气体放电灯发光原理(精)

气体放电发光原理
放电通常比白炽灯更有效，这是由于其辐射来自高于固体灯丝能达到的温度区域。

放电是比钨更有选择的发射体（可移向可见区或者紫外区而远离红外辐射区），因此在红外辐射区有更少的能量浪费。

放电形成等离子体，它是离子、电子形成的混合体，平均呈电中性。

一般必须有与等离子体的电子连接，通常是电极，但无电极连接也是可能的。

带电极的气体放电
气体放电示意图：空心圆表示可被电离和形成等离子体的气体原子。

当带有正电荷的粒子在电场作用下定向位移时，就形成了放电电流。

阴极必须能发射出足够多的电子，以维持电流的持续，而阳极则接收电流。

图中的电阻是直流放电时起限制电流作用的镇流器。

圆中有*符号的表示是被高能电子激发的原子，他们会产生辐射。

当一个足够大的电场加在气体上，气体被击穿而导电。

最熟悉的例子是闪电。

产生击穿是由于自然界中总有数量很小的、由宇宙射线或者自然放射所产生的以电子-离子对形式存在的电离。

外加的电场使电子加速（离子相对是静止的），一
部分可能获得足够能量从而电离气体原子。

当施加足够大的电场时，电离的速率可能超过离子与电子复合的损失速率；那么放电电流就会迅速增长。

电荷携带者的产生率比电流增长得更迅速。

结果是放电电压将随着电流的上升而下降。

电流限制通过镇流器来实现，以阻止电流上涨到使保险丝熔断或者一些别的破坏性结果的产生。

为了维持放电电流，在阳极返回外部电路的电子必须被从阴极发射的电子代替。

阴极是典型的钨丝结构（卷状或者穗状）。

来自放电过程的离子轰击阴极使之加热。

电子能够逃离阴极的可能几率指数地依赖于它的温度以及表面的障碍因素。

放电通常工作在交流电网频率条件下。

高频电子镇流器能提供一些好处，对于荧光灯来说，在20KHZ或者更高频处的工作实质上减少了电极损失，并且消除了某些用户需要的光输出调制。

在更高频率下，制造完全省却电极的无极灯是可能的。

现在有三种电感耦合放电。

通常由几兆赫驱动的一个线圈构成变压器的初级，次级由环状的等离子体形成，因此脱离了荧光灯的长而细的几何形状，允许与熟悉的灯泡相似的高效灯的产生。

没有了电极，理论上放电中就没有什么寿命限制，导致灯出现问题的原因可能是镇流器中电子元器件损坏或者荧光粉因为时间长而失效，所以其经济寿命可能短于真实寿命。