气体放电原理复习参考资料 .doc

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 12 mm，中大功率为 17 mm，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 9 mm和7 mm。 （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 40 W 的 T12 白色荧光灯，计算其表面负载。 解：由表 5.4.1 可知 Pl = 40 W 的 T12 白色荧光灯的各个参数： d = 38 mm ， Il = 0.40 A ， E = 0.81 V cm ，αl = 0.90 ，隋性气体为 400 Pa 的氩气。则管压降 为 V = Pl = 111.11 V. αl Il 由图 5.4.6 可知充入 400 Pa 氩气时的阴极位降为VAK ≈ 17.5 V ，则正柱区长度为 l = Vl ? VAK = 115.57 cm, c E 暗区长度 ld 通常为 20~40 mm，如取 30 mm，则弧长为larc = lc + ld = 118.57 cm 。 因此，灯管的表面负载为 W = Pl ≈ 0.028 W cm2 . π dlarc 2. 对 400 W 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 = 400 W 的高压汞灯的弧长 larc = 6.5 cm ，管径 d 的范围 为 1.70~1.75 cm，如取 d = 1.70 cm ，则其电弧管的表面负载为 W = Pl ≈ 11.5 W cm2 . π dlarc 3. 对 75 W 的球形超高压汞灯，计算其泡壳的表面负载。 解：由课本 P226 可知 Pl = 75 W 的球形超高压汞灯，其外半径 r0 = 0.7 cm ，壁厚 t′ = 1.8 mm ，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 W = Pl ≈ 22 W cm2 .4π ( r0 ? t′)2 4. 对 500 W 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 = 500 W 的球形超高压汞灯的参数为弧长larc = 12.5 mm ，管 径 d = 2 mm ，则其表面负载为 Ws  = Pl ≈ 637 W cm2 . π dlarc 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 （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 38 mm，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 253.7 nm 和 185.0 nm 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589.0 nm 和 589.6 nm 的钠黄双线，单纯这两条谱线的辐射光效为 520 lm/W，考虑所有输入功率全部变成辐射时的光效为 450 lm/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 100 Pa 左右，考虑到高气压对防止电极溅射、减少阴极蒸发、延长