Gsadryer.ru

Промышленное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает неоновая лампа? Ее устройство, характеристики и принцип действия

Как работает неоновая лампа? Ее устройство, характеристики и принцип действия

Неоновые лампы — яркие, разноцветные, надежные и долговечные — прочно заняли свое место во многих областях освещения. Волшебный неоновый свет принес им огромную популярность. Светящиеся знаки, эффектные рекламные вывески, декоративная и архитектурная подсветка… Неоновые огни можно встретить даже на взлетно-посадочных полосах аэродромов. Так как же работает неоновая лампа и как удается получить такое многообразие цветов излучаемого ей света?

Неоновое освещение в Лас-Вегасе

Принцип работы

По принципу работы осветительные приборы схожи с газоразрядными, но все же имеются некоторые отличия. Атомы неона, находящегося в стеклянной трубке, покрыты электронной оболочкой, за счет чего не контактируют с остальными. Чтобы оторвался хотя бы один электрон, требуется мощная энергия напряжением от 15000 В.

Каждый конец стеклянной трубки оснащен электродами. Неоновые светильники имеют важную особенность — они могут работать от источников и переменного, и постоянного тока. Но в последнем случае свечение появится только в месте расположения электродов.

Кратко опишем принцип работы такого светильника:

  1. Электрический ток, воздействуя на атомы неона, заставляет их терять собственные электроны. Последние превращаются в положительно заряженные частицы.
  2. После они скапливаются около отрицательного электрода, расположенного на одном из концов трубки.
  3. Оставшиеся свободные электроны стремятся к положительному электроду.
  4. В результате этих действий образуется свечение. Причем его яркость не хуже светодиодного освещения.

Как образуется свет

Неоновый свет, который так нравится своим внешним видом, образуется в результате специальных направленных процессов, происходящих внутри лампы. Атомы, которые находятся внутри трубки, пребывают в постоянном движении, из-за чего они сталкиваются друг с другом. В результате такого столкновения они передают друг другу энергию с выделением тепла, т.е. происходит их возбуждение, повышая тем самым энергетический уровень. При испускании тепла электрод может опускаться на более низкий порог. Лишняя энергия испускается в пространство трубки в виде фотона (частица света). В результате чего и образуется неоновый свет.
Стоит отметить, что неоновая лампа может светиться различными цветами.

Читайте так же:
Управление одной лампой тремя выключателями

Варианты цветов

Варианты цвета ламп

Неоновый свет зависит от того, насколько переданная энергия возбуждения будет отличаться от первоначальной. Этот параметр, как и энергетический уровень электрона, обладает определенным интервалом. В результате получается, что каждый возбудившейся электрон имеет свою, присущую только ему, длину волны света. Это означает, что неновый свет дает уникальной свечение. Если светильники заполнены неоном, то они будут давать красновато-оранжевый неоновый свет.
Но такая подсветка (хоть квартиры, хоть целых зданий) на сегодняшний день представлена невообразимым разнообразием цветов. Чтобы получить другой неоновый свет, существует два метода:

  • неоновая лампа должна содержать другой газ. Чтобы подсветка имела другой неоновой свет, используются даже газовые смеси. Такая подсветка может применяться как внутри дома (аналог — светодиодная лента), так и для зданий снаружи;

Обратите внимание! Каждый газ имеет свое свечение. К примеру, гелий светится розовым, аргон – синим, криптон – зеленым. При их смешивании в различных пропорциях получаются промежуточные цвета и разный неоновый свет.

  • второй способ предполагает нанесение на стекло трубки лампы люминофоров (различных химических веществ). Такая неоновая лампа будет давать различный цвет из-за воздействия энергии плазмы на люминофоры.

Несмотря на то, что прямые конкуренты — люминесцентные светильники сегодня довольно популярны, неоновые модели продолжает удерживать свои позиции на рынке источников света.

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.

Читайте так же:
Схема две лампочки два выключателя две розетки

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

Достоинства и недостатки

Как и любые источники света, неоновые лампы имеют свои достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести следующие:

  1. Исключительно малая потребляемая мощность (в среднем 8-10 Вт/м).
  2. Низкая рабочая температура (не более 40 градусов по Цельсию).
  3. Мягкое равномерное свечение, приятное для глаза.
  4. Легко диммируется.
  5. Относительно богатый выбор цветов.
  6. Большой (до 15 лет) срок эксплуатации.
  7. Может иметь любую конфигурацию и длину (определяется производителем и заказчиком).

Что касается недостатков, то они следующие:

  1. Низкая ударопрочность (стекло).
  2. Малая светоотдача (до 60 лм/Вт, зависит от цвета и газонаполнения).
  3. Высокое напряжение питания, требующее принятия специальных мер при монтаже.
  4. Необходимость в дополнительном оборудовании (высоковольтный трансформатор).
  5. Содержат ртуть, требуют утилизации (кроме безртутных вариантов, которых немного).
  6. Относительно высокая стоимость, особенно на заказ.

Конструкция и принцип действия

Внешне лампа напоминает обычный люминесцентный прибор – это стеклянная трубка, но наполненная не аргоном с капелькой ртути, а неоном или другим инертным газом. Выбор газа как раз и влияет на цвет свечения, а процесс его закачивания в трубку происходит под низким давлением.

Форма трубки является наиболее удобной конструкцией, работающей по следующей схеме. С двух сторон присоединяются электроды, на которые затем подается напряжение. Под воздействием напряжения атомы газа расстаются с минусовыми электродами и приобретают положительный заряд.

Положительно заряженные атомы движутся к минусовому полюсу-электроду, а отрицательно заряженные электроны к плюсовому. Заряженные атомы газа и отделившиеся от них электроны называются плазмой, они-то и формируют электрическую цепь неоновой трубки.

Наполненная газом трубка

Если внимательно присмотреться к разным типам неоновых лампочек, то можно заметить разницу: одни из них имеют ровное, спокойное свечение, другие светят максимально ярко. Во втором случае вместе с инертным газом внутрь трубки помещают пары ртути. Под воздействием электротока они начинают выделять ультрафиолет – отсюда и необычное, «волшебное» освещение.

Читайте так же:
Светодиодные лампочка подключение с розеткой

Лампы, наполненные инертным газом, одинаково хорошо функционируют от переменного и постоянного тока. Однако второй вариант будет выглядеть неполноценно, так как область освещения сконцентрируется вокруг одного электрода. По этой причине для подключения приборов используют именно переменный ток, при этом значение напряжение должно быть большим – до 15 000 В.

Варианты свечения газоразрядных ламп

Чтобы увеличить стандартное напряжение до необходимого значения, применяют трансформатор. Опытным путем проверено, что напряжение менее 1000 В не вызывает разряда внутри трубки, следовательно, она не будет светиться.

Обязательный этап изготовления неоновых светильников – продолжительное тестирование. Для этого устройства подключают к напряжению на 12 или более часов, после чего выявляют недостатки. За этот период ртутные пары смешиваются с газом и равномерно распределяются внутри трубки, а напряжение стабилизируется.

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.

Читайте так же:
Экономная лампа мигает при выключенном выключателе

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.

Читайте так же:
Подключение двух ламп проходными выключателями

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

Установка и подключение

Монтаж неоновых осветительных приборов крайне прост. Он заключается в установке на выбранной поверхности держателей для ламп, куда затем фиксируются сами лампочки.

Подключаются такие устройства к сети посредством резистора, который выполняет функцию ограничения тока. Также данный прибор не допускает преобразования тлеющего разряда в дуговой. Как правило, такой резистор уже встроен в цоколь, и светильник включается сразу в сеть. Именно за счет простой установки и подключения лампа тлеющего разряда пользуется большой популярностью.

правильное подключение газоразрядной лампы

Осуществляя монтаж неоновых источников света, следует соблюдать определенные требования. Прежде всего, запрещена установка конвертера на металлические поверхности. В данном случае необходимо использовать специальную прокладку толщиной не меньше 1 см, которая помещается между корпусом устройства и поверхностью. Дистанция от ламп до поверхности не должна быть меньше 4 см.

При прокладывании кабеля следует использовать дистанционные держатели, обеспечивающие отдаленность не меньше 3 см от металлической поверхности. Если неоновый светильник устанавливается на улице, следует позаботиться о дополнительной защите кабеля посредством использования пластиковых гофрошлангов.

Светильники с неоном способны создать в вашем доме как романтическую, так и праздничную обстановку. А если вы хотите обустроить пространство возле дома, следует обратить внимание на неоновые ленты. Они не только обеспечат яркое и эффектное освещение, но и прослужат вам долгие годы, при этом не нуждаясь в специальном обслуживании.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector