氙燈的工作特性

氙燈的電弧是在兩個實心鎢電極之間和一定壓力的純氙氣中產(chǎn)生,裝于以石英玻璃制成的玻殼中。氙燈可設計成交流電用和直流電用兩種，并可作成短弧型(xE)或直管形(XB)。短弧光源的弧長僅幾毫米，電弧為電極穩(wěn)定型，并位于近似球形泡殼較大部分的中心。電極的形狀對電弧的穩(wěn)定有顯著影響，當電極產(chǎn)生“尖點生長”引起變形時，就象電流不穩(wěn)定一樣。這種燈一般是設計在穩(wěn)定的直流電源下工作的。由于這種燈的電弧短，所以要求電壓低、電流高。

如在100安培以上的電流下工作，可采用比較寬而厚的鉬箔作環(huán)狀封接。當提高燈內(nèi)充氣壓力，由功率負載較高而引起的燈電壓增大，光效提高，特別是電弧亮度的提高，為該燈的優(yōu)越性創(chuàng)造了條件。冷充氣壓力可高達12個大氣壓,因而燈泡有爆炸的危險。短弧氙燈的電弧很亮，它的輻射接近于太陽光的光譜功率分布，這是目前已有光源中唯一在強度和準直度方面近似太陽光性能的光源。

直管形氙燈具有在管形石英玻殼中的壁穩(wěn)定型電弧,設計比短弧光源簡單。由于裝配可部分機械化，生產(chǎn)成本也較低。 電極的形狀對電弧的穩(wěn)定性沒有嚴重的影響。

由于電弧較長，給定功率的電壓降也較大，而燈的電流則相應減小。石英玻璃的最大工作溫度極限，限制了壁穩(wěn)定電弧的比功率負載，因而也無需采用高充氣壓力，燈的比功率負載比短弧氙燈小得多，約為9.0瓦/平方厘米(短弧燈為19.0瓦/平方厘米)，而其電弧電壓較高也正表明電弧功率與電極損耗的比率較大，因此只有額定功率很高的直管形氙燈，才能獲得與短弧氙燈相同的光效。雖然它的長度比光輸出相同的其他線狀光源還短，但作為投射光源尺寸就太大。不過這種燈的功率可以做得很大，這是它的優(yōu)點，可配上簡單的槽形反光鏡，也適用于場地的泛光照明。市場上已有150瓦至2000瓦各種規(guī)格的短弧氙燈，其中500瓦以下的也有采用交流電源的，但壽命要比采用直流電源的短;500瓦以上的短弧氙燈只能使用直流電才能保證相當?shù)膲勖?，而且電流必須穩(wěn)定，波動不能高于有效值的5%。至于其他功率的短弧氙燈，如5千瓦、10千瓦和30千瓦的各種燈前文已有介紹。直管形氙燈的功率均在1千瓦以上，多數(shù)達20千瓦，更大的已有300千瓦。

短弧和直管形氙燈均充有惰性氣體，可保證開燈后就立刻達到全部光輸出，不象汞燈那樣需要升溫時間。用高頻高壓脈沖啟動器來引燃電弧時，脈沖電壓需要3萬至4萬伏，如用探針式輔助電極，則只需1萬至1.5萬伏。

氙燈的相關色溫通常在5000K至6000K范圍內(nèi)，但其色度位置則略低于普朗克軌跡。這種燈的光色比自然晝光所含的紫色光略多，為了校正這種光色(如在配色時使用)可采用各種濾色鏡組，一般須包括一個淡綠色的吸熱玻璃，這種玻璃還可以減少不必要的紅外輻射。