Сватба 

Как работи неонова лампа? Използването на неонови лампи за осветление, принципът на работа. Неонови надписи в СССР

Спецификации

Светлината на лампата е с ниска инерция и позволява модулация на яркостта с честота до 20 kHz. Лампите са свързани към източника на захранване чрез резистор за ограничаване на тока, така че токът през лампата да е не повече от 1 милиампер (типична стойност за миниатюрни лампи), но намаляването на тока до 0,1...0,2 mA значително удължава живота на лампата. Някои лампи имат резистор, вграден в основата. Използване на лампа без резистор изключително опасно, тъй като може да доведе до ескалация на разряда в дъга, с увеличаване на тока през него до стойност, ограничена само от вътрешното съпротивление на източника на захранване и захранващите проводници и, като следствие, късо съединение и (или) спукване на цилиндъра на лампата.

Напрежението на запалване на лампата обикновено е не повече от 100 волта, напрежението на изгасване е около 40-65 волта. Срок на експлоатация - 80 000 часа или повече (ограничен от абсорбцията на газ от стъклото на крушката и потъмняване на крушката от пръскани електроди; просто няма какво да „изгори“ в лампата).

Приложение

  • Благодарение на много ниската консумация на ток, неонова лампа е прост, икономичен и надежден индикатор за включване на 220 волта мрежово напрежение.
  • Има сравнително големи неонови декоративни лампи, предназначени за монтаж в стандартен цокъл E14 или E27 и работещи на напрежение 220 V. В СССР такива лампи обикновено се продават само в комплекти с нощни светлини, а електродите са с относително голяма площ и могат да бъдат оформени - например под формата на извит пламък на свещ. В момента лампи от този тип продължават да се произвеждат в Китай. Декоративните лампи имат вградено баластово съпротивление, което позволява директното им свързване към осветителната мрежа.
  • Минималният ток, необходим за запалване на неонови лампи с ниско налягане, е толкова малък, че дори капацитетът на човешкото тяло може да го осигури, тоест такива лампи са много чувствителни. Това се използва в индикаторни сонди, които позволяват да се открие наличието на променливо напрежение върху фазовия проводник на осветителната електрическа мрежа или върху корпусите на устройствата. Такава сонда трябва без провалсъдържат резистор с номинална стойност около 1 MOhm, свързан последователно с неонова лампа, за да се предотврати възможността от токов удар на човек.
  • Както почти всички газоразрядни лампи, неонова лампа може да свети без директно електрическо захранване - от излагане на електромагнитно поле, например от предавателна HF антена, плазмена лампа или трансформатор на Тесла. Пример за такава лампа е лампата Balizor, използвана за осветяване на проводници с високо напрежение.
  • Неонова лампа се използва в стробоскопично устройство за управление на скоростта на въртене на електрофонен диск.
  • Неоновата лампа може да се използва не само като индикационен елемент. Поради наличието на отрицателно динамично съпротивление, той може да действа и като активен елемент, въпреки че тук е малко по-нисък в гъвкавостта на тиратрона с тлеещ разряд. Най-често се използва в това си качество в генератори за релаксация, а също така се използва като прагов елемент. Може да се използва и в по-сложни схеми: например броячи могат да бъдат направени с помощта на неонови лампи.
  • Неоновата лампа може да се използва и като защитен елемент срещу краткотрайни пренапрежения в сигнални вериги на съответното напрежение (ако допустимото напрежение на защитената верига е под неговия праг на запалване и го достигнат пренапрежения), например в телефона линии (във входните вериги на телефонни апарати).

Неоновите лампи, произведени в СССР и Русия, са представени от широка гама устройства, включително специални приложения, с различни размери, характеристики и форми на електродите: ВМН-1, ВМН-2, ИН-3, ИН-3А, ИН-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), както и голямо семейство фосфорни лампи от серията TL.

Сред лампите за специални приложения трябва да се отбележи следното:

  • ВМН-1, ВМН-2 - вълномерни неонови лампи.
  • IN-3 - странична светеща лампа с посока на светлинния поток в една посока.
  • IN-6 - контролиран триелектроднинеонова лампа. Това не е тиратрон, има малко по-различен принцип на работа. Разрядът в него свети постоянно, но в зависимост от управляващото напрежение скача или към индикаторния катод, или към спомагателния катод. Такава лампа се управлява от отрицателно напрежение от няколко V, приложено към индикаторния катод. Електродите на лампата са разположени по такъв начин, че когато разрядът свети на индикаторния катод, той е ясно видим за оператора, когато на спомагателния катод не е.
  • IN-21 е лампа, която издържа на високи температури без отрицателни последици и затова се използва в електрически печки, по-специално модел Electra-1001. Има електроди, направени във формата на полукръг и е много естетичен.
  • IN-25 е неонова лампа с намалено съотношение на диаметъра на цилиндъра към диаметъра на светещото петно, за матрични дисплеи с подобрени ергономични характеристики.
  • IN-28 - триелектродни неонови лампи с гъвкави проводници, имащи експлоатационен живот най-малко 5000 часа, въпреки значителния разряден ток (до 15,6 mA). Използват се в метрото като единични елементи на надтунелни дисплеи на системата ESIC.
  • IF-1 е индикатор за ултравиолетово лъчение, по-специално за сензори за пламък. Принципът на работа е неизвестен, очевидно лампата се захранва с напрежение малко под напрежението на запалване и при наличие на радиация светва.
  • MH-3 - лампа с намалено напрежение на горене (около 40 V). Електродите са изработени от чисто желязо, молибден, никел. Катодите са покрити с тънък слой от барий, калций или цезий, за да се намали напрежението на горене. Допълнителен йонизиращ фактор е таблетка от радиоактивен материал, прикрепена към външния електрод.
  • UVN (според новата система за обозначаване - TNUV, а името UVN е прехвърлено на устройството, в което се използва) - лампа със стесняване в средата на крушката за увеличаване на напрежението на запалване и горене, предназначена за високо напрежение показатели.

Обозначенията на домашните фосфорни неонови лампи се състоят от буквите TL, буква, обозначаваща цвета на сиянието (O - оранжево, G - синьо, Z - зелено, Zh - жълто), число, характеризиращо номиналния разряден ток в mA и число, характеризиращо напрежението на запалване в стотици волта. Например, TLO-1-1 е оранжева лампа с ток 1 mA с напрежение на запалване 100 V. Според друга версия първата цифра показва стандартния размер: 1 - цилиндър с малък диаметър, основа E10 или Ba9s, 3 - цилиндър с голям диаметър, основа Ba15s, а вторият е кодът на напрежението на запалване: 1 - 145 V, 2 - 185 V, номиналният ток е еднакъв във всички случаи и е 1,3 mA. Издръжливостта на тези лампи при номинален ток е по-малка от тази на лампите без фосфор: 2000 часа техният експлоатационен живот може да бъде удължен по същия начин, както при обикновените неонови лампи - чрез намаляване на тока;

Неонови лампи произведени в други страни

В други страни в миналото са се произвеждали индикаторни и декоративни неонови лампи с различни дизайни и размери. В момента се произвежда само ограничен асортимент от декоративни фигурни неонови лампи, а от индикаторните модели в масово производство по същество остава само един - субминиатюрният NE-2, чийто дизайн не е претърпял значителни промени в продължение на повече от 50 години . Тази лампа обаче вече се предлага в няколко размера. Лампата с висока яркост е обозначена като NE-2H, където H означава „висока“. В допълнение към конвенционалните лампи от този тип се произвеждат и фосфорни лампи: зелени (NE-2G), сини (NE-2B), бели (NE-2W) и др. Освен това от фосфорните разновидности на тази лампа широко се използва само зелено, а моделите с други цветове са оскъдни. Също така е препоръчително всички лампи NE-2, особено фосфорните лампи, да удължат живота си чрез намаляване на тока.

Чуждите неонови лампи с основи, по-специално Ba9s, в момента се правят главно на базата на лампи NE-2, добавяйки основи, резистори (не във всички случаи) и външни крушки, често пластмасови.

Днес, когато целите фасади на сградите вибрират, светят и буквално се преобразяват с мигване на окото, е трудно да изненадате някого с технологични новости в тази област. Преди сто години обаче всичко беше съвсем различно – първите неонови надписи бяха не само хипнотизиращи, но и шокиращи.

Заден план

Въпреки че първата неонова реклама е патентована преди малко повече от сто години, през 1915 г., нейната история започва много по-рано. Още през 1675 г., когато не се говори за електричество, френският астроном Жан Пикар откри слабо сияние в тръбата на живачен барометър - тази мистериозна светлина беше наречена „барометрична“. Разбира се, по това време никой не знаеше за статичното електричество и астрономът не можеше да обясни сиянието. Както никой друг не би могъл – това обаче не попречи на светлите умове на човечеството да се заинтересуват от чудната светлина и да хвърлят сили в нейното изучаване. Сериозен пробив обаче настъпва едва почти два века по-късно, когато през 1855 г. немският физик на стъклото Хайнрих Гайслер изобретява тръба, която става прототип на газоразрядните (или парните, както са ги наричали тогава) лампи.

Много експерименти в различни части на света с появата на електричеството подобриха устройството: газът беше накаран в прозрачен съд и под електрическо напрежение той започна да свети.

Първият неонов знак

Редкият газообразен елемент неон е открит от Уилям Рамзи и M.W. Траверс през 1898 г. в Лондон, но френският изобретател Жорж Клод излезе с идеята да се използва в запечатана тръба с електрически заряд. Той прави първата неонова лампа през 1902 г., а през 1910 г. я демонстрира на широката публика. Пет години по-късно изобретението е патентовано и е създадена Claude Neon Lights, Inc. Клод споделя откритието си с приятеля си Жан Фонсеку и той предлага да използва лампите за направата на рекламни надписи. Новото изобретение е изпробвано през 1912 г. върху фасадата на малък фризьорски салон в Монмартър.


През 20-те години на миналия век в света имаше истински рекламен бум и неоновите надписи бяха много полезни. Американците се оказаха най-предприемчиви: те започнаха да пробват светещи надписи дори за най-малките магазинчета. Първият неонов надпис, който се появи извън Франция, украси фасадата на американската автокъща Packard и нещата започнаха да се развиват. Жорж Клод започва да продава лицензи за производство на неонови надписи по целия свят, като получава сто хиляди долара за всеки - това му позволява да развие обещаващ бизнес до пълния му потенциал. Шокираните хора започнаха да наричат ​​новите табели „течен огън“ и спираха да ги гледат дори през деня. Името на изобретателя също стана почти нарицателно: изразът „неонов Клод“ се използва толкова често, че американците скоро решиха, че името на легендарния французин е Неон Клод. Всъщност името на редкия газ идва от гръцкото neos, което означава „нов“.

Неонови надписи в СССР

През 20-30-те години на миналия век СССР преживява трудни времена - няма време за реклама, а първата неонова реклама се появява едва през 1931 г. Не се очакваше рекламен бум в страната, а кината и парковете започнаха да се маркират с неон. Дълго време в СССР светеха само три табели: „Градина“ над един от московските паркове, както и „Дворец“ и „Централен“, които обозначаваха градските кина.

Снимка: „Съветски букви“ (vk.com/soviet_lettering)

Сериозното производство на неонови реклами започва едва през 60-те години на миналия век. Производството на неонова реклама беше поверено главно на рекламни фабрики, чийто персонал включваше художници-дизайнери и цели работилници, оборудвани за тази цел. Големи фабрики (например Ленинград Gazosvet) работеха в тази област заедно с малки работилници и скоро почти цялата реклама в централните градове на Съюза беше неонова: светлинни надписи украсяваха фасадите на универсални магазини, кина и ресторанти. „Супермаркет“, „Деликатеси“, „Хранителни стоки“ грейнаха в жълто, зелено и червено и привлякоха погледите на всички минувачи.

Неоновите лампи срещаме най-често под формата на сигнални лампи (в битовата техника). Обикновено те се използват за указване на включено захранване. Това може да се види на ютии, тостери и други уреди. Тези индикатори светят в оранжево-червен цвят.

Принцип на действие

Излъчваната от тях светлина не е особено ярка. Създава се от поток от електрони, възникващ между два електрода в стъклена колба, пълна с газ - неон.

Дизайн

Неоновата лампа има същия дизайн като всички други газоразрядни източници на светлина. Това е стъклен балон или тръба с два електрода, запоени в нея. Стъклена колба може да получи почти всяка форма. Неоновият газ се изпомпва в тази тръба под ниско налягане. Под името „неонова лампа“ може да има подобни източници на светлина, пълни с друг хелий, аргон и криптон. Там могат да се добавят двойки метали и фосфор, всичко това създава широка гама от цветове и нюанси. Но цялата тази разновидност се нарича на своя прародител - неонова лампа.

Начално напрежение

За да започне да свети, трябва да подадете стартово напрежение към електродите му. За нормална яркост ще бъде от 45 до 65V, а за висока яркост ще бъде от 70 до 95V AC.

Съпротива

Съпротивлението като елемент на електрическа верига е просто необходимо за работата на такъв източник на светлина. Той е включен в конструкцията му и ограничава електрическия ток. Когато неонова лампа вече работи, електрическият ток за нея става голям и без вградено съпротивление може просто да я унищожи. Може да работи при напрежение 110V, 220V (в зависимост от вграденото съпротивление).

Трансформърс

Такова осветление е много взискателно към параметрите на електрическия ток. Освен вграденото съпротивление, в електрическата верига е включен и трансформатор за неонови лампи. Без него те не могат да бъдат свързани към обикновена 220V мрежа. За тях се произвеждат, които произвеждат, но с честота 50Hz.

Неоновата лампа излъчва електромагнитни вълни във видимия и инфрачервения диапазон. Видимата част от неговото излъчване е в диапазона от 580 до 750 nm. Това съответства на оранжево-червена светлина. Светлинният поток на такъв източник на светлина варира от 0,03 до 0,07 лумена.

Време на работа

Времето му на работа зависи от големината и вида на тока. При ток от 1mA експлоатационният живот е от 25 000 до 50 000 часа. намалява експлоатационния му живот с 40%.

Флуоресцентна лампа

Това е опцията за зелена светлина. Използва се и като източник на сигнална светлина. Зелена светлина се получава по следния начин. Вътрешността на стъклената крушка е покрита със специално флуоресцентно вещество, което абсорбира червената светлина и я оцветява в зелено.

Използване

Лампите са намерили своето приложение в декоративното осветление на интериора, в рекламната индустрия и като различни устройства. Това се дължи на редица техни параметри. Те са икономични, издръжливи и безопасни. Неоновите лампи за автомобили се използват като осветление на дъното, салона и багажника. При желание могат да се монтират навсякъде. Могат да се продават в комплект по четири. Две са прикрепени към предната и задната част на кутията. И две са отстрани. Трансформаторите, включени в комплекта, могат да бъдат вградени или външни. Цената на тунинг комплекта е 300$.

На 9 ноември 1911 г. е патентована неонова реклама. сайтът говори за това кой е създал червените светлини на нощния Париж, които след това светнаха по целия свят, за историята на самото изобретение и за получаването на пари от нищото.

Бащата на неонова реклама и „френският Едисон“, Жорж Клод е роден през 1870 г. и в началото дори не е мислил за неонови или светещи реклами. Завършва Висшето училище по индустриална физика и химия в Париж, след което заема много длъжности: електроинспектор в кабелна фабрика, ръководител на лаборатория за електротехнически работи, издател и автор на списанието Electric Spark.

Още през 1896 г. ученият осъзнава, че използването на бутилиран ацетилен за осветление е опасно, тъй като може да експлодира под налягане, и измисля начин да го съхранява в ацетон, но изобретението му не отива по-далеч от това.

Другата идея на Клод беше да намери евтин начин за втечняване на въздуха. Изобретателят буквално щеше да печели пари от това, като продаваше бутилки с втечнен кислород на болници и заварчици. За целта той и неговият университетски приятел Пол Делорм откриват компанията Liquid Air с начален капитал от 7500 франка. До 1902 г. техният метод прави възможно производството на кислород и азот в индустриални количества. Само Клод беше раздразнен от инертните газове (аргон, неон, криптон, ксенон и др.), които се образуваха като странични продукти от тази реакция.

И тогава Жорж Клод си спомни експериментите на учени, които създадоха лампи, чийто принцип на работа се основава на преминаването на електрически заряд през газ. Такива лампи са изобретени от Хайнрих Гайслер в средата на 19-ти век, но поради ниската им надеждност и склонността на газовете да реагират с материала на електрода, те се смятат по-скоро за любопитство, отколкото за полезно изобретение. През 1898 г. (същата година, когато е открит неонът), газови лампи, проектирани от Даниел Макфарлейн Мур, служител на General Electric, са инсталирани в параклиса в Медисън Скуеър Гардън в Ню Йорк. „Тръбите на Мур“ бяха най-успешните от експериментите с пълнене на газови лампи: CO₂ вътре дава равномерен блясък, а дължината на такава лампа може да достигне шест метра. Въпреки това, целият дизайн имаше значителен недостатък: въглеродният диоксид също реагира с веществата на електродите и лампата изискваше често презареждане.

Инертните газове, които са били отпадъци от производството на Georges Claude, са инертни, защото не са склонни да влизат в химични реакции. От любопитство един парижки изобретател опитал да напълни лампи с инертни газове под ниско налягане. Резултатът впечатли него и приятелите му: лампите започнаха да светят с ярки цветове в зависимост от газа. И така, аргонът гори синьо, а неонът гори червено-оранжево. Както се оказа по-късно, всички благородни газове имат свой собствен цвят.

Познатият на Клод Жан Фонсеку, виждайки неонови светлини, предложи да се използват такива лампи като външна реклама. Първата публична демонстрация на светещи тръби е осветлението на автомобилното изложение в Париж през декември 1910 г., технологията е патентована през 1911 г., а през 1912 г. първата светеща реклама е монтирана в малък фризьорски салон на булевард Монмартър.

Няколко години по-късно, през 1915 г., Клод патентова нови електроди с повишена устойчивост на корозия, които ще издържат по-дълго на открито. През 1919 г. Парижката опера грее в сини и червени светлини. Технологията се появи в най-подходящия момент за това. Новите осветителни тела на Клод бяха използвани за рекламиране на пишещи машини Remington, цигари Lucky Strike, батерии Eveready, автомобили Packard и други големи клиенти. Тъй като беше трудно да се доставят стъклени тръби с газ в чужбина, Жорж Клод започна да продава лицензи за производство на неонови реклами.

През 30-те години на миналия век патентите започват да изтичат, създавайки вълна от конкуренция. Започват да се появяват все повече и повече цветове на знаците (в допълнение към многоцветните газове, този ефект може да се постигне чрез нанасяне на фосфор върху вътрешните стени на тръбите). Самият изобретател се зае с други проекти, по-специално намирайки начин за използване на топлинната енергия на океаните - генериране на електричество поради температурната разлика между дълбоките и повърхностните слоеве на водата (този принцип беше използван на подводницата Pioneer в съветския научнофантастичен роман „Тайната на двата океана“). Първите инсталации на Клод и неговия приятел и наставник Жак Арсен д'Арсонвал са проектирани и поставени в Куба и крайбрежието на Бразилия.

Знаеш ли това изобретена неонова лампав резултат на експерименти, чиято цел е била да доставят втечнен кислород на болниците? Предлагаме на вашето внимание кратка история за изобретяването на неонова лампа и принципа на нейното действие.

Жан Клод - изобретател на неонова лампа

Всъщност учените са били близо до изобретяването на неонова лампа няколко пъти преди 20-ти век. Френският астроном Жан Пикар през 1675 г. открива мистериозна слаба светлина в тръбата на живачен барометър, чиято причина не може да обясни. Много години по-късно, през 1855 г., немският физик Хайнрих Гайслер изобретява прототипа на газоразрядна тръба. Самият неон е открит през 1898 г. от английските учени Уилям Рамзи и Морис Травър.

Тези открития станаха като отделни части, които трябваше да бъдат комбинирани в едно изобретение. Изобретателят на неонова лампа е французинът Жан Клод, инженер с талант на предприемач. Той се надяваше да доставя втечнен кислород на болниците и да спечели добри пари от това.

Имаше само един проблем - инертните газове възпрепятстваха производството на висококачествен кислород. Отстранявайки примесите от кислорода, практичният Клод се опита да им намери приложение. Един ден той чу за "светещи тръби". Той изпомпва газове в тръби и пропуска електрически заряд през тях. Тръбите започнаха да светят - червени от неон и сини от аргон. Инженерът веднага разбра, че това откритие ще му донесе търговски успех.

През 1910 г. Жан Клод представя своето неоново осветление на изложба за постижения в Париж и скоро го патентова. През 1915 г. той отваря компанията Claude Neon Lights и лицензира технологията си на всеки, който иска да окачи неонова табела. Това прави Клод много бързо богат - до края на 20-те години годишният доход на компанията му достига почти 10 милиона долара.

Характеристики и принцип на действие на неоновите лампи

Нека ви разкажем малко за принципа на работа на неоновите лампи. Техният дизайн се състои от стъклени тръби (цветни или прозрачни), които са пълни с инертен газ. Най-често това е неон в чиста форма или под формата на смес с аргон. Тръбата е свързана към източник на захранване и когато през нея преминава електрически заряд, газовете вътре в тръбата започват да светят.

Що се отнася до характеристиките на неоновите лампи, можем да отбележим много висока яркост, издръжливост и огромен избор от нюанси на светлината. Недостатъци - неоновите лампи са крехки, скъпи и пожароопасни. Тези недостатъци са причината неонът, някога невероятно популярен, да загуби позициите си. Все по-често неоново осветление по улиците се заменя с LED осветление. LED осветлението е по-икономично, консумира по-малко електроенергия, огнеупорно е, устойчиво на атмосферни и механични влияния.