電気光源。スキーム、説明

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電気光源。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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電気光源 白熱灯、低圧蛍光灯、高圧水銀灯。

最も一般的なのは白熱灯です。それらの動作原理は、糸を通過する電気エネルギーを可視放射線のエネルギーに変換することに基づいており、それが人の視覚器官に影響を与え、人の中に白に近い光の感覚を生み出します。

このプロセスは、ランプのフィラメントが 2600 ～ 2700 °C に加熱されると発生します。ランプのフィラメントは、フィラメントを構成するタングステンの融点が白熱フィラメントの温度よりはるかに高く（3200〜3400℃）、また空気が除去されているため、焼き切れません。ランプの電球または電球には、金属が酸化されない不活性ガス（窒素、アルゴン、キセノンの混合物）が充填されています。

白熱ランプの寿命は、定格電圧の安定性、ランプへの機械的影響（衝撃、振動）の有無、周囲温度などの使用条件によって左右されるため、大きく異なります。汎用白熱灯は1000～1200時間

白熱ランプを長時間使用すると、高い加熱温度の影響でフィラメントが徐々に蒸発し、直径が減少し、最終的には切れてしまいます。

フィラメントの加熱温度が高くなるほど、ランプはより多くの光を放射しますが、同時にフィラメントの蒸発プロセスがより激しく進行し、ランプの寿命が短くなります。これに関して、白熱ランプの場合、ランプの必要な光出力と一定の使用期間が得られるようなフィラメント温度が設定される。

真空内部の容積（電球）から空気が取り除かれていることから、白熱電球と呼ばれます。

不活性ガスで満たされたフラスコを備えたランプは呼ばれます ガス入り.

ガス封入ランプは、同じ条件下で真空ランプよりも大きな光出力を持ちます。これは、圧力下のバルブ内のガスがフィラメントの蒸発を防ぎ、動作温度を上昇させることができるためです。ガス充填ランプの欠点は、電球の内部空洞を満たすガスの対流によってフィラメントから熱がさらに失われることです。

熱損失を減らすために、ガス充填ランプには熱伝導率の低いガスが充填されています。熱損失を減らすもう XNUMX つの方法は、フィラメントのサイズを小さくして設計を変更することです。フィラメントは、高密度の螺旋状モノコイルまたは二重螺旋 (バイコイル) の形で作成されます。

白熱灯の欠点は、光出力が低いことです。白熱灯が消費する電気エネルギーのうち、人間の目で認識される可視光線のエネルギーに変換されるのはわずか 2 ～ 4% です。残りのエネルギーは主にランプから放出される熱に変換されます。

企業、団体、教育機関、医療機関の照明電気設備に幅広く採用されています。 蛍光灯これは密閉されたガラス管であり、その内面は蛍光体の薄い層で覆われています。蛍光体は、外部要因（放電など）の影響により、発光または発光が生じる化学物質です。チューブから空気が除去され、少量のガス (アルゴン) と一定量の水銀が導入されます。管の内側のガラス脚には双螺旋状のタングステン電極が固定されており、ランプを電気ネットワークに接続する役割を果たす XNUMX つのピンのベースに接続されています。

水銀蒸気中でランプの電極間に電圧を加えると放電が起こり、ランプが発光し始めます。より強力な電子放出を実現するために、蛍光ランプの電極は活性化物質 (ストロンチウム、バリウム、またはカルシウムの酸化物) でコーティングされています。

蛍光灯から放射される光束は、同じ色ではありません。

ランプが発する光束の色に応じて、:

蛍光灯（LD）;
白色光 (LB);
冷白色光 (LHB);
温白色光（LTB）など

たとえば、色の複製を製造する印刷所、アートワークショップ、繊維または衣類の工場などで、色の色合いを正確に決定する必要がある作業を実行する場合、正しい色を再現するためにLDIランプが使用されます。

低圧蛍光ランプはガス放電型の光源です。

低圧蛍光ランプは、電圧 127 V、電力 15 W および 20 W で製造されています。電圧 220 V、電力 30、40、80、125 ワットの場合。蛍光灯の耐用年数と通常の動作は、スイッチを入れる頻度が少なく、定格電圧が安定し、周囲温度が最適な温度（5000〜15°C）に維持されている場合、約25時間です。

産業企業の最新の照明電気設備で広く使用されています。 アーク水銀ランプ (DRL) 高圧。これらのランプには XNUMX 電極と XNUMX 電極が用意されています。

XNUMX 電極 DRL は、ネジ付きベース、フラスコ (シリンダー)、および石英バーナーで構成されます。バーナー内には一定量の水銀とアルゴンガスが存在します。活性化された主電極と追加のタングステン電極はバーナーの端にはんだ付けされ、フラスコの内面は蛍光体の薄い層で覆われます。

高圧水銀蒸気中でランプの電極に電圧が印加されると、放電が発生し、スペクトル内にオレンジ～赤色の光線が存在しない強い発光が起こり、ランプは照明には不向きになります。したがって、電球の内面を覆う蛍光体の組成は、スペクトルの紫外線の影響下でオレンジがかった赤色を放射し、ランプの主光束と混合して形成されるように選択されます。人間の目にはわずかに緑がかった白色として認識される光。

40 電極 DRL は、追加の抵抗を介して主電極に接続された 250 つの追加電極が存在する点で 1000 電極 DRL とは異なります。これによりランプの点火が促進されます。ランプに電圧が印加されると、主電極と最も近い追加電極の間でグロー放電が発生し、その影響で水銀蒸気がイオン化され、主電極間の放電に寄与します。直径 XNUMX mm のベースを備えた DRL は、XNUMX ～ XNUMX ワットの電力で製造されます。

ガス放電光源 (蛍光灯および DRL) は白熱灯よりもはるかに経済的です。その光出力と耐用年数は白熱灯の数倍です。

著者: バニコフ E.A.

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