Descrierea strălucirii unui bec de neon
Ce este o lampă cu neon
Un tub de descărcare la joasă presiune umplut cu neon, un gaz inert, este tubul clasic de neon, o lampă care produce o lumină de neon roșie-portocalie uniformă pe toată lungimea sa. Gazele inerte utilizate în dispozitivele de iluminat includ heliu, xenon, argon și kripton, dar acestea au spectre de strălucire diferite, ceea ce permite combinarea lor și crearea de culori diferite.
Neonul nu este diferit din punct de vedere structural de alte lămpi cu descărcare, inclusiv de lămpile fluorescente. Este necesar un curent de 0,1-1 miliamperi pentru a porni dispozitivul. Această sensibilitate a făcut posibilă utilizarea lămpilor cu neon în indicatoarele de tensiune de rețea, cu condiția să se utilizeze o rezistență de reducere a tensiunii pentru a se proteja împotriva electrocutării.
În același timp, tensiunea de aprindere, în funcție de lungimea, diametrul și umplerea cu gaz a becului, poate ajunge la 12.000 de volți. Prin urmare, pornirea și întreținerea unității necesită un invertor în circuit. Principala utilizare a iluminatului cu neon este în publicitate și divertisment în Europa și în SUA. În Rusia, această modă s-a răspândit cu o întârziere de zece până la cincisprezece ani, deși în dispozitivele industriale, tehnologia de descărcare și de indicare a incandescenței a fost utilizată încă din anii '50.
De unde provine neonul
Primul neon a fost realizat în 1910 de Georges Claude, dar pentru invenția sa s-a folosit de lucrările lui Maurice Travers și William Ramsay, chimiști britanici care au obținut neon prin eliminarea acestuia din aer ca produs secundar. În aerul atmosferic, concentrația maximă de Ne ajunge la 0,00182%. Această cantitate este foarte mică la scară globală, dar suficientă pentru a o extrage la scară industrială.
Metoda de producere a neonului constă în lichefierea tuturor componentelor grele din aer, rezultând o componentă reziduală nelichidată, amestecul heliu-neon. Pentru a separa heliul și neonul se folosesc trei metode:
- Adsorbția neonului de către cărbunele activ răcit;
- înghețarea cu hidrogen lichid;
- dublă distilare într-un condensator evaporator;
- rectificarea la rece a amestecului comprimat.
Această ultimă tehnologie este cea care produce gaz cu o puritate de 99,9% la scară industrială.
Video: Neon - cel mai INERT gaz de pe pământ
Tipuri de neon
Orice tub luminos colorat, uneori îndoit în mod corespunzător, este numit în mod eronat neon. Totuși, în forma sa clasică, o astfel de lampă este alcătuită 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 de descărcare au o lungime de până la zece metri și un diametru de 20 mm.
Becul este modelat prin încălzirea sticlei pe o torță cu gaz, umplută cu neon și cu câteva picături de mercur adăugate pentru a da mai multă strălucire. Dispozitivul este instabil din punct de vedere mecanic, iar eliminarea acestuia necesită măsuri speciale de siguranță din cauza toxicității vaporilor de mercur. Cu toate acestea, simplitatea dispozitivului își limitează longevitatea la integritatea becului, la compoziția electrozilor și la capacitatea de întreținere a elementelor de declanșare. Nu există nimic care să se ardă la un neon clasic, astfel încât acestea pot dura până la 80.000 de ore în funcționare continuă.
Flexibil .
Dificultatea funcționării becurilor de sticlă a dus la inventarea unor tehnologii alternative care imită iluminatul cu neon. Ca înlocuitor, au devenit populare benzile cu LED-uri încorporate în benzi de PVC sau silicon, care împrăștie fasciculele becurilor astfel încât lumina să fie distribuită uniform pe suprafața benzii. Așa-numitul neon flexibil:
- ușor de montat - montat în dispozitive de fixare speciale sau în caneluri cu o curbură de 180° și un diametru de îndoire de 10 mm;
- stabilă din punct de vedere mecanic și etanșă;
- accesibile;
- consum redus de energie - banda de 50 cm este alimentată prin intermediul unei conexiuni USB standard de 3 până la 4 volți.
Rece
O varietate de neoane flexibile, dar executate din punct de vedere tehnologic într-un mod diferit. Ca sursă de lumină, se folosește un fosfor, cu care este acoperit un fir de cupru flexibil. Peste un strat de fosfor și un dielectric transparent, un fir subțire de cupru este înfășurat în spirală. Întreaga construcție are un înveliș din plastic transparent. Bobina cu tijă funcționează pe principiul unei bobine magnetice, iar câmpul magnetic este cel care excită luminescența fosforului.
Funcționarea cu neon rece este posibilă atunci când este conectat la rețeaua electrică prin intermediul unor invertoare speciale care produc curent la frecvențe de până la 6000 Hz. Lampa în sine este un cablu flexibil, robust și sigilat, cu culori diferite în funcție de tipul de fosfor.
Diametrul cablului este adesea reglementat de către producători numai prin grosimea învelișului exterior, partea interioară rămâne neschimbată. Prin urmare, are sens să se ia un cablu mai gros doar dacă acest lucru este justificat de dimensiunea fantei de construcție.
O trăsătură caracteristică a neonului rece este absența completă a încălzirii filamentului în timpul funcționării continue. Singurul dezavantaj al tehnologiei este că, în cazul curbelor ascuțite frecvente, în cazul în care se rupe stratul de fosfor cu diametrul mic, se formează zone întunecate pe sârmă.
În cazul în care pentru a utiliza lumini de neon, exemple cu fotografii
Proprietățile luminilor cu neon au determinat inițial utilizarea lor în domeniul ingineriei electrice ca:
- indicatori de tensiune de rețea în aparatele electrice;
- dispozitive de control și indicatoare pentru a detecta prezența tensiunii pe conductoare;
- indicatori de radiații electromagnetice - în Balizor, neonii luminează atunci când sunt expuși la un câmp electromagnetic;
- o siguranță în circuitele de semnalizare.
Lămpile cu neon sunt utilizate în prezent în principal în sectoarele comercial, de design și de divertisment.
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 fac schimb de energie într-un mediu descărcat sub influența electricității. Atunci când este conectat un curent alternativ, strălucirea este distribuită uniform pe tot corpul becului. Dacă curentul este direct, strălucirea este concentrată în jurul catodului.
Schema de cablare
Lămpile indicatoare sunt conectate prin intermediul unei rezistențe coborâtoare, conform următoarei scheme de conectare.
De exemplu, corpurile de iluminat cu elemente LED necesită o conexiune mai complexă prin intermediul unui balast, așa cum se arată în ilustrația de mai jos.
Conectarea unui neon cu descărcare în gaz presupune un invertor de putere adecvat în circuit.
Primul circuit este considerat standard. Cel de-al doilea reduce lungimea conductorilor și, dacă o parte a circuitului cedează, cea de-a doua continuă să funcționeze.
În funcție de lungimea și diametrul tubului de descărcare, este necesar un transformator de ridicare a puterii cu capacitatea indicată în tabel.
Conectarea corpurilor de iluminat electrice la dispozitivele de înaltă tensiune necesită cunoștințe de electricitate și de inginerie electrică. În cazul în care calculul este incorect, descărcarea se poate transforma într-un arc electric, cu consecința spargerii becului.
Neonul rece este conectat prin intermediul unui invertor la o sursă de alimentare de 12 sau 24 de volți, în funcție de lungimea cablului incandescent.
Neonul LED este conectat într-un mod similar cu benzile LED, dar toate conexiunile se fac prin conectori, urmate de sigilarea joncțiunii, ca în videoclip.
Cum să obțineți un spectru diferit de lumină
Neonii RGB cu un controler sunt capabili să schimbe culoarea, modul și intensitatea de iluminare a neonului flexibil cu o simulare de lumini sau lumini stroboscopice. La lămpile cu descărcare, pentru a produce diferite culori se utilizează diferite gaze nobile sau combinații de gaze cu culoarea becului de sticlă. De exemplu, un xenon albastru este pompat într-un bec galben pentru a produce o strălucire verde.
Avantaje și dezavantaje
Neonul cu descărcare în gaz emite o lumină mai blândă și, dacă îmi permiteți să spun așa, mai analogică în comparație cu alte tipuri de dispozitive. Avantajele acestor lămpi includ:
- uniformitatea luminescenței, împreună cu capacitatea de a concentra lumina pe unul dintre electrozi atunci când se utilizează curent continuu;
- durabilitate - nu există elemente consumabile în construcție;
- Funcționarea lămpilor indicatoare mici direct de la rețeaua de 220 V;
- Posibilitatea de a fabrica diferite forme de becuri și catozi;
În același timp, designul lămpilor de descărcare nu este lipsit de dezavantaje și este considerat depășit din următoarele motive:
- zgomot în timpul funcționării de la transformatorul de ridicare a tensiunii;
- Fragilitatea becului de sticlă;
- dificil de eliminat din cauza prezenței vaporilor de mercur otrăvitori în interiorul construcției.
Principalele diferențe față de banda cu LED-uri
Cablul, care funcționează pe principiul strălucirii fosforului sub influența câmpului electromagnetic în același mod ca și tubul de descărcare, emite lumină la 360 °, dar se îndoaie în toate direcțiile și consumă mai puțină energie. Banda LED flexibilă radiază lumina la 180° într-o parte și se îndoaie doar într-un singur plan. Avantajul unei benzi LED flexibile care simulează un neon este stabilitatea mecanică, ușurința de utilizare și posibilitatea de a controla modul prin intermediul unui controler.
Desigur, sistemul RGB este limitat de direcția și raza de curbură și de vectorul de strălucire îngust, dar aceste dezavantaje sunt compensate de posibilitatea de a crea spectacole de lumină unice, utilizând controlere programabile cu diferite moduri de funcționare. În același timp, firul neonului luminos este mai subțire (până la 2 mm) și permite instalarea în îmbinări și spații înguste, ceea ce este important în reglarea automată și modernizarea decorativă a diferitelor dispozitive.
Ar trebui adăugat faptul că retro, inclusiv cele analogice, revin în prezent, astfel încât vechile lămpi cu descărcare în gaz nu sunt irelevante în domeniul designului și al marketingului. Prețul și rafinamentul au făcut ca neoanele clasice să fie alegerea cumpărătorilor bogați care doresc să iasă în evidență pentru statutul și bunul lor gust.