新式气体放电光源GLED的e旋进放电原理(图)
上传人:陈索然 上传时间: 2009-07-14 浏览次数: 392 |
引言
GLED采用了有别于现有放电灯常用的放电模式,创新了一款具有白炽灯外观、节能灯效果、无极灯寿命的新型电光源。如何确认GLED新颖的工作机理?如何认识GLED在电光源演化进程中的地位?如何评价GLED在照明市场的不可忽视的价值?这些困惑只有在GLED有了e旋进放电的理论之后才会迎刃而解!
气体放电存在多种方式,主要有:正柱放电、负晕放电、正晕放电、空心阴极放电等等。本文结合示意图对相关放电方式作简要的评述,示意图中:a 为阳极、c为阴极、 Ra 为阳极半径、Rc为阴极半径。
1 正柱放电
正柱放电是建立在平行电极、匀强电场的基础上,呈现负阻特性。正柱放电的工作区域都少不了阴极位降区、负辉区、法拉弟暗区、正柱区、阳极区等明暗相间的区域。其中正柱区是主要的工作区域,放电功率也主要取决于正柱区的长度,普通的管形荧光灯就是采用了正柱放电的工作方式。(见图1)
2 负晕放电
假设电极结构中以大直径圆筒作阳极,以小直径圆筒作阴极。此时阴极附近的电场强度很大,电晕层发生在阴极附近,称为负晕放电。在负电晕层中会产生强烈的激发和电离。显然,这种负晕放电方式适合做原子光谱分析。(见图2)
3 正晕放电
如果电极结构与负晕放电相反,即以大直径圆筒作阴极,以小直径圆筒作阳极。此时阳极附近的电场强度很大,电晕层发生在阳极附近,形成正晕放电。值得一提的是,如果极间电场分布的不均匀性达不到要求,正晕放电就不可能发生。那么,为要产生正晕放电,阴极的有效半径Rc和阳极的有效半径Ra的比值Rc/Ra的临界条件为多少呢?经过理论推导可知:Rc/Ra=e,(e为自然常数)。当Rc/Ra>e时放电成正晕形式,且放电具有正阻特性,放电是稳定的;当Rc/Ra
4 空心阴极放电
假定电极结构与正晕放电相似,即以大直径圆筒作阴极,以小直径圆筒作阳极。电子从热点出来后,由于非匀强电場的作用,大部分电子的速度方向并不指向阳极,它们将沿抛物线轨道:在朝向阳极的空间受到电埸的加速,在背离阳极的空间受到电埸的减速,结果将绕着阳极杆做来回往复的振动,这就是所谓的空心阴极放电。它有很大的放电电流密度,很低的电极位降。(见图4)
5 e旋进放电
5.1 GLED的灯芯
气体发光二极管,即GLED,是一种综合采用正晕放电和空心阴极放电的新型放电灯。GLED的灯芯特征在于:阴极具有内腔结构,阳极杆居于阴极内腔的中央;阳极到阴极间分布辐射状的非匀强电场,阴极的有效半径和阳极的有效半径之比大于自然常数e。
5.2 环形阴极
GLED现有的型号有T、F、H、Λ、Ω、Θ等等,它们除了体现正晕放电和空心阴极放电的巳有特征外,由于阴极采用环形的内腔结构,圆筒状密闭阴极对正离子的束缚就获得了解放,除了电子绕着阳极振动外,正离子也可绕着阴极振动。
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