Запорожец Издания
в известных пределах изменения параметров. Как было показано в гл. 4, в разрядах высокого давления градиент потенциала является в основном функцией давления и сравнительно слабо зависит от силы тока и диаметра трубки. Показатель степени b имеет значение порядка 0,5--0,8; g и п - обычно меньше,, причем п может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Рассмотрим, к каким изменениям параметров лампы приводит повышение удельной мощности за счет увеличения давления. Найдем изменение г\л, /ст, "icT в зависимости от давления при постоянной мощности и силе тока лампы. Очевидно, что при этих условиях напряжение на лампе Uj, также будет постоянным. Интересующие нас величины связаны следующими уравнениями: U.=Ekr+V...; (6.27) E=CEpIIdie; (6.28) Pi,x=knEI; (6.29) r]4)=cUl-Ua.JU.) (1-P,t/Pict). (6.30) Значение Ua.K и kj,, a также коэффициенты Ce, b, n, g будем-считать известными и для упрощения задачи постоянными. Из уравнения (6.27) найдем расстояние между электродами: l{U.-Ua..)/E. (6.31) Заменяя значение Е его выражением из (6.28), получаем /= {U-Ua..)IdiSj{cEP) -consWi/pb. (6.32) Из уравнения следует, что при постоянных f/л и / уменьшается I с ростом давления и слабо возрастает с ростом диаметра. Подставляя в (6 30) значение Рют из (6.29) и £ из (6.28), получаем ход КПД излучения с изменением давления: л(Я) = г,(1- Pit \ /("-) (6.33> ; Из формулы видно, что с ростом давления доля тепловых и приэлектродных потерь уменьшается и КПД определяется значением ся(р, dl) (рис. 6.3,й). Аналогичным путем можно найти характер изменения параметров лампы при увеличении удельной мощности за счет роста тока при рл=соп51 и p=const. Длина лампы CeP" г,9;,Р,ст,отн.ед, Рис. 6.3. Зависимость (схематическая) /, г) и Pict от давления (а) и от силы тока (б) при постоянных Рл, t/л и d Поскольку показатель степени п существенно меньще единицы, характер спада / с увеличением тока будет определяться в основном ходом Рл . Коэффициент полезного действия излучения будет, с одной стороны, падать за счет роста доли околоэлектродных потерь, а с другой стороны, расти ввиду роста удельной мощности: г]л Щ = ся[ 1-(kJUaJP.)] (l-const (i-«)). (6.35) Поэтому т1л будет иметь максимум от тока, положение которого можно найти, зная конкретные значения параметров и констант На рис. 6.3,6 схематически показан характер зависимости I, Цл и PicT от силы тока в рассмотренном случае. Уменьшение удельных тепловых потерь может быть достигнуто путем выбора рабочих веществ с минимальной теплопроводностью. Так как теплопроводность уменьшается с ростом атомной массы газа или пара, то более выгодно применение газов или паров с наибольшей атомной массой, например ртути, таллия, ксенона и др. Вопросы повышения КПД излучения за счет перераспределения энергии в спектре излучения при помощи люминофоров рассмотрены в гл. 8, 10, 14, а при помощи введения в разряд излучающих добавок-в гл. 15-17. 6.4. УСЛОВИЯ СОЗДАНИЯ ЛАМП С ВЫСОКОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЯРКОСТЬЮ При создании ламп с высокой энергетической или видимой яркостью необходимо обеспечить получение высоких плотностей излучения, требуемого спектрального состава излучения и определенных размеров светящегося тела. Рис. 6.4. Схематическая форма излучающих объемов с осевой симметрией: а - цилиндрическая: б - конусообразная: в - веретенообразная Зависимость энергетической яркости от мощности, размеров и формы излучающего объема. Рассмотрим излучающие объемы с осевой симметрией, представленные на рис. 6.4. Поток излучения какой-либо спектральной линии Ф, излучаемый этим объемом, связан с силой излучения и яркостью этой линии следующим выражением: ф, = = а, у, {/. 2/?о>) lu. (6-36) где /xj - сил.а излучения в направлении, перпендикулярном оси сщметрии; Lxx - энергетическая яркость в направлении, перпендикулярном оси и проходящем через начало отсчета; /- длина излучающего тела; ЙРоя, - эффективный диаметр излучающего тела в плоскости z=0; ая, - коэффициент пропорциональности, характеризующий относительное пространственное распределение силы излучения для данной спектральной линии: a = 2i:\ sin&d&; (5.37> Ук - коэффициент пропорциональности, характеризующий относительное распределение энергетической яркости при наблюдении в направлении, перпендикулярном оси z: i г=+ 2 л:=+Яр Т.= j J ILxx(Ar.)/LxxId(f)rf(2). (6.38) z=- 2 x=-R 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
|