新式氣體放電光源GLED的e旋進(jìn)放電原理(圖)
上傳人:陳索然 上傳時(shí)間: 2009-07-14 瀏覽次數(shù): 392 |
引言
GLED采用了有別于現(xiàn)有放電燈常用的放電模式,創(chuàng)新了一款具有白熾燈外觀、節(jié)能燈效果、無極燈壽命的新型電光源。如何確認(rèn)GLED新穎的工作機(jī)理?如何認(rèn)識GLED在電光源演化進(jìn)程中的地位?如何評價(jià)GLED在照明市場的不可忽視的價(jià)值?這些困惑只有在GLED有了e旋進(jìn)放電的理論之后才會迎刃而解!
氣體放電存在多種方式,主要有:正柱放電、負(fù)暈放電、正暈放電、空心陰極放電等等。本文結(jié)合示意圖對相關(guān)放電方式作簡要的評述,示意圖中:a 為陽極、c為陰極、 Ra 為陽極半徑、Rc為陰極半徑。
1 正柱放電
正柱放電是建立在平行電極、勻強(qiáng)電場的基礎(chǔ)上,呈現(xiàn)負(fù)阻特性。正柱放電的工作區(qū)域都少不了陰極位降區(qū)、負(fù)輝區(qū)、法拉弟暗區(qū)、正柱區(qū)、陽極區(qū)等明暗相間的區(qū)域。其中正柱區(qū)是主要的工作區(qū)域,放電功率也主要取決于正柱區(qū)的長度,普通的管形熒光燈就是采用了正柱放電的工作方式。(見圖1)
2 負(fù)暈放電
假設(shè)電極結(jié)構(gòu)中以大直徑圓筒作陽極,以小直徑圓筒作陰極。此時(shí)陰極附近的電場強(qiáng)度很大,電暈層發(fā)生在陰極附近,稱為負(fù)暈放電。在負(fù)電暈層中會產(chǎn)生強(qiáng)烈的激發(fā)和電離。顯然,這種負(fù)暈放電方式適合做原子光譜分析。(見圖2)
3 正暈放電
如果電極結(jié)構(gòu)與負(fù)暈放電相反,即以大直徑圓筒作陰極,以小直徑圓筒作陽極。此時(shí)陽極附近的電場強(qiáng)度很大,電暈層發(fā)生在陽極附近,形成正暈放電。值得一提的是,如果極間電場分布的不均勻性達(dá)不到要求,正暈放電就不可能發(fā)生。那么,為要產(chǎn)生正暈放電,陰極的有效半徑Rc和陽極的有效半徑Ra的比值Rc/Ra的臨界條件為多少呢?經(jīng)過理論推導(dǎo)可知:Rc/Ra=e,(e為自然常數(shù))。當(dāng)Rc/Ra>e時(shí)放電成正暈形式,且放電具有正阻特性,放電是穩(wěn)定的;當(dāng)Rc/Ra
4 空心陰極放電
假定電極結(jié)構(gòu)與正暈放電相似,即以大直徑圓筒作陰極,以小直徑圓筒作陽極。電子從熱點(diǎn)出來后,由于非勻強(qiáng)電場的作用,大部分電子的速度方向并不指向陽極,它們將沿拋物線軌道:在朝向陽極的空間受到電埸的加速,在背離陽極的空間受到電埸的減速,結(jié)果將繞著陽極桿做來回往復(fù)的振動,這就是所謂的空心陰極放電。它有很大的放電電流密度,很低的電極位降。(見圖4)
5 e旋進(jìn)放電
5.1 GLED的燈芯
氣體發(fā)光二極管,即GLED,是一種綜合采用正暈放電和空心陰極放電的新型放電燈。GLED的燈芯特征在于:陰極具有內(nèi)腔結(jié)構(gòu),陽極桿居于陰極內(nèi)腔的中央;陽極到陰極間分布輻射狀的非勻強(qiáng)電場,陰極的有效半徑和陽極的有效半徑之比大于自然常數(shù)e。
5.2 環(huán)形陰極
GLED現(xiàn)有的型號有T、F、H、Λ、Ω、Θ等等,它們除了體現(xiàn)正暈放電和空心陰極放電的巳有特征外,由于陰極采用環(huán)形的內(nèi)腔結(jié)構(gòu),圓筒狀密閉陰極對正離子的束縛就獲得了解放,除了電子繞著陽極振動外,正離子也可繞著陰極振動。
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