Газорозрядні лампи - види, особливості, застосування
Є джерела світла, робота яких заснована на використанні електричного розряду в газовому середовищі. Це газорозрядні лампи. Залежно від газового середовища і принципів, які використовуються для отримання світлового потоку, ці лампочки підрозділяються ще на кілька видів.
Люмінісцентні лампи Після лампочок розжарювання це - найпоширеніші освітлювальні прилади. Хоч в побутових умовах вони застосовуються нечасто, але є лідерами при освітленні приміщень виробничих цехів, навчальних закладів та інших об'єктів.
Принцип роботи заснований на запалюванні і підтримці розряду всередині скляної трубки з парами інертного газу, куди додано ще і невелика кількість ртуті. Інертний газ іонізується і є постачальником носіїв заряду: електронів та іонів. Вони, бомбардують атоми ртуті, повідомляючи їм енергію. Довго утримати її атоми не можуть, практично відразу випромінюючи надлишки у вигляді кванта світла. Причому - в ультрафіолетовому спектрі. Для перетворення ультрафіолетового випромінювання в діапазон, придатний для освітлення приміщень, колба зсередини покрита люмінофором. При опроміненні ультрафіолетом люмінофор світиться, але вже в іншому спектрі. Можливі такі відтінки світіння: • білий, • денний, • холодно-білий, • тепло-білий.
Найбільш наближена до сонячного лампа білого світла, що має жовтуватий відтінок. У решти збільшується частка синього кольору світіння. До очевидних недоліків люмінесцентних лампочок відноситься пульсації світла з частотою 100 Гц, що компенсується застосуванням напівпровідникових ПРА замість стандартних стартерів і дроселів, що застосовуються для запалювання розряду і підтримки в робочому стані газового проміжку. Різновидом люмінесцентних є так звані енергозберігаючі лампочки. Їх ще називають компактними люмінесцентними (КЛЛ). Розміри мінімізуються за рахунок згортання довгої трубки в складну конструкцію, а також - за рахунок застосування напівпровідникового пускорегулюючий пристрої.
лампи ДРЛ У деякому роді модифікацією люмінесцентних лампочок є дугові ртутні лампи (ДРЛ). Усередині них також знаходяться пари аргону і ртуті. Вони укладені в трубку, розташовану по центру скляної колби, покритої зсередини люмінофором. Робоча температура трубки досить висока. Щоб вона не розплавилася, її виготовляють з кварцового скла, а внутрішню порожнину заповнюють азотом, щоб люмінофор не постраждав. Для запалювання ДРЛ потрібно, щоб усередині трубки, званої «пальником», з'явилися вільні носії зарядів. Якщо у люмінесцентної лампочки для цього використовуються нитки напруження, підключені до стартера у зовнішній ланцюга, то пусковий пристрій ДРЛ вже знаходиться всередині.
У пальника ДРЛ є два види електродів: основний і підпалює, що знаходяться парами по обох її кінців. Ще не пробитий основній дуговій проміжок пальника, струм проходить через невелике за розміром простір між основними і підпалюють електродами і додаткові резистори, створюючи в місці пробою тліючий розряд. За рахунок цього іонізується аргон. Як тільки кількість носіїв заряду стає достатнім, пробивається основний проміжок пальника. Струм через нього обмежується дроселем - єдиним елементом зовнішньої ланцюга, які залишилися від люмінесцентних ламп. Повний розігрів ДРЛ відбувається за 10-15 хвилин. А ось після зникнення напруги лампа не зможе зайнятися доти, поки пальник не охолоне і в ній не знизиться тиск.
Лампи мають синьо-зелений відтінок світіння, яскравість дуже висока, тому їх застосування обмежене зовнішнім освітленням і виробничими приміщеннями з високими стелями. Світло від них має яскраво виражені пульсації з частотою мережі. Для їх зниження при освітленні виробничих зон світильники рівномірно розподіляються по фазах мережі живлення.
лампи ДНаТ Схожу на ДРЛ конструкцію мають і натрієві лампи. Скорочена її назва - лампа ДНаТ (дугова натрієва трубчаста). Її випромінювання створюють пари натрію, розігріті до високої температури, а не ртуть. Хоча вона теж присутня в складі поряд з невеликою кількістю ксенону, службовця для полегшення процесу запуску. Вся ця суміш поміщена всередину кварцової трубки, також званої пальником. Її кінці з'єднані з цоколем і герметизовані тугоплавким матеріалом - ніобієм. Між трубкою і колбою лампи створений глибокий вакуум, щоб знизити втрати тепла.
Розігрітий до високої температури натрій, та ще й перебуває під тиском, випромінює в яскраво вираженому жовтому світлі. Для запуску лампочці необхідний імпульс високої напруги, що створюється при спільній роботі імпульсного зажигающего пристрої (ИЗУ) і дроселя. Використовуються ці лампочки при освітленні доріг, міських вулиць і промислових підприємств. Через переважання жовтого світла в спектрі натрієва лампа максимально придатна для роботи в тепличному господарстві.
лампи кварцові Ще один напрямок для використання світяться розрядів в середовищі газу - кварцові лампи для дезінфекції приміщення. Принцип їх дії також заснований на розряді в трубці з кварцу, що містить ртуть. Тільки тепер ультрафіолет не потрібно перетворювати, він є корисним випромінюванням. Тому внутрішнє люмінофорне покриття колби відсутня. Ультрафіолетова лампа при роботі вбиває бактерії та інші мікроорганізми, руйнуючи їх ДНК, або загальмовує їх активність. Це властивість активно використовується для знезараження приміщень як медичних, так і громадських, навіть побутових.
Звичайна лампа для кварцування (так скорочено в медичному середовищі прийнято називати процес обробки приміщень ультрафіолетом), крім усього іншого, ще й сприяє утворенню озону. Так як він у великих концентраціях стає шкідливий, то після обробки приміщення потребує провітрювання. Але існують ультрафіолетові бактерицидні лампи, трубки яких зроблені зі спеціального увіолевого скла, що не пропускає довжини хвиль, що сприяють утворенню озону. Їх і називають «безозоновими».
Лампи для захисту від комах Ще одне застосування для ультрафіолетового випромінювання - інсектицидні лампи. Принцип роботи приладу заснований на підвищеній увазі комах до ультрафіолету: їх до нього тягне. Лампа інсектицидна виконує роль приманки. На підльоті до неї комах чекає неприємний сюрприз: сітка, яка перебуває під напругою.
безелектродні лампи Лампа може бути газорозрядної і без електродів, між якими відбувається утворення плазми. Цей процес можна запустити і безконтактним способом. На цьому принципі працюють індукційні лампи. Оскільки всередині балона з газом відсутні металеві деталі, термін служби виробу збільшується. Розряд виходить за рахунок іонізації газу потужним електромагнітним полем котушки індуктивності.
лампи імпульсні Є пристрої, завдання яких - видати короткочасний світловий імпульс. Вони використовуються в професійній фотографії і називаються спалахами. Основним елементом такого пристрою є імпульсна лампа. Для її роботи потрібно підвести короткочасний високовольтний імпульс від потужного джерела. Зазвичай в його ролі виступає заздалегідь заряджений конденсатор.
лампи неонові Неонові лампи - це невеликі за габаритами лампочки, що застосовуються в основному в пристроях індикації. Назва пішла від газу неону, який знаходиться в їх скляній колбі. Воно стало прозивним, хоча замість нього іноді застосовуються і інші інертні гази.
Розряд виникає сам собою, з додаткових пристроїв є тільки невеликий резистор, що обмежує струм. Струм настільки малий, що лампочка з успіхом використовується в однополюсних індикаторах напруги. Ось так різноманітне використовується здатність деяких газів іонізуватися і випромінювати світло. Але це не межа. Можливо, незабаром будуть винайдені нові способи, щоб отримати користь від світиться плазми.