цоколи использующихся в автомобиле ламп, чтобы подобрать аналогичные, но уже светодиодные. Кстати, при этом можно выбрать и температуру свечения, которая бывает теплой белой (ближе к жёлтому свечению ламп накаливания), просто белой и холодной белой (отдаёт в синеву).

Тонкости при установке светодиодов.

Если у автомобиля есть бортовая система самодиагностики, то установка светодиодов может активировать функцию предупреждения о перегоревших лампочках, так как бортовой компьютер увидит снижение потребляемого тока. Для того чтобы убрать этот сигнал, нужно подключить диагностический компьютер и внести корректировки. А можно просто не обращать внимание на предупреждения.
Замена в автомобиле ламп накаливания на светодиодные лампы позволит снизить нагрузку осветительных приборов на аккумулятор (АКБ) в среднем на 85%. Кроме того, можно сэкономить и на покупках самих лампочек, которые не нужно будет больше менять раз в год или пол года. Светодиоды значительно прочнее ламп накаливания.

Википедия
Яндекс
Учебные материалы.