Газоразрядным источником света называют прибор, в котором оптическое излучение возникает в результате электрического разряда в среде инертных газов, паров металла или их смесей.

Современные газоразрядные лампы имеют ряд преимуществ перед лампами накаливания. Это прежде всего более высокая светоотдача и коэффициент полезного действия при большом сроке службы (до 14 000 ч). Газоразрядные лампы в зависимости от инертного газа или паров металла, в которых происходит разряд, дают световой поток в любой области спектра и любой цветности. В связи с этим газоразрядные лампы, создающие интенсивные ультрафиолетовые лучи, широко используются в медицине и обезвреживании продуктов. Безынерционность излучения газоразрядных ламп используется для создания импульсных источников света большой мощности и любой длительности. Наряду с перечисленными преимуществами газоразрядные лампы имеют ряд недостатков, в числе которых следует указать на пульсации светового потока при питании от сети однофазного тока.

Для увеличения светоотдачи колбы газоразрядных ламп покрывают специальный веществом, называемым люминофором. Такие лампы называют люминесцентными. Люминофоры под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в газах, преобразуют их в спектр видимого излучения. Такое явление называют люминесценцией.

Люминесцентная лампа (рис. 259) представляет собой длинную стеклянную колбу 1, в торцы которой впаяны два электрода с катодом 2 в виде вольфрамовой спирали, покрытой слоем оксида, облегчающего выход электронов. В колбу вводится небольшое количество ртути, преобразующейся в пары при 30— 40^СС, и инертный газ. Добавка инертного газа к парам ртути облегчает возникновение электрического разряда.

При использовании в качестве люминофора 4 веществ на основе редкоземельных элементов светоотдача лампы достигает 90—100 лм/Вт.

По форме колбы люминесцентные лампы бывают прямые цилиндрические, кольцевые и U-образиые.

Напряжение зажигания у этих ламп обычно значительно превышает рабочее напряжение. Поэтому с учетом необходимости регулирования тока для включения ламп применяют пусковые регулирующие устройства.

На рис. 259, б представлена схема включения люминесцентной лампы со стартером Ст и балластным дросселем Др. Стартер представляет собой колбу, заполненную инертным газом; один из электродов стартера выполнен в виде крючка из биметаллической пластинки. Напряжение зажигания тлеющего разряда в стартере меньше напряжения сети, но больше рабочего напряжения на лампе. При подключении лампы к сети контакты стартера нагреваются и замыкаются — через электроды лампы протекает ток, нагревающий их до температуры 800—900°С, при которой облегчается работа выхода электронов и начало электрического разряда в колбе лампы. При остывании контактов стартера они размыкаются и разрывают цепь, в которую включен дроссель.

Как известно, при коммутации в цепи с индуктивностью напряжение на дросселе резко возрастет и все оно будет приложено к лампе. Под действием этого импульса напряжения начинается электрический разряд.

Люминесцентные лампы выполняются небольшой мощности и они не пригодны для уличного освещения, особенно зимой.

В качестве мощных источников света используются газоразрядные ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления. Источником лучистой энергии в этих лампах высокого давления служит электрический разряд между электродами. Колбы ламп выполняются из кварца, способного выдерживать значительные давления при высоких температурах (800—900°С). Эти лампы взрывоопасны в рабочем и нерабочем состояниях.

САМОЕ ВАЖНОЕ

1. Электрическая энергия в электрических паяльниках, печах сопротивления, дуговых и индукционных печах преобразуется в тепловую, а в лампах накаливания, люминесцентных лампах, светотехнических установках — в световую энергию.

2. В электрохимическом производстве с помощью электролиза и электрогальваники преобразуют электрическую энергию в химическую.

Темы докладов и рефератов

1. Установки резистивного электронагрева.

2. Электросварка.

3. Лазерные и электронно-лучевые установки для переплава металла.

4. Использование электроэнергии в электрохимическом производстве.

5. Защита окружающей среды от пыли с помощью электрических полей.

6. Лампы накаливания, газоразрядные лампы и другие источники света в твоей профессии.

1 Объясните назначение и принцип действия установок резисторного электронагрева. 2. Каков принцип действия установок электродугового нагрева и для каких целей их применяют?

3. Что называют сваркой? Объясните принцип действия дуговой сварки;
контактной сварки.

4 Как работают лазерные и электронно-лучевые установки переплава металлов?

5. Как используется электрическая энергия в электрохимическом производстве? В чем состоит сущность электролиза?

6. Поясните способы защиты окружающей среды от пыли с помощью электрических полей.

7. Чем отличаются лампы накаливания от газоразрядных ламп?

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ......................................................... 3

Введение ................................................................. 4

Раздел 1