Люминесцентные лампы, их достоинства и недостатки

ГАОУ СПО

«Казанский энергетический колледж»

Реферат

По дисциплине «Электротехника и электроника»

На тему:

«Конструкция электронных ламп. Принцип действия триода. Люминесцентные лампы,

их достоинства и недостатки»

Выполнил

Студент группы 14-11

Родионов Иван

Проверила:

Дмитриева О.Н

Казань 2015

Содержание

Конструкция электронной лампы…………………………………………………..3

Принцип действия триода………………………………………………………………4

Люминесцентные лампы, их достоинства и недостатки……………….5

Список используемой литературы…………………………………………………8

Конструкция электронной лампы

Первые электронные лампы, или радиолампы, как их иногда называют, были очень похожи на электрические лампы накаливания. Они имели прозрачные стеклянные баллоны такой же формы, а их нити накала ярко светились.

Еще в конце прошлого века известный американский изобретатель Т.А. Эдисон обнаружил, что раскаленная нить обычной лампы испускает, "выбрасывает" большое количество свободных электронов. Это явление, получившее название термоэлектронной эмиссии, широко используется во всех электронных лампах.

Любая электронная лампа представляет собой металлический, стеклянный или керамический баллон, внутри которого укреплены электроды. В баллоне создается сильное разрежение воздуха (вакуум), которое необходимо для того, чтобы газы не мешали движению электронов в лампе и чтобы электроды служили дольше. Катод - отрицательный электрод - является источником электронов. В одних лампах роль катода выполняет нить накала, в других нить служит миниатюрной электроплиткой, нагревающей трубчатый катод. Анод - положительный электрод - обычно имеет форму цилиндра или коробки без двух стенок, он окружает катод.

Все названия электронных ламп связаны с числом электродов: диод имеет два электрода, триод - три, тетрод - четыре, пентод - пять и т.д.

До наших дней остался неизменным принцип действия первой электронной лампы - диода, изобретенного англичанином Флемингом в 1904 г. Основные элементы этой простейшей лампы - катод и анод. Из раскаленного катода вылетают электроны и образуют вокруг него электронное "облако". Если катод соединить с минусом источника питания, а на анод подать плюс, внутри диода возникает ток. Если же на анод подать минус, а на катод - плюс, ток в цепи диода прекратится. Таким образом, в двухэлектродной лампе - диоде ток может идти только в одном направлении от катода к аноду, т.е. диод обладает односторонней проводимостью тока.

Диод использовали для выпрямления переменного тока. В 1906 г. американский инженер Ли де Форест предложил ввести между анодом и катодом лампы еще один электрод - сетку. Появилась новая лампа - триод, неизмеримо расширившая область применения электронных ламп.

В дальнейшем конструкции электронных ламп развивались очень быстро, появились лампы, содержащие не одну, а несколько сеток: тетроды (лампы с двумя сетками) и пентоды (лампы с тремя сетками). Они позволили получить большее усиление сигналов.

Триоды, тетроды и пентоды - универсальные электронные лампы. Их применяют для усиления напряжения переменного и постоянного токов, для работы в качестве детекторов и в качестве генераторов электрических колебаний.

Широкое распространение получили комбинированные лампы, в баллонах которых имеются по две или даже по три электронные лампы. Это, например, диод - пентод, двойной триод, триод - пентод. Они могут, в частности, работать в качестве детектора (диод) и одновременно усиливать напряжение(пентод).

Электронные лампы для аппаратуры малой мощности (радиоприемников, телевизоров, и т.д.) имеют небольшие размеры. Существуют даже сверхминиатюрные лампы, диаметр которых не превышает толщины карандаша.

Полную противоположность миниатюрным лампам представляют лампы, применяемые в мощных усилителях радиоузлов или радиопередатчиках. Эти электронные лампы могут генерировать высокочастотные колебания мощностью в сотни киловатт и достигать значительных размеров. Из-за огромного количества выделяющегося тепла приходится применять воздушное или водяное охлаждение этих ламп.

Принцип действия триода

Основная схема включения триода показана на рис.1 Анод имеет положительный относительно катода потенциал, а сетка — отрицательный или положительный. Результирующее поле у катода в этой лампе слагается из ускоряющего поля анода, тормозящего или ускоряющего поля сетки. Как и в диоде, у катода под действием объемного заряда образуется минимум потенциала, в этой лампе происходит практически безынерционно, вплоть до очень высоких частот. Последнее, но этот минимум зависит также от напряжения сетки.

Рис1

При отрицательном напряжении сетки ее поле тормозит вылетающие из катода электроны, объемный заряд у катода возрастает, и минимум потенциала увеличивается, благодаря чему уменьшается поток электронов, проходящих через этот минимум на анод.

Возможность управления анодным током путем изменения напряжения сетки является основной особенностью триода. Важное преимущество триода заключается в том, что управление током объясняется тем, что электроны, имеющие малую массу, приобретают под действием электрического поля в лампе большую скорость и преодолевают междуэлектродное пространство за очень короткое время, благодаря чему изменения тока почти без задержки следуют за изменениями сеточного напряжения.

Мощность, затрачиваемая в сеточной цепи на управление анодным током, обычно значительно меньше мощности переменной составляющей тока в анодной цепи, следовательно, триод обладает способностью усиливать колебания.
Эти качества триода и обусловили его широкое применение.

Люминесцентные лампы, их достоинства и недостатки

Принцип действия
Принцип действия люминесцентной лампы низкого давления основан на дуговом разряде в парах ртути низкого давления. Получающееся при этом ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимое в слое люминофора, покрывающего внутренние стенки лампы. Лампы представляют собой длинные стеклянные трубки, в торцы которых впаяны ножки, несущие по два электрода, между которыми находится катод в виде спирали.
В трубку лампы введены пары ртути и инертный газ, главным образом аргон. Назначением инертных газов является обеспечение надежного загорания лампы и уменьшение распыления катодов. На внутреннюю поверхность трубки нанесен слой люминофора.
Если к электродам, вставленным в концы стеклянной трубки, которая заполнена разряженным инертным газом или парами металла, приложить напряжение из расчета не менее 500...2000 В на 1 м длины трубки, то свободные электроны в полости трубки начинают лететь в сторону электрода с положительным зарядом. Когда к электродам приложено переменное напряжение, направление движения электронов изменяется с частотой приложенного напряжения. В своем движении электроны встречаются с нейтральными атомами газа — заполнителя полости трубки — и ионизируют их, выбивая электроны с верхней орбиты в пространство. Возбужденные таким образом атомы, вновь сталкиваясь с электронами, снова превращаются в нейтральные атомы. Это обратное превращение сопровождается излучением кванта световой энергии. Каждому инертному газу и парам металла соответствует свой спектральный состав излучаемого света:
. трубки с гелием светятся светло-желтым или бледно-розовым
светом;
• трубки с неоном — красным светом; трубки с аргоном — голубым светом.
Смешивая инертные газы или нанося люминофоры на поверхность разрядной трубки, получают различные оттенки свечения.
Люминесцентные лампы дневного и белого света выполняют в виде прямой или дугообразной трубки из обычного стекла, не пропускающего короткие ультрафиолетовые лучи. Электроды изготавливают из вольфрамовой проволоки. Трубку заполняют смесью аргона и паров ртути. Внутри поверхность трубки покрыта люминофором — специальным составом, который светится под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в парах ртути. Аргон способствует надежному горению разряда в трубке.

Достоинства люминесцентных ламп.
Основным преимуществом люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются:
. более высокий коэффициент полезного действия (15...20%), высокая световая отдача и в несколько раз больший срок службы. Таким образом, при затрате той же мощности достигается значительно большая освещенность по сравнению с лампами накаливания;
. правильный выбор ламп по цветности может создать освещение, близкое к естественному;
о благоприятные спектры излучения, обеспечивающие высокое качество цветопередачи;
. люминесцентные лампы значительно менее чувствительны к повышениям напряжения, поэтому их экономично применять на лестничных клетках и в помещениях, освещаемых ночью, когда в сети напряжение повышено.

Лампы накаливания (очень чувствительные к повышениям напряжения) быстро перегорают;
. малая себестоимость;
. низкая яркость поверхности и ее низкая температура (до 50 °С)
Недостатки люминесцентных ламп
Основным недостатками люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются:
« сложность схемы включения;
• ограниченная единичная мощность (до 150 Вт);
• зависимость от температуры окружающей среды (при снижении температуры лампы могут гаснуть или не зажигаться);
» значительное снижение светового потока к концу срока службы;
• вредные для зрения пульсации светового потока;
» акустические помехи и повышенная шумность работы;
в при снижении напряжения сети более чем на 10% от номинального значения лампа не зажигается;
» дополнительные потери энергии в пускорегулирующей аппаратуре, достигающие 25...35% мощности ламп;
• наличие радиопомех;
• лампы содержат вредные для здоровья вещества, поэтому вышедшие из строя газоразрядные лампы требуют тщательной утилизации.

Список используемой литературы

Интернет сайты:

http://bobych.ru/referat/69/16453/1.html

http://knowledge.allbest.ru/physics/2c0a65635b2ac78b5d43a88521306d27_0.html

http://www.ref.by/refs/69/33044/1.html

http://musicangel.ru/mess052.htm

Дата добавления: 2022-07-16; просмотров: 44; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!