氙灯的工作特性

氙灯的电弧是在两个实心钨电极之间和一定压力的纯氙气中产生,装于以石英玻璃制成的玻壳中。氙灯可设计成交流电用和直流电用两种，并可作成短弧型(xE)或直管形(XB)。短弧光源的弧长仅几毫米，电弧为电极稳定型，并位于近似球形泡壳较大部分的中心。电极的形状对电弧的稳定有显著影响，当电极产生“尖点生长”引起变形时，就象电流不稳定一样。这种灯一般是设计在稳定的直流电源下工作的。由于这种灯的电弧短，所以要求电压低、电流高。

如在100安培以上的电流下工作，可采用比较宽而厚的钼箔作环状封接。当提高灯内充气压力，由功率负载较高而引起的灯电压增大，光效提高，特别是电弧亮度的提高，为该灯的优越性创造了条件。冷充气压力可高达12个大气压,因而灯泡有爆炸的危险。短弧氙灯的电弧很亮，它的辐射接近于太阳光的光谱功率分布，这是目前已有光源中唯一在强度和准直度方面近似太阳光性能的光源。

直管形氙灯具有在管形石英玻壳中的壁稳定型电弧,设计比短弧光源简单。由于装配可部分机械化，生产成本也较低。 电极的形状对电弧的稳定性没有严重的影响。

由于电弧较长，给定功率的电压降也较大，而灯的电流则相应减小。石英玻璃的最大工作温度极限，限制了壁稳定电弧的比功率负载，因而也无需采用高充气压力，灯的比功率负载比短弧氙灯小得多，约为9.0瓦/平方厘米(短弧灯为19.0瓦/平方厘米)，而其电弧电压较高也正表明电弧功率与电极损耗的比率较大，因此只有额定功率很高的直管形氙灯，才能获得与短弧氙灯相同的光效。虽然它的长度比光输出相同的其他线状光源还短，但作为投射光源尺寸就太大。不过这种灯的功率可以做得很大，这是它的优点，可配上简单的槽形反光镜，也适用于场地的泛光照明。市场上已有150瓦至2000瓦各种规格的短弧氙灯，其中500瓦以下的也有采用交流电源的，但寿命要比采用直流电源的短;500瓦以上的短弧氙灯只能使用直流电才能保证相当的寿命，而且电流必须稳定，波动不能高于有效值的5%。至于其他功率的短弧氙灯，如5千瓦、10千瓦和30千瓦的各种灯前文已有介绍。直管形氙灯的功率均在1千瓦以上，多数达20千瓦，更大的已有300千瓦。

短弧和直管形氙灯均充有惰性气体，可保证开灯后就立刻达到全部光输出，不象汞灯那样需要升温时间。用高频高压脉冲启动器来引燃电弧时，脉冲电压需要3万至4万伏，如用探针式辅助电极，则只需1万至1.5万伏。

氙灯的相关色温通常在5000K至6000K范围内，但其色度位置则略低于普朗克轨迹。这种灯的光色比自然昼光所含的紫色光略多，为了校正这种光色(如在配色时使用)可采用各种滤色镜组，一般须包括一个淡绿色的吸热玻璃，这种玻璃还可以减少不必要的红外辐射。