تولید نور در اثر عبور جریان برق در گازها

تخلیه الکتریکی در گازها

گازها در حالت عادی هادی الکتریسته نمی‌باشند. یک روش برای تحریک اتمهای گاز و تولید نور عبور دادن الکترونهای پر انرژی از داخل گاز می‌باشد، که در برخورد با اتمهای خنثی گاز سبب تحریک آنها می‌شود مقداری گاز را در داخل لوله بسته با سه الکترود و دو انتها در نظر می‌گیرند. با عبور دادن جریان برق از داخل فیلامان f آنرا گرم می‌کنیم، که در نتیجه الکترون ساطع می‌کند. الکترون ساطع شده به طرف شبکه‌ای که دارای ولتاژمثبت‌تری است کشیده می‌شود و کسب انرژی حرکتی می‌کند. این الکترونها فاصله بین آند و شبکه را با سرعت ثابت طی می‌کنند و به اتمهای خنثی گاز برخورد می‌کنند، اگر ولتاژ کم باشد سرعت الکترونها کم می‌باشد و در بر خورد با اتمهای گاز انرژی کافی برای تحریک اتمهای گاز را دارد و نور در طول موجهای معینی از گاز ساطع می‌شود اگر ولتاژ را بیشتر افزایش دهیم نور در طول موجهای بیشتری ساطع می‌شود.

افزایش بیشتر ولتاژ باعث یونیزه شدن گاز یعنی آزاد شدن الکترونهای مدار خارجی اتمها می‌شود و نور در طول موجهای متعددی تولید می‌کند. در لامپهای عملی شبکه را حذف می‌کنند و تنها از دو الکترود استفاده می‌شود. در نوعی دیگر از لامپهای تخلیه در گاز که لامپ با کاتد گرم نامیده می‌شود کاتد در اثر گرم شدن الکترون ساطع می‌کند و بالاخره به یونیزه شدن گاز می‌انجامد. در لامپهای تخلیه با کاتد سرد کاتدی که الکترون ساطع کند وجود ندارد و از ولتاژ زیاد برای برقرار کردن جرقه و یونیزه سازی استفاده می‌شود.

خلاصه و نتیجه
در لامپهای تخلیه الکتریکی در گاز و گاز داخل لوله‌ای به ترتیب یونیزه می‌شود و ولتاژ بین دو الکترود که در انتهای دو الکترود قرار دارد جریانی در لوله برقرار می‌کند الکترونها در عبور از اختلاف پتانسیل انرژی حرکتی بدست می‌آورند که در برخورد با اتمهای دیگر سبب تحریک و تولید نور می‌شود طیف تشعشعی تابع نوع گاز – فشار و حرارت آن و شریط الکتریکی آن می‌باشد. گازهایی که تا کنون بکار رفته است عبارتند از: بخار جیوه ، بخار سدیم ، کادمیم ، نئون و گاز کربنیک.

لامپهای تخلیه در گاز را نمی‌توان بطور مستقیم از منبع تغذیه کرد. دلیل این امر این است که با افزایش یونیزاسیون مقاومت الکتریکی لامپ کاهش پیدا می‌کند که موجب افزایش بیشتر جریان می‌شود اگر از لامپ به گونه‌ای محافظت شود لامپ در مدت کمتر از یک ثانیه خواهد سوخت. وسایلی که بدین منظور استفاده می‌شود یک مقاومت یا امپدانس سری شده است که به نام چوک یا بالاست معروف می‌باشد. برای لامپهای تخلیه در گاز که با جریان مستقیم کار می‌کنند باید از مقاومت استفاده شود که ضایعاتی همراه دارد. برای جریان متناوب از خود القا (سلف) استفاده می‌شود که ضایعات توان کمتری را دارا می‌باشد.

http://daneshnameh.roshd.ir