Классификация и общие принципы работы РЛ

Лекция №4

Разрядные источники излучения.

Классификация и общие принципы работы РЛ.

(Условное обозначение – «электрон» - ē)

Сокращение – ГРЛ – газоразрядная лампа)

 

План лекции

 

1. Классификация ламп по давлению

2. Зависимость к.п.д. от давления ртутных паров

3. ВАХ газового разряда

4. Условия устойчивого горения разряда

5. Работа РЛ в цепи переменного тока

6. Понятие коэффициента пульсации и стробоскопического эффекта

7. Энергетические показатели лампы и схемы

 

 

В разрядных источниках ОИ получают в процессе преобразования электроэнергии в дуговом электрическом разряде. Электрический разряд других видов – тихий, тлеющий – имеет меньший КПД.

Классификация разрядных источников излучения производится в зависимости от давления газа внутри колбы и от газового наполнения.

 

По давлению:

1. Низкого давления – 0,1-10⁴ Па (до 75 мм рт ст)

2. Высокого давления – 3·10⁴…10⁶ Па (от 225 до 7500 мм рт ст)

3. Сверхвысокого давления – >10⁶ Па

(1 мм рт ст = 133, 32 Па)

(1 Па = 0,0075 мм рт ст)

(1 Па = 1 Н/м²)

От значения давления в лампе зависит спектр излучения и КПД электрического разряда.

 

 

 

 

Зависимость КПД электрического разряда в парах ртути от давления:

1 – энергетический КПД (η_е)

2 – световой КПД (η_v)

При дуговом электрическом разряде атомы газов или паров металла возбуждаются энергией бомбардирующих заряженных частиц. Атом называется возбужденным, если какой-либо его ē находится не на ближайшей к ядру для этого ē стационарной орбите. Возвращаясь на базисный энергетический уровень атом (ē) отдает избыток энергии в виде кванта излучения: ,

где Q_кв – энергия кванта излучения, Дж;

h – постоянная Планка, Дж·с; h = 6,626 · 10^-34 Дж·с;

с – скорость света, м/с; с = 3·10⁸ м/с;

λ – длина волны излучения, м.

Атом на базисный уровень может возвращаться ступенчато через промежуточные уровни или сразу. В последнем случае излучение атома называется резонансным.

Резонансное излучение свойственно лампам низкого давления. При этом создается мощное коротковолновое УФ излучение, невидимое глазом. Из рисунка видно, что энергетический КПД η_е этого процесса высокий, а световой КПД η_v невелик. Это обусловлено спектральным составом излучения, основная доля которого при низком давлении сосредоточена в невидимой УФ части спектра.

С повышением давления в разрядном промежутке все больше энергии отдается атомами ступенчато, нерезонансно. При этом появляется видимое излучение. Такой процесс преобразования имеет меньший энергетический, но больший световой КПД.

Спектр излучения РЛ (линейчатый или полосатый) зависит от рода газа или паров металла, наполняющего РЛ.

По наполнению

1. Ртутные 2. Металлогалогенные 3. Натриевые 4. Ксеноновые