что такое 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.

Что из себя представляет неоновая лампа?

Изделие состоит из следующих частей:

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.

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.

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).

Достоинства и недостатки

Преимущества газосветных ламп с колбами, заполненными неоном:

Сферы применения неоновых ламп

Базовые сферы применения газосветных неоновых ламп:

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

Применения неоновой подсветки в интерьере и экстерьере

Гибкие ленты и неоновые лампы получили широкое распространение благодаря очевидным достоинствам — яркому свечению, разнообразию цветовой гаммы, надежности и продолжительному сроку эксплуатации. Их применяют для внутреннего и наружного освещения.

Что такое неоновые лампы

Неоновые лампы — это осветительные приборы, используемые повсеместно, – в промышленных, административных и жилых объектах, оформлении интерьера помещений различного предназначения, на праздничных вывесках и т.д.

Конструктивно данное изделие — это стеклянная трубка, под небольшим давлением заполненная газом неоном. Отсюда и происходит название.

Существуют другие типы неоновых ламп, в которых используются различные инертные газы. Но все они имеют одинаковое наименование.

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:

Достоинства и недостатки

Эксплуатация неоновых ламп дает несколько преимуществ и недостатков. Из преимуществ выделим следующие:

Наряду с преимуществами, существует и несколько недостатков:

Дуговой разряд образуется в газе и характеризуется высокой плотностью тока и падением напряжения.

Помимо стандартных неоновых ламп, на рынке можно встретить неоновые ленты, называемые гибким неоном, — ПВХ-трубки, внутри которых встроены светодиодные ленты. Для их классификации используются различные критерии. Они могут быть цветными или однотонными, прозрачными или матовыми.

Для начала рассмотрим электролюминесцентные лампы — одну из разновидностей гибкого неона. Основными конструктивными элементами являются поливинилхлоридная изоляция и провод. Электрический ток, движущийся по кабелю, создает магнитное поле. Это возбуждает люминофорный слой на наружной поверхности провода, принуждая его светиться.

Светодиодный неон имеет свои подтипы:

Все они различаются между собой качеством используемых светодиодов, яркостью освещения, диаметром провода, особенностями монтажа. Это расширяет возможности выбора светодиодных неоновых ламп в соответствии с их предназначением.

Гибкий неон создает постоянное свечение. Переменные волны и мерцание возникают из-за добавления контроллеров в электрическую цепь. Такое строение цепи нередко используется для организации рекламных вывесок, праздничного декора и т.п. Для соединения нескольких шнуров требуются специальные коннекторы.

Неоновая лента, по сравнению с лампой, имеет несколько преимуществ:

Существуют газосветные лампы тлеющего разряда, которые эксплуатируются в электро- и радиотехнических приборах. Их разновидности показаны в таблице ниже.

Применение

Область применения таких ламп и гибких лент разнообразна. О них мы писали в начале статьи. Рассмотрим подробнее.

Нередко неоновые осветительные приборы используются для украшения жилых комнат, что позволяет создать органичный интерьер. Это отличный вариант для тех, кто решил преобразить помещение, добавить что-то уникальное. Установив светодиодные ленты на беседку, вы сможете создать необыкновенную атмосферу во время вечернего отдыха с семьей или близкими друзьями.

Но это далеко не все возможности применения ленты в быту. С ее помощью можно сделать акцент на потолке, красивом гардеробном шкафе, настенном зеркале. К примеру, чтобы при открытии ниши или дверцы шкафа включалась неоновая подсветка. Даже аквариум для рыбок будет смотреться более изящно, если прикрепить к нему такую ленту (а это возможно, учитывая ее гидроизоляцию).

На кухне неоновая лента может эксплуатироваться для подсветки в зонах мытья посуды и приготовления пищи.

Проверка

Перед покупкой неоновых ламп или гибких лент нужно разобраться в том, как проверить их на работоспособность и исключить дефекты. Сначала нужно осмотреть визуально, затем — испытать под напряжением.

Достаточно подключить лампу к радиотрансляционной сети через низкочастотный трансформатор или воспользоваться сетью переменного тока. В крайнем случае – батарейки и силовой низкочастотный трансформатор помогут решить эту задачу.

Для проверки люминесцентной лампы нужно пускорегулирующее устройство электронного или электромагнитного типа. Первое используется чаще.

Не будет лишним сравнить работоспособность и свечение проверяемой лампы с аналогичной (с идентичными параметрами). Важно соблюдать последовательность подключения к цепи. Если светильник работает нормально, то ищите неисправность в блоке.

Установка и подключение

Процесс монтажа неоновых ламп максимально прост. Сначала к выбранной поверхности крепится держатель осветительного прибора, а уже после устанавливают лампочки.

Для подключения к сети используют резисторы, ограничивающие величину электрического тока. В большинстве случаев они встраиваются в цоколь светильника. Важно исключить вероятность преобразования тлеющего разряда в дуговой, опасный для человека.

В процессе установки надо соблюдать несколько основных требований:

Неоновые светильники нельзя использовать в качестве основных приборов освещения. С другой стороны, с их помощью вы сможете создать неповторимую обстановку в доме, украсить фасад, летнюю веранду, беседку, привлечь внимание людей, проходящих мимо магазина, расставить акценты на наиболее ярких и важных элементах интерьера. При правильной и безопасной установке вы сможете наслаждаться полученным результатом в течение нескольких лет.

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.

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:

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

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:

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.

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.

Где используют неоновые лампы, примеры с фото

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

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

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.

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.

Подключение газоразрядной неонки подразумевает наличие в схеме инвертора соответствующей мощности.

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

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

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.

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:

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

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.

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.

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