 |
 |
 |
 |
80 60
1,5 2,0
2,5 r,MM
Рис. 5.7. Зависимости напряжения возникновения вспомогательного разряда t/в и зажигания основного разряда [/заж лампы ДРЛ 400 Вт от расстояния между вспомогательным и основным электродами
На рис. 5.7 показаны зависимости напряжения возникновения вспомогательного разряда и зажигания основного разряда от расстояния между вспомогательным и основным электродами.
Наличие минимума в зависимости напряжения возникновения вспомогательного разряда от расстояния между основным и вспомогательным электродами объясняется так же, как и в кривых Пашена, хотя подобие р1 не соблюдается вследствие неоднородности электрического поля во вспомогательном промежутке.
Зависимость напряжения зажигания от расстояния между основным и вспомогательным электродами имеет такой же характер, как и зависимость напряжения возникновения вспомогательного разряда, что говорит о взаимосвязи между перечисленными выше стадиями зажигания ДРЛ.
На напряжение возникновения вспомогательного разряда влияет геометрия электродов, давление и род наполняющего газа, а также состояние поверхности электродов, характеризуемое коэффициентом вторичной эмиссии, у; чем больше у, тем ниже Ub.
При формировании основного разряда плазма вспомогательного разряда служит источником зарядов (плазменным катодом), которые, двигаясь по направлению к противоположному основному электроду (аноду), создают таунсендовские лавины. При напряжении сети между электродами у анода появляется сначала анодное свечение и возникает разряд типа «анодное свечение» [5.6J. Далее образуется анодное свечение, которое по Мере увеличения тока в цепи основного разряда перемещается к плазменному катоду до слияния с ним.
Если между основными электродами приложено скачком большое напряжение (f/>500 В), объемное свечение перемещается от плазменного катода к противоположному электроду.
На формирование основного разряда емкость стенок трубки не влияет и роль стенок сводится к рекомбинационной поверхности, причем с уменьшением радиуса трубки формирование основного разряда затрудняется.
При достижении током основного разряда значения в несколько десятков миллиампер на основном электроде, служащим катодом, образуется катодное пятно, разряд переходит в дуговую форму и ток ограничивается внешним сопротивлением.
В процессе протекания тока идет разогрев электродов и горелки, что приводит к увеличению парциального давления ртути. В следующий полупериод сетевого напряжения катод и анод меняются местами, а процессы протекают так же.
Установившийся режим (при полном испарении ртути и установлении температурного режима горелки, колбы и электродов) наступает через 3-7 мин после включения ртутной лампы ВД.
В процессе работы лампы материал покрытия основных электродов распыляется и может попасть на зажигающий электрод, тогда роль катода при возникновении вспомогательного разряда может выполнять зажигающий электрод, а роль анода- основной. Развитие разряда в этом случае приводит к появлению катодного пятна на зажигающем электроде.
S.3. ВОЛЫ-АМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РАБОТА РАЗРЯДНЫХ ЛАМП НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ
Вольт-амперные характеристики. При расчетах и анализе электрических процессов в контуре с разрядной лампой широко используется метод рассмотрения лампы как целого. В этом случае лампа представляется в виде пассивного двухполюсника с определенной зависимостью между протекающим по нему током и напряжением на выходе. Эта зависимость, как известно, называется вольт-амперной характеристикой разрядной лампы. Аналогичным образом другие элементы цепи представляются своими ВАХ. Далее расчеты и анализ цепей с разрядной лампой производятся известными в электротехнике методами.
Полная ВАХ разряда называется статической тогда, когда каждая ее точка соответствует установившемуся во времени режиму в данных условиях (см. рис. 5.1). Конкретный вид статической ВАХ зависит от типа лампы и условий разряда в ней. Однако общий характер зависимости сохраняется и определяется процессами, происходящими в разряде и на электродах. От дельные участки статической ВАХ и их связь с процессами
Рис. 5.8. Условия стабилизации разряда резистором: а - прн изменении резистора rg=tga=var и C/=const; б - при изменении t/j.=var
и rj=const
в разряде были кратко рассмотрены выше. Под статическими ВАХ следует понимать связь между действующими значениями напряжения и тока на элементе контура.
Помимо статической существуют еще динамические ВАХ, которые устанавливают связь между мгновенными значениями тока и напряжения при их быстрых изменениях во времени. Они должны поэтому содержать три переменные: ток, напряжение и время. С динамическими ВАХ имеем дело, рассматривая мгновенные значения и и i при работе ламп на переменном токе и в условиях нестационарньи режимов (см. § 5.6).
Условия устойчивости разряда на постоянном токе. Устойчивая работа разрядных ламп на падающих и горизонтальных участках ВАХ возможна только при наличии в схеме устройств, ограничивающих силу тока нормальными пределами.
При работе на постоянном токе в качестве стабилизирующих устройств применяют главным образом резисторы, включаемые последовательно с каждой разрядной лампой. В специальных случаях возможна стабилизация при помощи генератора или резистора с нелинейно возрастающей собственной внешней ВАХ. Вообще основным свойством стабилизирующего элемента должна быть отчетливо выраженная возрастающая ВАХ.
Обозначим ЭДС генератора fr, его внутреннее сопротивление Гг, сопротивление балласта Гб, падение напряжения на лампе t/j, и силу тока /. Тогда согласно закону Кирхгофа
Е,=/Гг+/Гб-Ь/4/). (5.17)
Нахождение параметров устойчивого режима нагляднее и проще проводить графически. Примем, что Гб не зависит от тока, ЭДС генератора постоянна, а его внутреннее сопротивление настолько мало, что при всех значениях тока напряжение на
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239