Was ist der Unterschied zwischen einer kalten Kathode und einer heißen Kathode in Entladungslampen?

Die Hauptunterschiede zwischen kalten und heißen Kathoden in Entladungslampen sind wie folgt:

Leuchtprinzip

• Kalte Kathode: Lampen mit kalter Kathode erzeugen Elektronen durch Glühenentladung, die die Kathode bombardieren und sekundäre Elektronen erzeugen, wodurch der Entladungsprozess aufrechterhalten wird. Der Kathodenstrom wird hauptsächlich von positiven Ionen beigetragen, was zu einem geringen Strom führt, so dass die Kathode bei einer niedrigen Temperatur bleibt.

• Heiße Kathode: Eine Lampe mit heißer Kathode erzeugt Licht, indem die Kathode (in der Regel eine Wolframfeder) auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, wodurch Elektronen an der Oberfläche der Kathode aufgrund thermischer Energie emittiert werden. Der Kathodenstrom beruht hauptsächlich auf der thermischen Elektronenemission, was zu einem höheren Strom und somit einer höheren Kathodentemperatur führt.

Materialien und Lebensdauer

• Kalte Kathode: Kalte Kathoden bestehen in der Regel aus reinen Metallplatten und haben nicht das Problem der Vergiftung, was zu einer längeren Lebensdauer führt, die 20.000 Stunden überschreiten kann.

• Heiße Kathode: Heiße Kathoden verwenden in der Regel Wolframfäden als Kathodenkörper, die mit Metalloxiden mit niedriger Arbeitsfunktion beschichtet sind. Aufgrund des Potenzials für chemische und elektrochemische Vergiftung der Oxide beträgt ihre Lebensdauer in der Regel nur mehr als 4.000 Stunden.

Strahlungsintensität und Form

• Kalte Kathode: Lampen mit kalter Kathode haben in der Regel eine höhere Strahlungsintensität als Lampen mit heißer Kathode, die über 200 μW/cm erreichen, was mehr als doppelt so hoch ist wie bei Lampen mit heißer Kathode. Darüber hinaus können Röhren mit kalter Kathode in verschiedene Formen gebracht werden, wie U-förmig, gerade, O-förmig oder Räucherstäbchen-artig.

• Heiße Kathode: Lampen mit heißer Kathode haben eine geringere Strahlungsintensität und in der Regel eine feste Form.

Energieverbrauch

• Kalte Kathode: Aufgrund des geringeren Stroms von Lampen mit kalter Kathode und der Möglichkeit, Gleichstrom zu verwenden, sind Lampen mit kalter Kathode unter gleicher Desinfektionseffizienz energieeffizienter als Lampen mit heißer Kathode.

• Heiße Kathode: Lampen mit heißer Kathode verbrauchen relativ viel Energie aufgrund der höheren Stromanforderungen und des Erwärmungsprozesses.

Anwendungsszenarien

• Kalte Kathode: Geeignet für Anwendungen, die präzise Formen und hohe Energieeffizienz erfordern, wie tragbare Desinfektionsgeräte, einschließlich Mobiltelefon-Desinfektoren, Zahnbürsten-Desinfektoren und Desinfektionspacks.

• Heiße Kathode: Geeignet für Anwendungen, die hohe Strahlungsintensität und Stabilität erfordern, wie allgemeine Beleuchtung und bestimmte industrielle Anwendungen.

Zusammenfassend weisen kalte und heiße Kathoden erhebliche Unterschiede hinsichtlich des Leuchtprinzips, der Materialauswahl, der Lebensdauer, der Strahlungsintensität, der Form, des Energieverbrauchs und der Anwendungsszenarien auf. Diese Unterschiede machen sie für unterschiedliche Anwendungsbereiche geeignet.