Дуговые шаровые лампы сверхвысокого давления

К дуговым лампам сверхвысокого давления (СВД) относят лампы, работающие при давлении от 10⁶ Па и выше. При высоких давле­ниях газа или пара металла при сильном сближении электродов сокра­щаются прикатодные и прианодные области разряда. Разряд концен­трируется в узкой веретенообразной области между электродами, при­чем его яркость, особенно вблизи катода, достигает очень больших зна­чений.

Такой дуговой разряд представляет собой незаменимый источник света для приборов проекторного и прожекторного типов, а также ряда специальных областей применения.

Использование в лампах паров ртути или инертного газа придает им ряд особенностей. Разряд зажигается как ртутный низкого давления при темпе­ратуре окружающей среды. Затем по мере разгорания и нагревания лампы давление возрастает. Рабочее давление определяется устано­вившейся температурой колбы. Таким образом, пер­вой особенностью ламп с ртутным наполнением является то, что они довольно легко зажигаются, но имеют сравнительно длительный период разгорания. При их погасании повторное зажигание может быть осу­ществлено, как правило, лишь после полного остывания. При наполне­нии ламп инертными газами разряд после зажигания практически мгно­венно входит в установившийся режим. Зажигание разряда в газе при высоком давлении представляет определенные трудности и требует при­менения специальных зажигающих устройств. Однако после погасания лампа может быть зажжена вновь практически мгновенно.

Второй особенностью, отличающей ртутный разряд сверхвысокого давления с короткой дугой от соответствующих газовых, является его электрический режим. Напряжение горения таких ламп существенно выше, чем с газовым наполнением, благодаря чему при равных мощностях ток последних значительно больше.

Третьим существенным различием является спектр излучения, кото­рый у ламп с газовым наполнением соответствует по спектральному со­ставу дневному свету.

Отмеченные особенности привели к тому, что дуговые лампы часто используют для киносъемок и кинопроекции, в имитаторах солнечного излучения и других случаях, когда требуется правильная цветовая передача.

Шаровая форма колбы ламп выбрана из условия обеспечения большой механической прочности при высоких давлениях и малых расстояниях между электродами.

Шаровая колба из кварцевого стекла имеет две диаметрально расположенные длинные цилинд­рические ножки, в которые запаяны вводы, соединенные с электродами. Большая длина ножки необходима для удаления вывода от горячей кол­бы и предохранения его от окисления. В ртутных лампах некоторых типов имеется дополнительный электрод поджига в виде впаянной в колбу вольфрамовой проволоки. При работе ламп на постоянном токе важное значение приобретает положение горения лампы, которое должно быть только вертикальными - анодом вверх для газовых ламп и предпочтительно анодом вниз - для ртутных ламп.

Благодаря малому расстоянию между электродами ртутные шаро­вые лампы могут работать на переменном токе от сети напряжением 127 или 220 В.

Лампы СВД с шаровой колбой чаще всего наполняют ксеноном из-за удобства его дозировки. Расстояние между электродами состав­ляет у большинства ламп 3…6 мм. Давление ксенона в холодной лампе (1…5)10⁵ Па для ламп мощностью от 50 Вт до 10 кВт. Такие дав­ления делают лампы СВД взрывоопасными даже в нерабочем состоя­нии и требуют применения для их хранения специальных кожухов. Из-за сильной конвекции лампы могут работать только в вертикальном по­ложении независимо от рода тока.

Высокие яркости ртутных шаровых ламп с короткой дугой получаются вследствие увеличения тока и стабилизации разряда у электро­дов, препятствующих расширению канала разряда. Яркость вблизи элек­тродов достигает 10⁹ кд/м² и более. Световая отдача ламп возрастает с ростом их удельной мощности.

Излучение ртутных шаровых ламп типа ДРШ имеет линейчатый спектр с сильно выраженным непрерывным фоном. Спектр излучения шаровых ксеноновых ламп СВД мало отличается от спектра излучения трубчатых ксеноновых ламп. Мощные ксеноновые лампы имеют нарастающую вольт-амперную характеристику.

Современные шаровые лампы СВД выпускают в различных конструктивных исполнения, в том числе с разборными электродами и водяным охлаждением.