Les appareils électriques consistant en un récipient transparent dans lequel le gaz est alimenté en tension, en raison duquel se produit le processus de luminescence, sont appelés des lampes à décharge. Nous vous proposons de déterminer en quoi les lampes à décharge haute pression et les lampes à incandescence diffèrent, comment cet appareil fonctionne et où les acheter.
Contenu
- Principe de fonctionnement d'une lampe à décharge
- Lampes à décharge gazeuse et types de cathodes
- Cathode chaude
- Cathode froide
- Types de lampes à décharge
- Lampes à décharge à haute pression
- Lampes basse pression
- Lampes à décharge à haute intensité
- Inconvénients dans le travail des lampes à décharge
- Domaine d'application
Principe de fonctionnement d'une lampe à décharge
Une lampe à décharge de gaz est une source de lumière qui génère de la lumière et crée une décharge électrique à travers un gaz ionisé. En règle générale, ces lampes utilisent des gaz tels que:
- argon
- néon
- Krypton
- xénon, ainsi que des mélanges de ces gaz.
De nombreuses lampes sont remplies de gaz supplémentaires tels que le sodium et le mercure, tandis que d'autres utilisent des additifs aux halogénures métalliques.
Lorsque la lampe est alimentée, un champ électrique est généré dans le tube. Ce champ forme des inclusions d’électrons libres dans le gaz ionisé, c’est-à-dire fournit une collision d'électrons avec des atomes de gaz et de métaux. Certains électrons en orbite autour de ces atomes provoquent des collisions dans un état d'énergie supérieure. Dans de tels cas, l'énergie des photons est libérée. Cette lumière peut être de l'infrarouge visible au rayonnement ultraviolet. Certaines lampes ont un revêtement luminescent à l'intérieur de l'ampoule pour convertir le rayonnement ultraviolet en lumière visible.
Certaines lampes tubulaires contiennent une source de rayonnement bêta spéciale pour permettre l'ionisation du gaz à l'intérieur. Dans ces tubes, la décharge luminescente fournie par la cathode est minimisée au profit de la colonne dite à énergie positive. L'exemple le plus frappant d'une telle technologie est celui des lampes au néon à économie d'énergie, des lampes IFK à décharge gazeuse et des lampes fluorescentes.
Lampes à décharge gazeuse et types de cathodes
Beaucoup ont entendu parler de lampes fluorescentes à cathode froide et de dispositifs d'éclairage à cathode chaude CCFL. Mais quelle est la différence, quel est leur étiquetage et lesquels choisir?
Cathode chaude
Une électrode à émission thermoionique génère des électrons dans des cathodes chaudes. C'est pourquoi on les appelle aussi cathodes thermoioniques. La cathode est généralement un filament électrique de tungstène ou de tantale. Mais à présent, ils sont toujours recouverts d'une couche de matériau émetteur, qui peut produire moins de chaleur et de lumière, augmentant ainsi l'efficacité et le flux lumineux d'une lampe à décharge. Dans certains cas, en cas de problème de courant alternatif, l'appareil de chauffage est isolé électriquement de la cathode. Cette méthode est largement utilisée par les lampes aux halogénures métalliques à décharge gazeuse (hpi-t plus, deluxe, hid-8) et les lampes à basse pression.
Les sources lumineuses à cathodes chaudes produisent nettement plus d'électrons que les cathodes froides de même surface. Ils sont utilisés par des dispositifs indicateurs, des microscopes et même de telles lampes sont utilisées pour moderniser les pistolets électroniques.
Cathode froide
Avec une cathode froide, l’émission thermoionique n’est pas effectuée. Dans ce cas, les lampes à haute tension fonctionnent sur des électrodes qui génèrent un fort champ électrique (par exemple, make), qui ionise le gaz. La surface à l'intérieur du tube est capable de produire des électrons secondaires tout en minimisant leur "goutte". Certains tuyaux contiennent une mise à la terre spéciale, ce qui améliore l'émission d'électrons.
Une autre méthode de fonctionnement des dispositifs à lumière froide est basée sur la génération d'électrons libres sans émission thermoionique, due à l'émission d'électrons de champ. L'émission de champ se produit dans des champs électriques, qui créent une très haute tension. Cette méthode est utilisée dans certains tubes à rayons X, microscopes, travaillant aux dépens de l'électricité Il est également utilisé par les lampes au sodium à décharge gazeuse (lhp, dnat 400 5, dnat 70, dnat 250-5, dnat-70, hb4).
Le terme «cathode froide» ne signifie pas qu’il reste tout le temps à la température ambiante. La température de fonctionnement de la cathode peut augmenter dans certains cas. Par exemple, lors de l'utilisation de courant alternatif, à cause duquel les électrodes ont changé de place, la cathode en acier est devenue l'anode. Certains électrons peuvent également provoquer une localisation de la chaleur. Par exemple, les lampes fluorescentes: après le démarrage, le fil de tungstène est froid, la lampe fonctionne avec une cathode froide et le phénomène décrit ci-dessus est utilisé pour chauffer le filament. Une fois le niveau de lumière souhaité atteint, la lampe fonctionne normalement, comme avec une cathode chaude. Un phénomène similaire peut être mis en évidence par certaines lampes à décharge au xénon drl (d2s, h4 catégorie d).
La cathode froide de l'appareil nécessite une haute tension, mais une alimentation haute tension n'est pas nécessaire. Ceci est souvent appelé un onduleur CCL. L'onduleur crée une haute tension pour organiser la charge d'espace initiale et le premier arc électrique du courant dans le tube. Lorsque cela se produit, la résistance interne du tube diminue et augmente le courant. Le convertisseur réagit à de tels changements et s’éteint si la température dépasse la norme. Le plus souvent, de tels systèmes sont installés pour l'éclairage public.
Les ampoules froides se trouvent souvent dans les appareils électroniques. Les CCFL (tubes fluorescents à cathode froide) sont utilisés comme ampoules à diode pour ordinateurs, modems, multimètres, in-14, indicateurs de décharge 18 et HB 3, etc. En outre, ils sont largement utilisés comme rétroéclairage LCD. Les pipes Nixie sont un autre exemple d'utilisation répandue.
Types de lampes à décharge
Avant d'acheter un appareil, vous devez absolument en étudier toutes les caractéristiques.
Lampes à décharge à haute pression
Ces lampes contiennent du gaz comprimé à l'intérieur du tuyau à une pression supérieure à la pression atmosphérique. Par exemple, les lampes à décharge à haute tension sont des lampes aux halogénures métalliques (osram hqi-t 2000w / n / sn), au sodium (lu250 / t / 40, philips philips son-t 1000w \ 220 e-40, msd 575, msd250 et gbm 150) et lampes au mercure dr ou drv (drt-240, ml 250 / e40.
Lampes basse pression
Ces lampes contiennent du gaz dans le tuyau à une pression inférieure à la pression atmosphérique. Les lampes fluorescentes à voie classique appartiennent à cette catégorie, à savoir les lampes au néon bien connues, ainsi que les lampes au sodium basse pression, utilisées pour l'éclairage public. Toutes ont une très bonne efficacité, mais les plus efficaces parmi toutes les lampes à décharge sont les lampes à fils de sodium. Le problème avec ce type de lampe (avec prise r7s) est qu’il ne produit que de la lumière jaune presque monochromatique (à l’exception des lampes fluorescentes à étranglement).
Lampes à décharge à haute intensité
Dans cette catégorie, certaines lampes émettent de la lumière en utilisant un arc électrique entre les électrodes (e-27). Les électrodes sont généralement représentées par des électrodes en tungstène, situées à l'intérieur d'un matériau translucide ou transparent. Il existe de nombreux exemples de lampes HID (haute intensité) vendues dans notre pays, telles que lampes halogènes (ipf h4 x-41, mn-kh7s-150vt, hq-t), à arc au xénon et à ultra-hautes performances (UHP).
Inconvénients dans le travail des lampes à décharge
Tous les appareils ont leurs inconvénients et les lampes à décharge ne font pas exception:
- si la tension du secteur est inférieure à 220 V (disons 100), les lampes aux halogénures métalliques (hmi-1200) ne fonctionneront pas;
- interdiction d'utilisation dans les établissements d'enseignement;
- les lampes halogènes deviennent trop chaudes pendant le fonctionnement. Ils posent un certain risque d'incendie et nécessitent en outre des soins très scrupuleux: une goutte de graisse à la surface peut provoquer son explosion;
- Les lampes au néon émettent de la lumière (surtout si la série UV, modèle n4) est nocive pour les yeux lors d’un contact prolongé.
Domaine d'application
Les lampes à décharge pour automobile de haute intensité, les deux néons, sont largement utilisées et l’éclairage à diode est parfois utilisé pour les voitures (leur prix est légèrement inférieur). La décharge d’un phare de voiture est remplie d’un mélange de xénon et de sels d’halogénures métalliques (Toyota Corolla, par exemple, utilise d2r pour toyota estima 2000 ou BMW 5 pour Opel astra j)). La lumière est créée en créant un arc de cercle entre deux électrodes. La lampe a un allumeur intégré.
Pour l’éclairage de locaux industriels (gu-23a, ld30, tn-0, 3, gu26a), de rues (olympiade 250, Sylviana fabriquée en Ukraine), panneaux d’affichage, façades de bâtiments, ainsi que lampes à décharge à la lumière du jour haute pression dans des appartements et des maisons (GOST 500-9006-083) et dans des ballasts.
Le schéma d’installation et de câblage est exactement le même que lors de l’installation de simples lampes à incandescence.
- Que sont les lampes au sodium et où sont-elles utilisées?
- Comment choisir des lampes LED pour la maison et l'appartement?
- Comment faire une réparation de bricolage d'une lampe à économie d'énergie?
- Qu'est-ce qu'un ballast électronique pour luminescent ...