가스방전등
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1. 개요
가스 방전등은 기체를 통해 전류를 흘려 빛을 내는 조명의 한 종류이다. 1675년 장 피카르의 수은 기압계 실험에서 그 역사가 시작되었으며, 이후 여러 과학자들의 연구를 통해 발전했다. 가스 방전등은 가스의 종류에 따라 다양한 색상을 낼 수 있으며, 저압, 고압, 고휘도 방전등(HID) 등으로 분류된다. 형광등, 네온사인, 메탈 할라이드 램프 등이 대표적인 예시이며, 높은 효율과 다양한 활용성으로 조명 분야에서 널리 사용된다.
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- 기체방전등 - 형광등
형광등은 저압 기체 방전을 이용해 빛을 내는 조명 기구이며, 수은 증기 방전으로 자외선을 발생시켜 형광 물질을 통해 가시광선으로 변환하는 원리를 사용하고, 백열등보다 에너지 효율이 높지만 수은 사용 등의 단점이 있으며, LED 조명으로의 전환으로 생산 및 사용이 감소하는 추세이다. - 기체방전등 - 나트륨등
나트륨등은 나트륨 증기의 방전 현상을 이용해 빛을 내는 램프로, 봉입된 증기압에 따라 저압과 고압 나트륨 램프로 나뉘며 각각 특징과 활용 분야가 다르다. - 등 - LED 조명
LED 조명은 1960년대에 개발된 저전력 발광 다이오드를 활용한 기술로, 백열전구, 형광등에 비해 긴 수명, 낮은 소비 전력, 높은 내구성을 가지며 다양한 용도로 사용된다. - 등 - 주마등
주마등은 18세기 후반에 마법 등불로 유령이나 괴물 환영을 만들어 공포감을 주는 공연 예술로, 프랑스 혁명 이후 낭만주의 유행과 함께 인기를 끌었으며 현대 공포 영화 등 다양한 매체에 영향을 미쳤다.
| 가스방전등 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 발명가 | 하인리히 가이스 율리우스 플뤼커 |
| 발명 연도 | 1850년대 |
| 작동 원리 | |
| 기본 원리 | 이온화된 가스를 통해 전기 방전을 일으켜 빛을 생성 |
| 가스 종류 | 수은 나트륨 네온 크세논 금속 할로겐화물 |
| 압력 | 저압 고압 |
| 발광 메커니즘 | 직접 발광 형광체 코팅을 통한 발광 (자외선 방출 후 가시광선으로 변환) |
| 종류 | |
| 저압 가스 방전 램프 | 형광등 네온등 저압 나트륨등 |
| 고압 가스 방전 램프 | 고압 나트륨등 수은등 메탈 할라이드 램프 크세논 아크등 |
| 특징 | |
| 효율 | 백열등에 비해 높은 효율 |
| 수명 | 백열등에 비해 긴 수명 |
| 스펙트럼 | 특정 파장 집중 (색 재현성 문제 가능) |
| 안정기 | 작동을 위한 안정기 필요 |
| 응용 분야 | |
| 일반 조명 | 사무실 상업 시설 가로등 |
| 특수 조명 | 광고 무대 조명 자동차 전조등 |
| 기타 | |
| 장점 | 높은 효율 긴 수명 |
| 단점 | 안정기 필요 특정 파장 집중으로 인한 색 재현성 문제 수은 등 환경 문제 |
2. 역사
가스 방전등의 역사는 1675년 프랑스 천문학자 장 피카르가 수은 기압계에서 우연히 빛이 발생하는 현상을 관찰한 것에서 시작되었다.[7] 이후 프랜시스 혹스비는 1705년 정전기를 이용한 초기 형태의 가스 방전 램프를 시연했으며,[8] 19세기 초에는 바실리 V. 페트로프와 험프리 데이비 경에 의해 전기 아크 현상이 연구되고 시연되었다.[9][10][11][12][13] 이러한 초기 연구들은 백열전구보다 효율적인 광원을 개발하려는 노력으로 이어졌다.
19세기 중반, 하인리히 가이슬러는 다양한 가스를 봉입하여 다채로운 색을 내는 가이슬러 튜브를 제작하였고, 이는 이후 네온 조명 기술의 기반이 되었다. 조르주 클로드는 1910년 네온 가스를 이용한 조명을 상업화하여 네온 사인 시대를 열었다. 또한, 방전관 내부에 나트륨이나 수은과 같은 금속 증기를 활용하는 금속 증기 램프가 개발되었고, 20세기에는 전극 없이 마이크로파나 무선 주파수로 작동하는 무전극 램프까지 등장하며 기술적 발전을 이루었다. 한편, 1860년대에는 하인리히 다니엘 룸코르프의 유도 코일을 이용한 휴대용 룸코르프 램프가 개발되어 특수한 환경에서 사용되기도 했다.[14][15][16][17]
2. 1. 초기 역사
가스 방전등의 역사는 1675년 프랑스 천문학자 장 피카르가 수은 기압계를 옮기던 중, 흔들리는 수은 위 빈 공간에서 빛이 나는 현상을 관찰하면서 시작되었다.[7] 이후 프랜시스 혹스비를 포함한 여러 연구자들이 이 현상의 원인을 탐구했다. 혹스비는 1705년에 최초의 가스 방전 램프를 시연했으며,[8] 진공 또는 부분 진공 상태의 유리 구체에 소량의 수은을 넣고 정전기로 충전하면 책을 읽을 수 있을 만큼 밝은 빛이 발생함을 보여주었다. 전기 아크 현상은 1802년 바실리 V. 페트로프에 의해 처음 설명되었고,[9][10][11] 1809년에는 험프리 데이비 경이 영국 왕립 연구소에서 이를 시연했다.[12][13] 방전 광원은 백열전구보다 전기를 빛으로 변환하는 효율이 훨씬 높아 지속적인 연구 대상이 되었다.저압 가스 방전 튜브 분야의 선구자는 독일의 유리 세공인 하인리히 가이슬러였다. 그는 1857년부터 다양한 가스를 넣어 여러 가지 색으로 빛나는 예술적인 냉음극 튜브, 즉 가이슬러 튜브를 제작했다. 불활성 기체인 희가스(네온, 아르곤, 크립톤, 제논)뿐만 아니라 이산화 탄소도 튜브 내에서 잘 작동하는 것으로 밝혀졌다. 이 기술은 1910년 프랑스 엔지니어 조르주 클로드에 의해 상업화되어 네온 사인에 사용되는 네온 조명으로 이어졌다.
이후에는 방전 튜브 안에 다양한 금속을 넣는 금속 증기 램프가 개발되었다. 가스 방전 시 발생하는 열로 금속 일부가 증발하며, 이 금속 증기가 방전의 주된 매개체가 된다. 주로 가시광선 스펙트럼을 잘 방출하는 나트륨과 수은이 사용되었다.
100여 년의 연구 끝에 전극 없이 마이크로파나 무선 주파수 에너지원으로 작동하는 램프도 개발되었다. 또한, 출력이 훨씬 낮은 광원들이 개발되면서 방전 조명의 활용 범위가 가정이나 실내 공간으로 확대되었다.
1860년대에 처음 사용된 초기 휴대용 전등인 룸코르프 램프는 하인리히 다니엘 룸코르프의 이름을 딴 것이다. 이 램프는 배터리로 작동하는 룸코르프 유도 코일(낮은 전압의 직류를 고전압 펄스로 변환하는 초기 변압기)에 의해 전력을 공급받는 가이슬러 튜브로 구성되었다. 초기 램프는 이산화탄소를 채운 가이슬러 튜브를 사용하여 백색광을 냈지만, 이산화탄소가 분해되는 문제가 있었다. 그래서 후기 램프에서는 질소(적색광 생성)를 채우고, 투명 유리를 우라늄 유리로 바꾸어 녹색 형광을 내도록 개선했다.[14]
이 램프는 채굴 현장처럼 폭발 위험이 있거나 잠수 작업처럼 산소가 부족한 환경, 또는 수술 시 열이 발생하지 않는 조명이 필요한 경우에 사용하기 위해 고안되었다. 실제 개발자는 프랑스 아르데슈주 프리바스 근처 생-프리스트와 락 지역 철광산의 엔지니어 알퐁스 뒤마와 프리바스의 의사 카미유 베누아 박사였다.[15] 1864년, 프랑스 과학 아카데미는 이 발명에 대해 뒤마와 베누아에게 1000FRF의 상금을 수여했다.[16] 당시 첨단 기술이었던 이 램프는 쥘 베른의 여러 과학 소설에 등장하며 유명해졌다.[17]
2. 2. 가이슬러 튜브와 네온 조명
저압 가스 방전 튜브의 선구자는 독일의 유리 세공인 하인리히 가이슬러였다. 그는 1857년부터 다양한 가스가 들어 있어 여러 가지 색상으로 빛나는 다채로운 예술적 냉음극 튜브를 제작했는데, 이를 가이슬러 튜브라고 불렀다. 불활성 기체인 희가스 네온, 아르곤, 크립톤 또는 제논뿐만 아니라 이산화 탄소도 튜브에서 잘 작동한다는 것이 밝혀졌다. 이 기술은 프랑스 엔지니어 조르주 클로드에 의해 1910년에 상업화되었으며, 네온 사인에 사용되는 네온 조명이 되었다.2. 3. 금속 증기 램프와 무전극 램프
방전 튜브 내부에 다양한 금속을 넣어 빛을 내는 금속 증기 램프가 개발되었다. 이 방식은 가스 방전 과정에서 발생하는 열을 이용해 금속을 증발시키고, 이 금속 증기에서 주로 빛이 나오도록 하는 원리이다. 가시광선 영역의 빛을 효과적으로 방출하는 나트륨과 수은이 대표적으로 사용되는 금속이다.이후 약 100년간의 연구 개발을 거쳐 전극 없이 작동하는 무전극 램프가 등장했다. 이 램프는 전극 대신 마이크로파 또는 무선 주파수를 통해 에너지를 공급받아 빛을 낸다. 또한, 더 적은 전력으로도 작동하는 광원이 개발되면서 가스 방전 조명의 활용 범위가 가정이나 실내 공간으로까지 넓어졌다.
2. 4. 룸코르프 램프
룸코르프 램프는 1860년대에 처음 사용된 초기 형태의 휴대용 전등으로, 하인리히 다니엘 룸코르프의 이름을 따서 명명되었다. 이 램프는 배터리로 구동되는 룸코르프 유도 코일과 가이슬러 튜브로 구성되어 있었다. 룸코르프 코일은 낮은 전압의 직류 전류를 빠른 고전압 펄스로 변환하는 초기 형태의 변압기였다.처음에는 이산화 탄소로 채워진 가이슬러 튜브를 사용하여 백색광을 생성했다. 그러나 이산화탄소는 작동 중에 분해되는 단점이 있었다. 따라서 이후에는 가이슬러 튜브에 질소(적색광 생성)를 채우고, 투명 유리를 우라늄 유리로 만들어 녹색 빛으로 형광을 내도록 개선되었다.[14]
룸코르프 램프는 채굴 현장처럼 폭발 위험이 있는 환경이나 잠수 작업처럼 산소가 없는 환경, 또는 수술 시 열이 발생하지 않는 조명이 필요한 경우에 사용하기 위해 고안되었다. 이 램프는 실제로는 프랑스 아르데슈주 프리바스 근처 생-프리스트와 락의 철광산 엔지니어인 알퐁스 뒤마와 프리바스의 의사인 카미유 베누아 박사가 개발했다.[15] 1864년, 프랑스 과학 아카데미는 이 발명품에 대해 뒤마와 베누아에게 1,000프랑의 상금을 수여했다.[16] 당시 첨단 기술이었던 이 램프는 쥘 베른의 여러 과학 소설에 등장하면서 대중에게 널리 알려지게 되었다.[17]
3. 원리 및 색상
가스 방전등은 내부에 봉입된 기체의 종류에 따라 다양한 색상의 빛을 낸다. 이는 각 기체가 고유한 원자 구조를 가지고 있기 때문이다. 램프에 전압이 가해져 기체 원자가 들뜬 상태가 되었다가 다시 안정된 상태로 돌아가면서 특정 파장의 빛을 방출한다. 이 방출되는 빛의 파장 조합이 바로 램프의 색깔을 결정하는 방출 스펙트럼이다.
광원이 물체의 색을 얼마나 자연스럽게 보이게 하는지를 나타내는 지표로 연색 지수(CRI)가 사용된다. 국제 조명 위원회(CIE)에서 정의한 이 지수는 태양광을 기준으로 얼마나 색 재현이 정확한지를 평가한다. 일부 가스 방전등은 특정 파장의 빛만 강하게 방출하기 때문에 연색 지수가 낮을 수 있으며, 이 경우 해당 조명 아래에서는 물체의 색이 실제와 다르게 보일 수 있다.
3. 1. 방출 스펙트럼
각 기체는 원자 구조에 따라 특정 파장의 방사선을 방출하며, 이는 램프의 빛깔을 결정하는 방출 스펙트럼을 이룬다. 광원이 조명하는 다양한 물체의 색상을 재현하는 능력을 평가하기 위해 국제 조명 위원회(CIE)는 연색 지수(CRI)를 도입했다. 일부 가스 방전 램프는 비교적 낮은 CRI를 가지는데, 이는 해당 램프 아래에서 보이는 색상이 햇빛이나 다른 높은 CRI 조명 아래에서 보이는 색상과 상당히 다를 수 있음을 의미한다.| 기체 | 색상 | 스펙트럼 | 비고 | 이미지 |
|---|---|---|---|---|
| 헬륨 | 흰색에서 주황색까지; 어떤 조건에서는 회색, 파란색, 또는 녹청색을 띌 수 있다. |  | 특수 조명용으로 예술가들이 사용한다. |  |
| 네온 | 주황색 |  | 강렬한 빛을 낸다. 네온사인과 네온 램프에 자주 사용된다. |  |
| 아르곤 | 보라색에서 연한 라벤더 블루까지 |  | 종종 수은 증기와 함께 사용된다. |  |
| 크립톤 | 회색에서 미색까지, 녹색. 높은 피크 전류에서는 밝은 청백색을 띈다. |  | 특수 조명용으로 예술가들이 사용한다. |  |
| 제논 | 회색 또는 청회색의 희미한 흰색. 높은 피크 전류에서는 매우 밝은 녹청색을 띈다. |  | 플래시램프, 제논 HID 헤드램프, 제논 아크 램프에 사용된다. |  |
| 질소 | 아르곤과 유사하지만 더 흐리고 분홍색을 띈다; 높은 피크 전류에서는 밝은 청백색을 낸다. |  | 과거에는 무어 램프에 사용되었다. |  |
| 산소 | 보라색에서 라벤더색까지, 아르곤보다 어둡다 |  |  | |
| 수소 | 낮은 전류에서는 라벤더색, 10mA 이상에서는 분홍색에서 자홍색을 낸다 |  |  | |
| 수증기 | 수소와 유사하지만 더 흐리다 | |||
| 이산화 탄소 | 청백색에서 분홍색까지, 낮은 전류에서는 제논보다 밝다 | 이산화 탄소 레이저, 무어 램프 (과거)에 사용된다. |  | |
| 일산화 탄소 | 이산화 탄소와 유사하다. | |||
| 메탄 | 자홍색, 그러나 더 보라색과 분홍색을 띈다. | |||
| 염소 | 라임색 또는 차트르즈색을 띈다. | 과거에는 할로겐 램프에 사용되었다. | ||
| 플루오린 | 겨자색 또는 상아색을 띈다. | 과거에는 할로겐 램프에 사용되었다. | ||
| 암모니아 | 자홍색, 그러나 더 보라색을 띈다. | |||
| 오존 | 남색 또는 짙은 남색, 산소와 유사하다 | |||
| 수은 증기 | 밝은 파란색, 강렬한 자외선 |  | 이 스펙트럼 이미지에는 자외선이 표시되지 않는다. 다양한 색상의 빛을 생성하는 데 사용되는 형광체와 함께 사용된다. 수은 램프 및 형광등에 널리 사용된다. |  |
| 나트륨 증기 (저압) | 밝은 주황색 |  | 나트륨 램프에 널리 사용된다. | -- |
3. 2. 연색 지수 (CRI)
각 기체는 원자 구조에 따라 특정 파장의 빛을 방출하며, 이는 램프의 색깔을 결정하는 방출 스펙트럼을 형성한다. 광원이 비추는 다양한 물체의 색상을 얼마나 실제와 가깝게 재현하는지를 평가하기 위해 국제 조명 위원회(CIE)는 연색 지수(CRI)라는 지표를 도입했다. 일부 가스 방전 램프는 연색 지수가 비교적 낮은 경우가 있는데, 이는 해당 램프 아래에서 보이는 물체의 색상이 태양광이나 연색 지수가 높은 다른 조명 아래에서 보이는 색상과 상당히 다를 수 있음을 의미한다.3. 3. 다양한 기체와 색상
각 기체는 원자 구조에 따라 특정 파장의 방사선을 방출하며, 이는 램프의 빛깔을 결정하는 방출 스펙트럼을 이룬다. 광원이 비추는 다양한 물체의 색상을 얼마나 잘 재현하는지 평가하기 위해 국제 조명 위원회(CIE)는 연색 지수(CRI)를 도입했다. 일부 가스 방전 램프는 연색 지수가 비교적 낮아, 해당 램프 아래에서 보이는 색상이 태양광이나 다른 높은 연색 지수를 가진 조명 아래에서 보이는 색상과 상당히 다를 수 있다.| 기체 | 색상 | 스펙트럼 | 비고 | 이미지 |
|---|---|---|---|---|
| 헬륨 | 흰색에서 주황색까지; 특정 조건에서는 회색, 파란색, 또는 녹청색을 띌 수 있다. | 예술가들이 특수 조명용으로 사용한다. | ||
| 네온 | 주황색 | 강렬한 빛을 내며, 네온사인과 네온 램프에 자주 사용된다. | ||
| 아르곤 | 보라색에서 연한 라벤더 블루까지 | 종종 수은 증기와 함께 사용된다. | ||
| 크립톤 | 회색에서 미색까지, 녹색. 높은 피크 전류에서는 밝은 청백색을 띈다. | 예술가들이 특수 조명용으로 사용한다. | ||
| 제논 | 회색 또는 청회색의 희미한 흰색. 높은 피크 전류에서는 매우 밝은 녹청색을 띈다. | 플래시램프, 제논 HID 헤드램프, 제논 아크 램프에 사용된다. | ||
| 질소 | 아르곤과 유사하지만 더 흐리고 분홍색을 띈다; 높은 피크 전류에서는 밝은 청백색을 낸다. | 과거 무어 램프에 사용되었다. | ||
| 산소 | 보라색에서 라벤더색까지, 아르곤보다 어둡다. | |||
| 수소 | 낮은 전류에서는 라벤더색, 10mA 이상에서는 분홍색에서 자홍색을 낸다. | |||
| 수증기 | 수소와 유사하지만 더 흐리다. | |||
| 이산화 탄소 | 청백색에서 분홍색까지, 낮은 전류에서는 제논보다 밝다. | 이산화 탄소 레이저, 과거 무어 램프에 사용되었다. | ||
| 일산화 탄소 | 이산화 탄소와 유사하다. | |||
| 메탄 | 자홍색, 그러나 더 보라색과 분홍색을 띈다. | |||
| 염소 | 라임색 또는 샤르트뢰즈색을 띈다. | 과거 할로겐 램프에 사용되었다. | ||
| 플루오린 | 겨자색 또는 상아색을 띈다. | 과거 할로겐 램프에 사용되었다. | ||
| 암모니아 | 자홍색, 그러나 더 보라색을 띈다. | |||
| 오존 | 남색 또는 짙은 남색, 산소와 유사하다. | |||
| 수은 증기 | 밝은 파란색, 강렬한 자외선 | 이 스펙트럼 이미지에는 자외선이 표시되지 않는다. 다양한 색상의 빛을 생성하는 데 사용되는 형광체와 함께 사용된다. 수은등 및 형광등에 널리 사용된다. | ||
| 나트륨 증기 (저압) | 밝은 주황색 | 나트륨등에 널리 사용된다. | -- |
4. 종류
가스방전등은 작동 시 내부 가스의 압력과 음극(전극)의 가열 여부에 따라 여러 종류로 나눌 수 있다.
음극의 가열 방식에 따라 열음극 램프와 냉음극 램프로 구분된다.
- '''열음극 램프''': 높은 온도에서 작동하는 전극을 가진다. 램프 내 아크 전류가 전극을 가열하고, 이 열로 인해 전자가 열전자 방출 방식으로 방출되어 아크를 유지하는 데 도움을 준다. 많은 경우, 전극은 가는 전선으로 만들어진 전기 필라멘트 형태이며, 램프를 켤 때 별도의 전류로 필라멘트를 가열하여 아크를 시작시킨다.
- '''냉음극 램프''': 상온에서 작동하는 전극을 가진다. 램프 내 가스를 이온화시켜 전기가 통하게 하려면 충분히 높은 전압(점화 전압)을 가해야 하므로, 켜는 데 상대적으로 높은 전압이 필요하다.
또한, 램프 내부 가스의 압력에 따라 저압 방전등, 고압 방전등, 고휘도 방전등(HID) 등으로 분류할 수 있다. 각 분류에 속하는 구체적인 램프의 종류와 상세한 특징은 해당 하위 섹션에서 다룬다.
4. 1. 저압 방전등
저압 램프는 대기압보다 훨씬 낮은 압력에서 작동한다. 예를 들어, 일반적인 형광등은 대기압의 약 0.3% 수준의 압력에서 작동한다.
형광등은 열음극 방식의 저압 방전등으로, 사무실 조명 등 다양한 곳에서 가장 흔하게 사용된다. 와트(W)당 최대 100 루멘(lm)의 빛을 내는 효율적인 조명이다.
네온 조명은 냉음극 방식의 저압 방전등으로, 긴 튜브 안에 다양한 종류의 가스를 저압으로 채우고 고전압을 걸어 빛을 낸다. 주로 네온사인과 같은 광고용 특수 조명으로 널리 사용된다.
저압 나트륨 램프는 가스 방전등 중 가장 효율이 높아 와트당 최대 200 루멘의 빛을 낼 수 있다. 하지만 색을 제대로 표현하지 못하는 연색성이 매우 낮다는 단점이 있다. 거의 단색에 가까운 노란색 빛 때문에 가로등과 같이 색 구분이 중요하지 않은 곳에 주로 사용된다.
바이메탈 스위치가 포함된 작은 방전 램프는 형광등을 켜는 데 사용되기도 한다. 이때 발생하는 방전열이 스위치를 작동시키는 원리이다. 스타터는 보통 불투명한 덮개 안에 들어있어 여기서 나오는 미미한 빛은 조명용으로 사용되지 않는다.
연속 글로우 램프는 전극 모양을 글자나 도형 형태로 만들 수 있어 특수한 용도로 사용된다.[18]
플리커 전구 또는 플리커 플레임 전구는 두 개의 불꽃 모양 전극 사이에서 전류가 흐르며 빛을 내는 가스 방전 램프다. 전극은 부분적으로 분해된 바륨 아자이드로 코팅되어 있으며, 램프 내부는 주로 헬륨과 소량의 질소 가스가 섞인 네온 가스로 채워져 있다. 전류가 흐르면 가스가 이온화되는데, 이온화된 가스가 두 전극 사이를 불규칙하게 이동하면서 깜박이는 효과를 만들어낸다. 이 모습이 마치 촛불 불꽃과 비슷하여 그렇게 홍보되기도 한다.[19]
4. 2. 고압 방전등
고압 방전 램프는 대기압보다 약간 낮거나 높은 압력의 가스에서 방전이 일어난다. 예를 들어, 고압 나트륨 램프는 100~200 토르 압력(대기압의 약 14%~28%)에서 아크 튜브를 사용하며, 일부 자동차 HID 헤드램프는 최대 50 바(대기압의 50배)까지 사용하기도 한다.- '''메탈 할라이드 램프''': 거의 백색광을 내며, 와트당 100 루멘의 광 출력을 얻는다. 주로 고층 빌딩의 실내 조명, 주차장, 상점, 스포츠 경기장 등에서 사용된다.
- '''고압 나트륨 램프''': 와트당 최대 150 루멘을 생산하며, 저압 나트륨 램프보다 더 넓은 광 스펙트럼을 가진다. 가로등 및 식물 생장을 위한 인공 동화작용 조명으로도 사용된다.
- '''고압 수은 증기 램프''': 가장 오래된 고압 램프 유형이지만, 현재는 대부분 메탈 할라이드 램프나 고압 나트륨 램프로 대체되었다. 다른 고압 램프에 비해 더 짧은 아크 길이를 필요로 한다.
4. 3. 고휘도 방전등 (HID)
고휘도 방전등(HID)은 반투명 또는 투명한 융합 석영 또는 융합 알루미나로 만들어진 아크 튜브 내부에 있는 텅스텐 전극 사이의 전기 아크를 통해 빛을 생성하는 전기 램프의 한 유형이다. 다른 유형의 램프에 비해 아크 길이에 비해 상대적으로 높은 아크 전력이 존재한다. 고휘도 방전등의 예로는 수은 증기등, 메탈 할라이드 램프, 세라믹 방전 메탈 할라이드 램프, 나트륨 증기등 및 제논 아크 램프가 있다.
고휘도 방전등은 일반적으로 높은 수준의 빛과 에너지 효율이 필요할 때 사용된다.
4. 4. 기타
바이메탈 스위치가 내장된 소형 방전 램프는 형광등을 켜는 데 사용된다. 이 램프는 방전 시 발생하는 열을 이용해 스위치를 작동시키는 원리이다. 스타터는 일반적으로 불투명한 덮개 안에 들어 있으며, 발생하는 약간의 빛은 조명 목적으로 사용되지 않는다.연속 글로우 램프는 전극을 영숫자나 특정 도형 모양으로 만들 수 있어 특수한 용도로 사용된다.[18]
플리커 전구, 또는 플리커 플레임 전구라고도 불리는 이 램프는 독특한 방식으로 빛을 낸다. 부분적으로 분해된 바륨 아자이드를 코팅한 두 개의 불꽃 모양 전극 사이에 전류가 흐르면, 네온 가스(보통 헬륨과 소량의 질소 가스가 혼합됨)가 이온화되면서 빛이 발생한다. 이온화된 가스는 두 전극 사이를 불규칙하게 이동하며 깜박이는 효과를 만들어내는데, 이는 종종 촛불 불꽃과 비슷하게 보여 장식용으로 판매된다.[19]
제논 섬광등은 밀리초(1/1000초)에서 마이크로초(1/1,000,000초) 사이의 매우 짧은 시간 동안 강한 섬광을 발생시키는 램프이다. 주로 영화 촬영, 사진 촬영, 무대 조명 등에 사용된다. 특히 내구성이 강화된 제논 섬광등은 스트로브 조명이라고 불리며, 연속적인 섬광을 통해 물체의 움직임을 관찰하는 스트로보스코프 효과를 이용할 수 있게 한다. 이는 기계의 운동 상태를 연구하거나, 의학 분야, 또는 댄스홀 조명 등으로 활용된다.
참조
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웹사이트
The Low Pressure Sodium Lamp
http://www.lamptech.[...]
[2]
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[4]
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[5]
웹사이트
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US Department of Energy
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[6]
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2013-06-10
[7]
학술지
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