Газоразрядни светлинни източници

Газоразрядни лампи.

В обикновеното състояние газовете са добри изолатори, т.е. те не провеждат електронен ток. Но при определени условия е възможно да се нарушават изолационните им характеристики и да се принуди газът да провежда електрически ток. Обажда се комбинацията от явления, свързани с преминаването на електронен ток през газ газ или електронно разреждане. Взимаме съд, например стъклена тръба с метални електроди, залепени в краищата му. За предварително отстраняване на въздуха от тръбата и го напълни с инертен газ или да условия за образуване на метални изпарения. Ако се приложи електродите на напрежението на тръбата, а след това под действието на напрежението в тръбата създава електронна кутия, която, като действа върху достъпно винаги в газова среда на определен брой безплатни такси електрони с разпознаваеми критерии ще принуди подвижни достъпно и новосъздадените електронни такси в определена посока. В епруветката се появява електронен ток, появява се газов изход. Преминаването на електронен ток през тръба, напълнена с газове или метални пари, се придружава от серия от съответни светлинни явления.

Светлоотвеждане в алкохолни пари, променлив ток.

В зависимост от типа изпускане се появява характерна светеност на газове или метални пари, която е основата за създаването на различни видове източници на светлина. Източникът на светлина, в който се използва феноменът на изхвърлянето на газ, се нарича газоразряден светлинен източник. Напрежението, при което започва процесът на разреждане на газа, се нарича запалително напрежение. Това напрежение определя, че неговата малка стойност, която трябва да бъде приложена към епруветката, така че в нея да се появи разряд. След изхвърлянето в тръбата, за да я поддържате, трябва да имате най-малко напрежение, отколкото напрежението при първоначалното запалване на изпускателната тръба. Това напрежение ще бъде наречено изходно напрежение. В зависимост от естеството на газ за пълнене тръба, неговото налягане, разстоянието между електродите, материалите, от които са направени, техните размери и други причини, ще варира величината на напрежението на запалване. Нека разгледаме физическите процеси, които причиняват блясъка на газове или изпарения на метали в газовия поток.

Електронният ток между електродите на изпускателната тръба се създава в резултат на изместването под въздействието на електронното поле на електрони и йони, образувани от неутрални газови атоми или пари, разположени в пространството между електродите. За да може процесът на образуване на нови свободни електрони в пространството на интелектродните процеси да продължи без прекъсване, е необходимо да се осигури постоянно попълване на това място от електроните. Тази роля прави тръбата от железен катод. Ясно е, че в металите винаги има огромно количество свободни електрони, които се движат хаотично между атоми и молекули на железен проводник. Но електроните не могат да оставят повърхността на метален проводник в обикновени условия, защото се противодействат на силите, действащи на повърхността му. За да разкъсва електрона от повърхността на метала, той трябва да каже допълнителна енергия, за да преодолее силите, които го ограничават. Енергията, която трябва да бъде изразходвана за преодоляване на електрона, която я държи на повърхността на металните сили, се нарича работната функция на електрона.

Но това е начинът, по който изхвърлянията изглеждат, ако са изстреляни през червеникав филтър

Има два възможни начина за предаване на необходимата енергия на електрона, за да се остави от металната повърхност. Термионна емисия, когато катодът се загрява от електронен ток, преминаващ през него от външен източник на енергия, или хладен катод се бомбардира от положителни йони, образувани в газа, което също води до нагряването му. С нарастващата температура на катода се увеличава хаотичното движение на свободните електрони в катодното тяло, а онези от тях, които са получили достатъчно енергия, за да преодолеят противоположните сили, излитат от повърхността на метала. Автоматично излъчване, когато се създава силно електронно поле близо до хладния катод, поради което електроните излизат от повърхността на метала. Независимо от доставки кинетична енергия, притежавана от електрона се улавя в пространство interelectrode, като в резултат на електрон ускоряване поле действа между електродите на тръбата по време на сблъсък с неутрален атом може да възникне еластична или нееластична сблъсък. В първия случай липсва електрон има доставки на енергия, тъй като в резултат на сблъсък неутрален атом увеличава неговата кинетична енергия, но не променя структурата на атома. При достатъчно подаване на кинетичната енергия на електрона се получава нееластичен сблъсък на прости частици. По време на електрони сблъсъци с неутрален атом преминава част от енергията си и под влиянието на тази енергия е един от външната електрона неутрален атом може да се движи в напомпана ниво орбита характеризиращ енергия или електрон може напълно да се откъснат от атом и атомът ще се превърне в положителен йон.

Процесът на преход на външен електронен елемент на неутрален атом в орбита с надценено енергийно ниво се нарича възбуждане на атом. Всеки атом има няколко такива енергийни нива, наречени резонанс. В зависимост от енергията, придавана на атома по време на сблъсъка, външният електронен може да отиде на едно или друго резонансно ниво. Един атом не може да остане дълго във възбудено състояние, както и чрез много малка разлика от време в милиони парченца втори електрон от нивото на резонанс върти неутрално положение. Когато електрона преминава от нивото на резонанса до неутралната позиция, енергията се излъчва под формата на определена част от светлината или, както се казва, квант на светлинния фотон. Позволява се излъчването, получено в резултат на описания процес резонансно излъчване. Всеки газ или чифт метали е присъщ на определен модел на такъв преход. Получената лъчение, в зависимост от вида на газа или металната пара и нейното налягане, има определена дължина на вълната, която на свой ред определя цвета на това излъчване.

С увеличаването на тока в газоразрядната пролука са възможни сблъсъци на вече възбудени атоми с свободни електрони и йони. За всичко това се съобщава допълнителна допълнителна енергия на такива възбудени атоми, което води до преход на електрони от едно ниво на резонанс на друго - надценяване. Този процес се нарича странно вълнение. Въртящ трансфер на електрони с високи нива на енергия в неутрално положение не настъпва незабавно, и последователно преминаване от по-високи нива на енергия почти до нивото на най-ниската енергия, и след това в неутрално положение. Получената фотонна енергия с постепенен електронен преход е миниатюризирана и дължината на вълната на лъчението се увеличава. При ниски газови налягания и ниски плътности на тока, процесите на възбуждане на атомите играят важна роля в развитието на радиацията. Осветителната светлина ще се състои от отделни резонансни лъчения с различни дължини на вълните, така че диапазона на излъчване на излъчване има ориентиран характер. Тъй като налягането на газа се повишава и плътността на тока се увеличава, стъпките на атомните възбудителни процеси се превръщат в най-важни. Радиационният диапазон на такова разреждане е непрекъснато широки ленти. общия интензитет на лъчение се увеличава, и поради факта, че за алтернативно прехвърляне на електрони от първи резонансната ниво на друго фотони намалява дължината на вълната на емитираната светлина се увеличава съответно. Избирайки рода на газ или метални пари, тяхното налягане и плътност на тока, може да се получи излъчване на изпускателната система с необходимите светлинни характеристики. Ако тръбата за прилагане на променливо напрежение, което понякога варира по сила и посока, освобождаването на газ има някои характеристики, които е необходимо спирачки. Когато в положителния полукръг напрежението на захранващата мрежа нараства, достига величината на запалващото напрежение, в тръбата ще се задейства изпускане. След запалване на напрежението на освобождаване тръба пада до стойност на напрежението и горене през време на изгаряне на освобождаване е приблизително на същото ниво. Освен това напрежението в мрежата за захранване ще намалее толкова, че да стане по-малко от необходимото, за да се поддържа изхвърлянето в тръбата, а изхвърлянето ще свърши. Re-възпламени отговорност в следващия отрицателно половин цикъл, след заслуги захранващото напрежение и напрежение запалване стойности в края му се понижава под изгаряне напрежение. Но всъщност не забелязваме процеса на повторно запалване на изпускането в тръбата, защото този процес е много бърз! Що се отнася до 1-ия пълен цикъл на приложеното напрежение на тръбата него два пъти повтаря запалване и прекратяване на изпълнението, и през тръбата с това променлив ток. Сега разглеждаме характеристиките, които трябва да се вземат предвид, когато тръбата за зареждане е вкарана в мрежата за електрозахранване. Ако промените количеството на тока, преминаващ през изпускателната тръба и веднага промените напрежението на нейните електроди, тогава можете да установите връзка между това напрежение и ток. Тази зависимост се нарича заглавие Характеристики на текущото напрежение при изпускане на газ.

Подсветка на дървета с цветни метални халогенни лампи

Колкото по-голям е токът, преминаващ през изпускателната тръба, например с дъгообразно изпускане, толкова по-интензивен е процесът на йонизиране на неутралния газ в пространството на интерелектродите и напрежението на електрода на тръбата се намалява. Волт-амперната характеристика на дъгообразното изпускане има падащо разположение. С тази характеристика на изхвърлянето на дъгата е невъзможно постигането на стабилност или стабилизиране на изхвърлянето без въвеждане на изкуствени мерки. Наистина, ако например напрежението на изпускателната тръба се намали по някаква причина с определено количество, токът в кръга се увеличава. Увеличаването на тока от своя страна ще доведе до намаляване на напрежението през изпускателната тръба и до увеличаване на тока в електрическата верига. Ако не ограничите размера на тока, то ще се увеличи до момента, в който някоя част от веригата се разпадне. Трябва да се направят два извода от тази ситуация. Първо, изпускането на газ няма определено електронно съпротивление: то варира в зависимост от конфигурацията на тока в схемата. На второ място, за да се ограничи големината на тока, последователно с изпускателната тръба, е необходимо да се включи съпротивление, ограничаващо тока, което ще определи величината на тока, установен в схемата. Това съпротивление, ограничаващо тока, се нарича баластна устойчивост или баласт. Включването му в схемата на изпускателната тръба подравнява изпускането. Следователно, на практика всички газоразрядни светлинни източници за тяхното включване в електронна мрежа изискват редуващо включване на съпротивлението за ограничаване на тока с тях. Изборът на типа баласт се определя от вида на тока, преминаващ през изпускателната тръба, както и от редица други причини. Когато изпускателната тръба се задейства при непроменен ток, омамното съпротивление (реостат) обикновено се използва като баласт. Алтернативният ток може да използва омично съпротивление, индуктивност или капацитет. Често съпротивлението на баласта при работа на тръбата с променлив ток е комбинация от тези 3 или 2 от някои части.