氣體放電原理復(fù)習(xí)

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1、第一次作業(yè)總結(jié)緊湊型熒光燈的以下特性：增加單位弧長輻射功率的原理，常用的管徑，分類，采用的玻璃管材料、熒光粉類型和其他涂敷技術(shù)，控制燈中汞蒸氣壓的具體方法，基本的應(yīng)用場合。答：（1）通過縮小管徑，提高燈的E值來增加單位弧長輻射功率。（2）傳統(tǒng)的緊湊型熒光燈，小功率管徑為12mm，中大功率為17mm，現(xiàn)在（為適應(yīng)對燈體積進(jìn)一步小型化的要求）常用管徑減小到9mm和7mm。（3）分為燈管和鎮(zhèn)流器分開的非一體化緊湊型熒光燈，以及燈管和鎮(zhèn)流器裝在一起的一體化緊湊型熒光燈。（4）往往采用低鈉無鉛玻璃，管壁負(fù)載較高的燈中還需涂敷保護(hù)膜。采用稀土三帶熒光粉，為降低成本可采用雙涂層技術(shù)，為改善光維持

2、性能可采用熒光粉包膜技術(shù)等。（5）控制汞蒸氣壓的方法分為控制冷端溫度和使用汞齊兩種方法。在緊湊型熒光燈中，通過接橋的高度來控制汞蒸氣壓是最常用的技術(shù)。具有封閉燈罩的一體化緊湊型熒光燈則使用汞齊。（6）主要用作照明，可用作壁燈、吸頂燈，作裝飾照明之用，或替代白熾燈用在臺燈等燈具中。第二次作業(yè)1.對40W的T12白色熒光燈，計算其表面負(fù)載。解：由表5.4.1可知Pl=40W的T12白色熒光燈的各個參數(shù)：d=38mm，Il=0.40A，E=0.81Vcm，αl=0.90，隋性氣體為400Pa的氬氣。則管壓降為lV=Pl=111.11V.αlIl由圖5.4.6可知充入400Pa氬氣時的陰極

3、位降為VAK≈17.5V，則正柱區(qū)長度為l=Vl?VAK=115.57cm,cE暗區(qū)長度ld通常為20~40mm，如取30mm，則弧長為larc=lc+ld=118.57cm。因此，燈管的表面負(fù)載為sW=Pl≈0.028Wcm2.πdlarc2.對400W的高壓汞燈，計算其電弧管的表面負(fù)載。解：由表6.2.1可知，Pl=400W的高壓汞燈的弧長larc=6.5cm，管徑d的范圍為1.70~1.75cm，如取d=1.70cm，則其電弧管的表面負(fù)載為sW=Pl≈11.5Wcm2.πdlarc3.對75W的球形超高壓汞燈，計算其泡殼的表面負(fù)載。解：由課本P226可知Pl=75W的球形超高

4、壓汞燈，其外半徑r0=0.7cm，壁厚t′=1.8mm，因此其泡殼的表面負(fù)載（定義為單位內(nèi)表面上承受的功率）為sW=Pl≈22Wcm2.4π(r0?t′)24.對500W的毛細(xì)管超高壓汞燈，計算其表面負(fù)載。解：由表6.3.2可知Pl=500W的球形超高壓汞燈的參數(shù)為弧長larc=12.5mm，管徑d=2mm，則其表面負(fù)載為Ws=Pl≈637Wcm2.πdlarc第三次作業(yè)1.從以下幾個方面比較低壓汞燈和低壓鈉燈的特性：（1）最佳蒸氣壓和管壁溫度、最佳直徑、電流密度；（2）共振輻射波段、光效（3）惰性氣體輔助啟動的具體機(jī)制，最佳氣壓，有無其他考慮；（4）放電管玻璃材料；（5）電極

5、材料和啟動方式，工作溫度；（6）現(xiàn)在常用的燈啟動方式和過程。答：（1）低壓汞燈最佳汞蒸氣壓為0.8Pa，相應(yīng)管壁溫度為40℃，最佳直徑為38mm，電流密度0.03~0.13A/cm2。低壓鈉燈最佳鈉蒸氣壓為0.4Pa，相應(yīng)管壁溫度為260℃，最佳直徑為14~19mm，電流密度0.1~0.6A/cm2或更小。（2）低壓汞燈共振輻射波段為253.7nm和185.0nm的紫外波段，光效只有5~6lm/W。低壓鈉燈的共振輻射波段集中在589.0nm和589.6nm的鈉黃雙線，單純這兩條譜線的輻射光效為520lm/W，考慮所有輸入功率全部變成輻射時的光效為450lm/W，如選擇最佳放電條件，

6、可得250~300lm/W，實際常用的低壓鈉燈光效在200lm/W左右。（3）低壓汞燈充入惰性氣體時通過惰性氣體與電子的碰撞，增大電子與汞原子碰撞并使之電離的幾率，充氬氣時，氬－汞氣體之間的潘寧效應(yīng)輔助啟動。燈的著火主要是靠汞原子的電離。最佳的氬氣氣壓在100Pa左右，考慮到高氣壓對防止電極濺射、減少陰極蒸發(fā)、延長燈的壽命有利，應(yīng)適當(dāng)提高充氣氣壓。低壓鈉燈中，由于啟動時鈉原子濃度過低，燈的著火主要是靠氬氣的電離。充入氖－氬混合氣體可利用其潘寧效應(yīng)大大降低啟動電壓。最佳氣壓為10~100Pa，考慮到減輕“氬清除效應(yīng)”，氣壓應(yīng)升高到400~2000Pa。（4）低壓汞燈的放電管玻璃主要是

7、由硅酸鹽玻璃制成，視對管壁負(fù)載的不同要求采用鈉鈣玻璃或低鈉無鉛玻璃等。低壓鈉燈內(nèi)壁必須使用只含極少量或不含二氧化硅的抗鈉玻璃，可以使用套料玻璃。（5）低壓汞燈和低壓鈉燈的電極均主要為鎢螺旋堿土金屬（如鋇）氧化物電極。低壓汞燈的電極主要（常）采用預(yù)熱啟動，電極工作溫度為900~1000℃，而低壓鈉燈的電極常采用冷啟動，熱點工作溫度（為）1200~1500K。（6）低壓汞燈常用電感鎮(zhèn)流器啟動，啟動方式可分為帶啟輝器的啟動方式和不帶啟輝器的啟動方式。帶啟輝器的啟動過程：電源