【X-Ray】关于灯丝电压电流功率的理解

1、背景

热阴极产生电子束的技术有一百多年了，关于热阴极型电极大致描述：

热阴极型电极：当使用熔点和沸点很高的材料如C(石墨),W(钨)等做阴极时,
阴极可以被加热到很高温度,电弧的阴极区的电子主要依靠阴极热发射来提供,
这种电极被称为热阴极型电极.

热阴极是通过阴极材料的热电子发射而获得电子流的一种阴极。
热阴极的加热方法有两种：
①对发射体或它们的基金属直接通电进行加热的叫做直热式阴极；
②对热子进行通电加热，再由热子将热量辐射和传导给发射体的阴极叫做间热式阴极。

以下是钨丝发热发光图：

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2、灯丝电压电流和功率

目前多数的X-Ray源是使钨丝作为热阴极型的电极。
加热钨丝发热，钨丝周围将产生电子束。我们把能产生电子束的钨丝形象化的简称灯丝，以下也简称灯丝。

关于发热的钨丝周围产生电子以及发热的理解：
钨丝中的电子，在电压的作用下，定向移动。
在移动的过程中，电子之间以及电子和正电荷之间会发生碰撞，产生热量。

另一个角度：
钨丝电阻和熔点较高（熔点高不易烧坏），通电时电阻式电能转化成内能（电子运动碰撞产生热量），
将钨丝加热，温度升高，钨丝加热到一定程度后就会发光，就是内能有转化成光能。
即白炽钨丝灯发光的（还会在灯泡内充满惰性气体氖，保证钨丝在发热时不会被氧化）！

不仅钨丝发热能发光，大多数的导体在一定的条件下也能发光，
比如铜丝，铁丝在一定温度下也发光！
物体本身会辐射电磁波，常温下，物体辐射的是红外线，
当温度升高时，物体辐射的电磁波波长变短，
物体温度到达一个阈值时，开始辐射可见光，于是就发光。

灯丝发热那么就需要消耗电能，即需要功率。
而功率与电压电流直接相关。

为了保证功率这一指标，有的电路设计的是恒压（电压）模式，有的设计的是恒流（电流）模式。

对于恒压模式，在灯丝长时间使用后，同一个电压值下的电流会降低。
对于恒流模式，在灯丝长时间使用后，同一个电流值下的电压会降低。
功率是影响电子束的指标，注意功率过高，如果散热不及时会烧灯丝，
即需要控制功率或者散热。

一般灯丝的电压和电流会设置上限值，到达上限后，再增加则无效。