Beskrivning av ljuset från en neonlampa
Vad är en neonlampa
Ett lågtrycksurladdningsrör fyllt med en inert neongas är en klassisk neon - en lampa som producerar ett enhetligt orangerött neonljus längs hela sin längd. De inerta gaserna som används i belysningsanordningar inkluderar helium, xenon, argon, krypton, men de har olika emissionsspektra, vilket gör att du kan kombinera dem och skapa olika färger.
Strukturellt skiljer sig neon inte från andra gasurladdningslampor, inklusive lysrör. För att starta enheten krävs en ström i intervallet 0,1-1 milliampere. Denna känslighet gjorde det möjligt att använda neonlampor i indikatorer för nätspänning, förutsatt att ett nedtrappningsmotstånd användes för att skydda mot elektriska stötar.
Samtidigt kan tändspänningen, beroende på kolvens längd, diameter och gasfyllning, nå 12 000 volt.Därför kräver start och underhåll av enhetens drift närvaron av en växelriktare i kretsen. Den huvudsakliga tillämpningen av neonbelysning har hittats inom området reklam och underhållning i Europa och USA. I Ryssland spreds detta mode med en fördröjning på tio till femton år, även om tekniken har använts i industriella glödurladdningar och indikeringsanordningar sedan 50-talet.
Var får man tag i neon
Det första neonet gjordes 1910 av Georges Claude, men för sin uppfinning använde han verk av Maurice Travers och William Ramsay, engelska kemister som fick neon genom att ta bort det från luften som en biprodukt. I atmosfärisk luft når den maximala koncentrationen av Ne 0,00182%. Detta är mycket litet i planetarisk skala, men tillräckligt för produktion i industriell skala.
Sättet att erhålla neon är att göra alla tunga komponenter i luften flytande, vilket resulterar i bildandet av en kvarvarande icke-flytande komponent - helium-neonblandningen. Tre metoder används för att separera helium och neon:
- adsorption av neon genom kylt aktivt kol;
- frysning med flytande väte;
- dubbel likriktning i kondensor-förångaren;
- kall destillation av den komprimerade blandningen.
Det är den senaste tekniken som gör det möjligt att erhålla gas med 99,9 % renhet i industriell skala.
Video: Neon är den mest INERTE gasen på JORDEN
Typer av neon
Varje lysande färgat rör, ibland krökt på det nödvändiga sättet, kallas felaktigt neon. Men i sin klassiska form är en sådan lampa gjord av en glasglödlampa fylld med inert neon, med två eller tre elektroder i ändarna.Indikatorlampor är mindre än LED-elementet, och gasurladdningsrör når tio meter långa och 20 mm i diameter.
Vid tillverkningen av kolven får den den nödvändiga formen genom att värma upp glaset på en gasbrännare, fylld med neon, och några droppar kvicksilver tillsätts för att lysa upp glöden. Enheten är instabil mot mekanisk påfrestning, och dess bortskaffande kräver speciella säkerhetsåtgärder relaterade till toxiciteten hos kvicksilverånga. Anordningens enkelhet begränsar emellertid dess hållbarhet endast till glödlampans integritet, elektrodernas sammansättning och startelementens användbarhet. I klassisk neon finns det bokstavligen ingenting att bränna ut, så deras korrekta drift kan fortsätta kontinuerligt upp till 80 000 timmar.
Flexibel
Komplexiteten i att driva glaslampor har lett till uppfinningen av alternativa tekniker som efterliknar neonbelysning. Som ersättning har LED-remsor blivit populära, monterade i PVC- eller silikonremsor, som sprider glödlampornas strålar så att ljuset fördelas jämnt över listens yta. Det så kallade flexibla neonet:
- lätt att montera - den är installerad i speciella fästelement eller spår med en böjning på 180 ° och en böjdiameter på 10 mm;
- mekaniskt stabil och tät;
- tillgängligt;
- ekonomisk när det gäller strömförbrukning - en 50 cm lång remsa drivs av en konventionell USB-kontakt med en spänning på 3-4 volt.
Kall
En sorts flexibel neon, men tekniskt tillverkad enligt en annan princip. En fosfor används som ljuskälla, som täcker en flexibel koppartråd.En tunn koppartråd lindas i en spiral över ett skikt av fosfor och ett transparent dielektrikum. Hela strukturen har ett transparent plastskal. En spiral med en stav fungerar på principen om en magnetisk spole, och det är magnetfältet som exciterar lyset från fosforn.
Driften av kall neon är möjlig när den är ansluten till nätverket genom speciella växelriktare som producerar ström med en frekvens på upp till 6000 Hz. Själva lampan är en flexibel, slitstark och förseglad sladd med olika glödfärg beroende på typen av fosfor.
Trådens diameter regleras ofta av tillverkare endast av tjockleken på det yttre skalet, den inre delen förblir oförändrad. Därför är det vettigt att ta en tjock sladd endast om det är motiverat av storleken på det strukturella spåret.
En karakteristisk egenskap hos kall neon är den fullständiga frånvaron av uppvärmning av filamentet under långvarig drift. Den enda nackdelen med tekniken är att med frekventa skarpvinklade böjar längs en liten diameter, bryts fosforbeläggningen med bildandet av mörka zoner på tråden.
Där neonlampor används, exempel med foton
Inledningsvis bestämde egenskaperna hos neonlampor deras användning inom elektroteknik som:
- nätspänningsindikatorer i elektriska apparater;
- kontroll- och indikatoranordningar för att bestämma närvaron av spänning på ledarna;
- indikatorer på närvaron av elektromagnetisk strålning - i Balizor-enheten lyser neon när den utsätts för ett elektromagnetiskt fält;
- säkring i larmkretsarna.
Neonlampor i modern tid används för det mesta inom handel, design och underhållning.
Hur en neonlampa fungerar
Det klassiska gasurladdningsneonet använder neonets förmåga att sända ut fotoner av ljus när gasmolekyler utbyter energi i ett förtärt medium under inverkan av elektricitet. När AC är ansluten fördelas glöden jämnt över hela glödlampan. Om strömmen är konstant koncentreras glöden runt katoden.
Kopplingsschema
Indikatorlampor är anslutna via ett nedstegsmotstånd enligt följande schema.
Till exempel kräver belysningsenheter baserade på LED-element ett mer komplext anslutningsschema genom en ballast, som i figuren nedan.
Anslutning av en gasurladdningsneon innebär närvaron av en lämplig effekt i växelriktarkretsen.
Det första systemet anses vara standard. Den andra låter dig minska ledarnas längd, och i händelse av fel på en av sidorna av kretsen fortsätter den andra att fungera.
Beroende på längden och diametern på gasurladdningsröret krävs en step-up transformator med den effekt som visas i tabellen för att starta den.
Att ansluta elektriska armaturer till högspänningsanordningar kräver kunskap om el- och elektroteknik. Med en felaktig beräkning kan urladdningen förvandlas till en båge, följt av en bristning av glödlampan.
Kall neon ansluts via en växelriktare till en 12 eller 24 volts strömkälla, beroende på längden på den lysande sladden.
LED neon ansluts på samma sätt som LED-remsor, men alla anslutningar görs genom kontakter, följt av tätning av korsningen, som i videon.
Hur man får ett annat spektrum av glöd
RGB-band i närvaro av en kontroller kan ändra färg, lägen och intensiteten i glöden av flexibel neon med en imitation av girlander eller ett stroboskopljus. I gasurladdningslampor används olika inerta gaser eller deras kombinationer med färgen på lampglaset för att få olika färger. Till exempel, för att få ett grönt sken, pumpas xenon som lyser i blått i en gul kolv.
Fördelar och nackdelar
Urladdningsneon avger mjukt och, om jag får säga det, mer analogt ljus jämfört med andra typer av enheter. Bland fördelarna med dessa lampor är:
- likformigheten i glöden tillsammans med möjligheten att koncentrera ljuset på en av elektroderna vid användning av likström;
- hållbarhet - frånvaron av förbrukningsvaror i designen;
- drift av små indikatorlampor direkt från 220 V-nätverket;
- möjligheten att tillverka kolvar och katoder av olika former;
Samtidigt är enheten med gasurladdningslampor inte utan nackdelar och anses föråldrad av följande skäl:
- brus under drift från en step-up transformator;
- bräcklighet av en glaskolv;
- komplexiteten i återvinning på grund av närvaron av giftig kvicksilverånga inuti strukturen.
De viktigaste skillnaderna från LED-remsan
Sladden, som fungerar enligt principen om fosforglöd under påverkan av ett elektromagnetiskt fält, avger ljus 360 ° precis som ett gasurladdningsrör, men samtidigt böjer den i vilken riktning som helst och förbrukar mindre energi. Den flexibla remsan på LED-element avger ljus 180° i en riktning och böjer sig endast i ett plan. Fördelen med en flexibel LED-remsa som imiterar neon är dess mekaniska stabilitet, användarvänlighet och möjligheten att styra läget genom kontrollenheten.
Naturligtvis begränsas RGB-bandsystemet av böjens riktning och radie, samt en smal glödvektor, men dessa brister kompenseras av möjligheten att skapa unika ljusshower när man använder programmerbara kontroller med olika driftlägen. Samtidigt är den lysande neontråden tunnare (upp till 2 mm), och detta gör att du kan montera den i smala skarvar och springor, vilket är viktigt för automatisk justering och dekorativa uppgraderingar av olika enheter.
Det bör tilläggas att nu återvänder modet för retro, inklusive analog, så de gamla urladdningslamporna förlorar inte sin relevans inom design och marknadsföring. Priset och svårigheten att använda gjorde den klassiska neon till ett val för rika köpare som vill sticka ut med sin status och goda smak.