Alma38.ru

Электро Свет
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Неоновые лампы: устройство, принцип работы и область применения освещения

Неоновые лампы: устройство, принцип работы и область применения освещения

Нео́новая ла́мпа (в просторечии «неонка») — газоразрядная лампа, наполненная в основном неоном под низким давлением.

Цвет свечения — оранжево-красный. Название «неоновая лампа» иногда применяется и для аналогичных газосветных ламп, наполненных другими инертными газами (как правило, для получения свечения другого цвета):

газцвет свечения
гелийбело-оранжевый
неонкрасно-оранжевый
аргонсиреневый
криптонсине-белый
пары ртутиголубовато-зелёный

Более подробная таблица — см Цвета тлеющих разрядов в различных газах

Технические характеристики[править | править код]

Свет лампы обладает малой инерционностью и допускает яркостную модуляцию с частотой до 20 кГц. Лампы подключаются к источнику питания через токоограничительный резистор [1] так, чтобы ток через лампу был не более 1 миллиампера (типичное значение для миниатюрных ламп), однако, понижение силы тока до 0,1…0,2 мА значительно продлевает срок службы лампы.

Напряжение зажигания лампы обычно не более 100 вольт, напряжение гашения порядка 40-65 вольт. Срок службы — 80 000 часов или более (ограничен поглощением газа стеклом колбы и потемнением колбы от распылённых электродов; «перегорать» в лампе просто нечему).

Применение[править | править код]

  • Благодаря очень малому току потребления, неоновая лампа является простым, экономичным и надёжным индикатором включения сетевого напряжения 220 вольт.
  • Существуют сравнительно большие неоновые декоративные лампы, предназначенные для установки в стандартный патрон E14 или E27 и работающие от напряжения 220 В. В СССР такие лампы продавались обычно только в комплекте со светильниками-ночниками, а электроды имели сравнительно большую площадь и могли быть фигурными — например, в виде изогнутого пламени свечи. В настоящее время лампы такого типа продолжают выпускаться в Китае. Декоративные лампы содержат встроенный балластный резистор, что позволяет включать их в осветительную сеть напрямую.
  • Неоновая лампа также может использоваться как элемент защиты от кратковременных перенапряжений в сигнальных цепях соответствующего напряжения (если допустимое напряжение защищаемой цепи ниже порога её зажигания, а выбросы напряжения достигают его), например в телефонных линиях (во входных цепях телефонных аппаратов).

Интересные факты[править | править код]

  • Цвет свечения неоновой лампы зависит не только от состава газовой смеси, но и от плотности тока, а также от его частоты. При небольшой плотности тока лампа светит оранжевым светом, при её увеличении спектр смещается в красную сторону. При увеличении частоты тока до единиц МГц разряд в лампе, наоборот, синеет.
  • Люминофорные неоновые лампы заполняют газовой смесью, спектр излучения которой богат коротковолновым ультрафиолетом. Для этого, в зависимости от производителя и модели лампы, к неону добавляют криптон либо ксенон. Иногда при этом и сам неон заменяют аргоном.
  • В лампах же без люминофора часто применяют смесь Пеннинга: неон с небольшой примесью аргона. Напряжение зажигания получается меньше, чем как при чистом неоне, так и при чистом аргоне. Цвет свечения — такой же, как у неона.

Неоновые лампы производства СССР и России[править | править код]

Неоновые лампы производства СССР и России представлены широким ассортиментом приборов, в том числе специального применения, имеющих различные габариты, характеристики, форму электродов: ВМН-1, ВМН-2, ИН-3, ИН-3А, ИН-25, ИН-28, ИН-29, ИНС-1, ИФ-1, МН-3, МН-4, МН-6, МН-7, МН-11, МН-15, 95СГ-9, ТН-0,2-2, ТН-0,3, ТН-0,3-3, ТН-0,5, ТН-0,9, ТН-1, ТН-20, ТН-30, ТН-30-1, ТН-30-2М, ТНИ-1,5Д, ТМН-2, ТНУ-2, УВН (ТНУВ), а также многочисленным семейством люминофорных ламп серии ТЛ.

Среди ламп специального применения следует отметить:

    ВМН-1, ВМН-2 — волномерные неоновые лампы.

Обозначения отечественных люминофорных неоновых ламп состоят из букв ТЛ, буквы, означающей цвет свечения (О — оранжевый, Г — синий, З — зелёный, Ж — жёлтый), числа, характеризующего номинальный ток разряда в мА, и числа, характеризующего напряжение зажигания в сотнях вольт. Например, ТЛО-1-1 — лампа оранжевого свечения на ток в 1 мА с напряжением зажигания в 100 В. По другой версии, первая цифра обозначает типоразмер: 1 — баллон малого диаметра, цоколь E10 либо Ba9s, 3 — баллон большого диаметра, цоколь Ba15s, а вторая — код напряжения зажигания: 1 — 145 В, 2 — 185 В, номинальный ток же во всех случаях одинаков и составляет 1,3 мА. Долговечность этих ламп при номинальном токе меньше, чем у ламп без люминофора: 2000 часов, продление их срока службы возможно тем же способом, что и для обычных неоновых ламп — уменьшением тока.

Неоновые лампы производства других стран[править | править код]

В других странах в прошлом выпускались индикаторные и декоративные неоновые лампы различных конструкций и габаритов. В настоящее время выпускается лишь ограниченный ассортимент декоративных фигурных неоновых ламп, а из индикаторных моделей в массовом производстве осталась, по сути, лишь одна — сверхминиатюрная NE-2, конструкция которой за 50 с лишним лет не претерпела особых изменений. Однако эта лампа теперь выпускается в нескольких типоразмерах. Лампа повышенной яркости имеет обозначение NE-2H, где H означает «high». Помимо обычных ламп этого типа, выпускаются и люминофорные: зелёная (NE-2G), синяя (NE-2B), белая (NE-2W) и другие. Причём, из люминофорных разновидностей этой лампы широко распространена лишь зелёная, а модели иных цветов дефицитны. Всем лампам NE-2, особенно люминофорным, также целесообразно продлевать срок службы уменьшением тока.

Зарубежные неоновые лампы с цоколями, в частности, Ba9s, в настоящее время выполняют в основном на основе ламп NE-2, добавляя к ним цоколи, резисторы (не во всех случаях) и внешние колбы, зачастую пластмассовые.

Литература[править | править код]

  • Генис А. А., Горнштейн И. Л., Пугач А. Б. Приборы тлеющего разряда. Киев, Техніка, 1970.
  • Згурский В. С., Лисицын Б. Л. Элементы индикации. М.: Энергия, 1980. — 304 с., ил.
  • Гурлев Д. С. Справочник по электронным приборам. Киев, 1974.

См. также[править | править код]

  • Газоразрядный индикатор
  • Тиратрон

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.

Читайте так же:
Распиновка выключателя с лампочкой

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.

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.

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.

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.

Цветовое разнообразие газосветных ламп

Диапазон цветов у неоновых устройств действительно велик. Оттенки зависят и от выбранного газа, от состава нанесенного на стекло вещества и от газовой добавки к благородному наполнению трубки. Они могут менять интенсивность от нестабильности силы тока. Электроны атомов инертных газов при отделении высвобождают энергию, от которой зависит длина световой волны, а следовательно, и цвет.

Если использовать в трубках чистые инертные газы, то они буду выдавать следующие цвета:

  • гелий – розовый;
  • криптон – зеленый;
  • аргон – сиреневый или синий.

Можно получить и другие цвета. Для этого смешивают различные газы, меняют их пропорции, наносят люминофоры с внутренней стороны на стекло. Например, применяя в качестве покрытых люминофором трубок криптон, можно получить широкую гамму желтых оттенков.

Плотность и частота электрического тока также могут влиять на изменение цвета. Если взять в качестве примера неоновую лампу, то при уменьшении плотности тока свечение станет оранжевым, а при ее увеличение перейдет в синий сегмент спектра свечения.

Чтобы эффект ультрафиолетовых ламп присутствовал у газосветовых приборов, их заполняют ксеноном или криптоном. Иногда используют их смеси в различных пропорциях и микс с аргоном.

Преимущества и недостатки светильников

Газоразрядные лампы быстро заняли свою нишу и не собираются ее покидать благодаря положительным качествам. Плюсы касаются как обилия сфер применения, так и технических характеристик устройств. Если проанализировать все стороны с точки зрения пользователей и специалистов, то можно выделить следующие преимущественные качества.

А сейчас обратимся к недостаткам, которые также присутствуют и заставляют отказываться от газоразрядных ламп, например, в быту. Вот некоторые из них:

  • мощность неоновых устройств гораздо ниже, чем у аналогичных светодиодных – 10 Вт/м;
  • хрупкость материала трубок – стекла; если разбить один светильник, то погаснет весь контур;
  • необходимо постоянно следить, чтобы вредный для здоровья газ, если он входит в состав наполнителя, не вышел наружу; для ламп предназначена специальная утилизация;
  • монтаж требует особой аккуратности и знаний, можно неправильно состыковать элементы цепи или нечаянно разбить стекло.

И самое главное – цветная подсветка носит скорее декоративный характер, а не является основой осветительной системы. Она хороша для выделения отдельных зон или создания привлекательных композиций, но неуместна в местах «рабочего» плана – в кабинетах, на кухне, в мастерской, в детской.

Применение неоновых источников света

Ошибочно считать, что неоновые приборы – это только элементы декоративного оформления и рекламных вывесок. На самом деле они используются уже более века, причем в самых различных сферах.

Например, до появления светодиодов именно неоновые источники света применялись в качестве индикаторов напряжения стандартной сети 220 В.

Лампы больших размеров оснащены стандартными цоколями E14 и E27 и предназначены для патронов, которые применяются и в быту. Чтобы прибор мог светить и работать от сети 220 В, в корпус встроен резистор.

В прошлом веке подобные лампы использовались в качестве ночников, но реализовывались вместе со светильниками. Сейчас производство в России прикрыто, но китайцы продолжают выпускать похожую продукцию.

Еще несколько сфер применения неоновых устройств:

  • выпуск пробников-индикаторов для выявления переменного напряжения в фазе;
  • использование в стробоскопе;
  • в качестве порогового или активного элемента в генерирующих устройствах;
  • как защитный элемент в телефонных сетях.

Знакомое современному человеку использование – рекламная отрасль. Улицы мегаполисов переливаются всеми цветами радуги, из стеклянных трубок с ярким свечением изготавливают буквы, логотипы, контуры, подсветки и другие бросающиеся в глаза элементы рекламы.

Прекрасный образец применения неонового освещения – американский Лас-Вегас и другие места, связанные с индустрией развлечения. Разноцветными огнями усыпаны ночные клубы, казино, театры, кафе и гостиницы.

Советы по дизайну интерьера

В жилых помещениях неоновые огни используют редко и неохотно. Возможно, это связано с неуместностью разноцветной подсветки в малогабаритных квартирах, которые все еще являются основой жилого сектора городов, особенно провинциальных. Однако в коттеджах и квартирах новой планировки с высокими потолками неоновая подсветка применяется все активнее.

Рекомендации дизайнеров и оформителей могут заинтересовать всех, кто хочет изменить обстановку, освежить интерьер, сделать ремонт или просто поэкспериментировать с неоновым освещением. Для этого нужно приобрести лампы подходящего размера, правильно выбрать место установки и произвести монтаж с использованием дополнительного оборудования (например, контроллера или трансформатора).

Вариантов применения неона в квартире, частном доме или даже в офисе множество, рассмотрим только некоторые из них.

Цветное освещение – великолепный инструмент для избавления от стереотипного подхода к оформлению интерьера. Оттененные голубым, сиреневым или зеленым цветом обычные предметы мебели кажутся более выразительными и стильными. Но во всем следует соблюдать правило меры и уместности.

Расширить кругозор и ближе познакомиться с различными видами газоразрядных ламп помогут видеоролики с обзорами и репортажами.

Читайте так же:
Провода с лампочками пнг

Выводы и полезное видео по теме

Разнообразие ассортимента ламп на рынке:

Процесс изготовления ламп с газовым наполнителем:

Установка шнура в автомобиле:

Удивительная посылка из Китая:

Проверка характеристик неонового шнура:

Неоновые лампы способны превратить скучную улицу в праздничный балаган, а привычную обстановку квартиры сделать загадочной и стильной. Однако перед выбором устройств обязательно вспомните и об альтернативном варианте подсветки – светодиодных лентах, которые сейчас признаны самыми экономичными, производительными и надежными.

FAQ гибкий неон(популярные вопросы+ответы)

Что такое гибкий неон?
Это полимерный жгут, равномерно светящийся по всей длине.

Из чего он состоит? В чем принцип работы?
Чтобы работа со шнуром шла уверенно – предлагаем рассмотреть по подробнее конструкцию этого элемента. По строению он отдаленно напоминает антенный провод от телевизора. В середине тонкая сердцевина, по краям небольшая оплетка, всё это обработано люминофорным порошком с цветным пигментом и залито сверху слоем защитного полимера. Оплетка и сердцевина подключаются к инвертору. В результате их взаимодействия порошок начинает светиться.

Какие виды гибкого неона бывают? Классификация.
Есть 2 основных критерия – это диаметр сечения шнура и цвет. Полный каталог с фотографиями, описанием и т.д. можно посмотреть здесь.

Как подключить его в сеть?
Есть несколько вариантов. Выбор любого из них зависит от условий эксплуатации(другими словами от того, где вы хотите использовать неоновый провод).
1) От драйвера 220 вольт. В этом случае неон подключается драйверу, а драйвер в свою очередь через блок питания в розетку(блок питания идёт в комплекте). Такой способ подойдёт для создания светящихся надписей, оформления интерьера(барные стойки, мебель, лестницы и прочее).
2) От драйвера 12 вольт. Этот вариант используется в машинах, мотоциклах, и любых других объектах, имеющих 12вольтовую сеть. Если сеть не стабильна(например в большинстве автомобилей напряжение скачет от 11 до 15 вольт ), то нужно воспользоваться стабилизатором.
3) От драйвера с батарейками. Очевидно что питание от батареек добавляет мобильности. Появляется возможность ставить подсветку на подвижные объекты. Самым популярным примером является подсветка костюмов для танцев. Многие видели красочные шоу, когда при выключенном свете танцоры, одетые в костюмы, прошитые светящимся неоновым шнуром, делают удивительно красивые постановки. Также такой драйвер используется при подсветке велосипедов, рюкзаков, кроссовок и т.д.

Как работать с неоном, какие есть ограничения?
В отличие от светодиодной ленты, неон можно резать на кусочки любой длины(от 1мм до бесконечности), что существенно придает ему функциональности. Контакты паяются обычным паяльником, затем отрезанный кусок с подпаянными проводами подключается к инвертору. К одному инвертору можно подключить любое количество кусков неона. Но есть ряд ограничений
1) Количество кусков гибкого неона, подключаемых к инвертору может быть каким угодно, однако их суммарная длина не должна превышать максимально допустимой длины. Этот показатель указан в описание каждого из драйверов.
2) Желательно устанавливать на концы обрезков шнура колпачки. Иначе возможно замыкание, при попадании конца обрезка в воду

Каково потребление тока у гибкого неона?
Гибкий неон очень экономичен. Потребление составляет всего 0,7 ватт/метр.

Можно ли использовать неоновый шнур как полноценный источник света в комнате?
Нет – он не достаточно яркий и в основном используется как декоративный элемент светящихся костюмов, в тюнинге и декорировании помещений.

Как он переносит влагу?
Гибкий неон – водостойкий материал. Его можно использовать во влажных помещениях, также он не боится прямого попадания воды. Единственное ограничение – обязательно используйте колпачки для концов шнура. И конечно же – не стоит окунать в воду сам инвертор.

Какой неон ярче – толстый или тонкий?
Удивительно, но тонкий неон ярче. Это вызвано тем, что в обоих случаях сердечник(источник света) одинаковый. Отличается только толщина покрытия. Соответственно чем тоньше покрытие, тем меньше сопротивление свету, тем ярче шнур.

Как сделать чтобы гибкий неон моргал?
В нашем ассортименте есть 2 драйвера с функциями мерцания. Однако если вам нужно какое-нибудь необычное свечение, нужно самостоятельно спаять димер или контроллер(в зависимости от ваших целей).

Ток через неоновую лампу

В качестве второго примера динамической системы с 1/2 степени свободы, колебания

которой описываются дифференциальным уравнением первого порядка (4.1) с двузначной правой частью, мы рассмотрим схему релаксационного генератора с неоновой лампой (рис. 195). Подобная схема рассматривалась Ван-дер-Полем, Фридлендером и др. [152, 153, 188, 146, 143].

При рассмотрении этой схемы мы не будем учитывать никаких паразитных параметров элементов схемы и будем считать, что сила тока через неоновую лампу является функцией напряжения и на ней и определяется статической характеристикой лампы В результате этого мы придем к динамической системе с 1/2 степени свободы, описываемой нелинейным дифференциальным уравнением первого порядка:

Нелинейность этой схемы обусловлена присутствием в ней неоновой лампы, для которой связь между током и напряжением и не определяется законом Ома, а выражается нелинейной зависимостью имеющей гистерезисный характер. Наиболее типичные черты статической характеристики неоновой лампы, которые играют существенную роль в рассматриваемых нами процессах и которые мы будем учитывать, таковы: при малых напряжениях лампа совсем не пропускает тока («не горит»), ток в лампе возникает только при определенном напряжении напряжении зажигания. При этом сразу устанавливается некоторая сила тока отличная от нуля. При дальнейшем увеличении напряжения и сила тока возрастает по закону, близкому к линейному. При уменьшении напряжения, когда напряжение достигает значения (при «горящей» лампе), лампа еще не гаснет. При дальнейшем уменьшении и сила тока через лампу

постепенно уменьшается, наконец, лампа сразу гаснет при некотором напряжении напряжении гашения и при токе причем Все эти существенные для рассматриваемого генератора с неоновой лампой черты статической характеристики передаются кривой, изображенной на рис. 196, а.

Конечно, в действительности цепь неоновой лампы обладает некоторой малой паразитной самоиндукцией и установление газового разряда требует малого, но все же конечного промежутка времени; поэтому изменение тока через неоновую лампу не может совершаться мгновенно.

Но поскольку мы пренебрегаем этими факторами, мы будем считать, что ток через неоновую лампу при ее зажигании и гашении изменяется от до и от до мгновенно, скачком.

Читайте так же:
Проводник электрического тока лампа

В то же время, несмотря на скачки тока, напряжение и изменяется непрерывно, так как скачкообразные изменения этого напряжения связаны с бесконечными токами (ток заряда конденсатора и напряжениями, что мы считаем в нашей схеме невозможным. Поэтому изменения тока через неоновую лампу при ее зажигании (при и при ее гашении (при ) происходят так, как указано на рис. 196, а стрелками. Пунктирный участок статической характеристики неоновой лампы, «мимо» которого проскакивает изображающая точка, обычно не осуществляется в статическом режиме из-за его неустойчивости. Характеристика, приведенная на рис. 196, а, в основных чертах совпадает с той характеристикой, которая может быть снята экспериментально.

Состояния равновесия системы определяются из условия т. е. из уравнения

Чтобы найти корни этого уравнения, строим кривую и прямую и находим их точки пересечения. В том случае, когда когда напряжение батареи больше напряжения зажигания лампы (а мы этим одним случаем и ограничим наше рассмотрение), существует только одна точка пересечения статической характеристики и «нагрузочной» прямой причем положение этой точки пересечения зависит от значений параметров (рис. 196, б). Устойчивость этого состояния равновесия и определяется, как мы уже знаем, знаком Легко убедиться, что если состояние равновесия лежит на восходящем участке характеристики, то оно устойчиво, если же оно лежит на падающем участке, то неустойчиво. Следовательно, для каждого мы можем, увеличивая R, перейти от устойчивого состояния равновесия к неустойчивому, причем чем больше тем больше должно быть то критическое сопротивление при котором точка пересечения переходит на нижний, падающий участок характеристики, и единственное состояние равновесия становится неустойчивым.

Ограничимся рассмотрением колебаний в схеме с неоновой лампой, начинающихся из таких начальных состояний, для которых точка изображающая состояние неоновой лампы, лежит или на участке или на восходящем участке статической характеристики. В этом случае мы можем совсем не принимать во внимание падающего участка характеристики, так как неоновая лампа

никогда не придет в состояния, изображаемые точками этого падающего участка.

Тогда ток через неоновую лампу будет двузначной функцией напряжения и на интервале и однозначной вне этого интервала (рис. 197, а). В соответствии с этим, как и в предыдущей задаче, фазовой линией будет линия «с наложением» (рис. 197, б), состоящая из двух полупрямых первая из которых соответствует состояниям системы с погашенной, а вторая — состояниям с горящей неоновой лампой. При этом переход изображающей точки с одной полупрямой на другую (зажигание и гашение неоновой лампы) происходит соответственно при т. е. в концевых точках этих полупрямых. Поскольку фазовая линия допускает единственную замкнутую фазовую траекторию абвга, в нашей системе возможен только единственный периодический процесс.

При помощи этой фазовой линии легко проследить за движением системы в разных случаях. В том случае, когда R достаточно мало и положение равновесия устойчиво (оно лежит при на полупрямой (II)), сразу после присоединения лампы к конденсатору она вспыхнет, и после этого напряжение на лампе и ток через нее начнут уменьшаться. Скорость изменения напряжения на зажимах лампы будет определяться параметрами схемы, т. е. уравнением (4.30), но во всяком случае она будет конечной. Уменьшение напряжения и будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто устойчивое состояние равновесия (рис. 198), в котором схема и останется (строго говоря, будет иметь место асимптотическое при приближение системы к этому состоянию равновесия).

Если же R настолько велико, что на полупрямой (II) нет состояния равновесия (напомним, что в этом случае состояние равновесия лежит на падающем участке характеристики лампы и неустойчиво), то теперь на всей полупрямой поскольку на полупрямой в схеме после первого же зажигания или

гашения неоновой лампы установится периодический, процесс, изображаемый на фазовой линии замкнутой фазовой траекторией абвга или замкнутой кривой на плоскости Участок этой замкнутой фазовой траектории соответствует процессу заряда конденсатора С через сопротивление R при погашенной лампе, участок разряду конденсатора через горящую неоновую лампу.

Осциллограммы колебаний, т. е. вид кривых и даны на рис. 200. Вид этих кривых вначале, до установления периодического процесса, зависит от начальных условий. Так, например, если в начальный момент (схема включается путем замыкания ключа на рис. 201; ключ был замкнут раньше), то характер установления будет таким, как это изображено на рис. 202. Если же в начальный момент (ключ замкнут и схема включается замыканием ключа на рис. 201), то характер установления будет иной, изображенный на рис. 203.

Мы нарисовали качественную картину автоколебаний в схеме с неоновой лампой. Для того чтобы определить их количественные характеристики (период, амплитуду, вид осциллограмм), нужно задаться конкретным видом нелинейной функции Проведем вычисления для кусочно-линейной функции график которой

состоит из прямолинейных отрезков (рис. 204).

Пусть устойчивые участки статической характеристики лампы (падающего участка характеристики мы не будем рассматривать) заданы уравнением на полупрямой (I) (при погашенной лампе),

постоянные имеющие соответственно размерности напряжения и сопротивления, характеризуют свойства горящей лампы).

Начнем рассмотрение с того момента, когда лампа погасла и изображающая точка находится в положении а (рис. 204). На участке (лампа не горит, имеем следующее уравнение движения:

Так как то напряжение и на конденсаторе будет увеличиваться при и через некоторый интервал времени достигнет напряжения зажигания Поскольку решением уравнения (4.32), удовлетворяющим начальному условию при

является определяется соотношением

После того как лампа вспыхнет, уравнение движения примет вид

Вводя обозначение приведем это уравнение к виду

Пусть что имеет место при

Тогда при напряжение на конденсаторе будет уменьшаться, так как ток разряда конденсатора через горящую неоновую лампу при всегда больше тока заряда через сопротивление через некоторый промежуток времени конденсатор разрядится до напряжения и лампа погаснет. Решение уравнения (4.35) при начальном условии при таково:

Подставляя при и разрешая относительно получим:

или, приняв во внимание, что

Период автоколебаний равен

Таким образом, мы получили аналитические выражения как для периода автоколебаний, так и для определения формы осциллограммы. Осциллограмма автоколебаний напряжения на конденсаторе С состоит из кусков экспонент (см. уравнения (4.33) и (4.37)) и по форме весьма отлична от синусоидальной. Период автоколебаний пропорционален емкости конденсатора С и зависит более сложным образом от остальных параметров схемы и неоновой лампы. На рис. 205 изображена качественная зависимость периода автоколебаний от напряжения батареи при постоянных прочих параметрах. Автоколебания существуют только при При приближающемся как к так и к первом случае к бесконечности стремится во втором

Читайте так же:
Провод для настенных ламп

В заключение еще раз напомним, что рассмотренная нами динамическая система первого порядка удовлетворительно отражает процессы в схеме релаксационного генератора с неоновой лампой только при достаточно больших емкостях С, т. е. при не очень быстрых колебаниях, при которых не сказывается инерционность ионных процессов в неоновой лампе.

Неоновая лампа тлеющего разряда

Лампы тлеющего свечения (или разряда) (ЛТС) предназначены для использования, главным образом, в качестве индикаторов. Кроме того, они находят множество других специальных применений.

Устройство и принцип их действия основаны на использовании катодного тлеющего свечения. В стеклянный баллон лампы впаяны два электрода, расположенные на близком расстоянии друг от друга. Лампа наполняется обычно неоново-гелиевой смесью (при давлении 650-2600 Па) с небольшой примесью аргона для снижения напряжения зажигания (иногда добавляют ртуть). Форма электродов зависит от назначения ЛТС. Часто электроды покрываются тонкой пленкой активирующего вещества, снижающего напряжение зажигания. При включении в сеть тлеющее свечение покрывает электрод, соединенный с отрицательным полюсом. При работе на переменном токе свечение попеременно (с частотой сети) покрывает оба электрода. Излучение обладает весьма малой инерционностью и может модулироваться с частотой до 20-22 кГц. Лампы, наполненные неоном, дают оранжево-красное свечение, спектр которою показан на рис. 3.132. При добавлении ртути появляется синевато-белый ореол по краям светящейся пленки, даваемый линиями ртути. Световой поток ЛТС в зависимости от типа ламп составляет от 0,02 до 5лм, яркость свечения — от 102 до 104 кд/м 2 . световая отдача — от 0,2 до 1 лм/Вт, мощность — от 0,01 до 10 Вт. Особую группу составляют лампы в колбах, покрытых изнутри слоем люминофора, дающие излучение разного цвета.

Общий вид некоторых типов ЛТС показан на рис. 3.133.

Срок службы ЛТС — свыше 1000 ч и ограничивается поглощением наполняющего лампу газа и потемнением колбы от распыления электродов.

Включение ламп в сеть как постоянного, так и переменного тока осуществляется через небольшой резистор, соединяемый последовательно с лампой. В ЛТС достаточно больших размеров резистор встраивается в ножку или цоколь. В лампах малого размера он расположен отдельно. Сопротивление и размеры резистора подбираются по току лампы и выделяемой на нем мощности.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: "Что-то тут концом пахнет". 8432 — | 8045 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Лампы относятся к ионным газоразрядным приборам с холодным катодом, возникающий в процессе работы прибора самостоятельный тлеющий разряд сопровождается свечением, цвет свечения зависит от состава газа (для индикаторных ламп наиболее распространен оранжево-красный). Материалом электродов служит обычное железо, молибден, никель, алюминий, для снижения порога зажигания (начала разряда) катод покрывается активирующим веществом.

Лампы включаются в сеть соответствующего напряжения через токоограничивающий (балластный) резистор, предотвращающий переход тлеющего разряда в дуговой. У некоторых типов ламп (к примеру, ТН-20) балластный резистор может встраиваться в цоколь, а сама лампа включаться непосредственно в сеть. Благодаря простоте подключения в цепи постоянного и переменного тока, относительной дешевизне и долговечности ионные приборы тлеющего разряда широко используются в качестве индикаторов и по сей день.

Схема включения неоновой лампы

Основные характеристики неоновых ламп

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.
Читайте так же:
Неоновые лампы для выключателей legrand

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.

ВидСредний срок эксплуатацииВеличина тока
ТН-0,2от 220 часовне выше 0,2 мА
ТН-0,3от 220 часовне выше 0,3 мА
ТН-0,5от 300 часовне выше 0,5 мА
ТН-0,9от 300 часовне выше 0,9 мА
ТН-1от 100 часовне выше 1 мА
ТН-20от 1000 часовне выше 20 мА
ТН-30от 1000 часовне 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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector