В чем разница между холодным катодом и горячим катодом в газоразрядных лампах

Основные различия между холодным и горячим катодом в разрядных лампах следующие:

Принцип свечения

• Холодный катод: Лампы с холодным катодом генерируют электроны через свечение разряда, которые бомбардируют катод, создавая вторичные электроны, тем самым поддерживая процесс разряда. Ток катода в основном обеспечивается положительными ионами, что приводит к небольшому току, поэтому катод остается при низкой температуре.

• Горячий катод: Лампа с горячим катодом генерирует свет, нагревая катод (обычно вольфрамовую нить) до высокой температуры, что вызывает эмиссию электронов с поверхности катода за счет тепловой энергии. Ток катода в основном зависит от термоэлектронной эмиссии, что приводит к более высокому току и, следовательно, более высокой температуре катода.

Материалы и срок службы

• Холодный катод: Холодные катоды обычно изготавливаются из чистых металлических листов и не имеют проблемы отравления, что приводит к более длительному сроку службы, который может превышать 20 000 часов.

• Горячий катод: Горячие катоды обычно используют вольфрамовые нити в качестве тела катода, покрытые оксидами металлов с низкой работой выхода. Из-за потенциального химического и электрохимического отравления оксида их срок службы обычно составляет более 4000 часов.

Интенсивность излучения и форма

• Холодный катод: Лампы с холодным катодом обычно имеют более высокую интенсивность излучения, чем лампы с горячим катодом, достигая более 200 мкВт/см, что более чем в два раза превышает интенсивность ламп с горячим катодом. Кроме того, трубки с холодным катодом могут быть изготовлены в различных формах, таких как U-образная, прямая, O-образная или спиральная, и т. д.

• Горячий катод: Лампы с горячим катодом имеют более низкую интенсивность излучения и, как правило, имеют более фиксированную форму.

Энергопотребление

• Холодный катод: Благодаря меньшему току ламп с холодным катодом и возможности использования постоянного тока, лампы с холодным катодом более энергоэффективны, чем лампы с горячим катодом, при одинаковом эффекте стерилизации.

• Горячий катод: Лампы с горячим катодом относительно энергоемки из-за повышенных требований к току и процессу нагрева.

Сценарии применения

• Холодный катод: Подходит для применения, требующего точных форм и высокой энергоэффективности, таких как портативные устройства для дезинфекции, например, санитайзеры для мобильных телефонов, зубных щеток и дезинфекционные пакеты.

• Горячий катод: Подходит для применения, требующего высокой интенсивности излучения и стабильности, таких как общее освещение и определенные промышленные применения.

В заключение, холодные и горячие катоды демонстрируют значительные различия в отношении принципов свечения, выбора материалов, срока службы, интенсивности излучения, формы, энергопотребления и сценариев применения. Эти различия делают их подходящими для различных областей применения.