4.4.1. Параметры тлеющего разряда
Тлеющий разряд характеризуется сравнительно малыми плотностями тока (1…10 мА/см2), большим падением напряжения на разрядном промежутке (Uгор = 50…400 В и более), неравномерным распределением свечения по длине разрядного промежутка.
В разрядном канале наблюдаются четыре светящихся области и четыре темных участка (рис. 4.8, а). Они не равнозначны. Наиболее яркой является вторая область катодного свечения, которая иногда называется областью отрицательного свечения. При большой протяженности газоразрядного прибора наиболее протяженным является участок анодного свечения. При уменьшении межэлектродного расстояния в первую очередь сокращается протяженность анодного столба. Поэтому в приборах малого размера основным источником излучения является отрицательное свечение. При большой протяженности – анодное свечение. Области первого катодного свечения и анодной светящейся пленки обычно не принимаются во внимание.
Свечение газа напрямую связано с распределением потенциала по длине разрядного промежутка (рис 4.8, б). Наибольшая напряженность электрического поля наблюдается вблизи катода (область катодного падения). Затем возможен небольшой спад напряжения, после чего начинается участок анодного падения, характеризуемый постоянством напряженности электрического поля. Падение напряжения на разрядном промежутке (напряжение горения) описывается соотношением
Uгор = Uкат + E ℓ,
где E и ℓ – соответственно напряженность электрического поля и протяженность анодной области; Uкат – катодное падение напряжения. В упрощенных вариантах расчета протяженность анодной области иногда принимается равной межэлектродному расстоянию.
Д
авление
газа в приборах тлеющего разряда обычно
поддерживается на уровне не выше
нескольких десятков миллиметров ртутного
столба (тысячи паскалей). Интенсивность
свечения небольшая, зато нет проблем с
охлаждением прибора, тепловой режим
прибора обеспечивается теплоотводом
свободной конвекцией. Спектр свечения
при тлеющем режиме преимущественно
линейчатый.
4.4.2. Параметры дугового разряда
Приборы дугового разряда являются обычно источниками света высокой интенсивности. Давление газа может составлять от 10 мм рт.ст. до 1000 атм. Плотность тока в разрядном промежутке 100 … 10000 А/см2. Падение напряжения при малых межэлектродных промежутках может составлять 5 … 15 В. Но для зажигания разряда всегда требуется достаточно высокое напряжение. Сложной проблемой становится обеспечение теплового режима источника излучения. Распространенным вариантом стала конструкция в виде ампулы из кварцевого стекла, так называемой «горелки», заключенной в стеклянную колбу (рис. 4.9). Колба защищает участки выводов, непосредственно примыкающих к горелке, от окисления. С этой целью объем колбы заполняют азотом. Нередко для обеспечения приемлемого теплового режима источников света с дуговым разрядом применяют системы принудительного водяного либо воздушного охлаждения. Большое распространение имеют также лампы с прямонакальным термокатодом.
