放電球

放電球

實驗

實驗裝置:放電球、燈管、省電燈泡、三用電表。

1.觀察放電球放電情形。

 

 

2.將手指接觸放電球玻璃表面,觀察放電球放電有何改變。

3.將省電燈泡靠近放電球,看燈泡有何反應。

4.將日光燈管靠近放電球,看燈管有何反應。用手握住燈管中間,看燈管有何反應。

5.以三用電表量測放電球附近空間的電壓。

 

原理思考

1.氣體放電現象原理為何?

2.放電球的原理為何?

3.放電球放電的路徑為何改變?為什麼跟著手的接觸點跑?

4.日光燈靠近放電球為何會發亮?

 

1.氣體分子在電場中因電子撞擊而游離,游離的電子回到較低的原子能階而釋出能量(光)。

2.放電球可視為陰極射線管的變形。利用振盪電路產生高頻的交流信號(實例

fig18


利用變壓器提升電壓(實例)。升壓後的變壓器線圈一端封入氣壓大約數個torr的低壓玻璃罩內,罩內則充入惰性氣體(如氦或氖)。變壓器高壓線圈的另一端則配置於玻璃罩下的電路中,放電現象產生於變壓器高壓線圈兩端之間的玻璃罩中。
3.放電球放電的路徑不斷改變是因為氣體分子於罩中的擾動與分布不均勻,溫度的差異與變化使游離的條件改變,造成放電路徑的改變。放電路徑會經過溫度較高的地方。手指接觸則會改變玻璃罩外的電場分布,電場集中於導電性較高的地方。
4.罩外的電場分布提供點亮日光燈所需的電壓。日光燈內的汞原子受激回復後放出的紫外線激發燈管壁上的螢光物質而發光。

 

討論

1.高壓電塔下手握日光燈管可否點亮?

2.為什麼手握住日光燈管中央會讓燈管只亮一半?

3.放電球發出的電弧有不同的顏色,原因何在?

4.用三用電表交流與直流檔位在放電球附近可量到什麼?為什麼?

5.施加直流電壓與施加交流電壓的放電方式有何不同?

6.討論天空閃電原理。

 

關於實驗

放電球內的變壓器常用fly-back transformer,這是常用於傳統陰極射線管水平掃描用的高壓變壓器(使電子水平飛回)。

 

參考資料

"PLASMA LAMPS

 

製作

市售

 

指導老師

陳泰利

 

撰稿

陳泰利