高压汞灯的结构与原理详解

高压汞灯又称为高压水银灯，它是一种利用气体放电而发光的灯。

1.结构与原理

高压汞灯的实物外形和结构如图13-5所示。

图13-5 高压汞灯的实物外形与结构

从图中可以看出，高压汞灯由两个玻璃管组成，外玻璃管内部装着一个小玻璃管，外玻璃管内壁涂有荧光粉；内玻璃管又称为放电管，接有两个主电极和一个辅助电极，辅助电极上串有一个电阻，在放电管内部充有汞和氩气。

在通电时，电压通过灯头加到主电极1和主电极2，送给主电极1的电压另经过一个电阻加到辅助电极上。由于辅助电极与主电极2距离近，它们之间首先放电产生辉光，放电管内的气体电离。由于气体的电离，主电极1和主电极2之间也产生放电而发出白光，两主电极导通使它们之间的电压降低，因电阻的降压，主电极2与辅助电极之间的电压更低，它们之间放电停止。随着两主电极间的放电，放电管内温度升高，汞蒸气气压增大，放电管发出更明亮的可见蓝绿色光和不可见的紫外线，紫外线照射外玻璃管内壁上的荧光粉，荧光粉也发出光线。由此可见，高压汞灯通电后，并不是马上就会发出强光，而是慢慢变亮，这个过程称为高压汞灯的启动过程，一般耗时4～8min。

2.电路连接

高压汞灯具有负阻特性，即两主电极之间的电阻随着温度升高而变小，这是因为温度高，汞蒸气放电更彻底，通过的电流更大。这样就会出现温度升高→电阻更小→电流更大→温度更高的情况。随着温度不断升高，放电管内的气压不断增大，高压汞灯很容易损坏，所以需要给高压汞灯串接一个镇流器，对汞灯的电流进行限制，防止电流过大。高压汞灯与镇流器的连接如图13-6所示。

目前，市面上已有一种不用镇流器的高压汞灯，它是在高压汞灯内部的一个主电极上串接一根钨丝作为灯丝，如图13-7所示。高压汞灯在工作时，有电流流过灯丝，灯丝发光。灯丝因发热而阻值变大，并且温度越高阻值越大，这正好与放电管温度越高阻值越小相反，从而防止流过放电管的电流过大。这种高压汞灯具有光色种类多、启动快和使用方便等优点。

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图13-6 高压汞灯与镇流器的连接

图13-7 不用镇流器的高压汞灯

3.使用注意事项

在安装和使用高压汞灯时，要注意以下事项：

1）高压汞灯要求电源电压稳定，当电压降低5%时，所需的启动时间长，并且容易自灭。

2）高压汞灯要垂直安装，若水平安装，亮度会降低，并且容易自灭。

3）如果选用普通的高压汞灯，需要串接镇流器，并且镇流器功率要与高压汞灯一致。

4）高压汞灯外玻璃管破裂后仍可以发光，但会发出大量的紫外线，对人体有危害，应更换处理。

5）若在使用高压汞灯时突然关断电源，再通电点燃时，应间隔10～15min。