Классификация Газоразрядных Ламп И Основные Области Их Применения
Классификация газоразрядных ламп и основные области их применения.
Газоразрядным источником света или газоразрядной лампой называют электрическую лампу, в которой свет создается в результате электрического разряда в газе и (или) парах металла.
Принцип устройства и применяемые типы разрядов.
Подавляющее большинство газогазоразрядных ламп представляют собой прозрачную для оптического излучения колбу цилиндрической, сферической или иной формы. В колбу герметически впаяны два основных электрода, между которыми происходит разряд. Иногда для облегчения зажигания впаивают дополнительные электроды. Внутреннее пространство колбы после удаления воздуха и тщательного обезгаживания лампы (удаление сорбированных в материале колбы и электродах паров воды и других газов при помощи нагрева под откачкой) наполняется определенным газом (чаще всего инертным) до различного давления или инертным газом и небольшим количеством металла с высокой упругостью паров, например ртутью, натрием и др. Начиная с середины 60-х годов широкое распространение получают лампы, в которые кроме инертного газа и ртути вводят специальные излучающие добавки, представляющие собой большей частью галогениды различных металлов.
Существует категория газоразрядных ламп с электродами, работающими в открытой атмосфере, у которых разряд происходит в воздухе и в парах вещества электродов. Это угольные дуги. В этом типе ламп во время работы расходуется материал электродов. В специальных типах ламп разряд горит в проточном газе.
Существуют также лампы, в которых используется высокочастотный безэлектродный разряд. Они представляют собой запаянную колбу без электродов, содержащую необходимые газы или пары.
В газоразрядных лампах стационарного действия обычно используются два типа разряда: тлеющий и дуговой, в источниках импульсного действия - так называемый импульсный разряд. В соответствии с этим различают лампы тлеющего, дугового и импульсного разрядов.
Тип разряда, устанавливающийся в лампе после зажигания, определяется условиями во внешней цепи (значениями питающего напряжения, балластного сопротивления), типом катода и давлением газа или пара, наполняющего лампу.
Тлеющий разряд происходит при малых плотностях тока на катоде и низких давлениях газа или пара, не превышающих нескольких тысяч паскалей (десятки мм рт. ст.). Его особенностью является большое падение напряжения у катода, составляющее 50-400 В.
В тех случаях, когда тлеющий разряд горит в цилиндрической трубке на постоянном токе, свечение между электродами распадается на ряд областей. Области свечения, примыкающие к катоду, называются катодными частями разряда. Остальную часть пространства почти до самого анода, за исключением анодного темного пространства, заполняет свечение столба.
Дуговой разряд отличается от тлеющего высокими плотностями тока на катоде (102-104 А/см2) и малым околокатодным падением потенциала (5-15 В). Он может происходить в широком диапазоне давлений (от 0,1 до 1-107 Па) и токов (от десятых долей до сотен ампер). По физическим процессам и по характеру излучения он может быть разделен на приэлектродные области и столб. Столб дуговых разрядов низкого давления подобен столбу тлеющих разрядов, происходящих при одинаковых давлениях, диаметрах и токах. Столб дуг высокого и сверхвысокого давлений имеет ряд характерных особенностей.
Импульсный разряд - разновидность нестационарного разряда, отличающаяся высокой концентрацией мощности при малой длительности (не превышающей 5-10~3 с).
В газоразрядных лампах стационарного действия наиболее широко используются дуговые разряды, так как с их помощью удается создавать источники с весьма разнообразными характеристиками, обладающие высокой эффективностью при сравнительно низких рабочих напряжениях.
В подавляющем большинстве ламп используется излучение столба, обладающее значительно более высоким КПД по сравнению с излучением приэлектродных частей и позволяющее в широких пределах изменять размеры и характеристики светящейся области. Излучение приэлектродных областей, например тлеющее свечение, используется только в специальных типах ламп.
Классификация газоразрядных ламп может проводиться по различным признакам. Ввиду большого разнообразия свойств газоразрядных ламп и применяемости одних и тех же ламп в различных областях ниже приведена классификация по физическим признакам, которые характеризуют все основные свойства разряда, такие, как спектр излучения, распределение интенсивности излучения в спектре, яркость, градиент потенциала, энергетический КПД и др. Все эти свойства разряда определяются в первую очередь составом газовой среды, в которой происходит разряд, парциальными давлениями компонентов газовой смеси и силой тока. Вместе с типом разряда, используемой областью свечения и размерами газового промежутка они определяют мощность и напряжение, габариты и конструкцию лампы и ее узлов, их тепловой режим, выбор материалов и связанные с этим особенности эксплуатации и области применения.
По составу газовой или паровой среды, в которой происходит разряд, лампы делят на лампы с разрядом в газах, в парах металлов и в парах металлов и их соединений.
По величине рабочего давления — на лампы низкого давления (НД) примерно от 0,1 Па до 25 кПа, высокого давления (ВД) от 25 до 1-103 кПа и сверхвысокого давления (СВД) больше 1 - 103 кПа
По типу разряда - на лампы дугового, тлеющего и импульсного разрядов.
По области свечения - на область столба и область тлеющего свечения.
По типу источника излучения - на:
газо- или паросветные, в которых основным источником излучения являются возбужденные атомы, молекулы или рекомбинирующиеся ионы;
фотолюминесцентные лампы (называемые для краткости просто люминесцентные лампы), в которых основным источником излучения являются люминофоры, возбуждаемые излучением разряда;
электродосветные лампы, в которых основным источником излучения являются электроды, раскаленные в разряде до высокой температуры.
У большинства фотолюминесцентных и электродосветных ламп к основному виду излучения примешивается излучение разряда, так что они являются, по существу, источниками смешанного излучения.
По форме колбы лампы со столбом подразделяют на:
трубчатые или линейные - лампы в цилиндрических колбах, у которых расстояния между электродами в 2 и более раз превышают внутренний диаметр трубки;
капиллярные - в трубках с внутренним диаметром меньше 4 мм;
«шаровые» - лампы с расстоянием между электродами, меньшим или равным внутреннему диаметру колбы (колбы ламп имеют часто форму шара или близкую к ней, откуда и получили свое название), их называют также лампами с короткой или средней длиной дуги.
По охлаждению лампы подразделяют на лампы с естественным и принудительным (воздушным или водяным) охлаждением.
В некоторых типах ламп разрядную колбу, часто называемую горелкой, помещают во внешнюю колбу, которая чаще все го служит для обеспечения теплового режима горелки, но вместе с тем может выполнять и другие функции.
Области применения газоразрядных ламп. Давно было известно, что газоразрядные лампы высокого давления и натриевые лампы низкого давления обладают высокими световыми отдачами. Однако попытки применения этих ламп для целей освещения не имели успеха из-за сильного искажения цветопередачи, особенно цвета человеческой кожи. Впервые этот недостаток удалось преодолеть в газоразрядных люминесцентных лампах низкого давления (ЛЛ). Их появление в 1938 г. ознаменовало собой новый этап в развитии газоразрядных источников света. Впервые были созданы РЛ, дающие излучение с непрерывным спектром практически любого состава и обладающие при этом световой отдачей и сроком службы, в несколько раз превышающими световые отдачи и сроки службы ламп накаливания. Световые отдачи современных ЛЛ достигают 85—90 лм/Вт, а сроки службы 12—15 тыс. ч и более. В настоящее время ЛЛ являются наиболее массовым разрядным источником света, применяемым для освещения. Их мировой выпуск достигает почти 1 млрд. ламп в год.
В начале 50-х годов появились газоразрядные лампы высокого давления с исправленной цветностью типа ДРЛ (см. гл. 14). Эти лампы, обладающие высокой светоотдачей (45-60 лм/Вт) и сроком службы 10-15 тыс. ч, получили в настоящее время весьма широкое применение. Их мировой выпуск достигает многих десятков миллионов ламп в год и продолжает расти.
В 60-х годах были открыты новые, исключительно плодотворные направления в создании газоразрядных ламп высокой интенсивности с самым различным спектром излучения и более высокими КПД, чем у существовавших до этого. Впервые для ламп высокой интенсивности удалось перешагнуть рубеж в 100 лм/Вт. Уже разработано и выпускается большое число новых типов, которые по многим параметрам значительно превосходят газоразрядные лампы высокого давления типа ДРЛ и занимают видное место в семье газоразрядных источников света. Это натриевые лампы высокого давления в колбах из кристаллического оксида алюминия, широко применяемые для наружного освещения, и различные типы так называемых металлогалогенных ламп.
Наряду с освещением газоразрядные лампы находят многочисленные и весьма важные применения во многих отраслях народного хозяйства, в новейшей технике и в военном деле, что объясняется особенностями электрического разряда, которые позволяют создавать источники излучения с очень разнообразным сочетанием параметров. Путем подбора соответствующего наполнения и условий разряда удается создавать высокоэффективные источники излучения практически в любой части не только видимого, но также УФ- и ИК-областей спектра, при этом можно получать спектры излучения, состоящие из одиночных линий, многолинейчатые и непрерывные. Это достоинство газоразрядных ламп открыло им исключительно широкие возможности применения не только для освещения, но также для многочисленных специальных целей. Так, например, в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других отраслях народного хозяйства широко используются фотолюминесценция, фотохимические, биологические, бактерицидное и другие действия УФ-излучения; красное излучение неона применяется для сигнального освещения, ИК-излучение — для лучистого нагрева, сигнализации, связи и т. д.
Разряды высокого и особенно сверхвысокого давления имеют высокие яркости в различных областях спектра, в десятки и сотни раз превосходящие яркости ламп накаливания, благодаря чему они с успехом применяются в различных светооптических приборах и установках.
Малая инерционность излучения разряда является недостатком для общего освещения, поскольку она приводит к большим пульсациям, светового потока при работе в стандартных сетях переменного тока с частотой 50 Гц. В то же время она открывает РЛ множество специальных применений там, где требуется модуляция излучения.
Широкое и весьма разнообразное применение находят импульсные лампы, дающие вспышки излучения исключительно высокой яркости и очень малой длительности. Они применяются в многочисленных приборах и установках для наблюдения и изучения быстродвижущихся частей машин и механизмов (в стробоскопах), при фотографировании и изучении быстро протекающих процессов, аэрофотосъемке, оптической дальнометрии и т. д. В настоящее время импульсные лампы широко применяются для оптической накачки лазеров. Современной разновидностью газоразрядных ламп являются так называемые энергосберегающие лампы, широко применяемые для освещения квартир и офисов.
Наряду со многими достоинствами газоразрядные лампы имеют и недостатки, главным из которых является некоторая сложность их включения в сеть, связанная с особенностями разряда. При зажигании требуются более высокие напряжения, чем при устойчивом горении. Для обеспечения устойчивого режима горения в цепь каждой лампы приходится включать балласт, ограничивающий ток разряда требуемыми пределами. Характеристики ламп с разрядом в парах металлов или веществ зависят от их теплового режима, и их нормальный режим устанавливается только спустя некоторое время после включения. Повторное зажигание ламп с разрядом в парах металла при высоком и сверхвысоком давлениях без специальных приемов возможно только по истечении некоторого времени после выключения.
Обсудить статью
Серьезным недостатком стандартных люминесцентных ламп являются их большие габариты (особенно длина) при малой мощности и, как следствие, малые яркости
Свет. Что может быть проще и естественнее на нашей планете? Мы не замечаем его, но он есть всюду, в самых мельчайших уголках. Он существовал с тех самых пор, с которых существует сама Земля. Такой огромный срок, даже представить себе невозможно. Самый обычный способ осветить наш дом это обыкновенная лампочки накаливания. Мы настолько к ним привыкли, что не представляем себе жизни без этих ламп.
Люминесцентные лампы. Связь теплового режима работы с размерами ламп. Тепловой режим люминесцентной лампы является одной из важнейших характеристик, определяющих рабочее давление паров ртути в лампе, а следовательно, все ее электрические и световые характеристики. Зависимость давления паров ртути от температуры. Температура колбы. Толщина стенки трубки.
Две lстатьи на тему постоянства скорости света. По результатам опытов автора. Опубликованы в "Технике-Молодежи". Выдвигается гипотеза, обосновывающая второй постулат СТО квантовыми принципами. Приглашаются соавторы и спонсоры для осуществления следующей серии экспериментов.
Сверхъяркие светодиоды[ специально разработаны для искусственного освещения. В настоящие время широко применяются как в домах, так и на производствах, для уличного освещения, в фонариках и даже существуют прожекторы на светодиодах. Если сравнивать светодиодные лампы с лампами накаливания и экономичными лампами, то мы увидим множество преимуществ у светодиодной продукции.
Сегодня светодиодное освещение является наиболее перспективным направлением в области светотехнического производства. Благодаря низкому энергопотреблению и простоте конструкции светодиоды нашли применение при производстве декоративной подсветки, ручных фонариков и прожекторов. Какими же преимуществами обладают светодиодные лампы среди прочих источников света?
Новинки модельного ряда светодиодного функционального освещения от Litewell. Растровые и карданные потолочные светильники. Эффективная энергосберегающая замена люминесцентных и галогенных аналогов.
В соответствии с планом по переходу на энергосберегающие технологии и борьбой с глобальным потеплением, всем привычные лампы накаливания начнут исчезать с прилавков магазинов Европы с 01 сентября 2009 г. Вступил в силу запрет на производство самых популярных во всем мире ламп накаливания мощностью от 100 ватт и более.
Данная статья не является рекламой и в ней не будут перечислены конкретные марки современных источников света а написана лишь для того, чтобы Вы, уважаемые покупатели, смогли ориентироваться в современном ассортименте различных ламп и приобретать действительно качественный товар. Как же это будет возможно, не зная конкретных марок? Просто дочитайте статью до-конца и Вы все поймете.
Светодиодные лампы Т8 - новое решение в светодиодных технологиях освещения, полностью заменяют люминесцентные лампы Т8 под цоколь G13.
Как обезопасить себя от некачественного фторопласта? Важную, а возможно и ключевую часть ответа вы найдете в статье "Отечественный фторопласт"
Передвижной фильтр для очистки воздуха при сварке, плазменной и лазерной резке металлов, а также для аспирации рабочих мест с "точечным" пылением. Фильтр оснащен системой пневмоочистки фильтровальных картриджей, при этом не требуется подвод сжатого воздуха извне, т.к. пневмоочистка осуществляется от встроенного компрессора. Вентилятор установлен в шумоглушащей камере.
Высочайшая эффективность очистки при больших концентрациях пыли на входе фильтра достигается за счет конструктивного размещения в одном корпусе двух фильтров — рукавного и картриджного. Очистка воздуха производится двухступенчато: сначала в рукавном фильтре, затем в картриджном.
Обзор приборов для измерения давления- манометров, датчиков давления, вакуумметров, манометрических термометров. Краткое описание и характеристики.
Наружное освещение призвано обеспечивать должный уровень комфорта и безопасности на территории объекта. Являясь элементом системы единого энергопотребления, оно, в первую очередь, должно быть рациональным.
Для контроля качества строительства дорог необходимы специальные комплексы. Для этого создаются укомплектованные лаборатории на основе, например, вагон-дома. При использовании особых пиборов оценивается качество проводимых работ на любом этапе можно будет без особых сложностей оценить качество проводимых рабо
Однофазный стабилизатор напряжения для дома - выбираем быстро, легко и правильно, не переплачивая, с помощью простой инструкции.
По телевизору, радио часто можно услышать понятие "запорная арматура". Если Вы при этом представляете рифленый прут железа - эта статья, объясняющая термин, для Вас.
Подавляющее большинство курортников, следующих на отдых в Крым, прибывают в Симферополь – столицу Крыма, а уже оттуда разъезжаются в разные курортные уголки этого удивительного полуострова
Два вопроса волнуют в первую очередь начинающего резчика по дереву: где взять или как сделать инструмент, где взять или как лучше использовать дерево для резьбы по дереву? C помощью хорошо заточенного инструмента, выполненного из качественной стали, резать древесину легко. Работа таким инструментом доставляет большое удовлетворение.
Берем доску толщиной 30-50 мм. Желательно из кедра, но если таковой не оказалось, заменим ее сосной, осиной, а еще лучше - липой. Изготавливаем лекало.Во избежание излишних затрат труда и времени упражняться будем по упрощенной форме. Удобнее будет выпилить эту фигуру лобзиком и приклеить к доске
В процессе выполнения рассмотренных упражнений, резчик по дереву должен выработать навыки исполнения изделий средней сложности в технике рельефной резьбы по дереву. Для совершенствования профессионального мастерства предлагается резьба по дереву овальной рамы сложной композиции.
Тщательно зашлифованная и отполированная древесина сохраняет естественный цвет, присущий данной породе дерева, но без покрытия она с течением времени темнеет и приобретает неприглядный вид. Чтобы сохранить древесину в первозданном виде, нужно защитить ее пленкой, то есть покрыть лаком, олифой, или провощить
Люминесцентные лампы. Связь теплового режима работы с размерами ламп. Тепловой режим люминесцентной лампы является одной из важнейших характеристик, определяющих рабочее давление паров ртути в лампе, а следовательно, все ее электрические и световые характеристики. Зависимость давления паров ртути от температуры. Температура колбы. Толщина стенки трубки.
Требования к лампам как к источникам оптического излучения определяются, прежде всего, свойствами используемого приемника излучения, назначением установки и условиями эксплуатации. Основной областью применения источников света было и остается искусственное освещение во всем его многообразии
лоские стамески продаются в магазинах. Если качество стали или размер плоских стамесок не устраивает резчика по дереву, то, как уже говорилось, для их изготовления, начиная с самой узкой, с полным успехом можно использовать плоский надфиль или личные напильники. Затачивают их без предварительного отжига (нагреванием) на точильном круге или водяном точиле