Самостоятельный разряд, несамостоятельный разряд, разряд в газоразрядном промежутке рлвд — > > освещение, лампы, осветительные приборы. светотехника-светодизайн-сообщество
Самостоятельный разряд, несамостоятельный разряд, разряд в газоразрядном промежутке РЛВД
| Печать |
Самостоятельный разряд, несамостоятельный разряд, разряд в газоразрядном промежутке РЛВД
Понятно, что в обыкновенном состоянии газовый просвет является неплохим изолятором (сильно мало заряженных частиц), так что при маленьких приложенных к электродам напряжениях ток в цепи фактически отсутствует. Увеличение приложенного напряжения выше определенного значения (потенциала ионизации атомов газа - паров ртути) приводит к резкому возрастанию тока и возникновению свечения. Другими словами происходит ионизация атомов, появляются свободные носители заряда и, как следствие, появляется ток меж электродами, побочным эффектом которого может быть свечение разряда.
Этот процесс именуется зажиганием самостоятельного разряда, а напряжение на лампе - напряжением зажигания. Он соответствует переходу несамостоятельного разряда в один из видов самостоятельного. Напряжение зажигания самостоятельного разряда находится в зависимости от рода наполняющего газа, его давления, формы электродов, расстояния меж ними и т.д.
Несамостоятельным разрядом именуется таковой разряд, в каком ток поддерживается только за счет непрерывного образования заряженных частиц по какой-нибудь наружной причине и прекращается после прекращения деяния источника образования зарядов. Заряды могут создаваться как на поверхности электродов, так и в объеме разрядной трубки. Самостоятельные разряды характеризуются тем, что заряженные частички, нужные для поддержания разряда, создаются в процессе самого разряда, другими словами их количество по последней мере не миниатюризируется со временем (при постоянном приложенном напряжении). Можно снять ВАХ самостоятельного разряда (см Рохлин Г.Н, рис 5.1, стр 156).
Механизм перехода несамостоятельного разряда в одну из форм самостоятельного находится в зависимости от многих обстоятельств, но общим аспектом перехода является условие, чтоб в среднем любая исчезающая по тем либо другим причинам заряженная частичка создавала для себя за время собственного существования по последней мере 1-го заместителя.
Опишем процессы, происходящие в разрядной трубке при обоих видах разрядов.
Несамостоятельный разряд - вероятен только при наличии «искусственного» эмиттирования электронов из катода (нагревание, воздействие коротковолнового излучения).
Таунсендовская лавина. Электрон, так либо по другому вышедший с катода, под воздействием электронного поля меж электродами разгоняется, приобретает энергию. Появляется возможность ионизации атомов и появления новых электронов и ионов. Так, «освободившиеся» электроны под воздействием поля получают некую энергию и тоже ионизируют атомы. Таким макаром, количество свободных электронов вырастает в степенной прогрессии (не рассматриваем механизмы деионизации).
Самостоятельный разряд. Вышеприведенного процесса недостаточно для описания появления самостоятельного разряда: этот механизм не разъясняет возникновение новых электронов с катода. Вообщем, чтоб разряд стал самостоятельным, каждый вырванный с катода электрон в итоге цепочки взаимодействий должен вырвать с катода по последней мере еще 1 электрон. Вспомним, что при ионизации атома электроном кроме свободного электрона появляется к тому же ион, который движется под действием поля в обратном электронам направлении - к катоду. В итоге столкновения иона с катодом с последнего может быть эмитирован электрон (этот процесс именуется вторичной электрической эмиссией). Сам механизм соответствует темному самостоятельному уровню. Другими словами при таких критериях не происходит генерация излучения. Падающий нрав этого участка (см Рохлин Г.Н, рис 5.1, стр 156) разъясняется тем, что при огромных токах необходимы наименьшие энергии электронов для сохранения самостоятельности разряда и, как следует, наименьшие ускоряющие поля.
Обычный тлеющий разряд - плотность тока на катоде и падение напряжения постоянны. При увеличении общего тока растет эмиттирующая площадь электрода при неизменной плотности тока. При таких токах уже появляется свечение положительного столба и приэлектродных областей. Генерация электронов с катода происходит все еще за счет вторичных процессов (бомбардировка ионами, резвыми атомами; фотоэмиссия). Приэлектродные области и столб разряда формируются при переходе от темного самостоятельного разряда к тлеющему.
Аномальный тлеющий разряд. Вся площадь катода эмитирует электроны, потому при возрастании тока уже вырастает его плотность. Катодное падение напряжения при всем этом вырастает очень резко, так как каждый раз для роста количества эмитируемых электронов с единицы площади (т.е. плотности тока) требуется приложить все в большей и большей степени энергии. Механизм эмиссии электронов с катода остался постоянным.
При переходе к дуговому уровню возникает термоэмиссия с катода - ток оказывает на него термическое воздействие. Другими словами механизм эмиссии уже принципно отличается от прошлых случаев. Катодное падение напряжения миниатюризируется, становится порядка потенциала наполняющего газа (ранее прибавлялось падение напряжения, возникающее в процессе вторичной эмиссии).
Дуговой разряд. Огромные токи, маленькое падение напряжения, большой световой поток столба разряда.
При нагретом катоде ВАХ будет смотреться по другому. Она не находится в зависимости от процессов вторичной эмиссии, все определяется только ионизациями в разрядном промежутке (их обрисовывает к-т α). После зажигания разряда катод подогревается к тому же ионами, приходящими из разрядного промежутка.
Форма самостоятельного разряда, которая устанавливается после пробоя газового промежутка, находится в зависимости от критерий во наружной цепи, процессов на электродах и в газовом промежутке.
Кривоносов Петр.
Светотехническое собщество ЭкспертЮнион
