Меню

Какого тока неоновая лампа

Неоновые лампы и области их применения

Излучающие оранжево-красный свет неоновые лампы используются в индикаторных приборах, применяются в качестве предохранительных элементов в системах сигнализации. Большое количество изделий различной конфигурации встречается в рекламной индустрии. Высокая надежность и стабильная работа позволяют создавать конструкции, не требующие обслуживания на протяжении нескольких лет.

Неоновая лампа

Что из себя представляет неоновая лампа?

Изделие состоит из следующих частей:

  • стеклянной герметичной колбы, из которой откачан атмосферный воздух и введен химически чистый неон под низким давлением;
  • торцевых электродов, предназначенных для подачи питания и крепления лампы.

Колба может иметь любую конфигурацию и сечение, ограничения по длине отсутствуют. Встречаются лампы, имитирующие буквы кириллического или латинского алфавита, эмблемы производителей различного оборудования или названия.

Стандартные цилиндрические источники света имеют круглое сечение, диаметр выбирается производителем из ряда размеров 8, 10, 12, 15 или 20 мм. За счет использования уменьшенной силы тока ресурс доходит до 80 тыс. часов (ограничен только поглощением части газа стеклянной колбой с последующим потемнением поверхности).

Следует учесть, что цветовой спектр неоновой лампы можно отрегулировать плотностью и частотой тока или составом газовой смеси (в неон вводят аргон, криптон или иные вещества).

Например, снижение плотности тока позволяет получить равномерный оранжевый цвет, при росте параметра спектр приближается к красному. Для получения синих оттенков необходимо скорректировать частоту тока в цепи питания до нескольких МГц.

Принцип работы неоновой лампы

Для начала работы необходимо подать на электроды постоянное или переменное напряжение, способное сместить с внешней орбиты молекулы газа электрон. Лишенная электрона частица приобретает положительный заряд (превращается в катион), что вызывает ее движение к электроду с отрицательным зарядом (катоду). Одновременно поток свободных электронов начинает смещаться к аноду (имеет положительный заряд). За счет движения частиц с разными зарядами через трубку протекает электрический ток.

Поскольку перемещение катионов и электронов носит хаотичный характер, то частицы постоянно сталкиваются между собой. При соударениях происходит обмен энергией, которая позволяет перевести электрон на повышенную орбиталь с выделением тепловой энергии. При падении части энергии электрон смещается на пониженную орбиталь. Выделяемые при переходе вниз фотоны вызывают свечение лампы в оранжево-красном диапазоне. При подаче постоянного напряжения излучение сконцентрировано около катода, при переменном токе лампа светится равномерно по всей длине колбы.

Неоновое освещение

Для возбуждения лампы требуется импульс тока напряжением до 100 В, но при газовом разряде возникает опасность розжига дуги. Для предотвращения используют резистор (расположен в цоколе), ограничивающий силу тока в лампе на уровне до 1 мА, что исключает образование дуги. Многие производители дополнительно снижают силу тока в 5-10 раз, обеспечивая повышение ресурса. При отказе от резистора сила тока ограничена только внутренним сопротивлением источника питания и проводки, что приводит к короткому замыканию и разрыву колбы источника света.

Виды неона

Помимо классических газосветных ламп, существуют источники света, называемые неоновыми. Но в конструкции изделий отсутствует герметичная стеклянная колба с инертным газом. Источниками света являются светодиоды или слой люминофора, излучающий фотоны под воздействием магнитного поля. Излучаемый поток близок по характеристикам свету от газосветных ламп, из-за схожести оттенков ленты называют неоновыми.

Гибкий

Гибкий неон представляет собой эластичную трубку из поливинилхлорида с установленными внутри светодиодами, соединенными в последовательную цепь. Оболочка может иметь матовую или прозрачную поверхность, существуют монохромные или многоцветные ленты.

Конструкция отличается от классических газосветных ламп принципом действия. За счет защитной оболочки имеет повышенную механическую прочность и способна работать при температуре окружающей среды в диапазоне -45°. +50°С и выдерживает воздействие атмосферных осадков.

Применение светодиодов позволило повысить яркость свечения, подключение внешних блоков управления обеспечивает изменение интенсивности и цвета свечения в соответствии с заложенной программой.

Гибкий корпус допускает изгибы под разными углами и упрощает процесс монтажа. Собственник может снять подсветку на время ремонта помещений или фасада здания, а затем смонтировать обратно.

Холодный

Неон холодного типа состоит из центральной медной жилы, внешняя поверхность покрыта слоем люминофора. Поверх нанесен слой диэлектрика с проводами питания, вся конструкция расположена внутри эластичной поливинилхлоридной трубки.

При подаче питания на центральную жилу и обмотку формируется магнитное поле, вызывающее равномерное свечение люминофора. Излучаемый свет напоминает работу ламп газоразрядного или газосветного типов, введение в покрытие различных компонентов позволяет изменять оттенок излучения.

Холодный неон (или электролюминесцентный кабель) отличается устойчивостью к внешним воздействиям, а герметичная оболочка предотвращает короткие замыкания от дождевой влаги или конденсата. Недостатком оборудования является сложная система питания. Для возбуждения люминофора необходимо подать переменный ток напряжением от 90 до 170 В (частота регулируется блоком управления в пределах от 500 Гц до 5,5 кГц).

Холодный неон

Достоинства и недостатки

Преимущества газосветных ламп с колбами, заполненными неоном:

  • поток света при обтекании преград не формирует резкой и контрастной тени;
  • небольшая инерционность позволяет корректировать яркость излечения широтно-импульсными модуляторами;
  • введение в неон других инертных газов позволяет изменить цвет светового потока;
  • возможна регулировка яркости и оттенка света при помощи внешнего блока управления;
  • продолжительный срок эксплуатации (в среднем 20 лет);
  • допускается работа при перепадах внешних температур;
  • пожарная безопасность (поверхность колбы не прогревается более чем до +80°С);
  • широкий спектр конфигураций колбы;
  • допускается использование неоновых ламп для украшения интерьеров;
  • для установки не требуются сложные светильники, что позволяет применять изделия в труднодоступных местах;
  • отсутствие негативного воздействия света от неоновой лампы на органы зрения;
  • бесшумность розжига и работы.
  • меньшая световая отдача (по сравнению с лампами накаливания или светодиодами);
  • при разрушении колбы в атмосферу выделяется газ, который может оказаться опасным (например, вызвать удушье или аллергические реакции);
  • изношенные лампы необходимо утилизировать, выбрасывать изделия на свалку как бытовой мусор недопустимо;
  • при разрыве колбы лампы могут пострадать изготовленные из тонкого стекла корпуса соседних изделий;
  • поломка резистора или нарушение условий эксплуатации вызывает дуговой разряд с выходом из строя ламп или системы питания;
  • пониженная световая отдача не позволяет использовать изделия для основной подсветки помещений;
  • видимое глазом мерцание света при питании током с пониженной частотой (периодичность пульсаций ниже, чем частота в системе питания).

Сферы применения неоновых ламп

Базовые сферы применения газосветных неоновых ламп:

  1. В рекламной индустрии и для фоновой подсветки стен домов и интерьера помещений.
  2. В индикаторных отвертках и приборах, фиксирующих напряжение в бытовой сети. Тестовое оборудование отличается простотой конструкции и низкой ценой. За счет установки резистора сопротивлением до 1 МОм сила тока в цепи составляет несколько миллиампер, что исключает травмирование человека.
  3. Для декоративной подсветки помещений лампы оборудованы стандартными цоколями Эдисона формата Е14 или Е27. В конструкции предусмотрен балластный резистор, допускающий коммутацию к бытовой сети напрямую.
  4. Для подсветки высоковольтных линий электропередач используются специальные лампы Бализор. При прохождении тока наводится магнитное поле, вызывающее свечение газовой атмосферы в колбе, которая закреплена на кабеле.
  5. В оборудовании, определяющем частоту вращения (стробоскопические датчики).

Неон во всевозможных стилях интерьера

Классические неоновые лампы устанавливаются на стены и предметы интерьера, обеспечивая подсветку или выделение различных зон в комнатах. Изделия могут применяться в домашних или профессиональных фотостудиях, обеспечивая разноцветное освещение снимаемых объектов. Гибкие ленты отличаются простотой монтажа и могут устанавливаться в нишах и на кромке мебели. Разноцветный световой поток позволяет придать предметам интерьера необычные цветовые оттенки (например, мягкой мебели или столам).

При оформлении помещений лампы неонового типа хаотично крепят на поверхности стены, формируя разноцветный орнамент. Некоторые владельцы обрамляют эластичной лентой кромки ступеней или пороги, что позволяет видеть препятствия без активации основного освещения в квартире. Допускается установка подсветки снаружи дома (например, в оконных проемах или по кромке скатов крыши). Фоновая разноцветная подсветка придает постройке праздничный вид, а блок управления позволяет автоматически менять яркость.

Источник

Неоновая лампа — Neon lamp

Неоновые лампы (также неонового свечения лампы ) представляет собой миниатюрный газоразрядная лампа . Лампа обычно состоит из небольшой стеклянной капсулы, содержащей смесь неона и других газов при низком давлении, и двух электродов ( анода и катода ). Когда подается достаточное напряжение и между электродами подается достаточный ток, лампа дает оранжевый тлеющий разряд . Светящаяся часть лампы — это тонкая область возле катода; более крупные и длинные неоновые вывески также являются тлеющими разрядами, но в них используется положительный столб, которого нет в обычных неоновых лампах. Неоновые лампы накаливания широко использовались в качестве индикаторных ламп в дисплеях электронных приборов и приборов. Их до сих пор иногда используют в высоковольтных цепях из-за их простоты в электричестве.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 История
  • 2 Описание
  • 3 Приложения
    • 3.1 Визуальный индикатор
    • 3.2 Подавление скачков напряжения
    • 3.3 Тестер напряжения
    • 3.4 Регулировка напряжения
    • 3.5 Коммутационный элемент / генератор
    • 3.6 Детектор
    • 3.7 Буквенно-цифровой дисплей
    • 3.8 Другое
  • 4 Цвет
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Дальнейшее чтение
  • 8 Внешние ссылки

История

Неон был открыт в 1898 году Уильямом Рамзи и Моррисом Траверсом . Немедленно был отмечен характерный ярко-красный цвет, который излучается газообразным неоном при электрическом возбуждении; Позже Трэверс писал: «Вспышка малинового света из трубки рассказывала свою собственную историю и была зрелищем, на котором стоит остановиться и никогда не забыть».

Дефицит неона препятствовал его быстрому применению для электрического освещения по типу трубок Мура , в которых использовались электрические разряды в азоте. Трубки Мура были коммерциализированы их изобретателем Дэниелом Макфарланом Муром в начале 1900-х годов. После 1902 года компания Жоржа Клода , Air Liquide , производила в промышленных количествах неон в качестве побочного продукта своего бизнеса по сжижению воздуха, а в декабре 1910 года Клод продемонстрировал современное неоновое освещение, основанное на запечатанной неоновой трубке. В 1915 году Клоду был выдан патент США на конструкцию электродов для неоновых ламп; этот патент стал основой монополии, которую его компания Claude Neon Lights удерживала в США до начала 1930-х годов.

Примерно в 1917 году Дэниел Мур разработал неоновую лампу, работая в компании General Electric . Лампа имеет совершенно иной дизайн, чем неоновые лампы гораздо большего размера, используемые для неонового освещения . Различия в конструкции было достаточно, чтобы в 1919 году на лампу был выдан патент США. На веб-сайте Смитсоновского института отмечается: «Эти небольшие маломощные устройства используют физический принцип, называемый корональным разрядом . Мур установил два электрода близко друг к другу в лампочке и добавил неон или аргон. Электроды будут ярко светиться красным или синим, в зависимости от газа, и лампы прослужили годами. Поскольку электроды могли принимать практически любую вообразимую форму, популярным применением были причудливые декоративные лампы.

Читайте также:  Электрический двигатель постоянного тока постоянными магнитами

Лампы накаливания нашли практическое применение в качестве индикаторов на приборных панелях и во многих бытовых приборах до широкого распространения светодиодов (LED) в 1970-х годах.

Описание

График

Небольшой электрический ток (для лампы NE-2 с диаметром колбы 5 мм, ток покоя составляет около 400 мкА), который может быть постоянным или переменным , пропускается через трубку, заставляя ее светиться оранжево-красным светом. Газ обычно представляет собой смесь Пеннинга , состоящую из 99,5% неона и 0,5% аргона , которая имеет более низкое напряжение зажигания, чем чистый неон, при давлении 1–20 торр (0,13–2,67 кПа). Лампа тлеющего разряда горит своим зажигающим напряжением. Напряжение зажигания снижается из-за окружающего света или радиоактивности. Чтобы уменьшить «эффект темноты», некоторые лампы были сделаны с добавлением небольшого количества радиоактивного материала в оболочку для обеспечения ионизации в темноте. Напряжение, необходимое для поддержания разряда, значительно (до 30%) ниже напряжения зажигания. Это связано с организацией положительных ионов вблизи катода. Неоновые лампы работают с использованием слаботочного тлеющего разряда . В устройствах большей мощности, таких как ртутные лампы или металлогалогенные лампы, используется более сильный дуговый разряд . В натриевых лампах низкого давления используется неоновая смесь Пеннинга для разогрева, и они могут работать как гигантские неоновые лампы при работе в режиме малой мощности.

Как только неоновая лампа выйдет из строя, она сможет поддерживать большой ток. Из-за этой характеристики электрическая схема, внешняя по отношению к неоновой лампе, должна ограничивать ток в цепи, иначе ток будет быстро увеличиваться до тех пор, пока лампа не выйдет из строя. Для ламп размером с индикатор резистор обычно ограничивает ток. Напротив, в лампах большего размера часто используется специально сконструированный высоковольтный трансформатор с высокой индуктивностью рассеяния или другой электрический балласт для ограничения доступного тока (см. Неоновую вывеску ).

Когда ток через лампу ниже, чем ток на пути разряда с наибольшим током, тлеющий разряд может стать нестабильным и не покрыть всю поверхность электродов. Это может быть признаком старения индикаторной лампы и используется в декоративных неоновых лампах с мерцающим пламенем. Однако, в то время как слишком низкий ток вызывает мерцание, слишком высокий ток увеличивает износ электродов, стимулируя распыление , которое покрывает внутреннюю поверхность лампы металлом и вызывает ее потемнение.

Потенциал, необходимый для разряда, выше, чем тот, который необходим для поддержания разряда. При недостаточном токе свечение образуется только вокруг части поверхности электрода. Конвективные токи заставляют светящиеся области течь вверх, подобно разряду в лестнице Иакова . Здесь также можно наблюдать эффект фотоионизации , так как площадь электрода, покрываемую тлеющим разрядом, может быть увеличена путем попадания света на лампу.

По сравнению с лампами накаливания , неоновые лампы имеют гораздо более высокую светоотдачу . Накаливание — это тепловое излучение света, поэтому большая часть электроэнергии, подаваемой в лампу накаливания, преобразуется в тепло. Поэтому источники света без накаливания, такие как неоновые лампы, люминесцентные лампы и светодиоды , намного более энергоэффективны, чем обычные лампы накаливания. Зеленые неоновые лампы могут производить до 65 люмен на ватт потребляемой мощности, в то время как белые неоновые лампы имеют эффективность около 50 люмен на ватт. Напротив, стандартная лампа накаливания дает всего около 13,5 люмен на ватт.

Приложения

Визуальный индикатор

Небольшие неоновые лампы наиболее широко используются в качестве визуальных индикаторов в электронном оборудовании и бытовой технике из-за их низкого энергопотребления, длительного срока службы и способности работать от сети.

Подавление скачков напряжения

Неоновые лампы обычно используются в качестве устройств защиты от перенапряжений низкого напряжения , но они, как правило, уступают устройствам защиты от перенапряжения с газоразрядными трубками (GDT) (которые могут быть разработаны для приложений с более высоким напряжением). Неоновые лампы использовались в качестве недорогого метода защиты РЧ-приемников от скачков напряжения (лампа подключена к РЧ-входу и заземлению шасси), но они не подходят для высокопроизводительных РЧ-передатчиков.

Тестер напряжения

Фотография 3 маленьких стеклянных капсул. Каждая капсула имеет 2 параллельных провода, которые проходят через стекло. Внутри левой капсулы правый электрод светится оранжевым светом. В средней капсуле светится левый электрод. В правой капсуле светятся оба электрода.

Большинство небольших неоновых ламп (размером с индикатор), таких как обычная NE-2 , имеют напряжение пробоя около 90 вольт . При питании от источника постоянного тока будет светиться только отрицательно заряженный электрод ( катод ). При питании от источника переменного тока оба электрода будут светиться (каждый в течение чередующихся полупериодов). Эти атрибуты делают неоновые лампы (с последовательными резисторами) удобным недорогим тестером напряжения . Изучив, какой электрод светится, они могут определить, является ли данный источник напряжения переменным или постоянным, а если постоянным — полярность проверяемых точек.

Регулировка напряжения

Пробивная характеристика ламп тлеющего разряда позволяет использовать их в качестве регуляторов напряжения или устройств защиты от перенапряжения . Примерно с 1930-х годов General Electric (GE), Signalite и другие фирмы производили лампы для регуляторов напряжения.

Коммутационный элемент / генератор

Как и другие газоразрядные лампы , неоновая лампа имеет отрицательное сопротивление ; его напряжение падает с увеличением тока после того, как лампа достигает напряжения пробоя. Следовательно, лампочка имеет гистерезис ; его напряжение выключения (гашения) ниже, чем его напряжение включения (пробоя). Это позволяет использовать его в качестве активного переключающего элемента. Неоновые лампы использовались для создания схем релаксационного генератора , используя этот механизм, иногда называемый эффектом Пирсона-Ансона для низкочастотных приложений, таких как мигающие сигнальные лампы, стробоскопы, генераторы тона в электронных органах, а также в качестве временных осцилляторов и осцилляторов отклонения в ранних катодах. лучевые осциллографы . Неоновые лампы также могут быть бистабильными и даже использовались для построения цифровых логических схем, таких как логические вентили , триггеры , двоичные запоминающие устройства и цифровые счетчики . Эти применения были достаточно распространены, поэтому производители изготавливали неоновые лампы специально для этого использования, иногда называемые лампами «схемотехнических компонентов». По крайней мере, некоторые из этих ламп имеют свечение, сосредоточенное в небольшом пятне на катоде, что делает их непригодными для использования в качестве индикаторов. Вариант лампы типа NE-2 для схемных применений, NE-77, имеет три проволочных электрода в колбе (в плоскости) вместо обычных двух, а третий используется в качестве управляющего электрода.

Детектор

Неоновые лампы исторически использовались в качестве детекторов микроволнового и миллиметрового диапазонов («плазменные диоды» или детекторы тлеющего разряда (GDD)) до примерно 100 ГГц или около того, и в такой эксплуатации, как утверждается, демонстрируют сопоставимую чувствительность (порядка нескольких единиц). От 10 с до 100 микровольт) к знакомым кремниевым диодам типа 1N23, контактирующим с усами, когда-то повсеместно используемым в микроволновом оборудовании. Совсем недавно было обнаружено, что эти лампы хорошо работают в качестве детекторов даже на субмиллиметровых («терагерцовых») частотах, и они успешно использовались в качестве пикселей в нескольких экспериментальных массивах изображений на этих длинах волн.

В этих приложениях лампы работают либо в режиме «голодания» (для уменьшения шума тока лампы), либо в нормальном режиме тлеющего разряда; в некоторых источниках упоминается их использование в качестве детекторов излучения вплоть до оптического режима при работе в режиме аномального свечения. Связь микроволн с плазмой может происходить в свободном пространстве, в волноводе с помощью параболического концентратора (например, конуса Уинстона ) или с помощью емкостных средств через рамочную или дипольную антенну, установленную непосредственно на лампе.

Хотя в большинстве этих приложений используются обычные стандартные двухэлектродные лампы, в одном случае было обнаружено, что специальные трехэлектродные (или более) лампы с дополнительным электродом, выступающим в качестве соединительной антенны, обеспечивают даже лучшие результаты (более низкий уровень шума. и более высокая чувствительность). Это открытие получило патент США.

Буквенно-цифровой дисплей

Неоновые лампы с электродами нескольких форм использовались в качестве буквенно-цифровых дисплеев, известных как трубки Никси . С тех пор они были заменены другими устройствами отображения, такими как светоизлучающие диоды , вакуумные флуоресцентные дисплеи и жидкокристаллические дисплеи .

По крайней мере, с 1940-х годов аргоновые, неоновые и фосфорированные светящиеся индикаторы фиксации тиратронов (которые загорались при подаче импульса на их стартовый электрод и гасли только после того, как их анодное напряжение было снято), были доступны, например, в виде самодиагностических регистров сдвига в больших количествах. -форматировать точечно-матричные дисплеи с бегущим текстом или, объединенные в четырехцветную фосфорированную тиратронную матрицу 4 × 4, в виде наращиваемого 625-цветного пикселя RGBA для больших массивов видеографики. Множественный катод и / или анодное свечение тиратроны называемых декатронами могут рассчитывать вперед и назад , а их подсчет состояние было видно , как свечение на одном из пронумерованных катодов. Они использовались в качестве счетчиков / таймеров / предделителей с автоматическим отображением деления на n в счетных приборах или в качестве сумматоров / вычитателей в калькуляторах .

Другой

В радиоприемниках 1930-х годов неоновые лампы использовались в качестве индикаторов настройки, называемых «мелодиями», и давали более яркое свечение, если станция была настроена правильно.

Из-за их сравнительно короткого времени отклика на раннем этапе развития телевизионных неоновые лампы использовались в качестве источника света во многих телевизионных дисплеях с механическим сканированием .

Новые лампы накаливания с фигурными электродами (например, цветы и листья), часто покрытые люминофором, были созданы для художественных целей. В некоторых из них свечение, окружающее электрод, является частью конструкции.

Графика, состоящая из четырех фотографий. Ряд из трех фотографий вверху показывает похожие стеклянные капсулы с электродами внутри. На левой фотографии показана конструкция капсулы при нормальном освещении. На средней фотографии показана капсула со светящимся одним из двух электродов. На правом снимке показана капсула со светящимися обоими электродами. Под рядом фотографий капсулы - фотография шкалы спектроскопа; шкала от 700 до 400 нм; есть многочисленные линии красного, оранжевого и желтого цветов в области от 660 до 600 нм, но нет линий для показаний меньше 590 нм.

Неоновые индикаторные лампы обычно оранжевого цвета и часто используются с цветным фильтром поверх них, чтобы улучшить контраст и изменить их цвет на красный или более красный оранжевый.

Они также могут быть заполнены аргоном , криптоном или ксеноном, а не неоном, или смешаны с ним. Хотя электрические рабочие характеристики остаются схожими, эти лампы светятся голубоватым свечением (включая некоторое ультрафиолетовое ), а не характерным для неона красновато-оранжевым свечением. Затем ультрафиолетовое излучение можно использовать для возбуждения люминофорного покрытия внутри колбы и получения широкого диапазона различных цветов, включая белый. Смесь 95% неона, 2,5% криптона и 2,5% аргона может использоваться для зеленого свечения, но, тем не менее, «зеленые неоновые» лампы чаще всего на основе люминофора.

Читайте также:  Как сила тока в проводнике зависит от его сопротивления проводника тест ответы

Источник

Декоративная неоновая лампа 220 В: принцип работы, характеристика, как подключить

Мода циклична. В среднем каждые 25 лет возвращаются модели из прошлого. Производство ламп – не исключение. Тридцать лет назад неоновое освещение активно использовалось декораторами. Потом лидерство захватили светодиодные ленты, дюралайт. Сейчас неон снова набирает популярность.

Устройство и принцип работы неоновой лампы.

Конструкция неоновой лампы.

Устройство чрезвычайно простое: 2 электрода, стеклянная колба в форме трубки с неоном под низким давлением.

Принцип работы тоже не очень сложен. Под действием электричества нейтральная молекула неона «отдает» электрон с внешней орбитали. Оставшаяся частица превращается в катион – ион с положительным зарядом. После ионизации катион движется к отрицательному катоду, а электроны – к положительному аноду. Возникает протекание тока через трубку.

В процессе движения катионы и электроны постоянно сталкиваются. Происходит обмен энергией. Если электрон ее получает, то уходит на более высокую орбиталь. Во внешнюю среду выделяется тепло. Если электрон теряет энергию, то спускается на орбиталь пониже. Это вызывает свечение – выделение фотонов. В результате трубка светится красно-оранжевым цветом.

Получение различного спектра свечения.

Неоновые лампы относятся к газоразрядным. Непосредственно неоновая трубка светит красно-оранжевым светом. Для получения других цветов используют иные газы VIII группы Периодической системы. Гелий дает бело-оранжевый свет, аргон – сиреневый, криптон – сине-белый, ксенон – бело-голубой. Впрочем, называют их все равно неоновыми.

Разные цвета газоразрядных трубок.

Применяют 2 методики, чтобы получить других оттенков. В первом случае происходит смешение нескольких газов. Иногда примешивают небольшие объемы зелено-голубых паров ртути. В результате смешения газов получают много разнообразных оттенков.

Во втором случае на стенки стеклянной колбы наносят слой люминофора. При протекании тока лампа будет светиться разными цветами.

Характеристики и виды неона.

Газоразрядные источники света.

Неоновая лампа работает, используя малый ток. Работает она от переменного и постоянного напряжения. В первом случае светится вся трубка, а во втором –участок при одном электроде.

За счет малой инерционности возможно диммирование на основе механизма широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Срок службы долгий: около восьмидесяти тысяч часов. Он ограничивается свойствами колбы: потемнением от электродов и поглощением газа. Перегореть газоразрядная лампа не может в принципе.

Трубки различаются по диаметру: выпускаются 8, 10, 12, 15, 20-милиметровые лампы. Чем выше диаметр, тем длиннее источник света. Для восьмимиллиметровых неоновых трубок длина составляет от одного до семи метров. Для десятимиллиметровых: от 1,2 м до 8,2 метра. При диаметре в 12 мм длина разнится от полутора до десяти метров. Трубка окружностью 15 мм будет длиной от двух до 12,5 метров. А источник света диаметром 20 мм имеет длину от 2,5 до 20 метров.

При производстве изготавливаются трубки разных форм и размеров. Даже в виде букв самых замысловатых шрифтов. Их диаметр разнится от пяти миллиметров до двух сантиметров.

Для домашней подсветки выпускаются миниатюрные трубки: от 10 до 18 миллиметров. Это позволяет монтировать лампы в труднодоступные узкие места.

Неоновые лампы выпускают разных видов. Их называют неоновыми из-за схожего цвета, мягкости свечения.

Гибкий неон.

Они состоят из поливинилхлоридной (ПВХ) трубки и светодиодной гирлянды. В зависимости от типа ПВХ они будут матовыми или прозрачными. По типу светодиодов – одноцветными или многоцветными.

Гибкий неон характеризуется постоянным светом. Для усложнения работы – получения мерцания и мигания – в электрическую цепь встраивают специальные контроллеры.

Преимущества гибкого неона перед трубками:

Холодный неон.

Конструктивно отличается от обычного. Представляет собой гибкий медный провод, покрашенный особым люминофором. Поверх люминофора нанесен диэлектрический слой и намотаны тонкие контактные провода. Сверху конструкция защищается поливинилхлоридной оболочкой.

Устройство холодного неона.

Ток подается на центральный провод и на намотанные провода. При протекании электричества возникает магнитное поле, в котором начинает светиться люминофор. Свет очень мягкий, похож на свет газоразрядных ламп. В зависимости от состава люминофора возможны разные цвета. Такой провод очень гибкий, тонкий, светит непрерывно по всей длине и вокруг себя. Он красивый, водонепроницаемый, прочный.

Расцветки холодного неона.

Холодный неон работает при переменном напряжении в несколько сотен вольт частотой от 500 до 5500 Гц. Поэтому подключение к бытовой сети невозможно. Используют специальные преобразующие инверторы. В зависимости от модели они могут работать от разных источников питания.

Неоновые индикаторные лампы .

Из-за низкого потребляемого тока служат для индикации включения сетевого нормального напряжения. По устройству представляют собой трехэлектродную (один анод и 2 катода: индикаторный и вспомогательный) газоразрядную лампу небольшого размера. Напряжение подается на индикаторный контакт — лампа ярко светит – в сети 220 В. На вспомогательный катод – гаснет — нужно вмешательство человека.

Индикаторные лампы просты в обслуживании, надежны, дешевы, долго работают.

Схема подключения неоновых ламп.

Газоразрядные источники света соединяются с источником питания через резистор. Он вставляется в цепь для ограничения силы тока до величины 1 мА (а лучше – до десятых долей милиАмперов). Низкий ток увеличивает срок службы. Работа газоразрядной лампы без резистора представляет угрозу для здоровья людей. Применение резистора препятствует переходу разряда в дуговой, который может привести к короткому замыканию, взрыву трубки лампы. Конструкция некоторых источников света сразу включает в себя резистор: он монтируется в цоколь. Стоит внимательно изучить этот вопрос при покупке.

Газоразрядным лампам требуется высокое напряжение. Бытовая розетка такого не выдает. Необходим повышающий трансформатор. Его параметры зависят от габаритов ламп, их количества, наполняющего газа. Требуемое напряжение разнится от 2000 В до 12000 В. Например, для ламп, заполненных неоном существует следующая зависимость напряжения от длины.

Напряжение тр-ра, кВ

Диаметр трубки, мм

Напряжение тр-ра, кВ

Диаметр трубки, мм

Для подачи столь высокого напряжения необходимы высоковольтные провода. Их изоляция должна выдерживать не менее 1,5 часов рабочего напряжения. В качестве примера приведем провод ПМВК. Он недорогой, выдерживает до 20кВ, работает от -60 до +80 градусов.

Помните, чтобы самостоятельно подключить неоновые лампы, необходимы хорошие знания электрики. Работа с высокими напряжениями требует высокой группы по электробезопасности. Не забывайте о собственной безопасности!

Выделяют две схемы подключения ламп к трансформатору. Первая из них – стандартная. Лампы подключаются последовательно к трансформатору, а трансформатор к сети 220 V.

Стандартная электрическая схема.

Схема с нулевой точкой.

Лампы подключаются двумя группами по разные стороны от трансформатора. Используется равное количество однотипных источников света (по габаритам, газонаполнению).

Схема с нулевой точкой позволяет уменьшить длину проводов. В случае поломки одной ламп, работать перестанет лишь одна часть схемы, а вторая продолжит светить.

Холодный неон за счет своего устройства потребляет меньше энергии, чем обычный. Его можно запитать от низковольтного источника питания. Для создания нужных электрических параметров (напряжения, частоты) в схему встраивают инвертор. В зависимости от модели инверторы могут работать от двенадцативольтовых блоков питания или от пятивольтовых батареек. К батарейкам можно присоединить до трех метров неона. А к блоку питания 12 Вольт – до двадцати метров.

Схема подключения к источнику питания через инвертор.

При монтаже придерживайтесь нехитрых правил:

  1. Провода и лампы не должны соприкасаться с металлом. При необходимости стоит использовать поликарбонатные держатели.
  2. В случае применения двух и более трансформаторов, провода от них разделяют на расстояние свыше 20 см.
  3. Место прохождения проводов сквозь металл помещают в трубу из ПВХ.
  4. Все металлические детали, трансформатор должны иметь заземление.

Сравнение светодиодной ленты с неоном.

Газоразрядные лампы по сравнению со светодиодными лентами имеют несколько преимуществ:

  • мягкость света (светодиодный – очень резкий, контрастный);
  • равномерность (светодиодные источники света светят точками);
  • возможность выгибания неона в любом направлении (светодиодная лента гнется только в одном);
  • малый разогрев или его полное отсутствие.

Однако, светодиодная лента потребляет меньше электричества и дает возможность использовать большее количество цветов. Также она экологически безопасна, тогда как газоразрядные источники света могут содержать пары ртути.

Достоинства и недостатки.

  • низкую потребляемую мощность;
  • низкий разогрев (до 40 градусов);
  • мягкий свет, отсутствие контрастных теней;
  • отсутствие шумов;
  • несложное диммирование;
  • долгий срок службы (80000 часов или 20 лет) нет элементов способных к перегоранию;
  • возможность изготовления ламп разных форм, габаритов.
  • низкая механическая прочность;
  • высокое напряжение для подключения и работы;
  • небольшая яркость свечения – использование для дома только в качестве подсветки;
  • потребность в повышающем трансформаторе;
  • повышенные меры безопасности при подключении и эксплуатации;
  • безопасная утилизация ламп, содержащих пары ртути;
  • высокая цена.

Где используется неоновые лампы

Жидкий неон применяют для охлаждения в криогенных установках ( воздухоразделительная установка) . Ранее неон применялся в промышленности в качестве инертной среды, но был вытеснен более дешёвым аргоном.

Неоновые источники света используются в качестве индикации:

  • Контрольно-индикаторные лампы наличия сетевого напряжения 220 В.
  • Пробники индикаторы. Их используют для обнаружения наличия переменного напряжения на фазных проводниках (проводах) или на корпусе электроприемников. ВНИМАНИЕ! Такие пробники-индикаторы должны быть обязательно подключены последовательно через резистор 1 Мом, чтобы обезопасить человека от поражения электрическим током. Неоновые лампы низкого давления отлично подходят для этой задачи, так как имеют очень маленький ток потребления, следовательно они очень чувствительны.
  • Бализор — сигнальные высоковольтные лампы-маркеры. Неононовый источник света способен разгораться без непосредственного источника электрического тока,а лишь при воздействии на него электромагнитного поля. Примером использования такого свойства неоновых ламп и является лампа Бализор, используемая к качесвтео световой индикации ВЛ.

Разница в простых принципиальных схемах сигнальных неоновых ламп и led-ламп показана ниже

Схема подключения неонового индикатора

Схема подключения светодиодного индикатора

Также неоновые лампы используются в качестве элемента защиты от перенапряжения в цепях телемеханики и сигнализации при условии, что предельно допустимое напряжение ниже порога разгорания лампы, а при бросках напряжения вызывает ее свечение.

Применение декоративного газоразрядного освещения ограничивается фантазией.

В домашних условиях при помощи неона создается акцентирующая подсветка на мебели, зеркале, предметах интерьера. Такая подсветка создает праздничную атмосферу в любой день.

Неоновыми лампами обозначают ступеньки, плинтуса, выключатели.

Неон применяют для украшения баров, кафе, ресторанов. С подсветкой от газоразрядных ламп помещения приобретают уют. Создается мягкая, интимная обстановка.

Читайте также:  Блок питания из компьютерного блока с защитой по току

В квартирах, кафе распространено зонирование при помощи газоразрядных ламп.

На дискотеках неон задает ритм для танцев. Создаются заводные режимы мерцания и мигания.

На улице газоразрядными источниками света оформляются наружная подсветка зданий, памятников, праздничная иллюминация и т.п. Также освещают взлетные полосы в аэропортах.

Чаще всего неон применяют в рекламе. Разнообразные вывески и оформление витрин красиво выглядят в темноте.

Выделяются буквы из неона для уличного и домашнего применения.

Фотостудии с неоновыми лампами позволяет получить красивые фотографии в разноцветном свете. Подобные фотосессии распространены в шоу-бизнесе, индустрии моды.

Как сделать неоновую лампу своими руками.

Сделать полноценную неоновую лампу в домашних условиях вряд ли возможно. Главная трудность заключается в отсутствие в продаже компонентов: инертных газов, люминофора и т.д. Соблюсти технологию производства вне завода проблематично.

Самостоятельно удастся изготовить подобие газоразрядного светильника.

Понадобится подходящие по размеру 2 цветных светодиодов и клеящий стержень от клеевого пистолета. От цвета led зависит свет вашей будущей «лампы». А от длины стержня – длина.

Не забывайте о мерах безопасности при работе с электроприборами!

Схема подключения подобия неоновой лампы.

Итак, для начала при помощи паяльника с тонким жалом сделайте углубление с торца стержня. Туда помещаете светодиод так, чтобы контакты остались снаружи. Отверстие наглухо заделываете клеем. То же самое делаете с другой стороны.

Далее отрицательный контакт первого светодиода при помощи проводка и паяльника соединяете с положительным выводом второго.

Оставшиеся контакты соединяете с источником питания — получаете светящийся прибор. Его свет напоминает неоновый.

Источник



Описание свечения неоновой лампы

Что такое неоновая лампа

Газоразрядная трубка низкого давления, заполненная инертным газом неоном, представляет собой классическую неонку — лампу, производящую равномерный оранжево красный неоновый свет по всей длине. К инертным газам, применяемым в осветительных приборах относят гелий, ксенон, аргон, криптон, но они имеют другие спектры свечения, что позволяет комбинировать их и создавать различные цветовые решения.

Конструкционно неонка ничем не отличается от других газоразрядных ламп, в том числе люминесцентных. Для запуска устройства необходим ток в пределах 0,1-1 миллиампер. Такая чувствительность сделала возможным применение неоновых ламп в индикаторах сетевого напряжения при условии использования понижающего резистора для предохранения от удара электричеством.

В то же время напряжение зажигания, в зависимости от длины, диаметра и газонаполнения колбы может достигать 12 000 вольт. Поэтому запуск и поддержание работы устройства требует наличия в схеме инвертора. Основное применение неоновое освещение нашло в сфере рекламы и развлечений на территории Европы и США. В России эта мода распространилась с опозданием на десять-пятнадцать лет, хотя в промышленных приборах тлеющего разряда и индикации технология использовалась с 50-х годов.

Тестирование светящихся букв, изготовленных для вывески.

Где берут неон

Первая неонка была изготовлена в 1910 году Жоржем Клодом, но для своего изобретения он использовал наработки Мориса Траверса и Уильяма Рамзая — английских химиков, получивших неон путем исключения его из воздуха в качестве побочного продукта. В атмосферном воздухе максимальная концентрация Ne достигает 0,00182%. Это очень мало в масштабах планеты, но достаточно для его добычи в промышленных объемах.

Способ получения неона заключается в сжижении всех тяжелых компонентов воздуха, вследствие чего образуется остаточный несжиженый компонент — гелий-неоновая смесь. Для разделения гелия и неона применяются три способа:

  • адсорбция неона охлажденным активированным углем;
  • вымораживание жидким водородом;
  • двукратная ректификация в конденсаторе-испарителе;
  • холодная ректификация сжатой смеси.

Именно последняя технология позволяет получать газ 99,9% чистоты в промышленных масштабах.

Видео: Неон — самый ИНЕРТНЫЙ газ на ЗЕМЛЕ

Виды неона

Любую светящуюся цветную трубку, иногда изогнутую необходимым образом ошибочно называют неонкой. Однако в классическом виде такая лампа изготавливается из стеклянной колбы, заполненной инертным неоном, с двумя-тремя электродами на концах. Индикаторные лампочки по размеру бывают меньше LED-элемента, а газоразрядные трубки достигают десяти метров в длину и 20 мм в диаметре.

При изготовлении колбы ей придают необходимую форму, нагревая стекло на газовой горелке, заполняют неоном, добавляют несколько капель ртути для яркости свечения. Устройство неустойчиво к механическим воздействиям, а его утилизация требует специальных мер безопасности, связанных с токсичностью паров ртути. Однако простота устройства ограничивает его долговечность только целостностью колбы, составом электродов, а также исправностью пусковых элементов. В классической неонке буквально нечему перегорать, поэтому их корректная работа может продолжаться в беспрерывном режиме до 80 000 часов.

Гибкий

Сложность эксплуатации стеклянных ламп привела к изобретению альтернативных технологий, имитирующих неоновую подсветку. В качестве замены стали популярны светодиодные ленты, вмонтированные в поливинилхлоридные или силиконовые полоски, рассеивающие лучи лампочек таким образом, чтобы свет распределялся равномерно по поверхности полосы. Так называемый гибкий неон:

  • прост в монтаже — устанавливается в специальные крепления или пазы с изгибом в 180° и диаметром изгиба в 10 мм;
  • механически устойчив и герметичен;
  • доступен;
  • экономичен в плане энергопотребления — полоска длинной 50 см запитывается от обычного USB-разъема с напряжением в 3-4 вольта.

Монтаж LED-flex

Холодный

Разновидность гибкого неона, но технологически выполнен по другому принципу. В качестве источника света используется люминофор, которым покрывается гибкий медный провод. Поверх слоя люминофора и прозрачного диэлектрика наматывается тонкая медная проволока по спирали. Вся конструкция имеет прозрачную пластиковую оболочку. Спираль со стержнем работают по принципу магнитной катушки, и именно магнитное поле возбуждает свечение люминофора.

устройства люминофорной нити.

Работа холодного неона возможна при подключении к сети через специальные инверторы, выдающие ток частотой до 6000 Гц. Сама лампа представляет собой гибкий, прочный и герметичный шнур с различным цветом свечения в зависимости от типа люминофора.

Диаметр нити зачастую регулируется производителями лишь толщиной внешней оболочки, внутренняя часть остается неизменной. Поэтому брать толстый шнур есть смысл только в том случае, если это оправдано размером конструкционного паза.

Характерная особенность холодного неона — полное отсутствие нагревания нити во время продолжительной работы. Единственный недостаток технологии в том, что при частых остроугольных перегибах по малому диаметру покрытие из люминофора нарушается с образованием затемненных зон на проводе.

Разнообразие шнуров.

Где используют неоновые лампы, примеры с фото

Изначально свойства неоновых лампочек определили их применение в сфере электротехники в качестве:

  • индикаторов напряжения сети в электроприборах;
  • контрольно-индикаторных устройствах для определения наличия напряжения на проводниках;
  • индикаторов наличия электромагнитных излучений — в приборе Бализор неон светится при воздействии электромагнитного поля;
  • предохранителя в цепях сигнализации.

Неоновые лампы в современности используются, по большей части, в сфере торговли, дизайна и развлечений.

Для рекламных щитов.

Для оформления фасадов

Для зонирования пространства.

В качестве декора интерьера.

Для формирования необходимой атмосферы

В фотостудиях, для получения уникальных фотоэффектов.

В автотюнинге.

В модернизации и апгрейде различных бытовых приборов

Как работает неоновая лампа

В классической газоразрядной неонке используется способность неона выделять фотоны света при обмене молекул газа энергией в разряженной среде под действием электричества. При подключении переменного тока свечение распределяется равномерно по всей колбе. Если ток постоянный, то свечение концентрируется вокруг катода.

Имитация свечи.

Схема подключения

Индикаторные лампочки подключаются через понижающий резистор по следующей схеме.

Для примера, осветительные приборы на LED-элементах требуют более сложной схемы подключения через пускорегулирующий аппарат, как на рисунке ниже.

Описание свечения неоновой лампы

Подключение газоразрядной неонки подразумевает наличие в схеме инвертора соответствующей мощности.

Описание свечения неоновой лампы

Первая схема считается стандартной. Вторая позволяет уменьшить длину проводников, а в случае выхода из строя одной из сторон цепи вторая продолжает работать.

ошибки при подключении.

В зависимости от длины и диаметра газоразрядной трубки, для ее запуска необходим повышающий трансформатор мощностью, представленной в таблице.

Описание свечения неоновой лампы

Подключение электрических светильников к высоковольтным устройствам требует знания электрики и электротехники. При неверном расчете разряд может превратиться в дуговой, с последующим разрывом колбы.

Холодный неон подключается через инвертор к блоку питания на 12 или 24 вольта в зависимости от длины светящегося шнура.

LED-неон подключается аналогично светодиодным лентам, но все соединения производятся посредством коннекторов с последующей герметизацией места стыка, как на видео.

Как получить разный спектр свечения

RGB-ленты при наличии контроллера способны менять цвет, режимы и интенсивность свечения гибкого неона с имитацией гирлянд или стробоскопа. В газоразрядных лампах для получения разных цветов применяют разные инертные газы или их комбинации с цветом стекла колбы. К примеру, для получения зеленого свечения ксенон, светящийся синим цветом закачивают в желтую колбу.

Цвет разных инертных газов.

Преимущества и недостатки

Газоразрядная неонка излучает мягкий, и, если так можно выразиться, более аналоговый свет по сравнению с устройствами другого типа. Среди плюсов этих ламп выделяют:

  • равномерность свечения наряду с возможностью концентрации света на одном из электродов при использовании постоянного тока;
  • долговечность — отсутствие в конструкции расходных элементов;
  • работа малых индикаторных лампочек напрямую от сети 220 В;
  • возможность изготовления колб и катодов различных форм;

Необычная неонка на постоянном токе с катодом

В то же время устройство газоразрядных ламп не лишено недостатков и считается устаревшим по следующим причинам:

  • шум во время работы от повышающего трансформатора;
  • хрупкость стеклянной колбы;
  • сложность утилизации в связи с наличием ядовитых паров ртути внутри конструкции.

Основные отличия от светодиодной ленты

Шнур, работающий по принципу свечения люминофора под воздействием электромагнитного поля так же, как и газоразрядная трубка излучает свет на 360°, но при этом изгибается в любую сторону и потребляет меньше энергии. Гибкая полоса на LED-элементах излучает свет на 180° в одну сторону и изгибается только в одной плоскости. Преимущество гибкой светодиодной ленты, имитирующей неонку, в ее механической устойчивости, простоте эксплуатации и возможности управлять режимом через контроллер.

Преимущество LED-flex в универсальности и многогранности.

Конечно, система RGB-лент ограничена направлением и радиусом изгиба, а также узким вектором свечения, но эти недостатки компенсируются возможностью создания уникальных световых шоу при использовании программируемых контроллеров с разными режимами работы. В то же время светящаяся неоновая нить тоньше (до 2 мм), и это позволяет монтировать ее в узкие стыки и щели, что актуально при автотюнинге и декоративном апгрейде различных устройств.

Тюнинг мотоцикла тонкой неоновой нитью и толстым LED-flex.

Следует добавить, что сейчас возвращается мода на ретро, в том числе и аналоговое, поэтому старые газоразрядные светильники не утрачивают актуальности в сфере дизайна и маркетинга. Цена и сложность в эксплуатации сделали классические неонки предметом выбора для состоятельных покупателей, желающих выделиться своим статусом и хорошим вкусом.

Источник