气体放电原理复习

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1、第一次作业总结紧凑型荧光灯的以下特性：增加单位弧长辐射功率的原理，常用的管径，分类，采用的玻璃管材料、荧光粉类型和其他涂敷技术，控制灯中汞蒸气压的具体方法，基本的应用场合。答：（1）通过缩小管径，提高灯的E值来增加单位弧长辐射功率。（2）传统的紧凑型荧光灯，小功率管径为12mm，中大功率为17mm，现在（为适应对灯体积进一步小型化的要求）常用管径减小到9mm和7mm。（3）分为灯管和镇流器分开的非一体化紧凑型荧光灯，以及灯管和镇流器装在一起的一体化紧凑型荧光灯。（4）往往采用低钠无铅玻璃，管壁负载较高的灯中还需涂敷保护膜。采用稀土三带荧光粉，为降低成本可采用双

2、涂层技术，为改善光维持性能可采用荧光粉包膜技术等。（5）控制汞蒸气压的方法分为控制冷端温度和使用汞齐两种方法。在紧凑型荧光灯中，通过接桥的高度来控制汞蒸气压是最常用的技术。具有封闭灯罩的一体化紧凑型荧光灯则使用汞齐。（6）主要用作照明，可用作壁灯、吸顶灯，作装饰照明之用，或替代白炽灯用在台灯等灯具中。第二次作业1.对40W的T12白色荧光灯，计算其表面负载。解：由表5.4.1可知Pl=40W的T12白色荧光灯的各个参数：d=38mm，Il=0.40A，E=0.81Vcm，αl=0.90，隋性气体为400Pa的氩气。则管压降为lV=Pl=111.11V.αlIl

3、由图5.4.6可知充入400Pa氩气时的阴极位降为VAK≈17.5V，则正柱区长度为l=Vl−VAK=115.57cm,cE暗区长度ld通常为20~40mm，如取30mm，则弧长为larc=lc+ld=118.57cm。因此，灯管的表面负载为sW=Pl≈0.028Wcm2.πdlarc2.对400W的高压汞灯，计算其电弧管的表面负载。解：由表6.2.1可知，Pl=400W的高压汞灯的弧长larc=6.5cm，管径d的范围为1.70~1.75cm，如取d=1.70cm，则其电弧管的表面负载为sW=Pl≈11.5Wcm2.πdlarc3.对75W的球形超高压汞灯，

4、计算其泡壳的表面负载。解：由课本P226可知Pl=75W的球形超高压汞灯，其外半径r0=0.7cm，壁厚t′=1.8mm，因此其泡壳的表面负载（定义为单位内表面上承受的功率）为sW=Pl≈22Wcm2.4π(r0−t′)24.对500W的毛细管超高压汞灯，计算其表面负载。解：由表6.3.2可知Pl=500W的球形超高压汞灯的参数为弧长larc=12.5mm，管径d=2mm，则其表面负载为Ws=Pl≈637Wcm2.πdlarc第三次作业1.从以下几个方面比较低压汞灯和低压钠灯的特性：（1）最佳蒸气压和管壁温度、最佳直径、电流密度；（2）共振辐射波段、光效（

5、3）惰性气体辅助启动的具体机制，最佳气压，有无其他考虑；（4）放电管玻璃材料；（5）电极材料和启动方式，工作温度；（6）现在常用的灯启动方式和过程。答：（1）低压汞灯最佳汞蒸气压为0.8Pa，相应管壁温度为40℃，最佳直径为38mm，电流密度0.03~0.13A/cm2。低压钠灯最佳钠蒸气压为0.4Pa，相应管壁温度为260℃，最佳直径为14~19mm，电流密度0.1~0.6A/cm2或更小。（2）低压汞灯共振辐射波段为253.7nm和185.0nm的紫外波段，光效只有5~6lm/W。低压钠灯的共振辐射波段集中在589.0nm和589.6nm的钠黄双线，单纯这

6、两条谱线的辐射光效为520lm/W，考虑所有输入功率全部变成辐射时的光效为450lm/W，如选择最佳放电条件，可得250~300lm/W，实际常用的低压钠灯光效在200lm/W左右。（3）低压汞灯充入惰性气体时通过惰性气体与电子的碰撞，增大电子与汞原子碰撞并使之电离的几率，充氩气时，氩－汞气体之间的潘宁效应辅助启动。灯的着火主要是靠汞原子的电离。最佳的氩气气压在100Pa左右，考虑到高气压对防止电极溅射、减少阴极蒸发、延长灯的寿命有利，应适当提高充气气压。低压钠灯中，由于启动时钠原子浓度过低，灯的着火主要是靠氩气的电离。充入氖－氩混合气体可利用其潘宁效应大大降

7、低启动电压。最佳气压为10~100Pa，考虑到减轻“氩清除效应”，气压应升高到400~2000Pa。（4）低压汞灯的放电管玻璃主要是由硅酸盐玻璃制成，视对管壁负载的不同要求采用钠钙玻璃或低钠无铅玻璃等。低压钠灯内壁必须使用只含极少量或不含二氧化硅的抗钠玻璃，可以使用套料玻璃。（5）低压汞灯和低压钠灯的电极均主要为钨螺旋碱土金属（如钡）氧化物电极。低压汞灯的电极主要（常）采用预热启动，电极工作温度为900~1000℃，而低压钠灯的电极常采用冷启动，热点工作温度（为）1200~1500K。（6）低压汞灯常用电感镇流器启动，启动方式可分为带启辉器的启动方式和不带启辉

8、器的启动方式。带启辉器的启动过程：电源