Газоразрядные лампы: достоинства и недостатки, виды, принцип работы

Принцип работы лампы ДРЛ

Горелка изделия изготавливается из прозрачного, химически стойкого тугоплавкого материала — кварцевого стекла или специальной керамики. Ее заполняют точно отмеренной дозой инертного газа и каплей металлической ртути. Светящимся телом в конструкции выступает столб дугового электроразряда.

Принцип действия, присущий лампе ДРЛ, выглядит так. Когда на изделие подается электроэнергия, между основным и зажигающим электродом образуется тлеющий разряд. Элементы расположены так близко друг к другу, что обеспечивают более низкое напряжение для пробоя. Тлеющий разряд практически моментально становится дуговым. Электрические и световые качества лампы становятся устойчивыми спустя 10 — 15 минут после подачи энергии. В этот период ток превышает номинальные значения (для ограничения задействуется пускорегулирующий аппарат). Пусковой режим во многом зависит от окружающей температуры — на морозе лампочка дольше «запускается».

Именно в горелке происходят все действия

В результате электрического разряда в горелке становятся видимыми голубое и фиолетовое излучения, включая УФ (ультрафиолет). Они провоцируют свечение люминофора, расположенного на внутренних стенках колбы. Горелка светит бело-зеленым светом, люминофор — красноватым. Оттенки смешиваются и получается яркий, близкий к белому цвет.

Если в электросети напряжение колеблется, это отражается на световом потоке. Допустимые отклонения напряжения — от 10 до 15% (при этом световой поток будет колебаться на 25 — 30%). Если питающее напряжение снижается до 80% от нормы, то изделие попросту не загорится. Если до этого она горела — то погаснет.

ДРЛ сильно греются в ходе работы. Из-за этой особенности необходимо тщательно продумывать конструкцию: применяют термостойкие провода и качественные контакты на патронах. В процессе разогрева лампы в ее горелке повышается давление, а вместе с ним и напряжение пробоя. То есть напряжения сети может не хватить для повторного включения. Чтобы повторно запустить изделие, ему необходимо время на остывание. В этом и кроется основной недостаток ДРЛ — перепады электропитания попросту гасят их, а повторное включение требует выждать паузу.

Дополнительная информация! Если окружающий воздух теплый, то изделие быстрее выйдет в режим максимального светового излучения.

Вам это будет интересно Особенности лампы ДНАТ 250

Газоразрядные лампы Гейслера

Первыми коммерчески успешными считаются творения Гейслера. Датой рождения принято считать 1857 год. Упомянутый стеклодув и по совместительству физик догадался в колбу с разряженным газов вставить 2 электрода. Подавая на них напряжение, лицезрел красочный разряд дуги. Гейслер соединил воедино открытия Петрова и Хоксби. Дуга тлеет в колбе с атмосферой из паров газа. А дальнейшее – выбор цвета – уже не составило труда, опираясь на наработки сэра Хампфри Дэви и Майкла Фарадея.

С 80-х годов трубки Гейслера широко выпускаются для целей развлечения населения. Сегодня неоновые огни считаются лицом США. Примечательно, что будучи помещены рядом с источниками сильного электромагнитного излучения – катушки Тесла – лампы Гейслера загораются самопроизвольно. Выполняются условия ионизации разреженной газовой среды. Исследования, сопряжённые с поиском технических решений для целей освещения привели учёных к открытию электрона, измерению его заряда и массы, появлению на свет электронных ламп.

Лампа Гейслера

Газоразрядные лампы низкого давления

Самыми распространёнными моделями с низким накаливанием можно назвать люминесцентные устройства. В общем такая модель способна хорошо сэкономить лишнее электричество. На сегодняшний день они распространены повсеместно и поэтому имеют высокий показатель потребительского спроса. В большинстве случаев они используются в школах, магазинах и медицинских учреждения. Обычно на территории улиц они почти не применяются. Отдельной разновидностью моделей с низким накаливанием считаются люминесцентные энергосберегающие приборы. Главным их достоинством считается компактная конструкция.

Положительные и отрицательные качества ГРЛ

Все большую популярность среди потребителей газоразрядный светильник обязан тому, какие достоинства он имеет:

высокий поток светового излучения. Яркому свечению не сможет помешать даже плафон, выполненный из матового стекла;
долгий эксплуатационный период. В среднем газоразрядная лампочка способна провести в работе более 10 тысяч часов, что является большим плюсом для уличного освещения;
хорошая устойчивость перед частыми сменами природных условий

Важно отметить, что газоразрядная лампочка с содержанием ртути категорически не может находиться в эксплуатации в регионах, которые подвержены сильным заморозкам;
данные светильники находятся в среднем ценовом сегменте, что делает их вполне доступными практически каждому потребителю;
выгодное экономичное обслуживание. Эти лампочки не требуют дорогостоящего оборудования по обслуживанию аппаратуры для освещения.

Но не только преимущество есть у них, не обделены они и недостатками:

из-за ограниченного лучевого спектра газоразрядная лампа может плохо передавать цветовую гамму: в области освещения светильника различные цвета предметов могут быть плохо рассматриваемы;
работоспособность обеспечивается только от подачи переменного тока;

включение обеспечивает балластный дроссель;
полную яркость светильник наберет только по истечении небольшого периода времени;
из-за вхождения в состав лампы ртутьсодержащих веществ такие лампы становятся опасными в применении.

Особенности лампы ДРВ 250

Сберегающая лампочка ртутного типа производится крупнейшими компаниями с мировым именем, специализирующимися на поставке осветительных приборов и комплектующей техники. Изготовление продукции осуществляется из современных материалов с применением инновационных технологий.

Лампочка ДРВ 250 состоит из колбы с аргоновой средой высокого давления, вольфрамовой спирали и разрядной ртутной горелки. Она не нуждается в пусковом регулирующем устройстве. Изделие может устанавливаться в обычные патроны, как и привычные нам лампочки накаливания.

Существует мнение, что в быту и на производстве лучше использовать гибридный источник света, обладающий повышенным потенциалом излучения. На практике выясняется, что рабочие характеристики e40 на 50% ниже, по сравнению с устройствами индуктивно-дроссельной ДРЛ. Снижение эффективности импульса происходит благодаря ограничению напряжения тока, протекающего через головку горелки. Ее мощность и сопротивление управляется пусковым устройством.

При активации лампочки в дроссельном источнике света возникает катодное падение рабочего режима до 20 В. После того как основной элемент газоразрядной лампы е40 разгорится, его напряжение повышается, а показатели напряжения на вольфрамовой спирали понижаются в геометрической прогрессии. Технические характеристики и конструкция рабочих элементов по сравнению с лампой накаливания, отличить которую можно по конструкции рабочих элементов и внешнему виду, обеспечивают более яркое свечение. Спираль на 30% меньше электрической энергии.

Разновидности

Газоразрядные лампы делятся на ГРЛ низкого и высокого давления. Каждая из групп обладает своими особенностями, что влияет на выбор в конкретном случае.

Газоразрядные лампы низкого давления

К наиболее известным представителем ГРЛ низкого давления относится люминесцентная лампа. Она представляет собой трубку, покрытую изнутри люминофором. Электроды получают импульс высокого напряжения и нагреваются.

ГРЛ низкого давления

При нагревании между контактами образуется тлеющий заряд, в газовой среде колбы возникает УФ-излучение, которое, воздействуя на люминофор, вызывает свечение.

Разновидностью люминесцентных ламп (ЛЛ) являются компактные приборы, которые маркируются аббревиатурой КЛЛ и ничем кроме размеров не отличаются от предыдущей модели. Во всех устройствах имеется регулирующий элемент, встроенный в цоколь.

Виды КЛЛ

Отдельно стоит рассмотреть индукционные осветительные приборы. Они не имеют никаких электродов во внутренней части, а ионизация происходит под действием высокочастотного магнитного поля. Обычно в колбе используется смесь аргона и паров ртути, воздействующих на люминофор.

Газоразрядные лампы высокого давления

Элементы, давление внутри колбы которых превышает атмосферное, называются лампами высокого давления.

Представителями являются дуговые ртутные лампы (ДРЛ). Не так давно именно они составляли большую часть всего уличного освещения. Теперь же их стараются заменять на металлогалогеновые и натриевые источники, имеющие более высокую эффективность.

ГРЛ высокого давления

Если к прибору подключены йодиды, он имеет маркировку ДРИ. Прибор сдержит горелку из кварцевого стекла, в которой расположены электроды. В качестве функционального вещества используется смесь из аргона, ртути и йодидов некоторых металлов. Горелка находится в разреженном пространстве и позволяет создавать сильное излучение, которого хватает для освещения больших площадей. ДРИ могут иметь мощность от 250 до 3500 Вт.

Еще одним примером ГРЛ высокого давления служит дуговая натриевая трубчатая модель (ДНаТ). Она характеризуется очень высокой светоотдачей и относительно небольшим расходом энергии. Свет имеет ярко выраженный золотистый оттенок. К недостаткам прибора можно отнести долгое выключение, которое может занимать около 10 минут.

Натриевая лампа ДНаТ

Если нужно белое освещение, максимально приближенное к дневному, лучше подбирать дуговые ксеноновые устройства. Максимальная мощность может достигать показателя в 18 кВт. Вольфрамовые электроды легированы торием и способны выдерживать высокие нагрузки. Применяется сапфировое стекло, если необходимо получить на выходе УФ-излучение.

Металлогалогенные газоразрядные лампы (МГЛ) – компактные, надежные и мощные источники освещения, представляющие собой помещенную в вакуумную колбу горелку. Горелка делается из кварцевого стекла или керамики. Внутренняя часть заполняется парами ртути и галогенидами металлов. Излучение возникает при появлении плазмы между электродами во время подачи питания. Мощность приборов в некоторых случаях может достигать 3,5 кВт. Рассчитаны на 12 000 часов работы. Включение до полной мощности занимает примерно 10 минут.

Устройство и принцип работы

В сравнении с другими типами ламп, газоразрядные устройства имеют целый ряд отличий. Что сказывается и на их конструктивных особенностях, и на принципе действия. Чтобы разобраться с основами получения светового излучения в газоразрядных лампах, для начала рассмотрим их конструктивные особенности.

Рис. 1. Устройство газоразрядной лампы

Цоколя – предназначен для подключения газоразрядного устройства к электрической сети. Может выполняться в различных типах и размерах, под параметры конкретного светильника.
Колбы – изготавливается из жаропрочного стекла, предназначена для создания вакуума вокруг горелки. Выполняется герметичной для предотвращения нарушения разреженной среды по отношению к окружающему пространству.
Кронштейна крепления – представляет собой несущую конструкцию, выступающую и в роли опоры для газовой горелки, и в качестве одного из проводников электрического тока.
Горелки – как правило, трубка из оксида металла, внутри которой и происходит электрический разряд. Наполняется смесью инертных газов и паров металла, в зависимости от модели, наполняемые компоненты могут существенно отличаться.
Электродов – предназначены для начала искрообразования и продолжения горения тлеющего разряда.

Принцип действия газоразрядных ламп заключается в получении светового потока от ионизации смести газа и паров металла. Рассмотрим принцип их работы на следующем примере (см. рисунок 2):

Рис. 2. Принцип действия газоразрядной лампы

При подаче напряжения на светильник с газоразрядной лампой осуществляется его преобразование через пускорегулирующий аппарат (ПРА). Затем повышенное напряжение порядка 2 – 5кВ поступает на электроды лампы. Этого достаточно для пробоя газового промежутка, поэтому, сначала возникает искра, а затем загорается тлеющий разряд внутри трубки.

Температура горения разряда достигает 1300 ºС, за счет чего смесь разогревается до такого состояния, когда все свободные частицы обладают достаточной энергией для выхода за пределы атома. Физически этот процесс сопровождается планомерным повышением интенсивности светового потока по мере разогрева газоразрядной среды. При этом можно наблюдать некоторые колебания цветового спектра свечения по мере изменения диапазона излучаемой волны.

Заметьте, несмотря на то, что в конструкции самой газоразрядной лампы ПРА отсутствует, без него запустить устройство не получится. В состав пускорегулирующего аппарата входит:

дроссель-трансформатор, предотвращающий резкое нарастание тока при протекании переходного процесса;
импульсное зажигающее устройство — кратковременно увеличивает напряжение на электродах лампы до величины пробоя искрового промежутка;
конденсатор – применяется для сглаживания кривой напряжения, но устанавливается не во все модели ПРА.

В зависимости от типа газоразрядной лампы, будет отличаться и устройство ПРА, технические особенности его компонентов. Поэтому для каждого конкретного вида осветительного оборудования устанавливаются свои модули.

Виды газоразрядных ламп

Для классификации газоразрядных источников света используются различные критерии: наполнение и форма колбы, конструкция электродов, давление.

По типу наполнения газоразрядные источники света делятся на 3 вида:

люминесцентные (покрыты люминофором);
газосветные (наполнены газом);
металлогалогенные (светится пар металлов).

Из газов используется неон, криптон, ксенон, гелий, аргон или их смеси. Самые распространенные металлы ртуть и натрий. Большинство производителей используют пары ртути, хотя натрий эффективнее. Нередко газ и пары ртути применяются одновременно. Разряд дуговой, импульсный или тлеющий.

Люминесцентные изделия разделяются по внутреннему давлению:

ДРЛ (дуговые ртутные люминофорные) высокого давления;
ГРЛНД – низкого давления.

Производители предлагают колбы и электроды различной конструкции, системы для принудительного охлаждения.

Высокого давления

Источники света с высоким давлением (более атмосферы) подключаются к сети 220/380 В, мощность приборов может достигать нескольких десятков киловатт. Хаpaктеристики пpaктически не зависят от температуры среды. Слишком высокая или слишком низкая температура меняет лишь период разгорания. Срок службы до 20-и тыс. часов, цоколь Е27 (для мощности 127 В) или Е40 (для остальных).

Отличие от изделий с низким давлением – повышенная мощность и компактные размеры.

Низкого давления

Для источников света с низким давлением (менее атмосферы) хаpaктерна колба в виде трубы. Покрытие флуоресцентное или люминесцентное. Наполнение – аргон, неон или натрий, электроды из вольфрама, покрытого кальцием, стронцием, барием. Эти газовые лампы используются для освещения помещений.

К этой группе относятся компактные модели с цоколем Е27. Максимальная мощность до 60-и Ват, срок службы – до 12-и тыс. часов. Эти лампы не зажигаются при температуре среды ниже -5оС или сниженном напряжении.

Эритемные и бактерицидные приборы выпускаются без покрытия, поэтому излучают ультрафиолетовую часть спектра. Используются для обеззараживания воздуха и облучения животных и людей.

Принцип работы газоразрядной лампы

При проверке производительности лампы нужно соблюдать некоторые рекомендации:

Не спешите вставлять новую модель на место испортившейся, нужно убедиться, что дроссель не замкнут, в противном случае могут сгореть сразу несколько деталей.
Используйте при установке сначала диод с целыми спиралями, но не рабочую, в которой ранее мигал либо светился газ. Если спирали останутся в порядке, то можно устанавливать и вкручивать новую модель, если же сгорят, то стоит изменять сам дроссель.
Если нужен дополнительный ремонт, то начинать нужно со стартера, который выходит из строя чаще других составных конструкции лампы.
Что нужно помнить? Нужно знать, что проверить и стартер, и дроссель индивидуально без использования специализированных устройств – почти нереально.

Чем отличаются светодиодные светильники?

Высокий показатель экономии энергии и электричества.
Экологически чистые составляющие, не нуждаются в особой утилизации либо уходе.
Срок эксплуатации при непрерывной работе равен 40–60 тысяч часов.
Поток света нормализован во всём диапазоне питающегося напряжения от 170 до 264В, при этом показателей освещённости не меняется.
Быстрое разогревание и включение.
Не имеет в составе ртути.
Нет пусковых токов.
Хорошая цветопередача.
Есть возможность самостоятельно регулировать мощность.

Газоразрядные лампы

Светодиоды

Светодиоды, служащие источником света в светодиодных светильниках, представляют собой устройство, в центре которого размещен полупроводниковый кристалл. Этот кристалл состоит из двух материалов: n-типа, обогащенного отрицательными носителями заряда (электронами) и материала p-типа, с положительными носителями заряда. При подаче электрического тока происходит переход частиц из одного полупроводника в другой, в результате чего создаются частицы света — фотоны.

У светодиодных светильников очень высокий КПД — не меньше 90 %, в то время как ртутные и натриевые лампы лишь 50–70 % потребляемой энергии преобразуют в видимый свет. Кроме этого, светодиодные светильники обладают рядом преимуществ, недостижимых для ламп ДРЛ и ДНаТ:

устойчивость к перепадам напряжения;
способность работать в широком диапазоне температур (-60… +55 ºС);
стабильный световой поток на протяжении всего срока службы;
высокая контрастность и более высокий индекс цветопередачи (Ra 80). Спектр излучения светодиодов безопасен для зрения человека, практически не имеет УФ и ИК-излучений;
отсутствие мерцаний;
экологичность: в светодиодных лампах нет токсичных материалов (ртути, свинца).

Итак, сравним

Мы сравнили уличные светодиодные светильники «ЛУЧ» мощностью 90, 150, 200 Вт и лампы ДРЛ, ДНаТ по четырем параметрам:

активная мощность, которая говорит об энергозатратах при использовании светильника;
световой поток в начале эксплуатации;
световой поток спустя три месяца эксплуатации;
срок службы лампы.

Отправная точка нашего сравнения — относительно одинаковый световой поток в начале эксплуатации. Как мы видим, уже через три месяца у ламп ДРЛ и ДНаТ он снижается на 30 и 15 %, у светодиодных светильников остается на том же уровне.

Активная мощность меньше всего у светильников на светодиодах: в 2–4 раза ниже, чем у газоразрядных конкурентов. А это значит, что потребители несут в 2–4 раза меньше затрат на электроэнергию.

По сроку службы в нашем рейтинге снова лидируют светодиодные светильники, ведь они служат в 3–6 раз дольше светильников с лампами ДРЛ и ДНаТ. И, как мы помним, сохраняют световой поток во время эксплуатации до 95 % от изначального.

Сегодня по техническим параметрам и безопасности светодиодным светильникам нет равных. Основное препятствие на пути лидерства в освещении — высокая цена. Но высокой она кажется лишь на первый взгляд. Светодиодные светильники служат много лет, и спустя год-два после начала использования полностью оправдывают свою стоимость.

Сравнение ламп ДРЛ, ДНаТ и светодиодных

Характеристики	ДРЛ-250	ДНаТ-150	ЛУЧ-220-СТ 90
Активная мощность	280 Вт	170 Вт	90 Вт
Световой поток	10 500 Лм	12 000 Лм	12 600 Лм
Световой поток через 3 месяца эксплуатации	7500 Лм	10 200 Лм	12 600 Лм
Срок службы лампы	12 000 часов	10 000 часов	60 000 часов

Характеристики	ДРЛ-400	ДНаТ-250	ЛУЧ-220-СТ 150
Активная мощность	460 Вт	300 Вт	150 Вт
Световой поток	19 200 Лм	22 400 Лм	21 000 Лм
Световой поток через 3 месяца эксплуатации	13 440 Лм	19 040 Лм	21 000 Лм
Срок службы лампы	15 000 часов	15 000 часов	60 000 часов

Характеристики	ДРЛ-700	ДНаТ-400	ЛУЧ-220-СТ 200
Активная мощность	820 Вт	470 Вт	200 Вт
Световой поток	32 800 Лм	38 400 Лм	29 700 Лм
Световой поток через 3 месяца	22 960 Лм	32 640 Лм	29 700 Лм
Срок службы лампы	20 000 часов	15 000 часов	60 000 часов

Уличные светодиодные светильники «ЛУЧ» — оптимальная замена светильников с газоразрядными лампами. Выбирайте из каталога светильники мощностью от 60 до 200 Вт и экономьте уже сейчас!

В чем заключается принцип работы

Предыдущий раздел полностью раскрывает все особенности конструкции ГРЛ. В незначительной мере была затронута и тема принципа работы, теперь же можно рассмотреть ее наиболее подробнее. Это позволит точнее понять образ формирования освещения, который поступает от данного светового источника.

ГРЛ является специфическим источником подачи света. Основывается это на разряде электрических частиц, который происходит в стеклянной колбе. Отсюда следует вывод, что основным принципом работы этого светильника является газовый разряд, который возникает из-за присутствия в колбе большого давления.

Данный вид лампочек может содержать в себе как «чистые» газы, так и смесь нескольких видов газа одновременно

Стоит обратить внимание на то, что по своей популярности модели с содержанием ртути заметно обошли те модели, которые обогащены натрием. Но в любом случае те и другие модели ГРЛ входят в состав группы металлогалогенных источников подачи световых потоков

Газоразрядная трубка начинает создавать электрическое поле только после того, как в саму лампочку начинается подача электрического питания. Это поле и газоразрядная трубка создают ионизирование газа и электронов, которые находятся в свободном порядке. Следствием этого является то, что газоразрядные трубки проводят по себе электроны, которые с большой скоростью двигаются навстречу металлическим атомам. При их столкновении возгорается искра, которая и является основой подачи этой лампочкой световых потоков через большое разнообразие осветительных приборов.

Электрическая сеть, которая будет обеспечивать питанием ГРЛ, должна быть наделена высоким уровнем определенных параметров. Начальные параметры могут быть отклонены в большую сторону не более чем на 3%, другие отклонения являются недопустимыми.

Желательным, но вовсе не обязательным, является установка дополнительной аппаратурной системы, которая способна улучшить подачу света, а также продлить эксплуатационный период работы светильников.

Как работает лампочка

С конструкционными особенностями, которые имеют газоразрядные лампы, мы разобрались в предыдущем разделе. Также вскользь коснулись и того, какой принцип работы имеет это изделие. Теперь рассмотрим принцип работы более детально, чтобы понять, каким же именно образом формирует освещение подобный тип источника света.

Принцип работы лампы

Газоразрядная лампа – особые источники освещения, которые способны генерировать свет вследствие создания внутри своей колбы электрического разряда. Принцип работы такой лампы основывается на ионизации газа, который находится внутри стеклянной колбы. Принцип, по которому работает газоразрядная лампочка, предполагает, что внутри колбы под давлением закачивается определенный газ. Чаще всего для освещения домов, улиц и авто используются благородные (инертные) газы:

неон;
криптон;
аргон;
ксенон;
смесь газов в различных пропорциях.

Ртутная модель

Очень часто для освещения домов, авто и улиц используются такие источники света, в состав которых входят дополнительные газы. Например, в состав газовой смеси может входить натрий (натриевые модели) или ртуть (ртутные модели)

Обратите внимание! Ртутные лампочки сегодня имеют большее распространение, чем натриевые. Их часто вставляют в фонари при создании уличного типа освещения. Также они применяются для подсветки домов изнутри

Также они применяются для подсветки домов изнутри.

Ртутные и натриевые модели входят в группу металлогалогенных источников света. Когда на газоразрядную лампочку подается питание, в трубке начинает генерироваться электрическое поле. Оно приводит к ионизации газа и свободных электронов. В результате этого электроны, которые вращаются на верхних уровнях атомов, начинают сталкиваться с другими электронами атомов металла (специальных добавок в газовые смеси). В результате столкновения происходит переход электронов на внешние орбитали. В конечном итоге происходит высвобождение энергии и фотонов. Таким образом и формируется свечение лампочки.

Вариант свечения лампы

Чтобы добиться различного цветового свечения, на колбу газоразрядных ламп наносят специальное люминесцентное покрытие. Им покрывают внутреннюю сторону колбы. С помощью такого покрытия происходит преобразование ультрафиолетового излучения в видимый свет.

Газоразрядные лампы и виды катодов

Многие слышали термин газоразрядные люминесцентные лампы с холодным катодом CCFL и приборы для освещения с горячим катодом. Но в чем разница, какая их маркировка и какие выбрать?

С горячим катодом

В горячие катоды генерирует электроны сам электрод с термоэлектронной эмиссией. Именно поэтому они еще называются термоэлектронными катодами. Катод обычно представляет собой электрическую нить из вольфрама или тантала. Но теперь они еще покрываются слоем эмиссионного материала, что может производить больше меньше тепла и света, тем самым увеличивая эффективность и световой поток газоразрядной лампы. В некоторых случаях, когда жужжание переменного тока является проблемой, нагреватель электрически изолирован от катода. Этот метод широко используют газоразрядные металлогалогенные лампы (hpi-t plus, deluxе, hid-8) и светильники низкого давления.

Фото: металлогалогеновые лампы с горячим катодом

Источники света с горячими катодами производят значительно большее количество электронов, чем холодные катоды с той же площадью поверхности. Их используют индикаторные устройства, микроскопы, и даже такие лампы применяют для модернизации электронных пушек.

Фото: металлогалогеновые лампы вытянутой формы с горячим катодом

С холодным катодом

С холодным катодом не производится термоэлектронная эмиссия. Высоковольтные лампы в данном случае, работают на электродах, генерирующих сильное электрическое поле (допустим, марки make), которое ионизирует газ. Поверхность внутри трубки способна производить вторичные электроны, и при этом свести их «падение» к минимуму. Некоторые трубы содержат специальное заземление, которое улучшает эмиссию электронов.

Другой метод работы холодных световых приборов основан на генерации свободных электронов без термоэлектронной эмиссии, за счет полевой электронной эмиссии. Полевая эмиссия происходит в электрических полях, которые создают очень высокое напряжение. Этот метод используется в некоторых рентгеновских трубках, микроскопах, работающих за счет электрических полей, а также его применяют газоразрядные натриевые лампы (lhp, днат 400 5, днат 70, днат 250-5, днат-70, hb4).

Термин «холодный катод» не означает, что он остается в температуре окружающей среды все время. Рабочая температура катода может увеличиваться в некоторых случаях. Например, при использовании переменного тока, из-за чего электроды поменялись местами – стали катод стал анодом. Некоторые электроны также могут вызвать локализацию тепла. Например, люминесцентные лампы: после запуска, вольфрамовая проволока холодная, лампа работает с холодным катодом и явление, описанное выше, используется для нагрева нити. Когда она достигла нужного уровня света, светильник работает нормально, как с горячим катодом. Подобное явление могут демонстрировать некоторые газоразрядные ксеноновые лампочки дрл (d2s, h4 категории d).

Ксеноновая лампа

Холодный катод устройства требует высокого напряжения, но при этом высоковольтный источник питания не требуется. Это часто явление называется CCL инвертором. Работа инвертора заключается в создании высокого напряжения для организации начального пространственного заряда и первой электрической дуги тока в трубке. Когда это происходит, внутреннее сопротивление трубки уменьшается и увеличивает ток. Преобразователь реагирует на такие перепады, и если температура превышает норму – отключается. Чаще всего такие системы устанавливают для уличного освещения.

Ксеноновая лампа с холодным катодом

Лампы холодного излучения часто встречаются в электронных устройствах. CCFLs (с холодным катодом люминесцентные лампы) используются как диодные лампочки для компьютеров, модемов, мультиметров, газоразрядных индикаторов ин-14, ин 18 и нв 3, и прочего. Кроме того, они широко применяются в качестве ЖК-подсветки. Еще одним примером широкого использования является трубы Nixie.