Descrierea strălucirii unei lămpi de neon
Ce este o lampă cu neon
Un tub de descărcare de joasă presiune umplut cu un gaz neon inert este un neon clasic - o lampă care produce o lumină uniformă de neon portocaliu-roșu pe toată lungimea sa. Gazele inerte utilizate în dispozitivele de iluminat includ heliu, xenon, argon, cripton, dar au spectre de emisie diferite, ceea ce vă permite să le combinați și să creați culori diferite.
Din punct de vedere structural, neonul nu este diferit de alte lămpi cu descărcare în gaz, inclusiv cele fluorescente. Pentru a porni dispozitivul, este necesar un curent în intervalul 0,1-1 miliamperi. Această sensibilitate a făcut posibilă utilizarea lămpilor de neon în indicatoarele tensiunii de la rețea, cu condiția ca o rezistență de reducere să fie utilizată pentru a proteja împotriva șocului electric.
În același timp, tensiunea de aprindere, în funcție de lungimea, diametrul și umplerea balonului cu gaz, poate ajunge la 12.000 de volți.Prin urmare, pornirea și menținerea funcționării dispozitivului necesită prezența unui invertor în circuit. Principala aplicație a iluminatului cu neon s-a găsit în domeniul reclamei și al divertismentului în Europa și Statele Unite. În Rusia, această modă s-a răspândit cu o întârziere de zece până la cincisprezece ani, deși tehnologia a fost folosită în dispozitivele industriale de descărcare luminoasă și de indicare încă din anii 50.
De unde iei neon
Primul neon a fost realizat în 1910 de Georges Claude, dar pentru invenția sa a folosit lucrările lui Maurice Travers și William Ramsay, chimiști englezi care au obținut neon prin îndepărtarea lui din aer ca produs secundar. În aerul atmosferic, concentrația maximă de Ne atinge 0,00182%. Acesta este foarte mic la scară planetară, dar suficient pentru producția sa la scară industrială.
Modul de obținere a neonului este de a lichefia toate componentele grele ale aerului, rezultând formarea unei componente reziduale nelichefiate - amestecul heliu-neon. Sunt utilizate trei metode pentru a separa heliul și neonul:
- adsorbția neonului prin cărbune activ răcit;
- congelare cu hidrogen lichid;
- dubla rectificare in condensator-evaporator;
- distilarea la rece a amestecului comprimat.
Este cea mai recentă tehnologie care face posibilă obținerea unui gaz cu o puritate de 99,9% la scară industrială.
Video: Neonul este cel mai INERTE gaz de pe Pământ
Tipuri de neon
Orice tub luminos colorat, uneori curbat în modul necesar, este numit în mod eronat neon. Cu toate acestea, în forma sa clasică, o astfel de lampă este realizată dintr-un bec de sticlă umplut cu neon inert, cu doi sau trei electrozi la capete.Lămpile indicatoare sunt mai mici decât elementul LED, iar tuburile cu descărcare în gaz ajung la zece metri lungime și 20 mm în diametru.
La fabricarea balonului, i se dă forma necesară prin încălzirea sticlei pe un arzător cu gaz, umplut cu neon, și se adaugă câteva picături de mercur pentru a lumina strălucirea. Aparatul este instabil la solicitarea mecanică, iar eliminarea lui necesită măsuri speciale de siguranță legate de toxicitatea vaporilor de mercur. Cu toate acestea, simplitatea dispozitivului limitează durabilitatea acestuia doar la integritatea becului, compoziția electrozilor și funcționalitatea elementelor de pornire. În neonul clasic, nu există practic nimic de consumat, astfel încât funcționarea lor corectă poate continua continuu până la 80.000 de ore.
Flexibil
Complexitatea funcționării lămpilor din sticlă a condus la inventarea unor tehnologii alternative care imită iluminarea cu neon. Ca înlocuitor, au devenit populare benzile LED, montate în benzi PVC sau silicon, care împrăștie fasciculele becurilor astfel încât lumina să fie distribuită uniform pe suprafața benzii. Așa-numitul neon flexibil:
- ușor de montat - se instalează în elemente de fixare sau caneluri speciale cu o îndoire de 180 ° și un diametru de îndoire de 10 mm;
- stabil mecanic și etanș;
- disponibil;
- economic din punct de vedere al consumului de energie - o bandă de 50 cm lungime este alimentată de un conector USB convențional cu o tensiune de 3-4 volți.
Rece
Un fel de neon flexibil, dar realizat tehnologic după un alt principiu. Un fosfor este folosit ca sursă de lumină, care acoperă un fir flexibil de cupru.Un fir subțire de cupru este înfășurat în spirală peste un strat de fosfor și un dielectric transparent. Întreaga structură are o carcasă din plastic transparent. O spirală cu o tijă funcționează pe principiul unei bobine magnetice, iar câmpul magnetic este cel care excită strălucirea fosforului.
Funcționarea neonului rece este posibilă atunci când este conectat la rețea prin invertoare speciale care produc curent cu o frecvență de până la 6000 Hz. Lampa în sine este un cablu flexibil, durabil și etanș, cu o culoare strălucitoare diferită, în funcție de tipul de fosfor.
Diametrul firului este adesea reglementat de producători numai de grosimea carcasei exterioare, partea interioară rămâne neschimbată. Prin urmare, este logic să luați un cablu gros numai dacă este justificat de dimensiunea canelurii structurale.
O trăsătură caracteristică a neonului rece este absența completă a încălzirii filamentului în timpul funcționării prelungite. Singurul dezavantaj al tehnologiei este că, cu îndoiri frecvente cu unghiuri ascuțite de-a lungul unui diametru mic, stratul de fosfor este rupt odată cu formarea de zone întunecate pe fir.
Unde se folosesc lămpi cu neon, exemple cu fotografii
Inițial, proprietățile becurilor de neon au determinat utilizarea lor în domeniul ingineriei electrice ca:
- indicatoare de tensiune de rețea în aparate electrice;
- dispozitive de control și indicator pentru determinarea prezenței tensiunii pe conductori;
- indicatori ai prezenței radiațiilor electromagnetice - în dispozitivul Balizor, neonul strălucește atunci când este expus la un câmp electromagnetic;
- siguranța în circuitele de alarmă.
Lămpile cu neon în vremurile moderne sunt folosite, în cea mai mare parte, în domeniul comerțului, designului și divertismentului.
Cum funcționează o lampă cu neon
Neonul clasic cu descărcare în gaz folosește capacitatea neonului de a emite fotoni de lumină atunci când moleculele de gaz schimbă energie într-un mediu rarefiat sub acțiunea electricității. Când AC este conectat, strălucirea este distribuită uniform în tot becul. Dacă curentul este constant, atunci strălucirea este concentrată în jurul catodului.
Schema de conexiuni
Indicatoarele luminoase sunt conectate printr-un rezistor descendente conform următoarei scheme.
De exemplu, dispozitivele de iluminat bazate pe elemente LED necesită o schemă de conectare mai complexă printr-un balast, ca în figura de mai jos.
Conectarea unui neon cu descărcare în gaz implică prezența unei puteri adecvate în circuitul invertorului.
Prima schemă este considerată standard. Al doilea vă permite să reduceți lungimea conductorilor, iar în cazul defectării uneia dintre părțile circuitului, al doilea continuă să funcționeze.
În funcție de lungimea și diametrul tubului de descărcare în gaz, pentru pornirea acestuia este necesar un transformator cu puterea indicată în tabel.
Conectarea corpurilor electrice la dispozitive de înaltă tensiune necesită cunoștințe de inginerie electrică și electrică. Cu un calcul incorect, descărcarea se poate transforma într-un arc, urmat de o ruptură a becului.
Neonul rece este conectat printr-un invertor la o sursă de alimentare de 12 sau 24 volți, în funcție de lungimea cablului luminos.
Neonul LED este conectat la fel ca benzile LED, dar toate conexiunile se fac prin conectori, urmate de sigilarea joncțiunii, ca în videoclip.
Cum să obțineți un spectru diferit de strălucire
Panglicile RGB în prezența unui controler sunt capabile să schimbe culoarea, modurile și intensitatea strălucirii neonului flexibil cu o imitație de ghirlande sau o lumină stroboscopică. În lămpile cu descărcare în gaz se folosesc diferite gaze inerte sau combinațiile lor cu culoarea sticlei becului pentru a obține culori diferite. De exemplu, pentru a obține o strălucire verde, xenonul care strălucește în albastru este pompat într-un balon galben.
Avantaje și dezavantaje
Neonul de descărcare emite lumină moale și, dacă pot să spun așa, mai multă analogă în comparație cu alte tipuri de dispozitive. Printre avantajele acestor lămpi se numără:
- uniformitatea strălucirii împreună cu posibilitatea de a concentra lumina pe unul dintre electrozi atunci când se utilizează curent continuu;
- durabilitate - absența consumabilelor în proiectare;
- funcționarea lămpilor indicatoare mici direct din rețeaua de 220 V;
- posibilitatea de fabricare a baloanelor și catozilor de diferite forme;
În același timp, dispozitivul lămpilor cu descărcare în gaz nu este lipsit de dezavantaje și este considerat învechit din următoarele motive:
- zgomot în timpul funcționării de la un transformator de creștere;
- fragilitatea unui balon de sticlă;
- complexitatea reciclării datorită prezenței vaporilor toxici de mercur în interiorul structurii.
Principalele diferențe față de banda LED
Cablul, care funcționează pe principiul strălucirii fosforului sub influența unui câmp electromagnetic, emite lumină la 360 ° la fel ca un tub cu descărcare în gaz, dar în același timp se îndoaie în orice direcție și consumă mai puțină energie. Banda flexibilă pe elementele LED emite lumină la 180° într-o direcție și se îndoaie doar într-un singur plan. Avantajul unei benzi LED flexibile care imit neonul este stabilitatea sa mecanică, ușurința în operare și capacitatea de a controla modul prin intermediul controlerului.
Desigur, sistemul de bandă RGB este limitat de direcția și raza îndoirii, precum și de un vector de strălucire îngust, dar aceste neajunsuri sunt compensate de capacitatea de a crea spectacole de lumină unice atunci când se utilizează controlere programabile cu diferite moduri de operare. În același timp, firul luminos de neon este mai subțire (până la 2 mm), iar acest lucru vă permite să îl montați în rosturi înguste și crăpături, ceea ce este important pentru autotuning și upgrade decorative ale diferitelor dispozitive.
De adăugat că acum revine moda retro, inclusiv analogică, astfel că vechile lămpi cu descărcare nu-și pierd din relevanță în domeniul designului și al marketingului. Prețul și dificultatea de funcționare au făcut din clasicul neon o alegere pentru cumpărătorii înstăriți care doresc să iasă în evidență prin statutul și bunul gust.