Текст книги "Домашний электрик"

Электрические лампы подключаются к электрической сети с помощью соответствующих типов электропатронов. Электропатрон состоит из корпуса, внутри которого находится фарфоровый вкладыш с контактами. Корпус патрона состоит из двух свинчивающихся частей: корпуса и крышки. Корпус имеет резьбу под цоколь лампы. Вставленный в корпус вкладыш содержит прикрученные к нему винтами контакты. С одной стороны к контактам прикручиваются подводящие провода, а с другой стороны с ними соприкасаются выводы вставленной в патрон лампы.

Патроны бывают нескольких основных типов: подвесные, потолочные и настенные. Подвесной патрон подвешивается на электрическом шнуре и при помощи втулки с резьбой может быть прикреплен к люстре или к специальной подставке. Потолочный и стенной патроны укрепляют двумя шурупами на деревянной розетке, которая предварительно закреплена на потолке или стене. Встречаются комбинированные патроны для переносных ламп, в корпусе которых установлен поворотный выключатель.

При подключении шнура к электропатрону концы проводов заделывают петелькой и обязательно изолируют изоляционной лентой, чтобы предотвратить возможность контакта.

Для подключения электрошнура к патрону вначале продевают шнур сквозь крышку корпуса, зачищают его концы и заделывают их петелькой. Концы-петельки прикручивают к контактам вкладыша и изолируют лентой места присоединения петелек. Затем осторожно тянут за шнур, чтобы вкладыш вошел плотно в крышку, после чего на нее накручивают корпус патрона.

При монтаже освещения на улице, в гараже, погребе часто требуются закрытые светильники. При необходимости закрытый светильник можно сделать из доступных деталей. Для этого понадобится патрон любого типа, стеклянная банка 850 г с завинчивающейся металлической крышкой. В крышке вырезается отверстие под резьбу верхней части патрона. В отверстие крышки вставляется крышка патрона со смонтированным вкладышем и накручивается корпус патрона. После этого крышка накручивается на банку и светильник готов.

В дневное и особенно в ночное время напряжение в сети иногда превышает 220 В и часто достигает 230–240 В. Превышение напряжения способствует быстрому выгоранию нитей накала электроламп. Расчеты показывают, что превышение напряжения всего лишь на 4 % по сравнению с номинальным (то есть с 220 до 228 В) сокращает срок службы электроламп на 40 %, а при повышении на 6 % этот срок снижается более чем в два раза.

Практика показывает, что если уменьшить напряжение накала всего на 8 %, то есть до 200–202 В, то удается продлить время работы лампы почти в 3,5 раза, а при напряжении 195 В время эксплуатации возрастает почти в 5 раз. Эксплуатация электрических ламп при пониженном напряжении целесообразна там, где не имеет особого значения снижение яркости свечения нити накаливания, например, в служебных помещениях и местах общего пользования. Так, яркость свечения ламп, освещающих лестничные площадки, обычно не играет большой роли: важнее обеспечить длительную их работу, так как здесь лампы очень часто перегорают из-за значительного скачка тока в момент включения группы ламп.

Существует несколько способов снижения напряжения на электролампе. Отметим наиболее простые, которые можно использовать в домашних условиях. Можно, например, включить последовательно две электролампы разной мощности. В этом случае берут две лампы, мощности которых отличаются в 1,5–2 раза, например, 40 и 75 Вт или 60 и 100 Вт. Лампа меньшей мощности будет светиться достаточно ярко, а лампа большей мощности выполняет роль своеобразного балласта, гасящего избыточное напряжение. Заметим, что если взять лампы одинаковой мощности, то обе они будут светиться слабо (см. рис. 3).

Рис. 3. Принципиальная схема соединения электроламп при питании их пониженным напряжением

При последовательном соединении ламп падение напряжения на них распределяется обратно пропорционально их мощности. Поэтому при включении двух ламп, например, мощностью 40 и 75 Вт в сеть 220 В, на 40-ваттной лампе напряжение будет около 145 В, а на 75-ваттной – немного больше 75 В.

Так как долговечность лампы в основном зависит от величины питающего напряжения, то понятно, что менять придется в основном лампу меньшей мощности. При этом, как показывает практика, она служит не менее года, в то время как при обычной эксплуатации в течение 12 часов ежесуточно ее приходится заменять новой лампой 5–8 раз. Из приведенного видно, что экономия ламп при питании их пониженным напряжением очевидна.

Для понижения напряжения на лампе можно использовать полупроводниковый диод, если его включить последовательно с лампой. При таком варианте понижения питающего напряжения наблюдается едва заметное мерцание. Это происходит за счет однополупериодного выпрямления переменного тока.

Диод можно установить непосредственно в корпусе выключателя, между клеммой и одним из подводящих проводов. Диод должен иметь определенный запас по допустимому току и быть рассчитан на напряжение не ниже 400 В. Из миниатюрных диодов этому требованию отвечают диоды серии КД105 и КД209. Диоды КД105 следует применять с лампами мощностью не более 40 Вт, а диоды КД209 с любым буквенным индексом включают с 75-ваттными лампами.

Если установка диода в выключателе затруднена, его можно установить в цоколе от перегоревшей электролампы, который закрепляют на цоколе эксплуатируемой лампы. В этом случае лучше использовать диоды типа Д231, Д232, Д245, Д246. У таких диодов отрезают вывод с резьбой и припаивают к центральной контактной площадке цоколя основной лампы. После этого в центре дополнительного цоколя просверливают отверстие под противоположный вывод диода. Чтобы этот вывод не касался стенок, следует проложить внутри цоколя слой бумаги или изоляционной ленты. Вначале соединяют пайкой вывод диода с дополнительным цоколем, а затем этот цоколь по контуру припаивают к основному.

Для понижения питающего напряжения ламп можно использовать и более мощные диоды других типов, которые устанавливают вне выключателя, так как они имеют большие габариты. Диод большой мощности особенно удобно использовать в доме, где на весь подъезд один общий выключатель. В этом случае диод крепят на металлическом уголке, установленном на стене рядом с выключателем. Рекомендуемые типы диодов: КД202М, Н, Р или С, КД203, Д232 – Д234, Д246 – Д248 с любым буквенным индексом.

При выборе типа диода следует помнить, что его максимально допустимый рабочий ток, указанный в паспорте полупроводникового прибора, должен на 20–25 % превышать суммарный ток, потребляемый одновременно всеми лампами, относящимися к данному выключателю. Если выбранный диод, например, допускает ток в 5 А, то суммарный ток всех лампочек не должен превышать 4 А, то есть общую мощность всех ламп делят на напряжение сети 220 В. В целях безопасности всю конструкцию крепления внешнего мощного диода нужно закрыть кожухом с вентиляционными отверстиями.

Заметим, что в качестве гасящего элемента цепи можно использовать и конденсаторы, которые включаются последовательно с лампой накаливания. Установка балластных конденсаторов особенно полезна для осветительных ламп в подъездах, где габариты конденсатора не играют роли. Для одиночной лампы мощностью 40–60 Вт вполне достаточно включить конденсатор емкостью 5-10 мкФ на напряжение 400 В. Опыт показывает, что лампа будет светить практически вечно! При подсоединении дополнительной лампы, диода или конденсатора надо обязательно обесточить электросеть.

Лампы накаливания со временем теряют яркость, и происходит это по простой причине: испаряющийся с нити накаливания вольфрам осаждается в виде темного налета на внутренних стенках стеклянной колбы. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов (йода или брома). Последние способны «собирать» осевшие на колбе испарившиеся частицы вольфрама и «возвращать» их снова на вольфрамовую нить. Кроме того, колба такой лампы выполняется из тугоплавкого кварцевого стекла, которое более устойчиво к высокой температуре и химическим воздействиям, и может быть заполнена газом под повышенным давлением. В итоге это позволяет повысить температуру спирали, в результате чего увеличивается в 1,5–2 раза световая отдача и срок службы галогенной лампы, а размеры ее уменьшаются в несколько раз по сравнению с лампами накаливания такой же мощности.

Лампы бывают двух форм: трубчатые – с длинной спиралью, расположенной по оси кварцевой трубки, и капсульные – с компактным телом накала.

Цоколи малогабаритных бытовых галогенных ламп могут быть резьбовыми (тип Е), которые подходят к обычным патронам, и штифтовые (тип G), которые требуют применение патронов другого типа.

Световая отдача галогенных ламп составляет 14–30 лм/Вт. Они относятся к источникам с теплой тональностью, но спектр их излучения ближе к спектру белого света, чем у ламп накаливания. Благодаря этому прекрасно передаются цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека.

Галогенные лампы применяются повсюду. Лампы, имеющие цилиндрическую или свечеобразную колбу и рассчитанные на сетевое напряжение 220 В, можно использовать вместо обычных (особенно там, где необходимы лампы небольшого размера). Зеркальные лампы, рассчитанные на низкое напряжение, практически незаменимы при акцентированном освещении мебели, картин, а также жилых помещений.

Фирма GENERAL ELECTRIC LIGHTING поставляет лампы накаливания общего и специального назначения, а также декоративные. Колбы могут быть выполнены из прозрачного и матового стекла, благодаря чему достигается более равномерная яркость источника света. Широко представлены цветные колбы абрикосового, розового, лазурного, светло-зеленого, лимонного и других оттенков, а также с покрытием, имитирующим различные узоры, например ледяной. Есть зеркальные лампы с колбами, имеющими серебристое или золотистое напыление. Их можно использовать для создания эффекта отраженного света, который, как известно, считается более комфортным. Зеркальная лампа типа PAR 38 подойдет для создания направленного потока света. Фирма выпускает криптоновые лампы с колбами в виде «грибка», сферы или витой и обычной свечи.

Компактность ламп Halolux 220 В обеспечивает возможность их установки в небольшие узкие светильники. Если в вашем доме есть коллекция скульптур, керамики или каких-нибудь других художественных объектов и вы хотели бы выделить их с помощью светового акцента, то можно использовать низковольтные галогенные лампы Decostar (с алюминиевым, титановым и обычным отражателями). Новинка мирового рынка – лампа Halopin. Она компактна (длина 50 мм, диаметр 14 мм), имеет штырьковый цоколь, рассчитана на 220 В и применяется в малогабаритных светильниках.

Существует широкий ассортимент декоративных ламп с колбами различных форм, цветов и оттенков (золотистые, серебряные), матированными, прозрачными, рифлеными, имеющими напыление в виде рисунков и зеркальное напыление внутри колбы.

Рынок светотехнической продукции сейчас переполнен некачественными подделками. Отличить фирменную продукцию от подделки зачастую непросто. Простейший способ определения качества – «визуальный»: по маркировке на упаковке и самой колбе, где указываются фирма и страна-производитель (например, должно быть Made in Germany, а не Germany). Продавец обязан иметь сертификат на каждый из товаров. Покупатель может потребовать такой сертификат и убедиться, что товар завезен легально и не является подделкой.

Используя галогенные лампы, полезно знать, что:

– Трубчатые лампы (особенно мощные) лучше располагать горизонтально с отклонением от горизонтали не более 10 °C.

– Температура колбы может достигать 500 °C, поэтому следует соблюдать нормы противопожарной безопасности при установке ламп (например, обеспечить достаточное расстояние между поверхностью перекрытия и подвесным потолком).

– До стеклянной поверхности лампы лучше не дотрагиваться голыми руками, так как на ней остаются жирные пятна, что может привести к оплавлению в этом месте стекла колбы. Лампу необходимо брать, используя кусок чистой ткани. Если колба чем-то испачкана, то нужно протереть ее медицинским спиртом.

– Галогенные лампы очень чувствительны к скачкам напряжения сети, поэтому их следует включать через стабилизатор напряжения, а некоторые типы – через понижающий трансформатор.

С каждым годом электроэнергия дорожает, одновременно растет и ее потребление. А значит, достаточно быстро увеличиваются и ежемесячные платежи за электричество. Если расходовать несколько сотен киловатт-часов в месяц, в результате может набежать круглая сумма. Как уменьшить расход электричества без ущерба для комфорта? Один из простых способов – использование энергосберегающих люминесцентных ламп. Их отличительной особенностью является высокая световая отдача, то есть величина светового потока (измеряется в люменах – лм), получаемого в расчете на 1 Вт мощности, потребляемой лампой. Если для ламп накаливания этот показатель составляет до 10–15 лм на 1 Вт, для галогенных – до 30, то для энергосберегающих – примерно 50–60 лм на 1 Вт. Таким образом, требуемую освещенность можно получить, заменив, например, 100-ваттные лампы накаливания всего лишь 20-ваттными люминесцентными лампами. Несложный расчет показывает: подобная 20-ваттная лампа на протяжении стандартного срока службы (6–8 тыс. ч) позволит сэкономить около 450–600 кВтxч электроэнергии. Даже с учетом высокой стоимости люминесцентных ламп выгода от их применения в денежном эквиваленте весьма ощутима.

Еще один плюс подобных устройств – небольшой (по сравнению с лампами накаливания и особенно галогенными) уровень выработки тепла. Люминесцентные лампы мало нагреваются во время работы. Это позволяет применять их в «проблемных» светильниках (например, снабженных плафонами из легкоплавких материалов).

Механизм работы люминесцентной лампы таков. Стеклянная колба заполнена смесью инертных газов и паров ртути, а ее внутренняя поверхность покрыта специальным люминофором. Под действием высокого напряжения в колбе с поверхности катода вырываются высокоскоростные электроны. Сталкиваясь с атомами ртути, они отдают часть своей энергии электронам, входящим в состав атома, и переводят их в возбужденное состояние. Оно неустойчиво: краткий промежуток времени – и возбужденный электрон возвращается на стабильную орбиту, а избыток энергии выделяется в виде ультрафиолетового излучения. Люминофорное покрытие преобразует ультрафиолет в видимый свет.

Конструктивная схема люминесцентных ламп была разработана достаточно давно – более 100 лет назад, а первые промышленные образцы компания GENERAL ELECTRIC (США) выпустила в 1938 г. Однако в быту эти устройства появились сравнительно недавно. Причины тому – разные обстоятельства: высокая стоимость, солидные габариты, необходимость использования специального пускорегулирующего аппарата (ПРА) и невозможность установки в обычных светильниках, рассчитанных на лампы накаливания. Наверняка в нашей стране многие помнят светильники с «учрежденческими» люминесцентными лампами. Их вряд ли можно было назвать удобными в эксплуатации. Такие лампы мигали в процессе работы, плохо функционировали при перепадах температуры, а пускорегулирующие аппараты производили неприятный дребезжащий шум. Неудивительно, что охотников иметь дома подобные устройства находилось немного.

Постепенно ситуация стала меняться в лучшую сторону. Появились лампы со встроенным ПРА, которые можно было использовать, как и лампы накаливания, без каких-либо дополнительных условий. В 1980 г. компания PHILIPS (Нидерланды) выпустила первую компактную люминесцентную лампу (КЛЛ), снабженную стандартным резьбовым цоколем Е27. А в 1985 г. фирма OSRAM (Германия) впервые разработала энергосберегающую лампу бытового назначения (модель Dulux El). Со второй половины 90-х гг. XX в. массовое производство КЛЛ с резьбовым цоколем развернулось в Китае, и цены на них резко упали. С 2001 г. США пережили настоящий бум продаж КЛЛ; появились модели таких ламп большой мощности (50–70 Вт). Это были действительно компактные устройства – не больше обычной лампы накаливания. Стремительно увеличивается число дизайнерских моделей ламп: с трубкой-колбой спиральной формы (витые), свечеобразные, дугообразные и т. д.

Выбирая осветительный прибор, помните, что:

– лампы «дневного света» обеспечивают более естественное восприятие красок и точно передают цветовые контрасты;

– лампы ярко-белого цвета применяют там, где требуется совместить естественный свет с искусственным;

– лампы тепло-белого цвета используют в интерьерах для создания атмосферы уюта и тепла;

– лампы со специальными цветовыми характеристиками (в основном, западного производства) выпускают для улучшения вида некоторых предметов (например, продаваемых мясных продуктов); к ним также относятся специальные лампы для растений и аквариумов и цветные лампы для декоративного оформления интерьеров.

Лампы часто используются для освещения рабочих поверхностей (например, на кухне), освещения прихожей, ванной комнаты. Они, в принципе, не предназначены для высоких помещений, так как дают рассеянный, а не направленный свет. Существуют специальные светильники с внутренним отражателем, благодаря которому идет фокусировка пучка по всей длине лампы. Такой светильник можно устанавливать на высоте 4–5 м.

Средний срок службы люминесцентных ламп 5000–8000 ч. Импортные образцы могут иметь данный показатель, доходящий и до 10 000 ч.

Чем еще стоит поинтересоваться при выборе лампы? Необходимо, например, уточнить срок службы. У КЛЛ он составляет 6–8 тыс. ч (стандартный). Иногда производитель, чтобы сократить расходы, модифицирует конструкцию за счет элементов, обеспечивающих надежность лампы. Это может быть отсутствие деталей, предохраняющих устройство от перепадов напряжения, или быстро «стареющий» люминофор низкого качества. Тем самым срок службы прибора значительно сокращается.

Срок службы связан не только с качеством ламп, но и с применением новых технологий. Например, модель Genura представляет собой индукционную лампу безэлектродной конструкции. В ней электронно-ионная плазма производится с помощью высокочастотной (2,65 МГц) индукционной катушки, питаемой от встроенного ВЧ-генератора напряжения. Плазма вызывает ультрафиолетовое свечение ртутных паров, а люминофор преобразует ультрафиолет в видимый свет. Такая технология обеспечивает длительный срок службы лампы, низкую минимальную температуру запуска (от -10 °C) и до 100 тыс. включений.

Очень важный параметр – размеры лампы. Подбирая модель, например, для люстры, необходимо учитывать, что наличие стандартного цоколя Е27 не является гарантией того, что она подойдет для светильника. Так, длина лампы мощностью 85 Вт (модель 4U 85 E2742, «КОСМОС») составляет 335 мм, а ширина – 78 мм; схожие размеры имеют и лампы аналогичной мощности других производителей.

Несмотря на возможное внешнее сходство с лампами накаливания, КЛЛ имеют ряд особенностей, которые необходимо учитывать при их эксплуатации. Так, например, на световую отдачу ламп влияет температура окружающей среды. Люминесцентные лампы плохо переносят нагревание выше 60 °C, а на морозе совсем перестают работать. Поэтому при необходимости освещения неотапливаемых помещений или дачных участков следует использовать специальные модели КЛЛ для наружной установки. Подобные серии ламп есть в ассортименте компаний GENERAL ELECTRIC, OSRAM и у других производителей. Следует, однако, отметить, что большинство бытовых моделей люминесцентных ламп не предназначено для применения при морозах, когда температура ниже -10 °C.

Люминесцентные лампы нельзя использовать в сочетании с диммерами (светорегуляторы, позволяющие упорядочивать подачу электроэнергии на светильник). Точнее, для люминесцентных ламп требуются диммеры специальной конструкции. Их выпускают далеко не все производители электроустановочных изделий – только компании GIRA (Германия) и LEGRAND (Франция). Обычно они рассчитаны на люминесцентные лампы со встроенным электронным ПРА и отличаются сравнительно высокой стоимостью. Поэтому, если вы пользуетесь диммером для изменения интенсивности света люстры, учтите, что при замене обычных ламп накаливания на люминесцентные вам придется менять и светорегулятор.

Существуют энергосберегающие лампы с предварительным прогревом (загораются примерно через 1 с после включения) и с холодным стартом (включаются почти мгновенно). Первые стоят дороже, но имеют практически неограниченное количество перезапусков, вторые же «не любят», чтобы их много раз включали и выключали. Например, компания GENERAL ELECTRIC устанавливает срок службы своих КЛЛ из расчета шесть включений в день. Кратковременный запуск устройства на период менее 20 мин вызывает сильный износ и значительно сокращает продолжительность его нормальной работы. В тех помещениях, где свет приходится включать и выключать слишком часто, рекомендуется устанавливать лампы с предварительным прогревом. Внешне они ничем не отличаются от моделей с холодным стартом, поэтому тип их конструкции следует обязательно уточнить у продавца.

При длительной эксплуатации у всех люминесцентных ламп падает световая отдача. Нормой считается снижение этого показателя на 20 % к концу расчетного срока службы, но при низкокачественном люминофоре уровень световой отдачи может составлять и 50 %. Увы, непрофессионал вряд ли сможет на глазок отличить качественный люминофор от некачественного. Поэтому, если вы хотите, чтобы яркость лампы не слишком сильно уменьшалась по мере выработки ресурса, можно только посоветовать приобретать продукцию известных и зарекомендовавших себя изготовителей.