- Принцип роботи газорозрядної лампи
- Газорозрядні лампи і види катодів
- Види газорозрядних ламп
- Мінуси в роботі розрядних ламп
- Область застосування
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Електричні пристрої, що складаються з прозорого контейнера, в якому газ харчується від напруги, завдяки чому відбувається процес світіння, називаються газорозрядні лампи. Пропонуємо розглянути, ніж різняться лампи газорозрядні високого тиску і лампи розжарювання, як працює цей пристрій і де їх купити.
Принцип роботи газорозрядної лампи
Газорозрядна лампа є джерелом світіння, який генерує світло, створюючи електричний розряд через іонізований газ. Як правило, ці лампи використовують такі гази, як:
- аргон,
- неон,
- криптон,
- ксенон, а також суміші цих газів.
Багато ламп заповнені додатковими газами, такими як натрій і ртуть, в той час як інші використовують металогалогенні добавки.
При подачі живлення на лампу, електричне поле генерується в трубці. Це поле утворює включення вільних електронів в іонізований газ, тобто забезпечує зіткнення електронів з газом і атомами металу. Деякі електрони, що обертаються навколо цих атомів, забезпечують зіткнення в вищий енергетичний стан. У таких випадках вивільняється енергія фотонів. Це світло може бути яким завгодно від інфрачервоного видимого і до ультрафіолетового випромінювання. Деякі лампи мають люмінесцентне покриття на внутрішній стороні колби для перетворення ультрафіолетового випромінювання у видиме світло.
Деякі лампи трубчастої форми містять спеціальний джерело бета-випромінювання, щоб забезпечити іонізацію газу всередині. У цих трубах, тліючий розряд, забезпечений катодом, зведений до мінімуму, на користь так званого позитивного стовпа енергії. Найяскравіший приклад такої технології - енергозберігаючі неонові лампи, газорозрядні імпульсні ІФК і флуоресцентні.
Газорозрядні лампи і види катодів
Багато хто чув термін газорозрядні люмінесцентні лампи з холодним катодом CCFL і прилади для освітлення з гарячим катодом. Але в чому різниця, яка їх маркування і які вибрати?
З гарячим катодом
У гарячі катоди генерує електрони сам електрод з термоелектронної емісією. Саме тому вони ще називаються термоелектронів катодами. Катод зазвичай являє собою електричну нитка з вольфраму або танталу. Але тепер вони ще покриваються шаром емісійного матеріалу, що може виробляти більше менше тепла і світла, тим самим збільшуючи ефективність і світловий потік газорозрядної лампи. У деяких випадках, коли дзижчання змінного струму є проблемою, нагрівач електрично ізольований від катода. Цей метод широко використовують газорозрядні металогалогенні лампи (hpi-t plus, deluxе, hid-8) і світильники низького тиску.
Джерела світла з гарячими катодами виробляють значно більшу кількість електронів, ніж холодні катоди з тією ж площею поверхні. Їх використовують індикаторні пристрої, мікроскопи, і навіть такі лампи застосовують для модернізації електронних гармат.
З холодним катодом
З холодним катодом не проводиться термоелектронна емісія. Високовольтні лампи в даному випадку, працюють на електродах, що генерують сильне електричне поле (припустимо, марки make), яке іонізує газ. Поверхня всередині трубки здатна виробляти вторинні електрони, і при цьому звести їх «падіння» до мінімуму. Деякі труби містять спеціальне заземлення, яке покращує емісію електронів.
Інший метод роботи холодних світлових приладів заснований на генерації вільних електронів без термоелектронної емісії, за рахунок польової електронної емісії. Польова емісія відбувається в електричних полях, які створюють дуже висока напруга. Цей метод використовується в деяких рентгенівських трубках, мікроскопах, які працюють за рахунок електричних полів, а також його застосовують газорозрядні натрієві лампи (lhp, ДНаТ 400 5, ДНаТ 70, ДНаТ 250-5, ДНаТ-70, hb4).
Термін «холодний катод» не означає, що він залишається в температурі навколишнього середовища весь час. Робоча температура катода може збільшуватися в деяких випадках. Наприклад, при використанні змінного струму, через що електроди помінялися місцями - стали катод став анодом. Деякі електрони також можуть викликати локалізацію тепла. Наприклад, люмінесцентні лампи: після запуску, вольфрамова дріт холодна, лампа працює з холодним катодом і явище, описане вище, використовується для нагріву нитки. Коли вона досягла потрібного рівня світла, світильник працює нормально, як з гарячим катодом. Подібне явище можуть демонструвати деякі газорозрядні ксенонові лампочки ДРЛ (d2s, h4 категорії d).
Холодний катод пристрою потрібно отримувати високої напруги, але при цьому високовольтний джерело живлення не потрібно. Це часто явище називається CCL інвертором. Робота інвертора полягає в створенні високої напруги для організації початкового просторового заряду і першої електричної дуги струму в трубці. Коли це відбувається, внутрішній опір трубки зменшується і збільшує струм. Перетворювач реагує на такі перепади, і якщо температура перевищує норму - відключається. Найчастіше такі системи встановлюють для вуличного освітлення.
Лампи холодного випромінювання часто зустрічаються в електронних пристроях. CCFLs (з холодним катодом люмінесцентні лампи) використовуються як діодні лампочки для комп'ютерів, модемів, мультиметров, газорозрядних індикаторів ін-14, ін 18 і нв 3, і іншого. Крім того, вони широко застосовуються в якості ЖК-підсвічування. Ще одним прикладом широкого використання є труби Nixie.
Види газорозрядних ламп
Перед тим, як купити будь-який пристрій, потрібно обов'язково вивчити всі його характеристики.
Розрядні лампи високого тиску
Ці лампи містять стиснений газ всередині труби, що знаходиться в більш високому тиску, ніж атмосферний тиск. Наприклад, лампи газорозрядні високої напруги це - металогалогенні (osram hqi-t 2000w / n / sn), натрієві (lu250 / t / 40, philips Філіпс son-t 1000w \ 220 e-40, msd 575, msd250 і gbm 150) і ртутні лампи дри або ДРВ (ДРТ-240, ml 250 / Е40, ).
Лампи низького тиску
Ці лампи містять газ всередині труби, що знаходиться в більш низькому тиску, ніж атмосферний. Класичні люмінесцентні лампи way відносяться до цієї категорії, добре відомі зараз неонові лампи, а також натрієві лампи низького тиску, які використовуються для вуличного освітлення. Всі вони мають дуже хорошу ефективність, але найбільш ефективними серед усіх газорозрядних ламп є натрієві лампи son. Проблема цього типу ламп (з цоколем r7s) є те, що вона виробляє тільки майже монохромний жовте світло (виняток - бездросельною люмінесцентні лампи).
Лампи високо-інтенсивного розряду
У цій категорії, знаходяться лампи, які випромінюють світло за допомогою електричної дуги між електродами (е-27). Електроди зазвичай представлені вольфрамовими електродами, які знаходиться всередині напівпрозорого або прозорого матеріалу. Є багато різних прикладів HID (High Intensity) ламп, продаж яких здійснюється у нас в країні, таких як галогенові (ipf h4 х-41, мн-кх7s-150Вт, hq-т), ксенонові дугові, і світильники надвисокої продуктивності (UHP) .
Мінуси в роботі розрядних ламп
Будь-які пристрої мають свої недоліки, і газорозрядні світильники не стали винятком:
- якщо напруга мережі менше, ніж 220 В (припустимо, 100), то металогалогенних лампи (hmi-1200), не працюватимуть;
- заборона на використання в навчальних закладах;
- галогенові лампи під час роботи стають дуже гарячими. Вони представляють певну пожежонебезпека, і крім того вимагають дуже делікатного догляду - 1 крапелька жиру на поверхні може змусити її вибухнути;
- неонові лампи випромінюють світло (особливо, якщо серія УФ, модель Н4), який шкідливий для очей при довгому контакті.
Область застосування
Широке застосування отримали автомобільні газорозрядні лампи високої інтенсивності - і неонові, також для авто іноді застосовується діодні освітлення (їх ціна трохи нижче). Розряд автомобільної фари заповнений сумішшю газоподібного ксенону і метало-галоїдних солей (як наприклад використовує Тойота Королла - d2r для toyota estima 2000, або БМВ 5, для Опеля astra j)). Світла створюється шляхом удару дуги між двома електродами. Лампа має вбудований запальник.
Для освітлення промислових приміщень (гу-23а, ЛД30, тн-0, 3, гу26а), вуличних площ (olympiad 250, Сільвіан виробництва Україна), білбордів, фасадів будівель, також газорозрядні лампи високого тиску денного світла в квартирах і будинках (гост 500 -9006-083) і в ПРА.
Монтаж і схема підключення точно такі ж, як і при установці простих ламп розжарювання.