Neonová lampa

Neonová lampa nebo výbojka je uzavřená skleněná nádoba naplněná neonem nebo směsí plynů (argon a helium s převahou neonu) pod mírným tlakem 500-2500 Pa. Složení směsi poskytuje oranžovo-červený doutnavý doutnavý výboj .

Název „neonová lampa“ se někdy také používá pro podobné plynové lampy naplněné jinými inertními plyny (obvykle pro vytvoření jiné barevné záře) nebo rtuťové zářivky , ve kterých je ultrafialové záření rtuťových par přeměněno fosforem na jakoukoli barvu:

Podrobnější tabulku viz Barvy doutnavých výbojů v různých plynech .

Specifikace

Světlo svítilny má nízkou setrvačnost a umožňuje modulaci jasu s frekvencí až 20 kHz . Při připojení ke zdroji napětí musí být do série s lampou zapojen odpor omezující proud. Hodnota jeho odporu se volí na základě požadovaného provozního proudu. U mnoha typů žárovek by proud neměl překročit 1 miliampér (typické pro miniaturní žárovky), ale jak se proud snižuje, životnost žárovky se zvyšuje. Některé typy žárovek obsahují vestavěný odpor. Připojení lampy ke zdroji napětí bez rezistoru je nepřijatelné, protože vede k nárůstu doutnavého výboje do oblouku se zvýšením proudu procházejícího na hodnotu omezenou pouze vnitřním odporem zdroje a napájecích vodičů. , a v důsledku toho svařování elektrod a zkrat , s možným zničením žárovky žárovky.

Nízký provozní proud a vysoké zapalovací napětí určují nejúčinnější rozsah neonů jako indikátorů zapnutí v zařízeních připojených k elektrické síti s napětím 100-240 V. Spínací obvod lampy se v tomto případě skládá ze žárovky a sériový odpor a je jednodušší než u kontrolek . Použití LED při tomto napětí je méně vhodné, protože vyžadují více proudu při nižším napětí a většinu energie spotřebovávané indikátorem, v důsledku toho se více energie rozptýlí v rezistoru omezujícím proud. Použití neonových lamp v nízkonapěťových zařízeních je nepraktické, protože je potřeba měnič napětí, zatímco LED lze využít efektivněji. V současnosti však převládá trend plošného nahrazování neonových indikátorů LED .

Zapalovací napětí lampy obvykle není větší než 100 voltů , zhášecí napětí je asi 40-65 voltů. Životnost — 200 až 1000 [2] hodin nebo více (určeno provozním proudem lampy, absorpcí plynu sklem baňky a ztmavnutím baňky od nastříkaných elektrod). Ve střídavém obvodu je doutnání plynu pozorováno na obou elektrodách, ve stejnosměrném obvodu je doutnání přítomno pouze na elektrodě připojené k zápornému pólu zdroje energie.

Aplikace

• Vzhledem k velmi nízké spotřebě proudu je hlavním účelem neonové lampy světelná indikace elektrických signálů. Zejména je lampa široce používána jako indikátor zahrnutí 220voltového síťového napájení.
• Existují poměrně velké neonové dekorativní lampy navržené tak, aby se vešly do standardní patice E14 nebo E27 a fungovaly na 220V . V SSSR se takové lampy obvykle prodávaly pouze jako sada s nočními lampami a elektrody měly poměrně velkou plochu a mohly být tvarovány - například ve formě zakřiveného plamene svíčky. V současné době se lampy tohoto typu nadále vyrábějí v Číně. Dekorativní svítidla obsahují vestavěný předřadný odpor , který umožňuje jejich přímé připojení do osvětlovací sítě.
• Minimální proud potřebný k zapálení nízkotlakých neonových výbojek je tak malý, že ho dokáže dát i kapacita lidského těla, to znamená, že takové výbojky jsou velmi citlivé. To se používá v indikačních sondách , které umožňují detekovat přítomnost střídavého napětí na fázovém vodiči sítě osvětlení nebo na pouzdrech přístrojů. Taková sonda musí nutně obsahovat rezistor s nominální hodnotou asi 1 MΩ , zapojený do série s neonovou lampou, aby se vyloučila možnost úrazu člověka elektrickým proudem.
• Jako téměř všechny plynové výbojky může neonová lampa svítit bez připojení svých svorek k elektrické síti - vlivem elektromagnetického pole , například v blízkosti antény výkonného rádiového vysílače, plazmové lampy nebo Teslova transformátoru . Příkladem takové lampy je lampa Balizor , která se používá k osvětlení vysokonapěťových vodičů elektrického vedení.
• Neonová lampa se používá ve stroboskopickém zařízení pro ovládání rychlosti otáčení kotouče elektrického přehrávače .
• Neonová lampa může sloužit nejen jako indikační prvek . Proudově napěťová charakteristika neonové lampy znázorněná na obrázku vpravo je podobná charakteristikám relé, a proto se nazývá reléová charakteristika . Odráží tzv. reléový efekt , charakteristický pro neonové lampy a spočívající v náhlé změně proudu s plynulou změnou vstupního napětí. Díky přítomnosti takového CVC může být lampa použita jako aktivní prvek, i když je ve všestrannosti poněkud horší než tyratron s doutnavým výbojem . Nejčastěji se v této kapacitě používá v relaxačních generátorech [3] , používá se také jako prahový prvek [4] . Lze jej použít i ve složitějších obvodech: např. binární čítače lze vyrobit na neonových lampách [5] .

• Neonová lampa může být také použita jako prvek ochrany proti krátkodobým přepětím v signálových obvodech odpovídajícího napětí (pokud je přípustné napětí chráněného obvodu pod prahem zážehu a napěťové rázy ho dosahují např. telefonní linky (ve vstupních obvodech telefonních přístrojů).

Zajímavosti

• Barva záře neonové lampy závisí nejen na složení plynné směsi, ale také na hustotě proudu a také na jeho frekvenci. Při nízké proudové hustotě svítí lampa oranžovým světlem, s přibývajícím světlem se spektrum posouvá k červené straně. S nárůstem aktuální frekvence na jednotky MHz se výboj v lampě naopak zbarví do modra.
• Některé neonové výbojky, určené pro relativně nízká napájecí napětí, obsahují malé množství (do 0,1 μCi ) kryptonu-85 nebo tritia ve směsi pracovních plynů pro vytvoření počáteční ionizace a snížení zapalovacího napětí.
• Fosforové neonové výbojky jsou plněny plynnou směsí, jejíž emisní spektrum je bohaté na krátkovlnné ultrafialové záření. K tomu se v závislosti na výrobci archivní kopie ze dne 8. února 2022 na Wayback Machine a modelu lampy přidává k neonu krypton nebo xenon . Někdy je samotný neon nahrazen argonem .
• V lampách bez fosforu se často používá Penningova směs: neonová s malou příměsí argonu. Zapalovací napětí je menší než jak u čistého neonu, tak u čistého argonu. Barva záře je stejná jako u neonu.
• Neonová lampa napájená střídavým proudem může blikat frekvencí, která je mnohem nižší než frekvence napájecího proudu, a proto je okem patrná.
• Často se "neon" mylně nazývá ultrafialové lampy , které se používají k vytvoření efektu světelného oblečení na diskotékách, stejně jako plynové lampy pro nápisy a zářivky se studenou katodou .
• Pracovní neonové lampy kromě viditelného světla vyzařují elektromagnetické záření v širokém rozsahu rádiových vln - od dlouhovlnných po C - rozsah (4-6 cm). Jimi vyzařované parazitní záření ruší rádiové přijímače, pozemní vesmírné transceiverové stanice. Síla parazitního záření závisí na výkonu výbojky.

Neonové lampy vyrobené v SSSR a Rusku

Neonové lampy vyrobené v SSSR a Rusku jsou zastoupeny širokou škálou zařízení, včetně speciálních aplikací, s různými rozměry, charakteristikami a tvary elektrod: VMN-1, VMN-2, IN-3, IN-3A, IN- 25, IN-28, IN-29, INS-1, IF-1, MN-3, MN-4, MN-6, MN-7, MN-11, MN-15, 95SG-9, TN-0,2- 2, TN-0,3, TN-0,3-3, TN-0,5, TN-0,9, TN-1, TN-20, TN-30, TN-30-1, TN-30-2M, TNI- 1,5D, TMN -2, TNU-2, UVN (TNUV), stejně jako velká rodina zářivek řady TL.

Mezi lampami pro speciální aplikace je třeba poznamenat:

• VMN-1, VMN-2 - vlnové neonové lampy.
• IN-3 je boční doutnavka se směrem světelného toku jedním směrem.
• IN-6 - ovládaná tříelektrodová neonová lampa. Není to tyratron, má trochu jiný princip fungování. Výboj v něm neustále svítí, ale v závislosti na řídicím napětí přeskakuje buď na indikátor, nebo na pomocnou katodu. Taková lampa je řízena záporným napětím několika V přivedeným na indikační katodu. Elektrody výbojky jsou umístěny tak, že když výboj dohoří na indikační katodě, je dobře viditelný pro obsluhu, když není na pomocné.
• IN-21 - lampa, která vydrží vysoké teploty bez negativních důsledků pro sebe, a proto se používá v elektrických sporákech, zejména modelu Elektra-1001. Má elektrody vyrobené ve formě půlkruhů a je vysoce estetický.
• IN-25 je neonová lampa se sníženým poměrem průměru válce k průměru světelného bodu pro maticové displeje s vylepšenou ergonomií.
• IN-28 - tříelektrodové neony s ohebnými přívody, které mají životnost minimálně 5000 hodin i přes značný vybíjecí proud (až 15,6 mA ). Používají se v metru jako jednotlivé prvky výsledkových tabulí nad tunelem systému ESIC .
• IF-1 je indikátor ultrafialového záření, zejména pro senzory plamene. Princip činnosti není znám, zjevně je na lampu přivedeno napětí těsně pod zapalovacím napětím a v přítomnosti záření se vznítí.
• MN-3 - žárovka se sníženým hořícím napětím (asi 40 V ). Elektrody jsou vyrobeny z čistého železa, molybdenu, niklu. Katody jsou potaženy tenkým filmem barya, vápníku nebo cesia pro snížení spalovacího napětí. Dalším ionizujícím faktorem je peleta radioaktivního materiálu připojená k vnější elektrodě.
• UVN (podle nového zápisu - TNUV a název UVN byl přenesen na zařízení, ve kterém se používá) - lampa se zúžením uprostřed žárovky pro zvýšení zapalovacího a spalovacího napětí, určená pro vysokonapěťové indikátory .

Označení domácích fosforových neonových lamp se skládá z: písmen T – doutnavý výboj; L-fosfor; písmeno označující barvu záře (O - oranžová, G - modrá, Z - zelená, Y - žlutá); číslice udávající jmenovitý vybíjecí proud v miliampérech a číslice udávající zapalovací napětí ve stovkách voltů. Například TLO-1-1 je oranžová doutnavka pro proud 1 mA se zapalovacím napětím 100 V. Podle další možnosti značení udává první číslice velikost: 1 - láhev malého průměru, patice E10 nebo Ba9s , 3 - láhev velkého průměru, základna Ba15s, a druhá - zapalovací napětí: 1 - 145 V, 2 - 185 V, Jmenovitý proud: pro žárovky s malým průměrem žárovky (1) - 1 mA; pro lampy s velkým průměrem balónku (3) - 3mA. Životnost těchto žárovek při jmenovitém proudu není menší než 2000 [2] hodin; prodloužení jejich životnosti je možné stejně jako u klasických neonek – snížením proudu.

Neonové lampy vyrobené v jiných zemích

V jiných zemích se v minulosti vyráběly indikátorové a dekorativní neonové lampy různých provedení a rozměrů, včetně podstavných, kudrnatých, v podobě různých dekorací. V současné době se k výrobě hraček a dekorací začaly používat levnější LED diody , výroba suterénních typů svítidel byla ukončena. To je způsobeno vysokou cenou neonu a rozvojem LED polovodičového průmyslu.

Mezi indikačními svítilnami jsou aktuálně subminiaturní bez základny NE-2. Je k dispozici v několika velikostech s několika typy jasu a barev. Žárovky NE-2C, NE-2H a NE-2UH jsou vysoce svítivé žárovky, NE-2G zelená, NE-2B modrá. NE-2G a NE-2B jsou fosforové lampy, které umožňují měnit emisní spektrum. Tovární specifikace pro neonové lampy uvádějí hodnotu odporu, který by měl být zapojen do série s lampou pro připojení k síti s jiným standardním napětím .

Zahraniční neonové lampy s paticemi, zejména Ba9, jsou v současné době vyráběny převážně na bázi žárovek NE-2, přičemž k nim jsou přidány kryty, odpory (ne ve všech případech) a externí baňky, často plastové.

V současné době je trendem nahrazovat používání indikačních neonů barevnými indikačními LED diodami .

Viz také

• Indikátor vybití
• Indikační šroubovák
• Thyratron
• Flexibilní neon

Poznámky

1. ↑ GOST 2.731-81 ESKD Podmíněná grafická označení ve schématech. Elektrovakuová zařízení . Získáno 14. června 2021. Archivováno z originálu dne 14. června 2021. (neurčitý)
2. ↑ 1 2 Příručka základů elektronického inženýrství / ed. B.S. Gershunsky. - Kyjev: Vishcha school, 1978. - S. 146-147. — 392 s.
3. ↑ Příklad použití: http://michaelgellis.tripod.com/nothing.html Archivováno 13. února 2010 na Wayback Machine
4. ↑ Například neonová lampa se díky svému poměrně stabilnímu zapalovacímu napětí používá jako indikátor plně nabitého úložného kondenzátoru v elektronických zábleskových jednotkách .
5. ↑ Nixie hodiny využívající neonové lampy jako logiku . Datum přístupu: 18. prosince 2009. Archivováno z originálu 26. ledna 2010. (neurčitý)

Literatura

• Genis A. A., Gorshtein I. L., Pugach A. B.  Zařízení s doutnavým výbojem. Kyjev, Tekhnika, 1970.
• Zgursky V. S., Lisitsyn B. L.  Zobrazovací prvky. M.: Energie, 1980. - 304 s., ill.
• Gurlev D.S.  Příručka elektronických zařízení. Kyjev, 1974.
• Rokhlin G. N. Světelné zdroje s plynovou výbojkou. - M .: Energoatomizdat, 1991. - ISBN 5-283-00548-8 .