Ртутные лампы высокого давления
Ртутные лампы высокого давления представляют собой трубки из тугоплавкого стекла или кварца, в которые впаяны основные и вспомогательные электроды, и содержат пары ртути давлением от 1 до 1,5 атм. (см. рис. ?).
Трубка помещается в стеклянном кожухе цилиндрической формы. Для облегчения зажигания в лампу добавляют некоторое количество аргона. Разряд сначала происходит в аргоне между основным (1) и вспомогательным (3) электродами, а затем между основными (1 и 2)электродами и переходит далее в дуговой разряд в парах ртути.
Рис. ? Схема включения аргоново- ртутной лампы высокого давления типа ИГАР
Лампа разгорается (достигает полного светового потока) в течение 4÷5 мин. Ртутные лампы высокого давления излучают желто-зеленый свет; их световая отдача достигает 40 лм/вт. Изготовляются они мощностью 250÷500 Вт на напряжение 120÷220 В.
Ртутные лампы высокого давления исправленной цветности
В спектре излучения ртутных ламп высокого давления отсутствуют оранжево-красные лучи, вследствие чего при освещении этими лампами предметов нарушается правильное восприятие их цвета. Люминесцентные ртутные лампы, свободны от этого недостатка. Для его устранения на внутреннюю поверхность внешней колбы наносится слой люминофора, который под действием ультрафиолетовых лучей лампы излучает преимущественно оранжево-красные лучи. Таким образом, спектр ртутной лампы высокого давления значительно исправляется и приближается по цветности к спектру дневного света.
Для осветительных приборов стоянок, дорог, применяется люминесцентные лампы высокого давления, получившие название ДРЛ (дуговые, ртутные, люминесцентные). Конструкция лампы типа ДРЛ показана на рис. ?.
Рис. ? Лампа типа ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная).
Внутри лампы имеется кварцевый цилиндр (1) со спиралью. Колба (3) лампы покрыта люминофором (2), а пространство заполнено парами ртути.
Включение лампы ДРЛ в сеть производится по схеме, показанной на рис. ?.
Рис. ? Схема включения лампы типа ДРЛ.
После включения конденсатор С заряжается через селеновый выпрямитель V и ограничивающее сопротивление R. Затем он разряжается через разрядник Р на дополнительную обмотку дросселя L, в результате чего на концах основной обмотки индуктируется импульс высокого напряжения, зажигающий лампу ДРЛ. При горении лампы повторных разрядов конденсатора не происходит, так как напряжение на лампе, а следовательно, и на конденсаторе, ниже пробивного напряжения разрядника.
Световой к.п.д. этих ламп в 2,5 раза выше, чем у обычных ламп накаливания. Срок службы (6000÷12000 час) также больше в 2 раза. Время зажигания ламп при t = 25°С составляет 1 мин., а при t = -40°С - 5 мин. Мощность ламп 80 ÷ 1000 Вт.
Ртутные лампы сверхвысокого давления
Ртутные лампы сверхвысокого давления изготовляются с естественным и жидкостным охлаждением. Давление паров ртути в этих лампах достигает 200 атм.
Ртутные лампы сверхвысокого давления с естественным охлаждением по форме бывают капиллярные и шарообразные. Капиллярная лампа представляет собой кварцевую трубку диаметром 1÷2 мм и длиной 10÷ 12 мм. Эти лампы изготовляются мощностью 500÷ 800 Вт на напряжение 400÷800 В. В шаровых лампах, изготовляющихся на напряжение 120, 127 и 220 В, дуговой разряд происходит внутри кварцевого шарика диаметром 20÷ 45 мм. Давление достигает 50 атм. Срок службы ламп обоих типов составляет около 100 часов. На рис. ? показан общий вид лампы СВДШ-250.
Рис. ? Общий вид лампы СВДШ-250
ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА
Импульсные источники света - это также газоразрядные лампы, использующие искровой газовый разряд. Импульсная лампа представляет собой U - образную трубку, наполненную ксеноном, криптоном или их смесью под давлением 50÷70 мм рт. ст. На концах впаяны электроды, пусковой электрод представляет собой несколько витков, обвитых вокруг трубки. Широко используется лампа типа ИФК-2000.
Схема поджига лампы приведена на рис. ?
Рис.? Схема поджига лампы ИФК-2000.
При максимальном токе в обмотке W2 электромагнит притягивается к сердечнику и разрывается цепь. В момент обрыва тока индуцируется напряжение 10÷15 кВ. Это напряжение ионизирует газ в трубке, а т.к. к электродам приложено напряжение, то произойдет газовый разряд с выделением интенсивного света.
ДУГОВЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА
Дуговые лампы относятся к числу источников света дугового, разряда, происходящего в атмосфере воздуха. Они используются в прожекторных станциях. Основными элементами являются угли высокой интенсивности, закрепленные в держателях, механизмы для автоматического регулирования работы лампы и для сближения углей по мере их сгорания, механизм вращения положительного угля (рис.?).
Рис. ? Схема дуговой лампы.
Световая отдача дуговых ламп составляет 30÷35 Лм/Вт.
ЛАЗЕРНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА
Слово лазер - аббревиатура слов английского выражения «Light amplification by stimulated emission of Radiation» - усилитель света с вынужденным излучением. Первый лазер создан Мейманом (США) в I960 году. Он представлял собой рубиновый стержень, отполированный с торцов и покрытых серебром, один торец был частично прозрачен (до 5%). Стержень охвачен газоразрядной лампой (рис. ?)
Рис. ? Схема рубинового лазера.
При разряде конденсатора на лампу она вспыхивает и возбуждает ионы хрома (окись Al +0,05% хрома). При переходе из возбужденного состояния ионов излучается свет, этот обычный свет многократно отражается от зеркал и заставляет остальные возбужденные ионы отдавать свет. Причем, новые фотоны направлены в ту же сторону и находятся в фазе возбуждающего фотона. Таким образом, происходит лавинное возрастание фотонов света и через небольшое время до 0,5 мс, пучок когерентного, узконаправленного, монохроматического излучения темно-красного света выйдет через полупрозрачное зеркало.
Таким образом, в лазер входит активное вещество, способное излучать фотоны при переходе из возбужденного в нормальное состояние, система возбуждения, т.н. "накачки", и оптический резонатор.
Активное вещество бывает твердое, жидкое, газовое. Накачка может производиться светом, электронами, СВЧ-полем, γ -квантами, тепловая (к которой относятся химические и ядерные источники). По принципу действия накачка бывает импульсной или непрерывной.