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高壓汞燈的工作原理
工作原理
有玻璃外殼的高壓汞燈,這種汞燈通常用輔助電極幫助啟動(dòng),輔助電極通過(guò)一只40~60千歐的電阻R與不相鄰的電極相連接。當燈接入電網(wǎng)后,輔助電極與相鄰的主電極之間加有交流220伏的電壓。這兩電極之間的距離很近,通常只有2~3毫米,所以它們之間有很強的電場(chǎng)。在此強電場(chǎng)的作用下,兩電極之間的氣體被擊穿,發(fā)生輝光放電,放電電流由電阻R所限制。如R過(guò)小會(huì )使電極燒壞。主電極和相鄰輔助電極之間的輝光放電產(chǎn)生了大量的電子和離子,這些帶電粒子向兩主電極間擴散,使主電極之間產(chǎn)生放電,并很快過(guò)渡到兩主電極之間的弧光放電。在燈點(diǎn)燃的初始階段,是低氣壓的汞蒸氣和氫氣放電,這時(shí)管壓降得很低,約25伏左右;放電電流很大,約為5~6安培,稱(chēng)為啟動(dòng)電流。低壓放電時(shí)放出的熱量使管壁溫度升高,汞逐漸汽化,汞蒸氣壓和燈管電壓逐漸升高,電弧開(kāi)始收縮,放電逐步向高氣壓放電過(guò)渡。當汞全部蒸發(fā)后,管壓開(kāi)始穩定,進(jìn)入穩定的高壓汞蒸氣放電。
高壓汞燈從啟動(dòng)到正常工作需要一段時(shí)間,通常為4~10分鐘。高壓汞燈熄滅以后,不能立即啟動(dòng)。因為燈熄滅后,內部還保持著(zhù)較高的汞蒸氣壓,要等燈管冷卻,汞蒸氣凝結后才能再次點(diǎn)燃。冷卻過(guò)程需要5~10分鐘。在高的汞蒸氣壓下,燈不能重新點(diǎn)燃是由于此時(shí)電子的自由程很短,在原來(lái)的電壓下,電子不能積累足夠的能量來(lái)電離氣體。
高壓汞燈發(fā)光效率比較高,在35~65流/瓦以上,高壓汞燈除了有高的發(fā)光效率外,還能發(fā)出強的紫外線(xiàn),因而不僅可以照明,還可用于曬圖,保健日光浴,化學(xué)合成,塑料及橡膠的老化試驗、熒光分析、探傷等方面。由于高壓汞燈有較高的光效,而且其發(fā)光體小,亮度高,適合于室外照明。但是它的光色偏藍、綠,缺少紅色成分,所以被照物不能完全顯示原來(lái)的顏色。
如果高壓汞燈中汞蒸氣壓大于10大氣壓時(shí),就成為超高壓汞燈,這時(shí)其發(fā)光效率將隨之增加。
高壓汞燈有較高的發(fā)光效率,但是亮度還不夠高。在許多場(chǎng)合,例如各種光學(xué)儀器、投影系統中,則需要高達10~10熙提(Cd/cm)的高亮度光源,超高壓汞燈就是這樣一種光源。
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