En utladningslampe er en elektrisk lampe som består av et rør eller en pære i glass fylt med gass eller dampmetall under høyt eller lavt trykk, gjennom hvilken en elektrisk strøm føres , resultatet er en konvertering i fotoner av lys .
Fargen på lyset som sendes ut av luminescens , av disse lampene, avhenger av gassen som brukes, blant annet:
Molekylene i gassen som brukes har evnen til å ionisere når de utsettes for potensialforskjellen mellom elektrodene på hver side av lampen. De frigjorte elektronene tiltrekkes av den positive elektroden - kalt katoden - og de positive ionene av den andre, kalt anoden. En elektrisk strøm etableres på grunn av både en strøm av elektroner og en strøm av positive ioner. Mange kollisjoner oppstår mellom sirkulerende ladede partikler og elektroner som fortsatt er bundet til en atomkjerne. Under disse kollisjonene blir elektronene drevet ut av bane , bytte lag og gå tilbake til det ved å sende ut et foton , hvis bølgelengde (fargen) avhenger av energien den inneholder, men vanligvis inkludert i spektret av det synlige eller ultrafiolette . De kan også frigjøre seg helt fra atomet som inneholder dem, og dermed øke strømmen til sirkulerende elektroner. Slik oppstår et tenningsfenomen når lampen slås på: den opprinnelig veldig lave strømmen eksploderer bokstavelig talt for å nå maksimal effekt gitt av den elektriske generatoren.
Francis Hauksbee var den første som beskrev en utladningslampe i 1705. Han viste at en glassglobus der et delvis eller fullstendig vakuum er oppnådd, når den er ladet med statisk elektrisitet, kan produsere tilstrekkelig lys til å la det lese. Sir Humphry Davy beskrev i 1802 den første lysbuen ved Royal Institution i London . Siden den gang har det blitt gjort mye forskning på gassutladningskilder, ettersom de produserer lys fra elektrisitet betydelig mer effektivt enn glødelamper .
Senere ble det oppdaget at utslippsbuen kan optimaliseres ved å bruke inert gass i stedet for luft som medium. Av denne grunn ble edelgasser som neon , argon , krypton eller xenon tidligere brukt akkurat som karbondioksid .
Innføringen av metalldamplampen, inkludert forskjellige metaller inne i utløpsrøret, var et senere fremskritt. Temperaturen på utslippsgassen fordamper noe metall, og utslippet produseres da nesten utelukkende av metaldampen. Vanligvis brukes natrium og kvikksølv på grunn av deres høye damptrykk som øker effektiviteten til elektromagnetisk utslipp i det synlige spekteret.
Et århundre med ytterligere forskning har ført til elektrodeløse lamper. I stedet blir gassen begeistret av mikrobølgeovner eller radiobølgesendere . I tillegg er det opprettet mye lavere kraftlyskilder, noe som gjør det mulig å utvide bruken av utladningsbelysning til boliger eller utendørs bruk.
Hver gass avgir , avhengig av atomstrukturen , visse bølgelengder, noe som resulterer i forskjellige farger av belysning. For å være i stand til å evaluere kapasiteten til en lyskilde til å reprodusere fargen på forskjellige gjenstander som er opplyst av denne kilden, introduserte International Commission on Illumination ( CIE ) fargegjengivelsesindeksen . Noen utladningslamper har en indeks mindre enn 100, noe som betyr at fargene ser helt annerledes ut enn for eksempel i sollys. I salgssalg, noen kunder som blir godt klar over å gå i lys av solen når de velger et plagg, for å bestemme den "sanne" fargen.
Gass / Lavtrykk emisjonsspektrum | Farge | Merknader | Bilde |
---|---|---|---|
Helium |
Oransje blekende hvit; kan fremstå som grå, blå eller grønnblå under visse forhold. | Brukt av kunstnere for spesielle belysningsbehov. | |
Neon |
Oransje rød. | Intens lys. Ofte brukt for neonskilt og lamper . | |
Argon |
Lilla og blek lavendelblå. | Brukes ofte med kvikksølvdamp. | |
Krypton |
Litt gråhvit. Kan skyte greenen. Lys blå og hvit med høy intensitet. |
Brukt av kunstnere for spesielle belysningsbehov. | |
Xenon |
Litt gråhvit til lysegrå eller veldig lys blågrønn til blå intensitet. | Brukt i strober , frontlysene til Xenon , lysbuenxenonlampene og av kunstnere for spesifikke belysningsbehov. | |
Nitrogen |
I likhet med argon, men mattere og mer rosa; hvit blekner til lyseblå ved høy intensitet; hvitere enn argon. | ||
Oksygen |
Fiolett - lavendel, blekere enn argon. | ||
Hydrogen |
Lavendel med lav intensitet; magenta tendens til rosa over 10 mA. | ||
Vann damp | I likhet med hydrogen, men blekere. | ||
Karbondioksid | Hvit tendens til lyseblå; lysere enn xenon ved lav intensitet. | ||
Kvikksølv |
Lyseblå, intens ultrafiolett . | Brukes i kombinasjon med fosfor for å generere mange farger i lysspekteret. Mye brukt i kvikksølvdamplamper og metallhalogenlamper . Brukes ofte med argon. | |
Natrium |
Lys gul. | Mye brukt i natriumdamplamper . |
Lampetype / Merker | Philips | Osram | Sylvania |
---|---|---|---|
Lavtrykksnatrium | SOX | SOX | SLP |
Høytrykksnatrium | SDW, LYD | NAV | SHP, SHX |
Høytrykks kvikksølv | HPL | HQL , HWL | HSL, HSB |
Metallhalogenider eller jodider | HPI, MHN / MHW, CDM | HQI (en) , HCl | HSI, MS, MP |
Induksjon | QL | / | / |
Disse lampene har et kvartsutslippsrør som inneholder kvikksølv blandet med argon . Levetiden deres er teoretisk fastsatt til 24 000 timer; i praksis overgår mange av disse lampene dem. Avhengig av produksjonskvaliteten, reduseres lysstrømmen mer eller mindre raskt. Det er ikke uvanlig å se at noen kvikksølvdamplamper fremdeles lyser anstendig etter 40 000 timer, og at noen fremdeles fungerer ved full lysstrøm etter 60 000 timer. Når det tas maksimalt, kan en kvikksølvdamplampe veldig lett overstige 100.000 timer, eller til og med 300.000 timer. Få mennesker venter så lenge før de bytter ut lamper, ettersom lysstrømmen ofte er utilstrekkelig etter 50 000 timer. Sin lyseffekt varierer derfor mellom 20 og 60 lm / W , og avhenger av alder av lampen så vel som dens kraft og typen av fosfor. Til tross for alt forblir en "kvikksølv" -lampe flere ganger bedre enn glødelamper .
Lyset er i dette tilfellet hovedsakelig produsert av luminescens , og består hovedsakelig av ultrafiolett ( 254 nm for kvikksølv: UVC), men også av grønt og blått lys, som gir en lampe uten fosfor en blåaktig fargetone. Eller grønnaktig. Det kan være ønskelig (men ikke viktig) å øke bølgelengden til lyset som sendes ut av fluorescens , ved å tilsette et hvitt pulver på veggene til røret som reduserer frekvensen til bølgene som sendes ut for å forskyve dem i det synlige spekteret. Avhengig av den kjemiske sammensetningen av disse pulverene, er det mulig å få et bredt spekter av farger.
Når det gjelder høytrykks kvikksølvdamplamper, oppstår bare en lysbue med lavt trykk, og en liten mengde lys sendes ut. Når trykket øker med temperaturen, fordamper kvikksølv, dannes en høytrykksbue og lysutslipp øker. Lampen tar omtrent 5 minutter å produsere maksimal lysstrøm. Fargetemperaturen er mellom 4000 og 5000 K.
Kvikksølvdamplamper ble massivt introdusert mellom 1940- og 1960-tallet i offentlig belysning, de hadde fordelen av å ha lave kjøpskostnader. Imidlertid har de for det meste blitt erstattet av høytrykks natriumdamplamper, som er mer energieffektive og avgir lys som fremhever detaljene i veibanen bedre, men som også er lettere å filtrere av astronomer. Disse lyskildene er også mer lønnsomme, spesielt når det gjelder lyseffektivitet. Kvikksølv-lyskilder brukes fremdeles mye i dag i form av små 175-watts armaturer, for å belyse industribygninger (fabrikker, hangarer osv.).
Den europeiske EF- forskriften av 18. mars 2009 om " økodesign " av lamper forbød salg av kvikksølvdamplamper med høyt trykk, også kalt fluorescerende ballonger, regnet for å være blant de minst effektive og mest forurensende lampene.