Glødeudladning

En glødeudladning  er en af ​​typerne af en stationær uafhængig elektrisk udladning i gasser . Det dannes som regel ved lavt gastryk og lav strøm. Med en stigning i den passerende strøm går den ind i en bueudladning .

I modsætning til ikke-stationære (pulserende) elektriske udladninger i gasser forbliver hovedegenskaberne ved en glødeudladning relativt stabile over tid.

Et typisk eksempel på en glødeudladning, som de fleste kender, er gløden fra en neonlampe .

Henter

Den enkleste anordning til at simulere en gasudladning er et forseglet glasrør med elektroder loddet ind i dets ender . Røret har et udløb forbundet med en vakuumpumpe . Elektroderne er forbundet til en jævnstrømskilde med en spænding på flere tusinde volt. Efter tænding af spændingskilden og start af vakuumpumpen opstår følgende fænomener:

1. Ved atmosfærisk tryk forbliver gassen inde i røret mørk, da den påførte spænding på flere tusinde volt ikke er nok til at bryde gennem et langt gasgab.

2. Når gastrykket falder tilstrækkeligt, blinker en lysbueudladning i røret. Den har form af en tynd ledning (rød i luft, andre farver i andre gasser), der forbinder begge elektroder. I denne tilstand leder gassøjlen strøm godt.

3. Ved yderligere udpumpning af gassen sløres og udvides den lysende ledning, og gløden fylder næsten hele røret. Dette er en ulmende udledning. Ved et gastryk på flere tiendedele af en millimeter kviksølv (hundredevis af pascal) fylder udledningen næsten hele rørets volumen. Udledningens glød er ujævnt fordelt. Nær katoden er der et mørkt katoderum, ved anoden er der en lysende positiv søjle, hvis længde afhænger af trykket.

Struktur

Følgende to hoveddele af udladningen skelnes: 1) den ikke-lysende del, der støder op til katoden, kaldet det mørke katoderum; 2) en lysende søjle af gas, der fylder resten af ​​røret, op til selve anoden. Denne del af udledningen kaldes den positive søjle. Under et vist tryk kan en positiv søjle brydes op i separate lag adskilt af mørke mellemrum, de såkaldte lag.

Mekanisme

I en glødeudladning leder gassen elektricitet godt på grund af dens stærke ionisering. Årsagerne til gasionisering i en glødeudladning er elektronemission fra katoden under påvirkning af en høj temperatur eller et stærkt elektrisk felt, efterfølgende ionisering af gasmolekyler ved elektronpåvirkning af frie elektroner udsendt af katoden og flyver mod anoden, som samt sekundær elektronemission af elektroner fra katoden forårsaget af bombardement af katodens positivt ladede gasioner. Udladningen kan således være selvbærende ved en spænding meget lavere end gassens dielektriske gennemslagsspænding.

Ansøgning

Glødeudladningsrør finder praktisk anvendelse som lyskilde - gasudladningslamper. Lysstofrør bruges ofte til belysning , hvor udledningen sker i kviksølvdamp, og usynlig ultraviolet stråling absorberes af et lag af fluorescerende stof - fosfor , der dækker lampens vægge og pærens glas indefra. Når det udsættes for ultraviolet stråling, lyser fosforet, hvilket resulterer i lys, der i spektrale karakteristika er tæt på dagslys ( fluorescerende lamper ). Sådanne lamper giver tæt på "naturlig" belysning (men ikke et kontinuerligt spektrum, som glødelamper ). Spektret af lys, der udsendes af fluorescerende lamper, indeholder en række spektrallinjer - i de røde, grønne og blå dele af spektret med en vis intensitet, og nogle spektrallinjer af gasser, der udsender i en glødeudladning. Energien af ​​synlig stråling er fordelt over disse smalle bånd af spektret.

Fluorescerende lamper er meget (3-4 gange) mere økonomiske end glødelamper (i sidstnævnte udsendes op til 95% af energien i det infrarøde område af spektret, usynligt for det menneskelige øje).

Lysstofrør i hverdagen erstatter glødelamper, og i produktion og kontorlokaler har de næsten helt erstattet dem. Men lysstofrør er ikke uden ulemper. Så for eksempel i produktionen er brugen af ​​fluorescerende lamper forbundet med en skadelig stroboskopisk effekt , som består i det faktum, at flimrende frekvens af lamper med dobbelt frekvens af AC-forsyningsspændingen kan falde sammen med akslernes rotationshastighed af mekanismerne, mens de roterende dele af mekanismerne i lyset af en sådan lampe for en person vil virke immobile, "slukket", hvilket kan føre til skade. Derfor anvendes yderligere belysning af driftsområdet med en simpel glødelampe, der er fri for en sådan ulempe på grund af inertien af ​​glødetrådens lysudgang. I produktionen, i nærværelse af et trefaset elektrisk netværk, løses dette problem ved at tænde lamperne i forskellige faser (for eksempel er hver 1. lampe drevet af fase A, hver 2. af fase B osv.), hvilket kompenserer for flimren af ​​lamperne. For lamper, der bruger en RF-generator i stedet for det traditionelle koblingskredsløb (starter + choker) (dette kredsløb bruges i de såkaldte "økonomiske" lamper designet til at erstatte glødelamper), er der ingen problemer med den stroboskopiske effekt .

Udladningslamper bruges også til dekorative formål, i disse tilfælde får de konturerne af bogstaver, forskellige figurer osv. og fyldt med gas med en anden glødfarve ( neon , giver en orange-rød glød eller argon med en blålig farve -grønt skær).

Glødeudladning bruges også til pumpning af forskellige gaslasere , til plasmaaflejring af metaller og i andre områder.

Se også

• gasudledning
• corona udledning
• bueudledning
• Lysbueudladning med opvarmet katode
• gnistudladning

Litteratur

• Raizer Yu. P. Fysik af gasudledning. - 2. udg. — M .: Nauka, 1992. — 536 s. — ISBN 5-02014615-3 .

Ordbøger og encyklopædier	Fantastisk norsk Britannica (online)
I bibliografiske kataloger	LNB : 000206909