Ксенон (Xenon) относится к остаточным газам. Они содержатся в крохотных количествах в атмосфере Земли (порядка 0.000009 %), что просто ничтожно по сравнению с основными газами (азот — 78,1 %, кислород — 20,9 %, аргон — 0,934 %). Тем не менее, его полезные свойства нашли своё применение в ряде областей научно-технической деятельности.

Одним из продуктов массового потребления с использованием ксенона являются автомобильные лампы, для которых автомобилисты повсеместно используют сокращенный жаргонизм — «ксенон». Биксенон (BiXenon) — это усовершенствованная версия ксеноновых ламп, где приставка би указывает на наличие дополнительного свойства относительно первой версии.

Современные фары с ксеноном

Коротко о химических свойствах газообразного ксенона

Впервые ксенон был обнаружен в 1898 г. британскими химиками У. Рамзи и М. Трэверсом. Исследователи назвали новое вещество греческим словом Xenon, которое переводится как «гость» или «странный».

В таблице Менделеева он занял клеточку под атомным номером 54, что говорит о наличии такого количества протонов в ядре атома.

Основные свойства:

  • Инертность — отличительная особенность благородных газов, обеспечивающая долговечность устройств на их основе.
  • Большая, по сравнению с прочими атмосферными газами, плотность (5,89 кг/м³), что превосходит общую плотность земной атмосферы в 4,5 раза (1,217 кг/м³).
  • Отсутствие цвета.
  • Отсутствие запаха и вкусовых свойств.
Промышленное получение данного газа происходит в процессе расщепления воздуха на азот и кислород с помощью многоступенчатой фрикционной перегонки в двухколонной производственной установке.

Далее по тексту под терминами ксенон (Xenon) и биксенон (BiXenon) понимаются газоразрядные лампы, наполненные одним и тем же инертным газом.

В таблица Менделеева

Принцип работы ксеноновой лампы

Лампа представляет собой колбу из высокопрочного, достаточно толстого, кварцевого стекла. Кварц способен выдерживать давления до 25 атм и высокие рабочие температуры. При этом сохраняется его оптическая прозрачность.

Внутри колбы имеется следующее наполнение:

  • Тот самый газ — ксенон, закачанный под высоким давлением. Лампа полностью герметизирована.
  • Для улучшения токовых характеристик, как и во всех газоразрядных лампах, добавляется небольшое количество ртути.
  • Имеется два тугоплавких электрода (обычно вольфрамовых) — анод и катод, разнесенные друг от друга на небольшое расстояние.
  • Кроме этого имеется высоковольтный блок, предназначенный для стартового «поджига» (напряжение от 20 до 40 кВ) разряда и последующего питания лампы рабочим напряжением не более 100 В с частотой 300-400 Гц.
Крупным планом

При включении питания блок поджига вырабатывает высокое напряжение для того, чтобы между электродами произошёл пробой газового промежутка и зажглась дуга.

Далее, для поддержания стабильного значения тока, достаточно напряжения 80-85 В. Яркое излучение лампы ксенонового разряда обеспечивает большой поток белого света, достаточного для работы автомобильной фары.

Ксенон пришёл на смену галогеновым лампам, которые ранее использовались на безальтернативной основе. Ксеноновые фары освещают дорожное полотно гораздо качественнее. Кроме этого их свет не слепит встречных водителей.
Блок розжига

Биксенон — что это такое

Биксеноновая лампа является логическим продолжением обычной ксеноновой. Основная «фишка» этого источники света — присутствие внутри колбы механизма в виде управляемой шторки, способной регулировать направление светового потока.

В обычном ксеноне тоже имеется шторка, которая, будучи жёстко зафиксированной, ограничивает световой поток, чтобы слишком яркий свет ксеноновых фар не ослеплял водителей встречных машин. В биксеноне имеется аналогичная шторка, управляемая с помощью магнитного устройства (соленоида).

Как это работает?

Ксеноновая лампа излучает свет во все стороны окружающего пространства. Эллиптический рефлектор «собирает» и отбрасывает световой пучок в сторону линзы, формирующей направленный вперёд, хороший свет фары. Далее подвижная шторка перекрывает часть светового потока, создавая тем самым режим «ближнего света».

Ксенон не следует использовать в противотуманных фарах, поскольку он не формирует широкую полосу света над дорожным покрытием не даёт темной границы вверху.
Внутреннее устройство обычной ксеноновой лампы и биксеноновой

Главные отличия

Обычные ксеноновые лампы способны обеспечивать исключительно режим «ближнего света». Конструкция биксенона даёт возможность переключать свет с «ближнего» на «дальний», используя одну и ту же лампу.

Для формирования разного режима освещения в биксеноне применяют управляемую рефлектор-шторку или используют механизм, позволяющий изменять фокусное расстояние обычной ксеноновой лампы («плавающая колба»). Чаще используется более простой и надёжный «шторочный» механизм.

Физический механизм свечения у ксенона и биксенона одинаков, поэтому оба типа ламп обеспечивают идентичный уровень яркости и параметры надёжности.

Если речь идет про ксенон и биксенон, в чем разница понять не сложно. Отличия в свойствах двух разновидностей по сути одинаковых источников света следующее:

  • Биксенон имеет встроенный в корпус механизм регулирования светового потока. В чисто ксеноновом варианте такой механизм не предусмотрен.
  • Ксенон может быть установлен в фары ближнего или дальнего света.
  • Фара с одной биксеноновой лампой обладает возможностью переключения с «ближнего на «дальний» свет, и наоборот.
  • За отличие ксенона от биксенона приходится платить, поэтому биксенон всегда дороже ксенона.

Нерегулируемый ксенон и биксенон с регулируемой шторкой — вот в чем разница между двумя схожими типами ламп.

Сходства

Главное сходство заключается в физическом механизме генерации светового потока. Яркий белый свет холодного (голубоватого) оттенка возникает в результате электрического пробоя газа (Xe) между анодом и катодом в колбе из кварцевого стекла.

Механизм регулирования направленности светового потока в биксеноне действует автономно, не внося различия в основные параметры ламп. Поэтому:

  • Оба источника света обеспечивают одинаковые яркостные и спектральные характеристики.
  • Оба типа ламп имеет идентичные показатели надежности и долговечности (не менее 3-4 лет при ежедневной работе по 2-3 часа). По этим параметрам они намного превосходят галогеновые лампы.
Ксеноновые фары освещают дорожное полотно гораздо качественнее, чем старые галогеновые

Достоинства и недостатки Xenon и BiXenon

Недостатки:

  • Ксеноновые лампы включаются не «мгновенно», а с небольшой задержкой. Это связано с тем, что пробой газа при включении («поджиге») требует некоторого времени.
  • Более высокая цена по сравнению с галогеновыми источниками. При этом биксенон существенно дороже ксенона.

Достоинства:

  • Яркий световой поток, обеспечивающий более комфортное и «дальнобойное» освещение дороги по сравнению с галогеновыми фарами.
  • Большой эксплуатационный ресурс.
  • Использование биксеноновых ламп позволяет получить и «ближний» и «дальний» свет без привлечения дополнительных источников света.
Образцы современных биксеноновых ламп

Как выбрать лучший вариант?

Выбор автолюбителя зависит от изначальной комплектации машины и финансовых возможностей. В любом случае и ксенон, и биксенон — это шаг вперёд по сравнению с галогеновыми фарами.

Если езда по загородным трассам происходит редко, а в основном перемещение происходит по ночному освещённому городу, то достаточно будет установить стандартный ксенон.

При покупке ламп следует отличать (не перепутать) маркировку лампы: у ксенона — это маркер D, у галогена — H.

Видео по теме статьи

Какие линзы светят лучше? В видеоролике ниже сравнивают Led, Ксенон или Галоген.

Заключение

Таким образом, главное чем ксенон отличается от биксенона — это наличие в биксеноновых фарах механизма, позволяющего регулировать параметры светового потока.