Индукционная лампа

Индукционная лампа — безэлектродная газоразрядная лампа, в которой первичным источником света служит плазма, возникающая в результате ионизации газа высокочастотным магнитным полем. Для создания магнитного поля баллон с газом лампы размещают рядом с катушкой индуктивности. Отсутствие прямого контакта электродов с газовой плазмой позволяет назвать лампу безэлектродной. Отсутствие металлических электродов внутри баллона с газом значительно увеличивает срок службы и улучшает стабильность параметров.

Индукционная лампа состоит из:

• газоразрядной трубки, внутренняя поверхность которой может быть покрыта люминофором для получения видимого света или специальным светоотражающим покрытием на основе кремния, служащим для получения высоких яркостей;
• катушки (первичной обмотки трансформатора), у которой полость лампы является вторичным витком;
• электронного генератора высокочастотного тока для запитки катушки;
• для уменьшения рассеяния высокочастотного магнитного поля (что улучшает электромагнитную совместимость, увеличивает эффективность) может снабжаться ферромагнитными экранами и/или сердечниками.

Различают два типа конструкции индукционных ламп по способу размещения электронного устройства:

• Индукционная лампа со внешним генератором (электронное устройство и лампа являются разнесёнными устройствами).
• Индукционная лампа со встроенным генератором (конструктивно генератор и лампа скомпонованы в одном корпусе).

Электронный генератор вырабатывает высокочастотный ток, протекающий по обмотке накачки лампы. Вторичная «обмотка» трансформатора короткозамкнутая, это ионизированный газ трубки. При достижении напряжённости электрического поля в газе, достаточной для электрического пробоя, газ превращается в низкотемпературную плазму. Так как плазма хорошо проводит электрический ток, в газовой полости лампы начинает выделяться энергия от протекания электрического тока и поддерживается устойчивый плазменный шнур.

Возбуждённые электрическим разрядом атомы газа, наполняющего полость лампы, излучают фотоны с длинами волн, характерными для атомов наполняющего лампу газа (эмиссионные линии спектра). Обычно эти лампы наполняют смесью аргона с парами ртути, аргон добавляют для облегчения зажигания лампы при низких температурах, когда давление паров ртути недостаточно для возникновения газового разряда. Атомы ртути в газовом разряде ярко излучают в эмиссионных линиях в невидимой глазом ультрафиолетовой части спектра. Если необходимо, ультрафиолетовое излучение атомов ртути преобразуется в видимое излучение посредством люминофора, нанесённого на внутреннюю поверхность стеклянной трубки лампы. Такие лампы можно отнести к люминесцентным лампам.

Известны мелкосерийные образцы ламп для имитации солнечного излучения, разработанные ПО "Стелла", основной составляющей в газовом наполнении которых являлся ксенон. При его ВЧ возбуждении он излучает спектр, очень похожий на солнечный.

Многие лампы со внешними электродами не имеют люминофорного покрытия и излучают наружу только тот свет, который излучается ионизированным газом (плазмой). Такие лампы относятся к газосветным лампам.

Основное преимущество ламп со внешними электродами над газоразрядными лампами с электродами — длительный срок службы и высокая стабильность параметров. Это вызвано тем, что внутри лампы нет металлических деталей, способных разрушаться под ударами ионов и электронов и изменять состав газовой среды.

• Чаще всего заявляемый производителями срок службы составляет 60 000—150 000 часов (опытные данные отсутствуют). Благодаря безэлектродному исполнению срок службы значительно выше, чем у традиционных электродных люминесцентных ламп.
• Номинальная светоотдача: более 80 лм/Вт и при увеличении мощности лампы увеличивается световой поток, при этом снижается срок службы за счёт повышенной эксплуатационной нагрузки. Так например лампа 300 Вт выдаёт 90 Лм/Вт.
• Производители заявляют высокий уровень светового потока после длительного использования. К примеру, после 60 000 часов наработки уровень светового потока по расчётам должен составлять свыше 70 % от первоначального (60000 часов=13 лет использования в 12 часовом режиме).
• Мгновенное включение/выключение (отсутствует время ожидания между переключениями, что является хорошим преимуществом перед большинством газоразрядных ламп (ртутной лампой ДРЛ, натриевой лампой ДНаТ и металлогалогенной лампой ДРИ), для которых требуется время для выхода на рабочий режим и время остывания 5—15 минут после внезапного отключения электросети).
• Неограниченное количество циклов включения/выключения.
• Цветопередача люминесцентных безэлектродных индукционных ламп аналогична цветопередаче обычных ртутных газоразрядных ламп с люминофором, так как они обычно наполнены тем же рабочим газом и используют те же люминофоры. Некоторые опытные и мелкосерийные разработки дают спектр излучения очень похожий на солнечный, причём люминофор в таких лампах отсутствует.
• Большинство индукционных ламп так же как и люминесцентные лампы, требуют специальной утилизации из-за присутствия ртутных соединений и электронных компонентов.

Благодаря высокой стабильности параметров безэлектродные ртутные газоразрядные лампы применяются в качестве прецизионных источников ультрафиолетового излучения, например, в спектрометрии.

Индукционный принцип возбуждения газа используется в накачке газовых лазеров.

Индукционные лампы применяются для наружного и внутреннего освещения, особенно в местах, где требуется хорошее освещение с высокой светоотдачей, длительным сроком службы: улицы, магистрали, тоннели, промышленные и складские помещения, производственные цеха, автостоянки, стадионы. Ввиду присутствия высокочастотных электромагнитных излучений не рекомендуется установка в аэропорты, железнодорожные станции, автозаправочные станции^{[источник не указан 4234 дня]}.

Специализированные индукционные лампы большой мощности с ксеноновым (и, по некоторым данным, ксенон-криптон-аргон-неоновым) наполнением использовались для испытания материалов и элементов конструкций радиоэлектронных средств космических аппаратов, а также в установках фотолитографии.

Бытовой прибор «Фотон» производства МЭЛЗ использовал в своём составе индукционную лампу ИВР, внешне представляющую собой шарик из кварцевого стекла диаметром 2,5 см со ртутно-аргоновым наполнением. Прибор являлся источником УФ-излучения для косметических целей, а также иногда использовался в радиолюбительской практике (стирание ПЗУ).

Данные, полученные Фрэнсисом Рубинштейном из отдела строительных технологий, Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Калифорния, США), позволяют перевести данные, полученные при измерении светового потока традиционным измерительным прибором (Lm) в визуально эффективные люмены (PLm). Просто умножив показания люксметра на соответствующий коэффициент, получаются значения видимой освещённости.

Коэффициент S/P — это отношение измерений люксметра, скорректированного по цветовой кривой дневного света, к измерениям люксметра, настроенного по кривой ночного зрения.

• Ёмкостная безэлектродная лампа

• Индукционные лампы — новое энергоэффективное решение в уличном освещении // Журнал «Pro электричество» № 1/32 январь-март 2010 г.
• Электровакуумные приборы, справочник, том XXIII - Источники высокоинтенсивного оптического излучения газоразрядные. Прочие приборы. Издание третье. // МЭП СССР, Научно-исследовательский институт 1972 г.
• Рохлин Г. Н. Газоразрядные источники света. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — ISBN 5-283-00548-8.

Раздел литературы нуждается в оформлении согласно рекомендациям. Пожалуйста, оформите его согласно образцам здесь. (27 февраля 2022)

В статье есть список источников, но не хватает сносок. Без сносок сложно определить, из какого источника взято каждое отдельное утверждение. Вы можете улучшить статью, проставив сноски на источники, подтверждающие информацию. Сведения без сносок могут быть удалены. (6 декабря 2013)