Urządzenia elektryczne składające się z przezroczystego pojemnika, w którym gaz jest zasilany napięciem, dzięki czemu zachodzi proces luminescencji, nazywane są lampami wyładowczymi. Proponujemy zastanowić się, czym różnią się wysokoprężne lampy wyładowcze i żarówki, jak działa to urządzenie i gdzie je kupić.
Spis treści
- Zasada działania lampy wyładowczej
- Lampy wyładowcze i rodzaje katod
- Gorąca katoda
- Zimna katoda
- Rodzaje lamp wyładowczych
- Wysokoprężne lampy wyładowcze
- Lampy niskociśnieniowe
- Lampy wyładowcze dużej intensywności
- Wady w pracy lamp wyładowczych
- Zakres zastosowania
Zasada działania lampy wyładowczej
Lampa wyładowcza jest źródłem światła, które wytwarza światło, tworząc wyładowanie elektryczne poprzez zjonizowany gaz. Zazwyczaj lampy te wykorzystują gazy, takie jak:
- argon
- neon
- krypton
- ksenon, a także mieszaniny tych gazów.
Wiele lamp jest wypełnionych dodatkowymi gazami, takimi jak sód i rtęć, podczas gdy inne używają dodatków halogenków metali.
Po przyłożeniu mocy do lampy w rurze generowane jest pole elektryczne. To pole tworzy inkluzje wolnych elektronów w zjonizowanym gazie, tj. zapewnia zderzenie elektronów z atomami gazu i metalu. Niektóre elektrony krążące wokół tych atomów powodują zderzenia do wyższego stanu energetycznego. W takich przypadkach energia fotonu jest uwalniana. Tym światłem może być wszystko, od widzialnej podczerwieni po promieniowanie ultrafioletowe. Niektóre lampy mają powłokę luminescencyjną na wewnętrznej stronie żarówki, aby przekształcić promieniowanie ultrafioletowe w światło widzialne.
Niektóre lampy rurowe zawierają specjalne źródło promieniowania beta, które umożliwia jonizację gazu w środku. W tych lampach wyładowanie jarzeniowe zapewniane przez katodę jest zminimalizowane na korzyść tak zwanej kolumny energii dodatniej. Najbardziej uderzającym przykładem takiej technologii są energooszczędne lampy neonowe, impulsowy wyładowanie gazowe IFK i świetlówka.
Lampy wyładowcze i rodzaje katod
Wiele osób słyszało pojęcie świetlówek CCFL z zimną katodą i urządzeń oświetleniowych z katodą na gorąco. Ale jaka jest różnica, jakie jest ich oznakowanie i które wybrać?
Gorąca katoda
Elektroda z emisją termionową wytwarza elektrony w gorących katodach. Dlatego nazywane są również katodami termionowymi. Katoda jest zwykle elektrycznym włóknem wolframu lub tantalu. Ale teraz są one nadal pokryte warstwą materiału emisyjnego, który może wytwarzać więcej mniej ciepła i światła, zwiększając w ten sposób wydajność i strumień świetlny lampy wyładowczej. W niektórych przypadkach, gdy problem stanowi buczenie prądu przemiennego, grzejnik jest izolowany elektrycznie od katody. Ta metoda jest szeroko stosowana w lampach metalohalogenkowych (hpi-t plus, deluxe, hid-8) i lampach niskociśnieniowych.
Źródła światła z gorącymi katodami wytwarzają znacznie więcej elektronów niż zimne katody o tej samej powierzchni. Są używane przez urządzenia wskaźnikowe, mikroskopy, a nawet takie lampy są używane do modernizacji pistoletów elektronicznych.
Zimna katoda
Przy zimnej katodzie emisja termionowa nie jest wykonywana. W tym przypadku lampy wysokonapięciowe działają na elektrodach, które wytwarzają silne pole elektryczne (powiedzmy, marka), które jonizuje gaz. Powierzchnia wewnątrz rurki może wytwarzać elektrony wtórne, minimalizując jednocześnie ich „spadek”. Niektóre rury mają specjalne uziemienie, które poprawia emisję elektronów.
Inna metoda działania urządzeń z zimnym światłem polega na generowaniu wolnych elektronów bez emisji termionowej w wyniku emisji elektronów polowych. Emisja pola występuje w polach elektrycznych, które wytwarzają bardzo wysokie napięcie. Ta metoda jest stosowana w niektórych lampach rentgenowskich, mikroskopach, pracujących kosztem elektrycznym pola, a także jest używany przez lampy sodowe wyładowcze (lhp, dnat 400 5, dnat 70, dnat 250-5, dnat-70, hb4).
Termin „zimna katoda” nie oznacza, że cały czas pozostaje w temperaturze otoczenia. Temperatura pracy katody może w niektórych przypadkach wzrosnąć. Na przykład przy użyciu prądu przemiennego, dzięki któremu elektrody zamieniły się miejscami - stalowa katoda stała się anodą. Niektóre elektrony mogą również powodować lokalizację ciepła. Na przykład lampy fluorescencyjne: po uruchomieniu drut wolframowy jest zimny, lampa pracuje z zimną katodą, a zjawisko opisane powyżej służy do podgrzewania żarnika. Po osiągnięciu pożądanego poziomu światła lampa działa normalnie, jak w przypadku gorącej katody. Podobne zjawisko można wykazać w przypadku niektórych lamp ksenonowych wyładowczych drl (d2s, h4 kategoria d).
Zimna katoda urządzenia wymaga wysokiego napięcia, ale zasilacz wysokiego napięcia nie jest wymagany. Jest to często nazywane falownikiem CCL. Falownik wytwarza wysokie napięcie w celu uporządkowania początkowego ładunku przestrzennego i pierwszego łuku elektrycznego prądu w rurze. Kiedy tak się dzieje, opór wewnętrzny lampy zmniejsza się i zwiększa prąd. Konwerter reaguje na takie zmiany, a jeśli temperatura przekroczy normę, wyłącza się. Najczęściej takie systemy są instalowane do oświetlenia ulicznego.
Zimne żarówki są często spotykane w urządzeniach elektronicznych. CCFL (świetlówki z zimną katodą) są stosowane jako żarówki diodowe do komputerów, modemów, multimetrów, w 14, w wskaźnikach rozładowania 18 i HB 3 i innych. Ponadto są szeroko stosowane jako podświetlenie LCD. Innym przykładem powszechnego zastosowania są rury Nixie.
Rodzaje lamp wyładowczych
Zanim kupisz jakieś urządzenie, musisz zdecydowanie przestudiować wszystkie jego cechy.
Wysokoprężne lampy wyładowcze
Lampy te zawierają sprężony gaz wewnątrz rury pod ciśnieniem wyższym niż ciśnienie atmosferyczne. Na przykład lampy wyładowcze wysokiego napięcia są metalohalogenkowe (osram hqi-t 2000w / n / sn), sód (lu250 / t / 40, philips philips son-t 1000w \ 220 e-40, msd 575, msd250 i gbm 150) i lampy rtęciowe dr lub drv (drt-240, ml 250 / e40,).
Lampy niskociśnieniowe
Lampy te zawierają gaz wewnątrz rury pod niższym ciśnieniem niż atmosferyczne. Do tej kategorii należą klasyczne lampy fluorescencyjne, obecnie dobrze znane lampy neonowe, a także niskoprężne lampy sodowe, które są stosowane do oświetlenia ulicznego. Wszystkie mają bardzo dobrą wydajność, ale najskuteczniejsze spośród wszystkich lamp wyładowczych są lampy sodowe Son. Problem z tego typu lampami (z gniazdem R7s) polega na tym, że wytwarza tylko prawie monochromatyczne żółte światło (z wyjątkiem lamp fluorescencyjnych z przepustnicą).
Lampy wyładowcze dużej intensywności
W tej kategorii znajdują się lampy, które emitują światło za pomocą łuku elektrycznego między elektrodami (e-27). Elektrody są zwykle reprezentowane przez elektrody wolframowe, które są umieszczone w półprzezroczystym lub przezroczystym materiale. Istnieje wiele różnych przykładów lamp HID (High Intensity) sprzedawanych w naszym kraju, np halogenowe (ipf h4 x-41, mn-kh7s-150vt, hq-t), łuk ksenonowy i lampy o bardzo wysokiej wydajności (UHP).
Wady w pracy lamp wyładowczych
Wszelkie urządzenia mają swoje wady, a lampy wyładowcze nie były wyjątkiem:
- jeśli napięcie sieciowe jest mniejsze niż 220 V (powiedzmy 100), wówczas lampy metalohalogenkowe (hmi-1200) nie będą działać;
- zakaz używania w instytucjach edukacyjnych;
- lampy halogenowe stają się zbyt gorące podczas pracy. Stanowią one pewne zagrożenie pożarowe, a ponadto wymagają bardzo skrupulatnej opieki - 1 kropla tłuszczu na powierzchni może spowodować jej wybuch;
- lampy neonowe emitują światło (szczególnie w przypadku serii UV, model n4), które jest szkodliwe dla oczu przy dłuższym kontakcie.
Zakres zastosowania
Samochodowe lampy wyładowcze dużej intensywności, zarówno neonowe, są szeroko stosowane, a czasami do samochodów stosuje się oświetlenie diodowe (ich cena jest nieco niższa). Wyładowanie reflektora samochodowego jest wypełnione mieszaniną gazu ksenonowego i soli halogenków metali (jak na przykład Toyota Corolla używa d2r dla Toyota estima 2000 lub BMW 5 dla Opel astra j)). Światło powstaje przez uderzenie łuku między dwiema elektrodami. Lampa ma wbudowany zapalnik.
Do oświetlenia pomieszczeń przemysłowych (gu-23a, ld30, tn-0, 3, gu26a), terenów ulicznych (olimpiada 250, Sylviana wyprodukowana na Ukrainie), tablice reklamowe, fasady budynków, a także wysokoprężne lampy wyładowcze w mieszkaniach i domach (GOST 500-9006-083) oraz w statecznikach.
Schemat instalacji i okablowania są dokładnie takie same, jak w przypadku instalowania prostych lamp żarowych.
- Co to są lampy sodowe i gdzie są używane?
- Jak wybrać lampy LED do domu i mieszkania?
- Jak wykonać samodzielną naprawę lampy energooszczędnej?
- Co to jest statecznik elektroniczny dla luminescencyjnych ...