Fényforrások 3. Kisülőlámpák

Az előadások a következő témára: "Fényforrások 3. Kisülőlámpák"— Előadás másolata:

1 Fényforrások 3. Kisülőlámpák
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Fényforrások 3. Kisülőlámpák 3.1 A kisülőlámpák működésének fizikai alapjai Világítási eszközök I. (Fényforrások)

2 Szabad töltéshordozók: háttérsugárzás γ sugárzás ionizál
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Szabad töltéshordozók: háttérsugárzás γ sugárzás ionizál Világítási eszközök I. (Fényforrások)

3 ÜTKÖZÉS e- atom RUGALMAS RUGALMATLAN hőfejlődés Gerjesztés Ionizáció
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly e- atom ÜTKÖZÉS RUGALMAS RUGALMATLAN Ionizáció áramsűrűség növekedés ÖNFENNTARTÓ KISÜLÉS Gerjesztés ∆E = h f FÉNY hőfejlődés (világítástechnikailag kedvezőtlen) Világítási eszközök I. (Fényforrások)

4 TERMIKUS EMISSZIÓ KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR
csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly parázsfény- kisülés TERMIKUS EMISSZIÓ Világítási eszközök I. (Fényforrások)

5 KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR
csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Világítási eszközök I. (Fényforrások)

6 E E KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR
csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly E E Világítási eszközök I. (Fényforrások)

7 PLAZMA = elektronok, ionok, semleges atomok, gerjesztett atomok
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly PLAZMA = elektronok, ionok, semleges atomok, gerjesztett atomok hőmozgás térerősség hatására irányított töltésáramlás (áram) (ambipoláris) diffúzió fali rekombináció pozitív oszlop Világítási eszközök I. (Fényforrások)

8 KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR
csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Világítási eszközök I. (Fényforrások)

9 KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR
csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Világítási eszközök I. (Fényforrások)

10 REZONANCIA VONALAK KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR
csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly REZONANCIA VONALAK Világítási eszközök I. (Fényforrások)

11 Fényhasznosítás nyomásfüggése
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Fényhasznosítás nyomásfüggése Világítási eszközök I. (Fényforrások)

12 A gőznyomás növelésével: rezonanciavonalak elnyelődnek
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly A gőznyomás növelésével: rezonanciavonalak elnyelődnek ütközések száma növekszik csökken a szabad úthossz csökken az elektronok kinetikus energiája nő a sugárzás hullámhossza atomok perturbációja miatt vonalkiszélesedés Világítási eszközök I. (Fényforrások)

13 A gőznyomás növelésével: növekszik a rekombinációk száma hőtermelődés
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly A gőznyomás növelésével: növekszik a rekombinációk száma hőtermelődés folytonos színkép megjelenése a plazma lokális termodinamikai egyensúlya a kisülés a kisülőcső tengelyére korlátozódik Világítási eszközök I. (Fényforrások)

14 Az ívkisülés termodinamikai viszonyai
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Az ívkisülés termodinamikai viszonyai Világítási eszközök I. (Fényforrások)

15 Saha-egyenlet KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR
csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Saha-egyenlet Világítási eszközök I. (Fényforrások)

16 A gyújtási feszültség függ:
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly A gyújtási feszültség függ: az elektródák távolságától a töltőgáz nyomásától a töltőgáz anyagi minőségétől a kisülőcső átmérőjétől az elektródák minőségétől Világítási eszközök I. (Fényforrások)

17 Paschen törvény: KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR
csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Paschen törvény: Világítási eszközök I. (Fényforrások)

18 Elektródák Anyaga: Alakja: Hőmérséklete:
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Elektródák Anyaga: volfrámnak nagy a kilépési munkája  katódmassza szükséges alkáliföldfém (Ca, Sr, Ba) vagy ritkaföldfém oxidok (carbonát formában) Alakja: Hőmérséklete: előfűtött elektródok hidegen-gyújtás csúcshatás ? nagy felület Világítási eszközök I. (Fényforrások)

19 rövid felfutású: Tru ≤ 6 sec
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly A kisülés felfutása 95 % rövid felfutású: Tru ≤ 6 sec hosszú felfutású: Tru > 6 sec Tru Világítási eszközök I. (Fényforrások)

20 FÉNYPOROK Feladatai: Működési elve: lumineszcencia UV  fény
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly FÉNYPOROK Feladatai: UV  fény megfelelő színképi összetétel elérése Működési elve: lumineszcencia E0 E2 E1 foton Világítási eszközök I. (Fényforrások)

21 FÉNYPOROK Anyagai: Hatásfoka:
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly FÉNYPOROK Anyagai: szilárd, kristályos szerkezetű oxidok, oxosavak (aluminát, vanadát stb.) aktivátorral „dop”-polva (Sb, Mn, Eu, Tb stb.) hullámhossztól függ Hatásfoka: kvantumhatásfok Világítási eszközök I. (Fényforrások)

22 Alkalmazás szerinti felosztásuk:
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly FÉNYPOROK Alkalmazás szerinti felosztásuk: FÉNYCSÖVEKBEN NAGYNYOMÁSÚ Hg-lámpákban Világítási eszközök I. (Fényforrások)

23 FÉNYCSŐ FÉNYPOROK Elvárások: Anyagai:
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly FÉNYCSŐ FÉNYPOROK Elvárások: Jó hatásfok (főként 253,7 nm-es rezonanciavonalnál) Optimális hőmérséklet ~ 40 °C-nál Ellenálljon a Hg-gőznek „Időtálló” jellemzők az élettartam során Anyagai: halofoszfát: [pl. Ca5(PO4)3(FxCl1-x)] : Sb ill. Mn háromsávos: [Y2O3 : Eu (vörös) ; Ce-aluminát : Tb (zöld) ; BaMg-aluminát : Eu (kék)] Világítási eszközök I. (Fényforrások)

24 KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR
csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly Világítási eszközök I. (Fényforrások)

25 HIGANYLÁMPA FÉNYPOROK
KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR csütörtök, december 27. Mikroelektronikai és Technológia Intézet Előadó: Molnár Károly HIGANYLÁMPA FÉNYPOROK Elvárások: Jó hatásfok (főként a 365 nm-es vonalnál) Optimális hőmérséklet ~ 300÷400 °C-nál Ne nyelje el a látható vonalakat (405; 436; 546; 577 nm) „Vörösben gazdag” spektrum Anyagai: ittrium-vanadát: YVO4 : Eu (SrMg)3(PO4)2 : Sn Világítási eszközök I. (Fényforrások)