Как работает неоновая лампа?

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:

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.

Достоинства и недостатки

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

• отсутствие контрастных теней;
• многочисленные оттенки;
• с помощью контроллеров можно изменить интенсивность светового потока и цвет;
• срок эксплуатации качественных изделий достигает 20 лет;
• лампы безопасны, поскольку при включенном свете происходит незначительный нагрев стеклянной трубки, до 50 0C;
• разнообразие форм трубок — от прямых до изогнутых;
• изготовление оригинальных конструкций для украшения интерьера;
• простота монтажа — возможность установки в труднодоступных зонах;
• яркое, но мягкое свечение, не раздражающее зрения;
• бесшумность.

Наряду с преимуществами, существует и несколько недостатков:

• по сравнению с обычными лампами неоновые характеризуются меньшей мощностью (существенно уступают светодиодным светильникам) — обычно трубка дает около 10 Вт на 1 кв. м;
• смесь, которой наполняется стеклянная трубка, может содержать опасные вещества — поэтому, несмотря на простоту монтажа, в некоторых случаях нужен профессиональный подход;
• вышедшие из строя неоновые трубки требуют специальной утилизации;
• трубки изготавливаются из хрупкого стекла — при разрушении хотя бы одной могут пострадать соседние;
• неверная установка делает приборы небезопасными, а нарушение герметичности приводит к образованию дугового разряда;
• из-за низкой мощности нельзя использовать для помещений в качестве основного осветительного прибора, только как украшение.

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.

Более распространенная разновидность таких ламп — светодиодный неон. Светодиоды монтируются в трубку из поливинилхлорида. Даже при отдаленном расположении получается равномерное свечение. Рабочая температура светодиодных ламп составляет от -45 до +50 °C, что позволяет эксплуатировать их как внутри, так и снаружи зданий.

Светодиодный неон имеет свои подтипы:

• классический;
• двухсторонний;
• RGB;
• профессиональный.

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:

• сводится к минимуму вероятность механических повреждений по неосторожности;
• стеклянные лампы зачастую разбиваются раньше, чем успевают перегореть из-за неправильного применения или окончания срока эксплуатации (особенно актуален вопрос безопасности при украшении детской комнаты);
• хорошая гидроизоляция;
• наличие RGB-технологии (технология, позволяющая добиться разноцветного свечения);
• гибкость — упрощается процесс монтажа, появляется возможность установить ленту в труднодоступных частях комнаты;
• мобильность — ленту также легко демонтировать (с последующей установкой), как и монтировать;
• более низкая стоимость.

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

Вид	Средний срок эксплуатации	Величина тока
ТН-0,2	от 220 часов	не выше 0,2 мА
ТН-0,3	от 220 часов	не выше 0,3 мА
ТН-0,5	от 300 часов	не выше 0,5 мА
ТН-0,9	от 300 часов	не выше 0,9 мА
ТН-1	от 100 часов	не выше 1 мА
ТН-20	от 1000 часов	не выше 20 мА
ТН-30	от 1000 часов	не выше 30 мА

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:

1. Категорически запрещен монтаж конвертера на металлических конструкциях. Если такой необходимости не избежать, то используется специальная прокладка толщиной от 10 мм. Расстояние между лампой и металлической поверхностью должно быть не менее 40 мм.
2. Прокладывая кабель, нужно применять держатели дистанционного типа, поскольку и он должен быть отдален от металлических конструкций на расстояние не менее 30 мм.
3. При уличном монтаже важна дополнительная защита провода — применяются гофрированные шланги из ПВХ.

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.

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:

• стеклянной герметичной колбы, из которой откачан атмосферный воздух и введен химически чистый неон под низким давлением;
• торцевых электродов, предназначенных для подачи питания и крепления лампы.

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.

Конструкция отличается от классических газосветных ламп принципом действия. За счет защитной оболочки имеет повышенную механическую прочность и способна работать при температуре окружающей среды в диапазоне -45°. +50°С и выдерживает воздействие атмосферных осадков.

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:

• поток света при обтекании преград не формирует резкой и контрастной тени;
• небольшая инерционность позволяет корректировать яркость излечения широтно-импульсными модуляторами;
• введение в неон других инертных газов позволяет изменить цвет светового потока;
• возможна регулировка яркости и оттенка света при помощи внешнего блока управления;
• продолжительный срок эксплуатации (в среднем 20 лет);
• допускается работа при перепадах внешних температур;
• пожарная безопасность (поверхность колбы не прогревается более чем до +80°С);
• широкий спектр конфигураций колбы;
• допускается использование неоновых ламп для украшения интерьеров;
• для установки не требуются сложные светильники, что позволяет применять изделия в труднодоступных местах;
• отсутствие негативного воздействия света от неоновой лампы на органы зрения;
• бесшумность розжига и работы.

• меньшая световая отдача (по сравнению с лампами накаливания или светодиодами);
• при разрушении колбы в атмосферу выделяется газ, который может оказаться опасным (например, вызвать удушье или аллергические реакции);
• изношенные лампы необходимо утилизировать, выбрасывать изделия на свалку как бытовой мусор недопустимо;
• при разрыве колбы лампы могут пострадать изготовленные из тонкого стекла корпуса соседних изделий;
• поломка резистора или нарушение условий эксплуатации вызывает дуговой разряд с выходом из строя ламп или системы питания;
• пониженная световая отдача не позволяет использовать изделия для основной подсветки помещений;
• видимое глазом мерцание света при питании током с пониженной частотой (периодичность пульсаций ниже, чем частота в системе питания).

Сферы применения неоновых ламп

Базовые сферы применения газосветных неоновых ламп:

1. В рекламной индустрии и для фоновой подсветки стен домов и интерьера помещений.
2. В индикаторных отвертках и приборах, фиксирующих напряжение в бытовой сети. Тестовое оборудование отличается простотой конструкции и низкой ценой. За счет установки резистора сопротивлением до 1 МОм сила тока в цепи составляет несколько миллиампер, что исключает травмирование человека.
3. Для декоративной подсветки помещений лампы оборудованы стандартными цоколями Эдисона формата Е14 или Е27. В конструкции предусмотрен балластный резистор, допускающий коммутацию к бытовой сети напрямую.
4. Для подсветки высоковольтных линий электропередач используются специальные лампы Бализор. При прохождении тока наводится магнитное поле, вызывающее свечение газовой атмосферы в колбе, которая закреплена на кабеле.
5. В оборудовании, определяющем частоту вращения (стробоскопические датчики).

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.

Неоновое освещение

Неоновые лампы – это ярчайшие новые осветительные приборы, отличающиеся максимальной эффективностью и длительным сроком эксплуатации. Поэтому сегодня они используются в самых разных сферах деятельности человека, среди которых – освещение построек и внутренняя подсветка помещений.

Неоновая лампа – это трубка из стекла, заполненная газом под пониженным давлением.

Неоновые осветительные приборы

1. Достоинства и недостатки
2. Как работают?
3. Применение неоновых лент
4. Область применения

Достоинства и недостатки

Рассмотрим основные достоинства таких востребованных на сегодняшний день осветительных приборов, как неоновая лампа:

1. довольно яркий эффект света;
2. длительный срок эксплуатации – в течение 80 000 часов;
3. можно изготавливать лампы различной формы;
4. не нагревается, значит, пожаробезопасна;
5. можно подобрать прибор с любой белой подсветкой;
6. можно управлять яркостью;
7. работает она без шума.

Но стоит учесть, что хотя такое освещение используется повсеместно, оно имеет и свои недостатки:

1. содержит вредные вещества;
2. нуждается в высоком напряжении сети, к тому же потребуется высоковольтный трансформатор;
3. высокая стоимость.

Типы неоновых осветительных приборов

Как работают?

Неоновая лампа состоит из колбы, в которой протекают следующие процессы: при движении электроны сталкиваются с нейтральными газовыми атомами, которые являются заполнителями этой области, и начинают ионизировать их, выталкивая электроны с верхней области в емкость. Атомы в свою очередь сталкиваются с электронами, вновь оказываясь нейтральными атомами. Благодаря такому обратному превращению излучается квант световой энергии. Как видите, принцип работы неоновых ламп не очень-то и сложный.

Чтобы подсчитать необходимую освещенность комнаты, можно использовать соответствующий калькулятор.

При включении такие приборы не сильно нагреваются – температура нагрева достигает максимум 80 °С. Именно по этой причине неоновые трубки также принято именовать светильниками холодного катода. Их сфера применения довольно широкая, так как они отличаются долговечностью, экономичностью и функциональной гибкостью. Основное достоинство таких лампочек состоит в том, что они могут иметь какую угодно форму.

Любой инертный газ и пар металла имеет собственный спектральный световой состав:

• гелиевые трубки излучают светло-желтый либо бледно-розовый свет;
• неоновые трубки – красный свет;
• аргоновые трубки – голубой свет.

Применение неоновых лент

Необходимо отметить, что на рынке неоновых осветительных приборов вы также можете встретить неоновые ленты или, как еще их принято называть, – гибкий неон. Они являются светодиодной гирляндой, запаянной в трубку из ПВХ. Гибкие неоны разделяют на разноцветные и монотонные. Их производят из ПВХ-трубок высокого качества, они могут быть как прозрачные, так и матовые. Одноцветные варианты изготавливаются из матовой трубки.

Неоновая лента

Лента, в сравнении с лампочкой, обладает многочисленными преимуществами, среди которых стоит отметить:

• отсутствует риск нанесения механического повреждения. Стеклянные светильники очень часто бьются, поэтому они могут быть весьма опасными, в частности, в том случае, если вы ими хотите обустроить детскую. А вот у ленты нет такого недостатка;
• гидроизолированность;
• можно воспользоваться RGB-технологией;
• лента гибкая, что дает возможность монтировать ее практически в любое помещение либо снаружи постройки. В итоге подсветка оказывается довольно мобильной;
• лента обойдется дешевле, если сравнивать со светодиодным вариантом. Светодиодные ленты не во всех случаях отличная покупка.

Неоновые ленты довольно востребованы, и со временем могут даже вытеснить с рынка некоторые типы осветительных приборов. Они имеют довольно широкий диапазон света, по этой причине получили большое применение в разных сферах.

Применение неоновых осветительных приборов в интерьере

Область применения

И лампы, и шнуры, состоящие из инертных газов, используются повсеместно. Их стали применять для:

1. производства скрытой подсветки;
2. декоративного оформления наружной области построек, архитектурных построек, памятников и так далее;
3. освещения рекламных конструкций;
4. декорирования необычных интерьеров в любых жилых помещениях и в иных общественных местах.

Использующиеся на сегодняшний день неоновые светильники в оформлении интерьера дома смотрятся очень органично и презентабельно. Вы можете с их помощью преобразить любое помещение и внести в стиль убранства свои особенные нотки. Они незаменимы для организации пикника в вечернее время суток, вы сможете с их помощью создать необыкновенную атмосферу.

В быту такая лента также очень ценна. Она является идеальным решением для подсветки области потолка, аквариума, а также любого шкафа. Можно сделать так, чтобы при открывании шкафчика в нем автоматически включался свет, вмонтированный при помощи неонового шнура.

Лента может пригодиться и на кухонном пространстве – если при мытье посуды или приготовлении еды ощутимо темно. Вы можете просто в необходимой зоне установить неоновую ленту необходимой длины. И таких способов применения этой ленты огромное количество.

Как вы видите, область применения таких универсальных осветительных приборов довольно обширная. Это объясняется их достоинствами, среди которых стоит отметить высокое качество и красивый световой поток. С ними способна конкурировать лишь светодиодная лента.

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:

• адсорбция неона охлажденным активированным углем;
• вымораживание жидким водородом;
• двукратная ректификация в конденсаторе-испарителе;
• холодная ректификация сжатой смеси.

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

Видео: Неон — самый ИНЕРТНЫЙ газ на ЗЕМЛЕ

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:

• прост в монтаже — устанавливается в специальные крепления или пазы с изгибом в 180° и диаметром изгиба в 10 мм;
• механически устойчив и герметичен;
• доступен;
• экономичен в плане энергопотребления — полоска длинной 50 см запитывается от обычного USB-разъема с напряжением в 3-4 вольта.

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:

• 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.

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:

• равномерность свечения наряду с возможностью концентрации света на одном из электродов при использовании постоянного тока;
• долговечность — отсутствие в конструкции расходных элементов;
• работа малых индикаторных лампочек напрямую от сети 220 В;
• возможность изготовления колб и катодов различных форм;

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

• шум во время работы от повышающего трансформатора;
• хрупкость стеклянной колбы;
• сложность утилизации в связи с наличием ядовитых паров ртути внутри конструкции.

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.

Применение неоновых ламп для подсветки, принцип работы

Благодаря развитию современных технологий наша жизнь с каждым годом становится все интереснее и ярче. Причем «ярче» в буквальном смысле. Так, в плане подсветки своего жилища сегодня можно использовать самые разнообразные осветительные приборы, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
В сегодняшней статье речь пойдет о том, что такое лампа тлеющего разряда или как их называют в повседневной жизни – неоновые лампы.

Эти представители светильников на сегодняшний день дают самый яркий световой поток, что открывает перед ними обширные области применения. Но чтобы правильно их использовать, необходимо хорошо разбираться в изделии.

Что это такое?

Неоновые лампы являются яркими современными представителями осветительных приборов на рынке, которые отличаются надежностью и долговечностью. Благодаря этому они применяются в самых разнообразных областях, начиная от освещения зданий и заканчивая внутренней подсветкой комнат квартиры.
Неоновая лампа имеет вид стеклянной трубки, которая заполняется незначительным количеством газа. В неоновые лампы газ загоняется под низким давлением.

Обратите внимание! Здесь используется далеко не любой газ. В качестве инертного газа неоновая лампа содержит неон. Отсюда собственно и пошло ее название. Но в неоновые лампы могут запускать и другие инертные газы.

Характерной чертой, которую имеют все такие лампочки, является то, что у них любой атом обладает полностью заполненной электронной оболочкой. В результате этого неоновые атомы никогда не взаимодействуют с другими атомами с целью захвата новых электронов. При этом для того чтобы оторвать от них хотя бы одни электрон потребуется много энергии.
Стеклянная труба, являющаяся основой для такой лампочки, на каждом своем конце имеет электрод.
Неоновая лампа может работать от источника переменного или постоянного тока. Но если неоновые источники света подключены к постоянному току, неоновый свет будет наблюдаться только вокруг электродов. Из-за этого чаще всего неоновая лампа подключается к источнику переменного тока.

Обратите внимание! Такие лампочки часто подключают к большому напряжению (примерно в 15000 вольт). Такого напряжения достаточно для отрыва электрона от внешней орбиты атома. При низких напряжениях эффекта никакого не будет.

На особенностях инертных газов основан весь принцип работы ламп.
Неоновые лампы работают следующим образом:

• при пропускании через атомы газа электричества они лишаются электронов и приобретают положительный заряд;
• далее такие атомы начинают притягиваться к электроду, который заряжен отрицательно;
• освобожденные электроды в свою очередь притягиваются к положительно заряженному электроду.

Обратите внимание! Все частицы газа, обладающие зарядом, называются плазмой. С их помощью происходит замыкание электрической цепи.

В результате этого процесса образуется неоновый свет очень яркого спектра. Поэтому подсветка, организованная с помощью таких лампочек, применяется для подсветки зданий и квартир. Часто неоновая лампа заменяет светодиодную ленту в качестве источника света. Такая подсветка будет ничем не хуже, чем светодиодная, а вот неоновый свет иногда смотрится даже эффектнее. При этом, что светодиодная лента, что неоновая лампа легко монтируются своими руками.

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.

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.

Гибкий вариант

Следует знать, что неоновые приборы представлены не только лампочками, но и лентами (гибкий неон). Эта лента представляет собой светодиодную гирлянду, которая запаяна в трубку из ПВХ.

Такие изделия бывают разноцветными или монотонными. Ленты изготавливают из прозрачной или матовой высококачественной ПВХ-трубки. Одноцветные модели делаются из матовых трубок.
Лента, по сравнению с лампочками, имеет гораздо больше преимуществ:

• отсутствует риск нанести механические повреждения. Стеклянные лампы довольно часто бьются, что делает их довольно опасными, особенно если подсветка планируется в детской. А вот лента лишена такого негатива;
• гидроизолированность;
• наличие возможности использования RGB-технологии.
• лента гибкая, что позволяет устанавливать ее в любых местах дома или снаружи зданий. В результате подсветка становится более мобильной и универсальной;
• лента стоит меньше, по сравнению со светодиодными аналогами. Светодиодная лента не всегда является более выгодным приобретением.

Светодиодная неоновая лента сегодня пользуется особой популярностью, постепенно вытесняя из обихода некоторые другие источники света. Имея обширный световой диапазон, лента широко используется в самых разнообразных областях. Такая светодиодная подсветка будет отлично смотреться в любом месте (как снаружи, так и внутри зданий).

Сфера применения

Лампы и шнуры, которые в своем составе содержат инертные газы, сегодня применяются повсеместно. Их используют для:

• декоративного украшения комнат;
• создания скрытой подсветки;
• оформления наружного освещения зданий, архитектурных сооружений, памятников и т.д.;

Наружная подсветка зданий

• освещения наружной рекламы;
• подсветки взлетной полосы на аэропортах;
• оформления неповторимых интерьеров в жилых помещениях, на торговых площадках и т.д.

Достаточно обширная сфера применения подобного рода продукции объясняется целым рядом достоинств, среди которых выделяются качество и красота светового потока. С ними может поспорить только светодиодная лента.
Установив светильники с неоном у себя дома, вы получите отличное средство, которое поможет вам создать праздничную или романтическую атмосферу в любом помещении. Причем использовать ленту, благодаря ее качествам, можно и на улице. С ней ваш пикник в вечернее время станет незабываемым!