Освещение – одна из основных функций электричества. Появившиеся в начале прошлого века лампы накаливания, оказались пионерами среди осветительных приборов, питаемых электроэнергией, их массовый выпуск продолжается и по настоящее время. Во второй половине столетия конкуренцию им начали составлять более экономичные и долговечные лампы, работа которых основана на свечении газовых разрядов в электрическом поле.
На сегодняшний день это обширный пласт электрических световых приборов, представленных внутренним и уличным освещением, рекламными огнями и мощными прожекторами. Газоразрядными источниками света являются:
- привычные на производстве и в быту лампы дневного освещения и люминесцентные энергосберегающие лампы;
- сверх яркий автомобильный ксенон и светящаяся разноцветными огнями в ночи городских улиц неоновая реклама;
- используемые для наружного освещения, уходящие в прошлое дуговые ртутные лампы ДРЛ и пришедшие им на смену дуговые натриевые лампы ДНаТ.
Разумеется, с лампочкой накаливания их роднит только общий источник энергии – использование электричества.
Классификация и принцип работы
Во всем многообразии газоразрядные источники света принято делить по следующим признакам. По принципу излучения они подразделяются на:
- газосветные, где светится сам газ, типичным примером являются трубки неоновой рекламы;
- люминесцентные, здесь светится слой люминофора, возбуждаемый невидимым человеческому глазу ультрафиолетовым излучением, сопутствующим электрическому разряду в газоразрядных лампах;
- электродосветные, для них характерно свечение катода при газовом разряде, пример – индикаторные лампы.
По величине давления в баллоне лампы они бывают:
- высокого давления, с такими источниками света мы сталкиваемся на примере дуговых ртутных люминесцентных ламп;
- низкого давления, характерного для ртутных трубчатых люминесцентных ламп.
Принцип действия газоразрядных осветительных приборов проще рассмотреть на примере лампы дневного света, являющейся разновидностью ртутных газоразрядных ламп.
Герметичная стеклянная колба в форме трубки с электродами на концах заполнена парами ртути, внутренние стенки покрыты слоем люминофора. Под воздействием электрического поля, прикладываемого к электродам, происходит ионизация паров ртути, возникает разряд, в результате которого генерируется ультрафиолетовое излучение, способствующее свечению люминофора.
Как правило, прикладываемого к электродам напряжения бывает недостаточно для зажигания разряда, поэтому схема питания содержит дополнительные элементы (дроссели, стартеры), современные лампы имеют электронные схемы. В энергосберегающих газоразрядных лампочках все происходит аналогичным образом, отличие состоит лишь в форме баллона, схема управления расположена в цоколе прибора. Разновидностью люминесцентных ламп являются и дуговые ртутные лампы, только в качестве источника ультрафиолета в ДРЛ используются специальные горелки – лампы дуговых разрядов, помещенные в покрытую люминофором стеклянную колбу самой ДРЛ. Горелки ДРЛ изготавливаются из кварцевого стекла, не препятствующего прохождению УФ излучения.
Среди основных достоинств газоразрядных ламп можно назвать:
- высокую энергоэффективность;
- экономичность по сравнению с лампами накаливания;
- продолжительный срок службы (до 20 тыс. часов).
Это в значительной степени определяет перспективы использования газоразрядных источников света в обозримом будущем.