Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

В наш век повсеместной электрификации мы привыкли считать электрический разряд чем-то неправильным и где-то даже опасным. Поэтому в словах «газоразрядная лампа» многим видится некий парадокс.

Уже давно электричество перестало быть диковинкой. Нас оно окружает буквально со всех сторон. В стенах домов, квартир проложена проводка, по которой непрерывно течет электрический ток, даже если не включен телевизор и выключены все лампочки.

Холодильник все равно все время тихо включается и сохраняет нам продукты, подпитываясь от сети. Так же и прочие приборы: светодиоды на выключателях – и те хоть чуть-чуть, но ток пропускают. А вот разряд в наших сетях – нечто неординарное.

Если нечаянно замкнутся два провода в одной розетке, будет короткое замыкание, то есть разряд. А это авария и мгновенное отключение сети защитной автоматикой.

Или если мы сами зарядились, просто от трения одежды, то, как только прикоснемся к чему-нибудь металлическому – будет разряд: несильно, но чувствительно уколет или даже тряхнет. Но обычно один раз. Ну, и заряженный конденсатор может ударить током, то есть через нас разрядиться.

Разновидностей разрядов достаточно много. Чаще всего нам встречается искровой разряд, как раз его-то мы и не любим. Хотя знаем, что в автомобиле он заставляет двигатель работать.

Виды электрических разрядов

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыИскровой разряд
Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыДуговой разряд
Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыКоронный разряд
Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыТлеющий разряд
Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыЧастичный разряд

Слева направо: искровой, дуговой, коронный, тлеющий. Есть еще экзотические виды – частичный и таунсендовский (темный – здесь его нет).

Какие-то из них мы используем, какие-то только пытаемся поставить на службу, с какими-то боремся.

Но вот тлеющий разряд, быть может, и назван так «смягченно», чтобы сообщить: да, это разряд, но не такой уж и страшный. Действительно, он не бьет, как искра или молния, в доли секунды, чтобы сразу же и прекратиться.

Он тлеет, то есть течет, как обыкновенный и привычный для нас всех электрический ток. И не просто течет, но и светит – это все электрические лампы, где светится газ, а не металлическая проволока.

Именно газоразрядные лампы.

Самое интересное во всей этой истории то, что обнаружили свечение газа под действием разряда еще до того, как появились «настоящие» электрические приборы. То есть такие устройства, в которых бы гарантированно работала электрическая энергия.

Сначала свечение газа показывали как фокус. А в качестве источника энергии использовались не генераторы, не аккумуляторы, а электризация предметов путем различных ухищрений, что позволяло вызвать некоторый заряд на поверхности. Электризация известна была давно, просто ее старались как-то усилить, в соответствии со своим пониманием.

Например, рукой крутили большой шар из серы, насаженный на металлический стержень, и получали в довольно большом количестве «электричество», которое заявляло о себе искрением или свечением газа. Были и другие опыты, которые принято было проводить со сцены для публики или в модных светских салонах для избранного общества.

Изучали и демонстрировали «животный магнетизм», алхимические превращения, которые уходили корнями в «герменевтическую философию».

Соответственно, и сбор электроэнергии для целей демонстрации мог происходить не на промышленном каком-то оборудовании, а на вещах, скорее принадлежавших к разряду театральной бутафории.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыОпыты

Однако от таких опытов получилось благое дело: люди увидели не просто физическое – то есть не магическое – явление, а поняли, что в нем заключена определенная, доступная людям, сила, которую можно накопить и измерить.

И с тех пор дальнейшее изучение электричества пошло в направлении его приручения и широкого использования человечеству во благо.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыИзучение электричества
Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыПриручение электричества

Многие исследователи тех времен получали таинственное свечение. Например, Ломоносов обнаружил свечение в стеклянном сосуде газообразного водорода. И не все эти свечения являлись тем, что теперь называется «тлеющий разряд». Дело в том, что газ способен получать энергию разными путями, и потом эту энергию излучать в виде света определенной длины волн.

Это может быть внешнее электрическое напряжение, приложенное к двум установленным в сосуде с газом электродам. При некоторой величине напряжения, а также при некоторой разреженности газа, поток электронов устремится от электрода с избыточностью электронов к электроду с их недостаточным количеством.

И, «натыкаясь по дороге» на атомы газа, электроны их активируют, при этом и получается тлеющий разряд.

Но нечто подобное может происходить не только от потока бегущих электронов. А, например, непосредственно от воздействия внешнего магнитного поля. Будет тлеющий разряд, очень похожий на полярное сияние.

Я сам такое видел на лампах дневного света, отключенных от сети питания, но на которые воздействовало магнитное поле от вращающихся магнитных барабанов. На старых компьютерах иногда встречались такие устройства, большие как шкаф.

Вот в темноте около таких шкафов лампы дневного света и давали интересные световые разводы, похожие на Северное сияние.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыГазоразрядные лампы

Цвет свечения газоразрядных ламп не зависит от источника энергии. Газ состоит обычно из однородной массы простейших молекул в один-два атома (H2 – водород, Ar – аргон) и работает как один атомарный механизм.

В нем электроны, получая энергию от внешнего источника, перескакивают на другой уровень – в «возбужденное» состояние, а потом возвращаются обратно, выбрасывая свою «возбудившую» их энергию в виде кванта света строго определенных длин волны. Так и получаются свечения одного цвета, монохромные.

Или нескольких цветов, соответствующих энергетическим переходам электронов в электронных оболочках атомов газа. Таким образом можно получить лампы, светящиеся конкретными цветами, в отличие от солнца с его непрерывным спектром или пламени костра, свечи или света лампы накаливания.

Энергетические процессы при этом очень просты, поэтому и весьма эффективны, имеют высокий КПД. То есть лампа накаливания дает целый спектр, который получается от хаотического теплового движения молекул твердой вольфрамовой спирали.

Молекулы раскаленного вольфрама мечутся как угорелые вокруг своих мест в кристаллической решетке и исступленно испускают во всех возможных направлениях кванты света всех мыслимых энергий и частот. В этом спектре есть видимый нам свет, и есть инфракрасное излучение, которого мы не видим.

А есть еще просто конвекция – передача непосредственно молекулам газовой среды лампы энергии тепла.

От этого нагревается стеклянный баллон, который, в свою очередь, нагревает воздух в помещении, цоколь, патрон, провода… Получается, что на свет от лампы накаливания идет энергии всего лишь 5–10 %. Тогда как газовый свет дает, по разным оценкам, от 25 до 40 %.

Разновидности газоразрядных ламп

Газоразрядные лампы представляют собой стеклянный (из стекол особого состава) баллон, накачанный газом и с электродами, установленными внутри. Электрическое напряжение на него подается через цоколь. Газ внутри может быть под низким давлением или под высоким.

По этому признаку и различаются газоразрядные лампы низкого давления, лампы высокого давления и лампы сверхвысокого давления. Остальные различия касаются, в основном, составов газовых сред внутри баллона и покрытия баллона. От этого зависят характеристики свечения ламп.

Еще одна важная конструктивная особенность ламп (газоразрядных в том числе) – конструкция и размер цоколя, от чего зависит конструкция патрона для лампы, а значит, и возможности установки таких ламп в светильниках.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыВиды газоразрядных ламп

Газоразрядные лампы:
а, б – низкого давления;
в, д – высокого давления;
г – сверхвысокого давления
а – натриевая, б – люминесцентная, в – ртутная, г – ксеноновая, д – натриевая

(с особым покрытием колбы – поликристаллическим оксидом алюминия)

Источник: https://LampaGid.ru/vidy/lyuminestsentnye/gazorazryadnye-lampy

Как работают лампы, типы и классификация, натриевые газоразрядные лампы и их давление и мощность

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыГазоразрядная лампа – это оборудование, в котором образуется свечение благодаря электрическим разрядам. Источник обладает колбой, цоколем и специализированной горелкой. В центре устройства расположен главный электрод, а под ним расположен особый токоограничительный резистор. Главные разряды электричества проходят внутри самой трубки. Сегодня можно встретить большое количество многообразных газоразрядных ламп, которые обладают как индивидуальными плюсами, так и минусами. Что такое газоразрядная лампа?

Газоразрядные лампы высокого давления

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыСамыми широко применимыми моделями с высоким накаливанием считаются ртутные устройства. Главной их отличительно чертой является отсутствие потребности в пускорегулирующем приспособлении. В большинстве случаев такие газоразрядные модели с высоким давлением можно легко найти на улице, а в зданиях они применяются крайне редко. Кроме ртутных оборудований, на конкурентном рынке можно найти большое разнообразие натриевых световых источников.

Главная их особенность – это высокий параметр светоотдачи. При всём этом время службы и эксплуатации таких приборов довольно долгое.

Последней разновидностью ламп с высоким давление считаются металлогалогенные приборы. Данная модель относится к точечному источнику освещения.

Мощностью они обладают гораздо большей, чем устройства с накаливанием. При всём этом у таких моделей, как и у всех других, есть свои минусы.

Газоразрядные лампы низкого давления

Самыми распространёнными моделями с низким накаливанием можно назвать люминесцентные устройства. В общем такая модель способна хорошо сэкономить лишнее электричество. На сегодняшний день они распространены повсеместно и поэтому имеют высокий показатель потребительского спроса.

В большинстве случаев они используются в школах, магазинах и медицинских учреждения. Обычно на территории улиц они почти не применяются. Отдельной разновидностью моделей с низким накаливанием считаются люминесцентные энергосберегающие приборы. Главным их достоинством считается компактная конструкция.

Отличительные черты ламп из ртути

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыГлавным плюсом ртутных устройств считается высокая светоотдача. Чаще всего данный параметр находится на отметки в 55 лм/Вт. При всём этом прибор может прослужить вам довольно долгое время. Средний показатель производительности находится на уровне в 10 тысяч часов. Размеры и компактность у этих устройств на высоте, что считается неоспоримым достоинством.

Кроме прочего, нужно указать на высокую температурную устойчивость ртутных моделей. Но при условиях сильного мороза их применять категорически запрещено.

К минусам данной модели можно отнести плохую передачу оттенков и цветокоррекции, а связано это с малым сектором лучей.

В конечном счёте при таком освещении человеку будет довольно сложно правильно определить цвет окружающих его предметов. Ещё один минус — это ограниченные возможности ртутной лампы.

Читайте также:  Очистка воды из скважины: что делать если вода мутная или желтеет

К несчастью, процесс работы лампа совершает лишь на переменном токе. Включать её можно лишь при помощи балластного дросселя. Время разгорания довольно длительно и равняется в среднем семи минутам.

При всём этом включение лампы заново не изменит времени разогрева, а скорее, наоборот, усложнит. Также ртутная модель обладает повышенной пульсацией светового потока, и в этом плане она сравнительно уступает моделям с люминесцентными составляющими.

Также стоит отметить, что поток света с прошествием времени у прибора начнёт снижаться.

Газоразрядные натриевые лампы

Газоразрядная модель на основе натрия чаще всего производится в прозрачной кобле и выпускается в форме цилиндра. Мощность модели варьируется в районе 70 Вт. Время работы составляет около 15000 часов.

Параметр цветопередачи у ламп натриевого типа низок, и это считается главным недостатком. Обычно, эта модель применяется на фирмах и зданиях промышленного характера. Также её можно легко найти на улице в простых фонарях.

Главным отличием устройства считается монохромный жёлтый цвет. В целом особым спросом среди другой продукции они не обладают.

Металлогалогенные модели

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

В доме можно применять металлогалогенные модели с разной цветовой палитрой, но минусы у такого устройства всё-таки прослеживаются. Большое количество пользователей сообщает, что у устройства происходит долгое время разжигания. В среднем его приходится ждать около 30 секунд, а на полную мощность лампа выходит небыстро, после отключения её становится довольно сложно включить обратно. Чаще всего это связывают с перегреванием цоколя. В конечном счёте пользователю придётся ждать пока устройство полностью не охладится.

Характерные особенности люминесцентных устройств

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыГазоразрядная лампа люминесцентного вида производится и продаётся с различными конфигурациями. Самыми обширными являются панельные, а также кольцевые разновидности. Средний показатель мощности люминесцентных устройств доходит до 100 Вт. Самые компактные оборудования чаще всего содержат в себе всего лишь 5 Вт. Максимальная мощность прибора может равняться 80 Ватт. Минимальная длина цоколя доходит до 8 сантиметрам, а большие кольцевые модели изготавливаются с размером в 15 сантиметров.

Имеется большое число цоколей с такими показателями: H 23, G 24 2 G 7 2 G 13. В то же время производятся патроны классов Е14 и Е27. Обычно все разновидности ламп несут в себе встроенный электронный пускорегулирующий аппарат. По спектрам своего свечения устройства люминесцентного характера разделены на модели с белыми, жёлтыми, зелёными, а также синими расцветками.

Отзывы потребителей о люминесцентных моделях

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыБольшое количество пользователей привлекает это устройство своей световой передачей. Ещё одним плюсом считается длительная служба прибора. В среднем показателе простая модель может работать в течение 10 000 часов. Можно устанавливать устройства с различным секторным составляющим. Яркость у приборов не очень высокая, поэтому они не ослепляют взгляд человека. К минусу можно отнести крупный размер устройства. При всём этом коэффициенты мощности у модели, по сравнению с другими приборами, находится на низком уровне.

Ещё одна трудность заключается в необходимости подключать к лампе пускорегулирующее устройство. При этом неопытному мастеру придётся очень долго просматривать схемы присоединения и совмещения устройств.

Длительность зажигания ламп большая, и это главный недостаток. Дополнительные затруднения: люминесцентные лампы содержат в себе элементы ртути, поэтому их утилизация должна проходить особым способом.

Особенности лампы ДНатТ 70

Средняя характеристика мощности устройства, как можно заметить из названия, равняется 70 Вт. Параметр светового потока варьируется в области 6000 лм, а рабочее напряжение в устройстве доходит до 90 В.

Средняя продолжительность работы модели около 15 000 часов. Цоколь на лампе принадлежит к классу У27. Его диаметр равен 39 мм, а длина – 156 мм.

Цена на газоразрядную модель ДНаТ 70 на общем рынке начинается от 300 рублей.

  • ДнаТ 100 отзывы и особенности.

Показатель мощности прибора составляет 100 Вт. При этом показатели светового потока устройства расположены на отметке в 8500 лпс. Напряжение в лампе варьируется в области 100 В, а параметр силы прибора равен 1.2 А. Среднее время работы лампы 15 000 часов. Цоколь, как в предыдущем устройстве, используется класса Е27(диаметр 39 мм, а длина всего 156 мм).

Цена за ДНаТ равна 320 рублям. В конечном счёте лампа выходит вполне бюджетной и с высоким показателем полезного действия.

Также отличительной особенностью этого вида считается хороший показатель передачи цвета. Световой поток от лампы стабилен на протяжении всего процесса работы устройства.

К недостаткам относится высокая чувствительность прибора, по этой причине применять лампу при холодных температурах запрещено.

Большинство потребителей оценили эту лампу лишь с положительной стороны. Мощность потребления энергии у лампы доходит до 100 Вт. При всём этом показатель яркости равен 5000 мл. Колба устройства обладает прозрачным цветом и привлекательна на внешний вид.

Цветовая температура устройства составляет 2500 К, а по габаритам модель весьма компактна, что уже идёт в плюс. К минусам можно отнести лишь короткое время эксплуатации прибора. Средний промежуток эксплуатации равен 5000 часов.

Цена за лампу Филипс 227 составляет 280 рублей.

  • Описание лампы Филипс Son 1990 К.

Данная газоразрядная лампа натриевого типа. Цоколь у неё происходит от класса E 27, а мощность потребления энергии составляет 70 Вт. Параметр потока ветов находится в области 60000 мл. Колба прозрачна.

Цветовая температура устройства -1900 К. Длина модели начинается от 156 мм, а диаметр – от 32мм.

Производитель сообщает, что время службы прибора составляет целых 28 000 часов, а стоимость газоразрядной лампы (по рыночному показателю) равна 400 рублей.

  • Характеристики лампы Филипс 422.

Данная газоразрядная модель на основе ртути обладает эллипсоидной формой. Патрон в устройстве класса У40. Параметр потребления электроэнергии доходит до 250 Вт. При всём этом показатель яркости варьируется в районе 12 000 лм.

Колбы в этом устройстве матового оттенка. Цветовая температура равна 4000 К. Длина модели равна 228 мм, а диаметр – 91 мм. Эксплуатация Филипс 422 равна 6 000 часам. Питание устройства происходит посредством сети с напряжением в 220 В.

Рыночная стоимость модели равняется 270 рублям.

В конечном счёте Филипс 422 – это модель, обладающая качественной световой отдачей, но при этом с небольшой производительностью, поэтому применять эту лампу на улице либо в парках крайне не советуют. Особенно лампа не способна перенести низких температур.

Также эта разновидность характеризуется низкой цветопередачей из-за своего слабого спектра лучей. Процесс работы у этой модели совершается лишь за счёт переменного тока.

Чтобы включить лампу Филипс 422, в обязательном порядке жильцу будет нужен балластный дрюссель. Пульсации потока света у этой модели завышены, что не может обрадовать потребителя.

В конце следует отметить, что яркость лампы Филипс 422 в конце своей службы существенно понижается.

Принцип работы газоразрядной лампы

При проверке производительности лампы нужно соблюдать некоторые рекомендации:

  1. Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыНе спешите вставлять новую модель на место испортившейся, нужно убедиться, что дроссель не замкнут, в противном случае могут сгореть сразу несколько деталей.
  2. Используйте при установке сначала диод с целыми спиралями, но не рабочую, в которой ранее мигал либо светился газ. Если спирали останутся в порядке, то можно устанавливать и вкручивать новую модель, если же сгорят, то стоит изменять сам дроссель.
  3. Если нужен дополнительный ремонт, то начинать нужно со стартера, который выходит из строя чаще других составных конструкции лампы.
  4. Что нужно помнить? Нужно знать, что проверить и стартер, и дроссель индивидуально без использования специализированных устройств – почти нереально.

Чем отличаются светодиодные светильники?

  1. Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работыВысокий показатель экономии энергии и электричества.
  2. Экологически чистые составляющие, не нуждаются в особой утилизации либо уходе.
  3. Срок эксплуатации при непрерывной работе равен 40–60 тысяч часов.
  4. Поток света нормализован во всём диапазоне питающегося напряжения от 170 до 264В, при этом показателей освещённости не меняется.
  5. Быстрое разогревание и включение.
  6. Не имеет в составе ртути.
  7. Нет пусковых токов.
  8. Хорошая цветопередача.
  9. Есть возможность самостоятельно регулировать мощность.

Газоразрядные лампы Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Источник: https://comp-plus.ru/bytovaya-tehnika/gazorazryadnye-lampy-moshhnost-tip-printsip-raboty-i-davlenie

Обзор газоразрядных лампах, область применения

Освещение всегда и везде является главным атрибутом, без которого сложно представить современный мир. При этом мало кто задумывается о том, какие источники света существуют на сегодняшний день, а ведь каждый вид ламп создает свой световой поток.
Среди всего разнообразия лампочек, которые можно вкрутить в осветительный прибор, особое место занимают газоразрядные источники света.

Газоразрядные лампы на сегодняшний день встречаются очень часто и в самых разнообразных сферах человеческой деятельности, начиная от подсветки авто и заканчивая домашним освещением. Поэтому не лишним будет знать, что представляет собой это изделие, и как с ним следует обращаться. Обо всем, что нужно знать о газоразрядных лампочках, расскажет сегодняшняя статья.

Обзор

Газоразрядные лампы – современный источник света, который излучает световую энергию в видимом для человеческого глаза диапазоне. В своей основе газоразрядная лампочка имеет стеклянную колбу, в которую под давлением закачивается газ или пары металла. Кроме этого в строении изделия имеются электроды, которые расположены по концам стеклянной колбы.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Строение лампы

Принцип работы лампочки основывается именно на таком строении, так как вся система активируется при прохождении через колбу электрического разряда. В центральной части колбы располагается основной электрод. Под ним установлен токоограничительный резистор.

Благодаря такой конструкции в колбе, при прохождении через нее электрического разряда, формируется свечение.
Помимо колбы и электродов, изделие содержит еще и цоколь, благодаря которому может вкручиваться в различные светильники с целью создания домашнего или уличного типа освещения.

Обратите внимание! Наиболее часто газоразрядные лампочки встречаются именно в системе уличного типа освещения. Их часто вкручивают в фонари, в авто и т.д.

Газоразрядные лампы представляют собой специальные устройства, которые способны создавать свечение с помощью электрического разряда.

Как работает лампочка

С конструкционными особенностями, которые имеют газоразрядные лампы, мы разобрались в предыдущем разделе. Также вскользь коснулись и того, какой принцип работы имеет это изделие. Теперь рассмотрим принцип работы более детально, чтобы понять, каким же именно образом формирует освещение подобный тип источника света.

Читайте также:  Почему не работает пьезорозжиг на газовой плите: распространенные причины поломок и способы их устранения

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Принцип работы лампы

Газоразрядная лампа – особые источники освещения, которые способны генерировать свет вследствие создания внутри своей колбы электрического разряда.

Принцип работы такой лампы основывается на ионизации газа, который находится внутри стеклянной колбы.


Принцип, по которому работает газоразрядная лампочка, предполагает, что внутри колбы под давлением закачивается определенный газ.

Чаще всего для освещения домов, улиц и авто используются благородные (инертные) газы:

  • неон;
  • криптон;
  • аргон;
  • ксенон;
  • смесь газов в различных пропорциях.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Ртутная модель

Очень часто для освещения домов, авто и улиц используются такие источники света, в состав которых входят дополнительные газы.

Например, в состав газовой смеси может входить натрий (натриевые модели) или ртуть (ртутные модели).
Обратите внимание! Ртутные лампочки сегодня имеют большее распространение, чем натриевые.

Их часто вставляют в фонари при создании уличного типа освещения. Также они применяются для подсветки домов изнутри.

Ртутные и натриевые модели входят в группу металлогалогенных источников света.
Когда на газоразрядную лампочку подается питание, в трубке начинает генерироваться электрическое поле. Оно приводит к ионизации газа и свободных электронов.

В результате этого электроны, которые вращаются на верхних уровнях атомов, начинают сталкиваться с другими электронами атомов металла (специальных добавок в газовые смеси). В результате столкновения происходит переход электронов на внешние орбитали.

В конечном итоге происходит высвобождение энергии и фотонов. Таким образом и формируется свечение лампочки.

Обратите внимание! Освещение, которое получается в результате работы такой лампочки, может быть различным: от ультрафиолетового до инфракрасного видимого излучения.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Вариант свечения лампы

Чтобы добиться различного цветового свечения, на колбу газоразрядных ламп наносят специальное люминесцентное покрытие. Им покрывают внутреннюю сторону колбы. С помощью такого покрытия происходит преобразование ультрафиолетового излучения в видимый свет.

Виды газоразрядных ламп

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Натриевые лампы высокого давления

Газоразрядная лампа, которая используется для создания уличного освещения или подсветки авто, может иметь разнообразное строение, которое не отходит от принципов работы. На этом основывается классификация таких источников света.
На сегодняшний день газоразрядные источники света бывают следующих видов:

  • газоразрядные лампы высокого давления. Они в свою очередь могут подразделяться на ДРЛ (ртутные модели), ДРИ, ДНат и ДКсТ. Их особенностью является отсутствие необходимости в наличии пускорегулирующего аппарата. Такие модели можно встретить в качестве подсветки улиц (их вставляют в фонари системы уличного освещения), авто, домов и наружной рекламы;

Обратите внимание! Лампы газоразрядного типа высокого давления являются самыми распространенными (особенно ртутные модели). Очень часто с их помощью (натриевые и ртутные модели) формируют подсветку именно улиц. А вот дома такие источники света встречаются достаточно редко.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Лампы низкого давления

  • газоразрядные лампы низкого давления. Они подразделяются на ЛЛ (различные модели) и КЛЛ. Такие лампочки сегодня с успехом вытесняют устаревшие лампы накаливания. Они применяются для создания подсветки дома, улиц (в составе системы уличного освещения) и даже авто.

Обратите внимание! Самые распространенные лампы низкого давления – люминесцентные. Такие модели часто применяются для освещения улиц в составе системы уличного освещения. Особенно часто такие лампочки вкручивают в фонари.

Свое широкое распространение газоразрядные лампочки получили из-за наличия у них ряда достоинств.

Достоинства и недостатки

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Уличная подсветка

К основным достоинствам подобных лампочек относятся следующие качества:

  • высокая светоотдача (на уровне 55 лм/Вт). Она остается достаточно высокой, даже если фонари, в которые была установлена лампочка, имеют непрозрачный плафон;
  • длительный период службы. Средняя производительность газоразрядных лампочек составляет примерно 10 тыс. часов. Поэтому такие изделия часто используют для подсветки улиц и авто;
  • высокая устойчивость (например, ртутные модели) к плохим климатическим условиям. В результате они часто используются для уличного освещения. Они могут вкручиваться в фонари и другие типы светильников. Но если для региона характерны заморозки, то использовать ртутные модели для совещания улиц, даже если они вкручены в специальные фонари и фары авто, нельзя;
  • доступная стоимость;
  • экономичность, которая позволяет обходиться без затрат на дорогие комплектующие к осветительной аппаратуре.

Вместе с тем, здесь имеются и свои недостатки:

  • лампы имеют плохую цветопередачу. Это связано с ограниченным спектром лучей. Таким образом рассмотреть в созданном лампочкой свете цвет предмета будет несколько затруднительно. В связи с этим, газоразрядные лампочки зачастую используются для освещения улиц и монтируются в фары авто;
  • может работать только при наличии переменного тока;
  • включение происходит с помощью балластного дросселя;
  • имеется период, необходимый для разогрева источника света;
  • опасность использования, так как в состав газовой смеси могут входить пары ртути;
  • такие лампы обладают повышенной пульсацией испускаемого светового потока.

Отдельно следует отметить, что установка данной продукции осуществляется по стандартной схеме, как и лампы накаливания.

Область применения

Конструкционные особенности, которыми обладают газоразрядные лампочки, обеспечили им обширную область применении.
Сегодня подобная продукция применяется для:

  • создания уличного освещения в городской и сельской местности. Отлично такие лампы смотрятся, если они вкручиваются в фонари для создания качественной подсветки парков и скверов;
  • освещения производственных сооружений, магазинов, торговых площадок, офисов, а также общественных помещений;
  • с помощью газоразрядных источников света, которые вкручены в фонари, можно оформить уличную декоративную подсветку зданий или пешеходных дорожек;
  • подсветки наружной рекламы и рекламных щитов;
  • высокохудожественного освещения эстрад и кинотеатров. Но здесь необходимо применение специального оборудования.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Освещение в авто

Отдельно стоит отметить, что источники света газоразрядного типа сегодня очень часто используются для освещения транспортных средств. Здесь зачастую применяются грл с высокой интенсивностью (например, неоновые).

Многие авто имеют в своей комплектации фары, которые заполнены газообразной смесью из металлогалоидных солей и ксенона. Такие фары можно встретить в таких марках, как БМВ, Тойота или Опель.
Иногда подобные лампочки можно встретить и в подсветке дома.

Но здесь необходимо обязательно учитывать специфику источников света, чтобы их недостатки можно было минимизировать.

Но в целом область применения данной продукции достаточно обширна и разнообразна.

Заключение

Газоразрядные лампочки представляют собой современный и довольно востребованный источник света, который обладает как своими недостатками, так и преимуществами. Для создания уличного освещения такие источники света подходят лучше всего, а вот в домашних условиях они во многом уступают более безопасным лампочкам.

Полезные материалы

Источник: https://1posvetu.ru/istochniki-sveta/gazorazryadnye-lampy-obzor.html

Виды газоразрядных ламп и область их применения

20 июня 2015. Категория: Лампы.

Области применения

Благодаря линейчатому спектру излучения газоразрядные лампы первоначально применялись лишь в специальных случаях, когда получение заданного спектрального состава излучения являлось фактором более важным, чем значение световой отдачи. Возникла широкая номенклатура специальных газоразрядных ламп, предназначенных для применения в научно-исследовательской аппаратуре, которые объединяют под одним общим названием – спектральные лампы.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

  • Рисунок 1. Спектральные лампы с парами натрия и магния
  • Возможность создания интенсивного ультрафиолетового излучения, отличающегося высокими химической активностью и биологическим действием, привела к использованию газоразрядных ламп в химической и полиграфической промышленности, а также в медицине.
  • Короткая дуга в газе или парах металла при сверхвысоком давлении отличается высокой яркостью, что позволило в настоящее время отказаться от открытой угольной дуги в прожекторной технике.
Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы
Рисунок 2. Импульсная газоразрядная лампа для стробоскопа
  1. Применение люминофоров, позволившее получать газоразрядные лампы с непрерывным спектром излучения в видимой области, определило возможность внедрения газоразрядных ламп в осветительные установки и вытеснение из ряда областей ламп накаливания.
  2. Особенности изотермической плазмы, обеспечивающей получение спектра излучения, близкого к излучению тепловых источников, при температурах, недоступных в лампах накаливания, привели к разработке сверхмощных осветительных ламп со спектром, практически совпадающим с солнечным.
  3. Практическая безынерционность газового разряда позволила применить газоразрядные лампы в фототелеграфе и вычислительной технике, а также создать импульсные лампы, концентрирующие в кратковременном световом импульсе огромную световую энергию.
  • Видео 1. Импульсные лампы
  • Требования снижения расхода электроэнергии во всех областях народного хозяйства расширяют применение экономичных газоразрядных ламп, объем выпуска которых непрерывно растет.

Лампы тлеющего разряда

Как известно, нормальный тлеющий разряд возникает при малых плотностях тока.

Если при этом расстояние между катодом и анодом настолько мало, что в его пределах не может разместиться столб разряда, то имеют место катодное свечение и отрицательное тлеющее свечение, покрывающие поверхность катода.

Расход мощности в лампе тлеющего разряда весьма мал, так как мал ток, а напряжение определяется лишь катодным падением.

Излучаемый лампой световой поток незначителен, однако совершенно достаточен для того, чтобы зажигание лампы было заметным, особенно если разряд происходит в газе, дающем цветное излучение, например в неоне (длина волны 600 нм, красный цвет излучения). Такие лампы различной конструкции широко используют в качестве индикаторов. Так называемые цифровые лампы являлись ранее составной частью многих автоматических устройств с цифровыми указателями.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Рисунок 3. Лампа тлеющего разряда предназначенная для индикации цифр

При длинном газоразрядном промежутке с расстоянием между электродами значительно большим, чем прикатодная область, основное излучение разряда сосредотачивается в столбе разряда, который при тлеющем разряде отличается от столба при дуговом разряде лишь меньшей плотностью тока. Излучение такого столба может иметь высокую световую отдачу при большой длине.

Высокое значение катодного падения напряжения в тлеющем разряде обусловило разработку ламп на высокое напряжение питания, то есть напряжение на них значительно превосходит напряжение, считающееся безопасным по условиям работы в закрытых помещениях, особенно бытовых. Однако такие лампы с успехом применяют для различного рода рекламных и сигнальных установок.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы
неоновая лампа криптоновая лампа

Рисунок 4. Лампы с длинным столбом тлеющего разряда

Преимуществом лампы тлеющего разряда является простота конструкции катода по сравнению с катодом лампы дугового разряда. Кроме того, тлеющий разряд менее чувствителен к наличию случайных примесей в газоразрядном пространстве, а следовательно, более долговечен.

Лампы дугового разряда

Дуговой разряд применяется практически во всех газоразрядных лампах. Связано это с тем, что при дуговом разряде ослабевает катодное падение напряжения  и уменьшается его роль в балансе энергии лампы. Дуговые лампы могут быть изготовлены на рабочие напряжения равные напряжениям электрических сетей.

Читайте также:  Какие трубы лучше выбрать для отопления: сравнительный обзор

При небольшой и средней плотности тока дугового разряда, а также при невысоком давлении в лампе источником излучения в основном выступает положительный столб, а свечение катода практически не имеет никакого значения.

Повышая давление газа или паров металла наполняющих горелку прикатодная область постепенно уменьшается, а при значительных давлениях (более 3 × 104 Па) ее практически не остается совсем. Увеличением давления в лампах достигают высоких параметров излучения при небольших расстояниях между электродами.

Высокие значения светоотдачи при совсем малых расстояниях можно получить при сверхвысоких давлениях (более 106 Па). С ростом давления и уменьшением расстояния между электродами сильно возрастает плотность тока и яркость шнура разряда.

При увеличении давления и плотности тока происходит образование изотермической плазмы, излучение которой в основном состоит из нерезонансных спектральных линий, возникающих при переходе электрона в атоме на более низкие, но не основные уровни.

Дуговой разряд используют в самых различных газах и парах металлов от самых низких давлений до сверхвысоких.

В связи с этим конструкции колб дуговых ламп чрезвычайно разнообразны как по форме, так и по роду применяемого материала.

Для ламп сверхвысокого давления большое значение приобретает прочность колб в условиях высоких температур, что привело к разработке соответствующих методов их расчета и исследования параметров.

После появления дугового разряда из катодного пятна выбивается основная масса электронов. Светящаяся катодная часть разряда начинается с катодного пятна, представляющего из себя небольшую светящуюся точку на спирали. Катодных пятен бывает несколько.

В самокалящихся катодах катодное пятно занимает небольшую часть его поверхности, перемещаясь по ней по мере испарения оксида. Если плотность тока высока на материале катода возникают местные тепловые перегрузки. По причине таких перегрузок приходится применять катоды специальных сложных конструкций.

Количество конструкций катодов разнообразно, но все они могут быть разделены на катоды ламп низкого давления, высокого давления и сверхвысокого давления.

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Рисунок 5. Трубчатая газоразрядная лампа низкого давления

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Рисунок 6. Газоразрядная лампа высокого давления

Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

Рисунок 7. Газоразрядная лампа сверхвысокого давления

Разнообразие материалов, применяемых для колб дуговых ламп, большие значения токов требуют решения вопроса о создании специальных вводов. Подробно о конструкциях газоразрядных ламп можно прочитать в специальной литературе.

Классификация ламп

Аналогично лампам накаливания газоразрядные лампы отличаются между собой областью применения, видом разряда, давлением и видом наполняющего газа или паров металла, использованием люминофора.

Если смотреть глазами изготовителей газоразрядных ламп то они могут также отличаться особенностями конструкций, важнейшими из которых являются форма и размеры колбы (газоразрядного промежутка), используемый материал из которого изготавливается колба, материал и конструкция электродов, конструкция цоколей и выводов.

При классификации газоразрядных ламп могут возникнуть некоторые затруднения связанные с многообразием признаков, на основе которых они могут быть классифицированы.

В связи с этим для классификации принятой в настоящее время и используемой в качестве основы системы обозначений газоразрядных ламп, определен ограниченный ряд признаков.

Стоит отметить, что для ртутных трубчатых люминесцентных ламп низкого давления, являющихся наиболее массовыми газоразрядными лампами, существует своя система обозначений.

Итак, для обозначения газоразрядных ламп пользуются следующими основными признаками:

  1. рабочее давление (лампы сверхвысокого давления – более 106 Па, высокого давления – от 3 × 104 до 106 Па и низкого давления – от 0,1 до 104 Па);
  2. состав наполнителя, в котором происходит разряд (газ, пары металла и их соединений);
  3. наименование используемого газа или пара металла (ксенон – Кс, натрий – На, ртуть – Р и тому подобные);
  4. вид разряда (импульсный – И, тлеющий – Т, дуговой – Д).

Форма колбы обозначается буквами: Т – трубчатая, Ш – шаровая; если на колбу лампы наносится люминофор то в обозначение добавляется буква Л. Лампы делятся также по: области свечения – лампы тлеющего свечения и лампы со столбом разряда; по способу охлаждения – на лампы с принудительным и естественным воздушным охлаждением, лампы с водяным охлаждением.

Ртутные трубчатые люминесцентные лампы низкого давления принято обозначать проще.

Например, в их обозначении первая буква Л говорит о том, что лампа принадлежит к данному виду источников света, последующие буквы – а их может быть одна, две или даже три, обозначают цветность излучения. Цветность является важнейшим параметром обозначения, так как цветность определяет область использования лампы.

Классификация газоразрядных ламп может также вестись по их значимости в области техники освещения: дуговые лампы высокого давления с исправленной цветностью; дуговые трубчатые лампы высокого давления; дуговые ртутно-вольфрамовые лампы высокого давления; дуговые натриевые лампы низкого и высокого давления; дуговые металлогалогенные лампы высокого давления; дуговые шаровые ртутные лампы сверхвысокого давления; дуговые ксеноновые трубчатые и шаровые лампы; люминесцентные лампы низкого давления; электродосветные, импульсные и другие виды специальных газоразрядных ламп.

Источник: Афанасьева Е. И., Скобелев В. М., «Источники света и пускорегулирующая аппаратура: Учебник для техникумов», 2-е издание переработанное – Москва: Энергоатомиздат, 1986 – 272 с.

Источник: https://artillum.ru/lamps/89-oblast-primenenija-gazorazrjadnyh-lamp.html

Газоразрядные лампы: принцип устройства, особенности и характеристики

  • В последние годы выбор на рынке осветительных приборов стал достаточно широк. Сегодня доступно освещение на любой вкус. А в световом оборудовании для культурных мероприятий используются различные типы ламп. Газоразрядные лампы весьма эффективны по ряду причин.

    Газоразрядные лампы: характеристики, свойства, описание

    Итак, лампа газоразрядная что это? Это тип осветителя, в котором светоизлучение происходит, когда в газовых соединениях определенного давления, возникает электрический заряд.

    Электродуга, по сути, является этим самым излучателем. От состава газовой смеси или пара, зависит какой будет цветовой поток света.

    Вместе с тем состав влияет и на силу светового потока, которая будет выделяться при возникновении разряда в газообразной среде.

    Она состоит из колбы, выполненной из стекла, металла или керамики. Форма такого сосуда может быть самая разнообразная: дуговая, цилиндрическая и другие.

    В колбе, кроме газовых соединений и примесей химических веществ, находятся электроды, которые и создают разряд. Все процессы происходят в небольшой емкости, которую именуют «горелкой».

    Разряд, созданный с помощью электродов, создает свечение газообразных соединений.

    Рабочий ресурс у разных видов может колебаться в пределах, от 3 000 до 18 000-20 000 часов работы. Что же относительно показателя цветопередачи, то он достаточно высок уже при 4200 К. Сам же параметр цвета излучения в некоторых лампах может достигать 20 000 К.

    Преимущества таких ламп:Газоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

    • — компактный размер;
    • — высокая светоотдача;
    • — устойчивость к изменениям во внешней среде (потому их легко можно использовать под открытым небом);
    • — работа при температуре ниже нуля;
    • — высокий ресурс работы;
    • — экономичность.

    Высокая световая отдача позволяет широко применять газоразрядную лампу в световом оборудовании, предназначенном для освещения всевозможных культурных мероприятий. Независимость от температурных условий дает возможность использовать такой осветитель на улице в любую погоду и пору года.

    Принцип работы газоразрядной лампы

    Главными элементами ламп из зарядом газа являются электроды, что помещены в прозрачную колбу, форма которой может значительно отличаться в продукции от разных производителей.

    Такая емкость заполняется газом, который поддается под высоким давлением. Вместе с газообразным веществом в колбу попадают элементы металлов с паровой упругостью. Как правило, это: ртуть или натрий.

    Их испарение, позволяет выделить высокое световое свечение в видимом спектре.

    Между электродами создается разряжение, в результате которого, наполнение колбы начинает светиться. Здесь, от качества наполнителя и самого давления, во многом, зависит яркость. Крохотные размеры, способствуют тому, что световые потоки действуют довольно интенсивно.

    От состава газа, внутри, зависит то, насколько высокое напряжение будет необходимо для создания разряда, что позволит выделить свечение в смеси. Кроме этого, напряжение зависит и от силы тока. С ее увеличением — напряжение уменьшается. Поэтому, такой лампе для долговечной работы необходим ограничитель тока.

    Газоразрядная лампа загорается не сразу. Она постепенно нагревается и световой поток становится ярче. Это связано с процессами горения внутри. Световая реакция требует определенных затрат времени, порядка двух минут.

    В этот период происходит процесс полного испарения веществ, что находятся внутри емкости. От температуры воздуха в месте, где используется освещение, тоже зависит длительность полного насыщения светом.

    Многие производители, сегодня, увеличивают число электродов, чтобы ускорить процесс загорания.

    Советы по выборуГазоразрядные лампы: разновидности и принцип действия + особенности работы

    1. Прежде чем определится с выбором такой лампы, нужно рассмотреть какие ее типы, сегодня представлены на рынке. Итак, выделяют три группы:
    2. — металлогенные;
    3. — натриевые;
    4. — ртутные.

    Наиболее популярными сегодня являются металлогенные.

    Они содержат в себе ртуть и примеси разных металлов. Разряд в них возникает благодаря высокому давлению. Это, в свою очередь, обеспечивает возникновение яркого света большой мощи. Так, при мощности в 250 Ватт, лампа способна выдавать световой поток, который аналогичен показателю 900-1000 Ватт света традиционной лампы.

    Рабочий ресурс такого продукта может достигать 16 000 часов.

    Натриевая лампа, имеет, как правило, более высокую световую отдачу. При этом показатель рабочего ресурса значительно вырастает. В составе лампы находятся натриевые соединения.

    Они позволяют создавать желтоватый теплый оттенок света. Если в составе присутствует ксенон, то цвет потока будет белым. Натриевый осветитель не содержит ртути, при этом, она достаточно экономична.

    Стоит различать лампы низкого и высокого давления.

    Ртутная лампа, при своих крохотных размерах, позволяет создавать свет большой яркости. В качестве газа в них используются пары ртути, которые способны создавать разряд, даже при небольшом давлении.

    Колба такой осветителя зачастую покрывается люминофором, компонентом, что позволяет увеличить светоотдачу. От качества сборки, во многом зависит и срок службы.

    Стоит отдавать предпочтения моделям с плотным стеклом и дорогостоящими типами электродных соединений.

  • Источник: https://luxpro.ua/articles/89-gazorazryadnie_lampi_printsip_ustroystva_osobennosti_i_harakteristiki

    Ссылка на основную публикацию