Люминесцентная лампа

[druggist]

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fluorescent_lamp-function.gif?uselang=ru

Хочу подключить такую лампу нетрадиционным способом, без стартера и дросселя ( не для освещения, разумеется) А именно, накалить один из катодов пропусканием тока, пробовал, он(катод) начинает светиться даже от батарейки типа "Крона", рабочий режим, по-видимому, вольт 10-15 и ток порядка 1-2 ампер. И зажечь несамостоятельный газовый разряд (очевидно в аргоне?) при постоянно накаленном катоде, подав на другой катод, который в этом варианте будет, естественно, анодом положительное напряжение. Вопрос, сколько нужно подавать и какой будет ток?. Сама трубка(китайская Feron) маленькая (длина 30см) номинальный ток 43мА, мощность10вт (это выходные параметры, указанные для стандартного режима подключения). Как и всякая аналогичная трубка скорее всего заполнена аргоном при порядка давлении 1 тор и есть доля паров ртути, которая и светит. Мне кажется, достаточно подать вольт 50-70 и ток будет не больше ампера, сколько продержится катод в таком режиме тоже непонятно. Есть ли какие-либо мнения у участников форума, какое подавать напряжение, нужно ли ограничивающее ток сопротивление (балласт), через какое время сгорит катод?

[Dmitriy40]

У меня лишь два соображения:
1. А почему не поискать эту информацию? Различные режимы включения ламп наверняка (уверен, но не проверял) хорошо описаны в литературе. С конкретными цифрами.
2. Почему не взять лампу в стандартном включении и не замерить все нужные параметры? Включая и напряжение зажигания, и ток катодов, и напряжение разряда? Это ведь несложно. Стрелочным вольтметром вероятно не получится, но имея хоть какие-то приборы и несколько деталей вполне можно сделать стенд для измерений. А при наличии осциллографа всё совсем просто.

[druggist]

Dmitriy40 в сообщении #1524848 писал(а):

Различные режимы включения ламп наверняка (уверен, но не проверял) хорошо описаны в литературе. С конкретными цифрами.

1. Такого включения не описано точно.

Dmitriy40 в сообщении #1524848 писал(а):

Почему не взять лампу в стандартном включении

А вот это не понял, мне эта лампа в стандартном включении абсолютно не интересует)

[realeugene]

Гуглите "ВАХ люминесцентной лампы". У неё есть участок отрицательного сопротивления: когда плазма зажигается, ток скачком возрастает, а напряжение падает. Поэтому, в сеть лампы включают через дроссель, из-за которого перед зажиганием напряжение на лампе высокое, а после зажигания ток ограничен и напряжение падает. На постоянном токе должно быть управлять сложнее, так как нужно ограничить ток, но чтобы был приемлемый КПД, балласт должен быть импульсным. Погуглите "электронный балласт".

[Emergency]

druggist в сообщении #1524820 писал(а):

Хочу подключить такую лампу нетрадиционным способом, без стартера и дросселя ( не для освещения, разумеется) А именно, накалить один из катодов пропусканием тока

1. Катоды являются слабым местом люминесцентных ламп они перегорают или теряют эмиссию.
2. После возникновения разряда ток подогрева катодов больше не подается - лампа работает за счет подогрева катодов разрядом. Управляет этим стартер.
3. Дроссель служит для ограничения тока разряда. Если от него отказаться, то его надо заменить источником тока (не источников напряжения).
4. Поджечь лампу можно не только нагревом катодов, но и подачей на лампу высоковольтного импульса. Обычно в пусковой аппаратуре (балласте) это тоже реализуется. Так 't такой способ применяется для поджигания разряда в фотовспышках.
5. Есть решения, связанные с подачей на лампу высокочастотного высоковольтного напряжения - это можно делать прямо через стекло, прислоняя к лампе дополнительный электрод. При этом можно зажечь даже неисправную лампу с перегоревшими нитями накала.

[Dmitriy40]

druggist в сообщении #1524849 писал(а):

Такого включения не описано точно.

Уверен что точно описано. Может быть не это включение, но работа лампы в таком режиме. И не только это и стандартное, а и ещё куча других экзотических.

druggist в сообщении #1524849 писал(а):

А вот это не понял, мне эта лампа в стандартном включении абсолютно не интересует)

Однако параметры разряда будут (почти) те же самые.

[druggist]

Emergency в сообщении #1524854 писал(а):

После возникновения разряда ток подогрева катодов больше не подается - лампа работает за счет подогрева катодов разрядом.

Совершенно верно. При этом переменное напряжение на разряде будет порядка 200В, с при токе разряда ок 50мА. Этой мощности хватает для накала катода и поддержания дугового режима горения разряда. Я же хочу независимо накаливать катод, при этом напряжение на разряде можно снизить, вопрос, до какой величины, чтобы он все же устойчиво горел? Потенциал ионизации аргона что-то порядка 15эВ, у ртути и того меньше, так что по прикидкам должно быть не больше 2-3 десятков вольт. Кпд меня не интересует, так что в качестве балласта - активное сопротивление (реостат, эл. лампочка накаливания и пр.). Вопрос, так ли это будет на практике?

Хотя лампа может светить, в принципе, и при напряжении порядка 5В, если иметь в виду резонансный потенциал возбуждения атома ртути

[EUgeneUS]

druggist
Правильно ли я понимаю, что Ваша идея в том, чтобы перекалить катод (относительно штатного редима работы), за счет чего снизить напряжении на лампе, опять же относительно штатного режима работы?

Не очень понятно зачем это нужно, но дп ладно.

Имеет смысл собрать источник тока:
А) регулируемый
Б) с довольно высоким напряжением при разрыве (несколько сотен вольт или около киловольта).
И снять все нужные параметры при разном режиме работы катода.

ЗЫ. Даже если перекал катодов и снизит рабочее напряжение. Напряжение поджига может остаться весьма высоким.

[druggist]

EUgeneUS в сообщении #1524874 писал(а):

Напряжение поджига может остаться весьма высоким.

Почему?

[Emergency]

druggist в сообщении #1524915 писал(а):

EUgeneUS в сообщении #1524874 писал(а):

Напряжение поджига может остаться весьма высоким.

Почему?

Потому что эмиссия электронов неконтролируемая и может сильно падать.
В электронных лампах катоды имеют специальное покрытие для длительного сохранения эмиссии.
Потеря эмиссии - основная причина выхода из строй люминесцентных ламп.

[druggist]

Emergency в сообщении #1524920 писал(а):

Потому что эмиссия электронов неконтролируемая и может сильно падать.

Не понял, в момент поджига, т.е., подачи напряжения на анод должна падать?

[Dmitriy40]

druggist в сообщении #1524915 писал(а):

EUgeneUS в сообщении #1524874 писал(а):

Напряжение поджига может остаться весьма высоким.

Почему?

Потому что эмиссия с катода не направлена в сторону анода. Вы можете посчитать при какой температуре катода вылетающий с него электрон будет иметь энергию хотя бы 5эВ? Вы точно собрались греть катод до такой температуры? Высокое напряжение нужно чтобы после столкновения электрон смог до следующего столкновения снова разогнаться до соответствующей энергии. Иначе ионизация и свечение будет лишь в тонком слое вокруг катода и всё.

[druggist]

Dmitriy40 в сообщении #1524924 писал(а):

Высокое напряжение нужно чтобы

В отсутствие источника электронов (термоэмиссия с катода) интенсивность объемных источников электронов (космические лучи) низкая, для появления я стабильного тока разряда нужно, чтобы с катода стабильно уходил один электрон на, в среднем, один электрон, дошедший до анода. Основной механизм получения таких электронов в тлеющем разряде - это вторичная ион-электронная эмиссия. Вот для этого и необходимо весьма высокое напряжение между катодом и анодом (сотни вольт). Когда электронов на подогреваемом катоде образуется достаточно, высокое напряжение не требуется, ток электронов течет при любом напряжении катод-анод (если не учитывать контактной разности потенциалов порядка 1В). Когда появится резкое усиление тока за счет размножения электронов в разряде? Очевидно, после достижения напряжения больше потенциала ионизации 15В(для аргона), при каких напряжениях ток достигнет тех же 43мА? Это зависит от давления, расстояния до анода, температуры катода, вот на этот вопрос я и хотел бы получить ответ

[Emergency]

druggist в сообщении #1524934 писал(а):

Когда появится резкое усиление тока за счет размножения электронов в разряде? Очевидно, после достижения напряжения больше потенциала ионизации 15В(для аргона)

А при каком напряжении будет достигнут потенциал ионизации аргона? (Dmitriy40 вам дал все подсказки.)

[druggist]

Emergency в сообщении #1524938 писал(а):

А при каком напряжении будет достигнут потенциал ионизации аргона?

Хороший вопрос) Потенциал ионизации это энергия основного состояния в электронвольтах (15эВ у аргона) деленная на e ( у атома водорода 13,6 эВ, у ртути, не помню, порядка 10эВ)
Энергию, достаточную до ионизации атома электронным ударом, электрон наберет (находясь вблизи анода) при напряжении 15В (плюс минус контактная разность потенциалов)

Emergency в сообщении #1524938 писал(а):

(Dmitriy40 вам дал все подсказки.)

Это вы о чем?