Beschreibung des Scheins einer Neonlampe
Was ist eine neonlampe
Eine mit einem inerten Neongas gefüllte Niederdruckentladungsröhre ist ein klassisches Neon - eine Lampe, die über ihre gesamte Länge ein gleichmäßiges orange-rotes Neonlicht erzeugt. Zu den in Beleuchtungsgeräten verwendeten Inertgasen gehören Helium, Xenon, Argon und Krypton, aber sie haben unterschiedliche Emissionsspektren, sodass Sie sie kombinieren und unterschiedliche Farben erzeugen können.
Neon unterscheidet sich strukturell nicht von anderen Gasentladungslampen, einschließlich Leuchtstofflampen. Zum Starten des Geräts ist ein Strom im Bereich von 0,1-1 Milliampere erforderlich. Diese Empfindlichkeit ermöglichte die Verwendung von Neonlampen in Anzeigen der Netzspannung, sofern ein Abwärtswiderstand zum Schutz vor Stromschlägen verwendet wurde.
Dabei kann die Zündspannung je nach Länge, Durchmesser und Gasfüllung des Kolbens bis zu 12.000 Volt erreichen.Daher erfordert das Starten und Aufrechterhalten des Betriebs des Geräts das Vorhandensein eines Wechselrichters im Stromkreis. Die Hauptanwendung der Neonbeleuchtung hat sich im Bereich Werbung und Unterhaltung in Europa und den Vereinigten Staaten gefunden. In Russland verbreitete sich diese Mode mit einer Verzögerung von zehn bis fünfzehn Jahren, obwohl die Technologie bereits seit den 50er Jahren in industriellen Glimmentladungs- und Anzeigegeräten eingesetzt wird.
Wo bekommt man neon
Das erste Neon wurde 1910 von Georges Claude hergestellt, aber für seine Erfindung nutzte er die Arbeit von Maurice Travers und William Ramsay, englische Chemiker, die Neon gewannen, indem sie es als Nebenprodukt aus der Luft entfernten. In atmosphärischer Luft erreicht die maximale Ne-Konzentration 0,00182 %. Das ist im planetarischen Maßstab sehr klein, aber ausreichend für seine Produktion im industriellen Maßstab.
Der Weg zur Gewinnung von Neon besteht darin, alle schweren Bestandteile der Luft zu verflüssigen, was zur Bildung einer nicht verflüssigten Restkomponente führt - der Helium-Neon-Mischung. Drei Methoden werden verwendet, um Helium und Neon zu trennen:
- Adsorption von Neon durch gekühlte Aktivkohle;
- Einfrieren mit flüssigem Wasserstoff;
- doppelte Rektifikation im Kondensator-Verdampfer;
- kalte Destillation des komprimierten Gemisches.
Es ist die neueste Technologie, die es ermöglicht, Gas mit einer Reinheit von 99,9 % im industriellen Maßstab zu gewinnen.
Video: Neon ist das INERTE-Gas auf der ERDE
Arten von Neon
Jede leuchtend farbige Röhre, die manchmal auf die notwendige Weise gekrümmt ist, wird fälschlicherweise als Neon bezeichnet. In ihrer klassischen Form besteht eine solche Lampe jedoch aus einem mit inertem Neon gefüllten Glaskolben mit zwei oder drei Elektroden an den Enden.Anzeigelampen sind kleiner als das LED-Element, und Gasentladungsröhren erreichen eine Länge von zehn Metern und einen Durchmesser von 20 mm.
Bei der Herstellung des Kolbens erhält er die erforderliche Form, indem das Glas auf einem mit Neon gefüllten Gasbrenner erhitzt und einige Tropfen Quecksilber hinzugefügt werden, um das Leuchten zu erhellen. Das Gerät ist gegenüber mechanischer Beanspruchung instabil und seine Entsorgung erfordert besondere Sicherheitsmaßnahmen in Bezug auf die Toxizität von Quecksilberdämpfen. Die Einfachheit der Vorrichtung begrenzt jedoch ihre Haltbarkeit nur auf die Unversehrtheit des Kolbens, die Zusammensetzung der Elektroden und die Wartungsfreundlichkeit der Startelemente. Bei klassischem Neon gibt es buchstäblich nichts, was durchbrennen könnte, sodass ihr korrekter Betrieb kontinuierlich bis zu 80.000 Stunden andauern kann.
Flexibel
Die Komplexität des Betriebs von Glaslampen hat zur Erfindung alternativer Technologien geführt, die Neonbeleuchtung nachahmen. Als Ersatz haben sich LED-Streifen durchgesetzt, die in PVC- oder Silikonstreifen montiert sind und die Strahlen der Glühbirnen so streuen, dass das Licht gleichmäßig über die Oberfläche des Streifens verteilt wird. Das sogenannte flexible Neon:
- einfach zu montieren - es wird in speziellen Befestigungselementen oder Nuten mit einer Biegung von 180 ° und einem Biegungsdurchmesser von 10 mm installiert;
- mechanisch stabil und dicht;
- verfügbar;
- sparsam im Stromverbrauch - ein 50 cm langer Streifen wird über einen herkömmlichen USB-Anschluss mit einer Spannung von 3-4 Volt versorgt.
Kalt
Eine Art flexibles Neon, aber technologisch nach einem anderen Prinzip hergestellt. Als Lichtquelle wird ein Leuchtstoff verwendet, der einen flexiblen Kupferdraht umhüllt.Ein dünner Kupferdraht wird spiralförmig über eine Phosphorschicht und ein transparentes Dielektrikum gewickelt. Die gesamte Struktur hat eine transparente Kunststoffhülle. Eine Spirale mit einem Stab funktioniert nach dem Prinzip einer Magnetspule, und es ist das Magnetfeld, das das Leuchten des Leuchtstoffs anregt.
Der Betrieb von kaltem Neon ist bei Anschluss an das Netzwerk über spezielle Wechselrichter möglich, die Strom mit einer Frequenz von bis zu 6000 Hz erzeugen. Die Lampe selbst ist ein flexibles, langlebiges und versiegeltes Kabel mit einer unterschiedlichen Leuchtfarbe, je nach Art des Leuchtstoffs.
Der Durchmesser des Gewindes wird von Herstellern oft nur durch die Dicke des Außenmantels geregelt, der Innenteil bleibt unverändert. Daher ist es sinnvoll, nur dann eine dicke Schnur zu nehmen, wenn dies durch die Größe der Strukturnut gerechtfertigt ist.
Ein charakteristisches Merkmal von kaltem Neon ist das völlige Fehlen einer Erwärmung des Glühfadens bei längerem Betrieb. Der einzige Nachteil der Technologie besteht darin, dass bei häufigen scharfen Biegungen entlang eines kleinen Durchmessers die Phosphorbeschichtung unter Bildung dunkler Zonen auf dem Draht gebrochen wird.
Wo Neonlampen verwendet werden, Beispiele mit Fotos
Zunächst bestimmten die Eigenschaften von Neonröhren ihren Einsatz in der Elektrotechnik als:
- Netzspannungsanzeiger in Elektrogeräten;
- Steuer- und Anzeigegeräte zur Feststellung des Vorhandenseins von Spannung an den Leitern;
- Indikatoren für das Vorhandensein elektromagnetischer Strahlung - im Balizor-Gerät leuchtet Neon, wenn es einem elektromagnetischen Feld ausgesetzt wird;
- Sicherung in den Alarmkreisen.
Neonlampen werden heutzutage hauptsächlich in den Bereichen Handel, Design und Unterhaltung verwendet.
Wie eine Neonlampe funktioniert
Das klassische Gasentladungs-Neon nutzt die Fähigkeit von Neon, Lichtphotonen zu emittieren, wenn Gasmoleküle in einem verdünnten Medium unter Einwirkung von Elektrizität Energie austauschen. Wenn Wechselstrom angeschlossen ist, wird das Glühen gleichmäßig über die Glühbirne verteilt. Wenn der Strom konstant ist, konzentriert sich das Leuchten um die Kathode.
Schaltplan
Anzeigeleuchten werden nach folgendem Schema über einen Abwärtswiderstand angeschlossen.
Beispielsweise erfordern Beleuchtungsgeräte auf der Basis von LED-Elementen ein komplexeres Anschlussschema durch ein Vorschaltgerät, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
Der Anschluss eines Gasentladungs-Neons setzt das Vorhandensein einer geeigneten Leistung im Wechselrichterkreis voraus.
Das erste Schema gilt als Standard. Mit der zweiten können Sie die Länge der Leiter reduzieren, und bei Ausfall einer der Seiten des Stromkreises funktioniert die zweite weiter.
Je nach Länge und Durchmesser des Gasableiters ist zum Starten ein Aufwärtstransformator mit der in der Tabelle angegebenen Leistung erforderlich.
Das Anschließen von elektrischen Vorrichtungen an Hochspannungsgeräte erfordert Kenntnisse in Elektrotechnik und Elektrotechnik. Bei einer falschen Berechnung kann die Entladung zu einem Lichtbogen werden, gefolgt von einem Bruch der Glühbirne.
Kaltes Neon wird über einen Wechselrichter an eine 12- oder 24-Volt-Stromversorgung angeschlossen, je nach Länge der Leuchtschnur.
LED-Neon wird auf die gleiche Weise wie LED-Streifen angeschlossen, aber alle Verbindungen werden über Steckverbinder hergestellt, gefolgt vom Abdichten der Verbindung, wie im Video.
So erhalten Sie ein anderes Leuchtspektrum
RGB-Bänder in Gegenwart eines Controllers können die Farbe, Modi und Intensität des Leuchtens von flexiblem Neon mit einer Imitation von Girlanden oder einem Stroboskoplicht ändern. Bei Gasentladungslampen werden verschiedene Edelgase oder deren Kombinationen mit der Farbe des Kolbenglases verwendet, um unterschiedliche Farben zu erhalten. Um beispielsweise ein grünes Leuchten zu erhalten, wird blau leuchtendes Xenon in einen gelben Kolben gepumpt.
Vorteile und Nachteile
Entladungsneon strahlt im Vergleich zu anderen Gerätetypen ein weiches und, wenn ich so sagen darf, analogeres Licht aus. Zu den Vorteilen dieser Lampen gehören:
- die Gleichmäßigkeit des Glühens zusammen mit der Möglichkeit, Licht auf eine der Elektroden zu konzentrieren, wenn Gleichstrom verwendet wird;
- Haltbarkeit - das Fehlen von Verbrauchsmaterialien im Design;
- Betrieb von kleinen Kontrollleuchten direkt am 220-V-Netz;
- die Möglichkeit, Kolben und Kathoden in verschiedenen Formen herzustellen;
Gleichzeitig ist das Gerät der Gasentladungslampen nicht ohne Nachteile und gilt aus folgenden Gründen als veraltet:
- Rauschen während des Betriebs von einem Aufwärtstransformator;
- Zerbrechlichkeit eines Glaskolbens;
- die Komplexität des Recyclings aufgrund des Vorhandenseins von giftigem Quecksilberdampf innerhalb der Struktur.
Die Hauptunterschiede zum LED-Streifen
Das Kabel, das unter dem Einfluss eines elektromagnetischen Feldes nach dem Prinzip des Phosphorglühens funktioniert, strahlt wie eine Gasentladungsröhre Licht um 360 ° aus, biegt sich jedoch gleichzeitig in jede Richtung und verbraucht weniger Energie. Der flexible Streifen auf LED-Elementen gibt Licht 180° in eine Richtung ab und biegt sich nur in einer Ebene. Der Vorteil eines flexiblen LED-Streifens, der Neon imitiert, ist seine mechanische Stabilität, einfache Bedienung und die Möglichkeit, den Modus über den Controller zu steuern.
Natürlich ist das RGB-Bandsystem durch die Richtung und den Radius der Biegung sowie einen schmalen Glühvektor begrenzt, aber diese Mängel werden durch die Fähigkeit kompensiert, einzigartige Lichtshows zu erstellen, wenn programmierbare Controller mit unterschiedlichen Betriebsmodi verwendet werden. Gleichzeitig ist der leuchtende Neonfaden dünner (bis zu 2 mm), was die Montage in schmalen Fugen und Spalten ermöglicht, was für die automatische Abstimmung und dekorative Aufwertung verschiedener Geräte wichtig ist.
Hinzuzufügen ist, dass jetzt die Retro-Mode zurückkehrt, auch analog, damit die alten Entladungslampen ihre Relevanz im Bereich Design und Marketing nicht verlieren. Der Preis und die schwierige Bedienung machten das klassische Neon zu einer Wahl für wohlhabende Käufer, die sich durch ihren Status und guten Geschmack auszeichnen möchten.