77 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Неоновая лампа на схеме

ИНДИКАТОРЫ НА НЕОНОВЫХ ЛАМПАХ

Неоновая лампа относится к классу приборов тлеющего разряда. Она представляет собой стеклянный баллон (рис. 1), внутри которого помещены два металлических электрода. Электроды могут быть плоские, цилиндрической формы и в виде прямых или изогнутых стержней. Баллон заполнен инертным газом (неон, аргон или смесь их с гелием), находящимся под низким давлением (несколько мм ртутного столба).

Одни из электродов лампы является катодом, другой — анодом. У ламп, предназначенных для работы на переменном токе, каждый электрод является поочередно анодом и катодом.

Соберём простую установку в соответствии со схемой, показанной на рис. 2, из источника питания, потенциометра R1 и вольтметра с пределом измерения 150 В, включённого параллельно неоновой лампе Л1.

В качестве источника питания можно использовать батарею или маломощный выпрямитель, дающий постоянное напряжение не ниже 80 в.

Пока напряжение на электродах лампы мало, газовый промежуток между электродами является изолятором. По мере перемещения движка потенциометра влево (по схеме) напряжение на электродах лампы постепенно увеличивается. При определённом для данной лампы напряжении в ней возникает тлеющий разряд, при этом внутреннее сопротивление лампы резко уменьшается, а ток через неё возрастает. Напряжение, при котором в лампе возникает тлеющий разряд, называется напряжением зажигания. Величина его зависит от состава и давления газа в лампе, материала и формы электродов, и расстояния между электродами.

Возникновение тлеющего разряда можно объяснить следующим образом. В газе даже при обычной температуре часть молекул будет ионизирована, то есть в газе среди нейтральных молекул будут существовать электроны и положительные ионы — молекулы газа, потерявшие часть электронов.

При подаче на электроды лампы постоянного напряжения между ними создаётся электрическое поле. Электроны движутся в этом поле к положительному электроду — аноду, а положительные ионы к отрицательному электроду — катоду. Если напряжённость электрического поля между электродами лампы достаточно велика, электроны приобретают такую скорость, что при столкновении с молекулой газа ионизируют её; в свою очередь ноны, бомбардируя катод, выбивают из него новые электроны. В результате ионизации газ становится электропроводным, но в отличие от металлов, где ток создастся электронами, здесь в создании тока участвуют как электроны, так и ионы.

Ввиду того, что молекулы газа как при ионизации, так и при рекомбинации (восстановлении иона в нейтральную молекулу в результате захвата электрона) могут испускать свет, газ вблизи катода начинает светиться. Цвет свечения может быть красным или красно-оранжевым в зависимости от состава газа.

При прохождении через неоновую лампу переменного тока свечение наблюдается у обоих электродов.

Площадь свечения зависит от силы тока через лампу. С увеличением тока в работу включаются всё новые участки катода и площадь свечения расширяется. Напряжение на электродах лампы при этом сохраняется почти постоянным до тех пор, пока свечением будет охвачен весь катод.

Неоновая лампа — индикатор наэлектризованности тела. Определить, заряжено ли тело, можно не только электрометром, но и неоновой лампой. При приближении вывода электрода неоновой лампы к наэлектризованному телу, например, к стеклянной или эбонитовой палочке, наэлектризованной трением, в лампе возникает тлеющий разряд. Держать лампу следует за вывод второго электрода.

При помощи неоновой лампы можно убедиться, что во время работы школьной электрофорной машины электризуются только секторы из порошка алюминия, нанесённые на диски,- для этого следует поднести лампу к сектору диска. Если лампу поднести к диску между секторами, лампа не зажжётся.

Неоновая лампа — указатель полярности. Пользуясь тем, что свечение возникает у катода, то есть электрода, находящегося под отрицательным потенциалом, можно при помощи неоновой лампы определить полярность источника постоянного тока. Для этого лампу подключают к выводам источника тока и определяют, какой электрод лампы при этом светятся.

Предварительно, подключая неоновую лампу к источнику постоянного тока, полярность которого известна, нужно точно установить, как электроды лампы присоединены к цоколю.

Читать еще:  Настенные светильники это

Неоновая лампа — указатель фазового провода. В квартиру введены два провода электросети. Один из них соединён с землёй, его называют нулевым проводом. Прикосновение к нему безопасно. Другой провод, называемый фазовым, находится под полным напряжением относительно земли и прикосновение к нему может оказаться опасным для жизни. Отличить эти провода один от другого можно при помощи пробника с неоновой лампой (рис. 3).

Пробник можно вмонтировать в изготовленную из прозрачной пластмассы рукоятку отвёртки, при этом один электрод лампы через резистор R1 соединяют с лезвием отвёртки, другой электрод подключают к металлическому кольцу, одетому на рукоятку отвёртки.

Прикосновение лезвием отвёртки к нулевому проводу не вызывает зажигания лампы, в случае прикосновения к фазовому проводу лампа зажжётся. Отвёртку следует держать так, чтобы был обеспечен контакт между рукой и металлическим кольцом.

Неоновая лампа — сигнализатор о перегорании предохранителя. При перегорании плавкого предохранителя — «пробки» приходится поочерёдно вывёртывать из гнёзд все предохранители в поисках перегоревшего. Если же параллельно каждому предохранителю включить неоновую лампу и резистор R1 (рис. 4), то при перегорании предохранителя напряжение сети через включённые электроприборы и резистор R1 окажется приложенным к неоновой лампе, вызывая её зажигание.

Неоновая лампа — индикатор напряжения сети. В течение суток напряжение электрической сети обычно изменяется в некоторых пределах. Вечером, когда общее число электроприборов, включённых в сеть, увеличивается, напряжение несколько падает. Днём, когда нагрузка сети мала, напряжение становится нормальным или несколько выше нормы.

Для некоторых приборов, например, телевизора или радиоприёмника, изменение напряжения сети не должно превышать определённых значений во избежание выхода их из строя. Контролировать напряжение сети можно с помощью вольтметра, но лучше это делать при помощи индикатора напряжения, выполненного на неоновых лампах.

Схема индикатора показана на рис. 5. В сеть переменного тока с напряжением 220 в включены два делителя напряжения из резисторов R1, R2 и R3, R4. Неоновые лампы Л1 и Л2 типа МН-3 включены параллельно резисторам R1 и R3. Сопротивления резисторов R1 и R2 выбраны так, что падение напряжения на резисторе R1 оказывается достаточным для зажигания лампы Л1, когда напряжение сети равно минимально допустимому (200 в). Падение напряжения на резисторе R3 должно быть равно напряжению зажигания лампы Л2, когда напряжение сети увеличится до максимально допустимого (230 В).

Следовательно, если напряжение сети находится в допустимых пределах, горит одна лампа Л1. Если ни одна из ламп не горит, значит, напряжение сети недостаточно для нормальной работы телевизора, горение же обеих ламп свидетельствует о повышении напряжения выше установленных пределов, в обоих случаях телевизор необходимо отключить от сети.

Декоративная неоновая лампа 220 В: принцип работы, характеристика, как подключить

Мода циклична. В среднем каждые 25 лет возвращаются модели из прошлого. Производство ламп – не исключение. Тридцать лет назад неоновое освещение активно использовалось декораторами. Потом лидерство захватили светодиодные ленты, дюралайт. Сейчас неон снова набирает популярность.

Устройство и принцип работы неоновой лампы.

Конструкция неоновой лампы.

Устройство чрезвычайно простое: 2 электрода, стеклянная колба в форме трубки с неоном под низким давлением.

Принцип работы тоже не очень сложен. Под действием электричества нейтральная молекула неона «отдает» электрон с внешней орбитали. Оставшаяся частица превращается в катион – ион с положительным зарядом. После ионизации катион движется к отрицательному катоду, а электроны – к положительному аноду. Возникает протекание тока через трубку.

В процессе движения катионы и электроны постоянно сталкиваются. Происходит обмен энергией. Если электрон ее получает, то уходит на более высокую орбиталь. Во внешнюю среду выделяется тепло. Если электрон теряет энергию, то спускается на орбиталь пониже. Это вызывает свечение – выделение фотонов. В результате трубка светится красно-оранжевым цветом.

Получение различного спектра свечения.

Неоновые лампы относятся к газоразрядным. Непосредственно неоновая трубка светит красно-оранжевым светом. Для получения других цветов используют иные газы VIII группы Периодической системы. Гелий дает бело-оранжевый свет, аргон – сиреневый, криптон – сине-белый, ксенон – бело-голубой. Впрочем, называют их все равно неоновыми.

Читать еще:  Не горит лед лампа что делать

Разные цвета газоразрядных трубок.

Применяют 2 методики, чтобы получить других оттенков. В первом случае происходит смешение нескольких газов. Иногда примешивают небольшие объемы зелено-голубых паров ртути. В результате смешения газов получают много разнообразных оттенков.

Во втором случае на стенки стеклянной колбы наносят слой люминофора. При протекании тока лампа будет светиться разными цветами.

Характеристики и виды неона.

Газоразрядные источники света.

Неоновая лампа работает, используя малый ток. Работает она от переменного и постоянного напряжения. В первом случае светится вся трубка, а во втором –участок при одном электроде.

За счет малой инерционности возможно диммирование на основе механизма широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Срок службы долгий: около восьмидесяти тысяч часов. Он ограничивается свойствами колбы: потемнением от электродов и поглощением газа. Перегореть газоразрядная лампа не может в принципе.

Трубки различаются по диаметру: выпускаются 8, 10, 12, 15, 20-милиметровые лампы. Чем выше диаметр, тем длиннее источник света. Для восьмимиллиметровых неоновых трубок длина составляет от одного до семи метров. Для десятимиллиметровых: от 1,2 м до 8,2 метра. При диаметре в 12 мм длина разнится от полутора до десяти метров. Трубка окружностью 15 мм будет длиной от двух до 12,5 метров. А источник света диаметром 20 мм имеет длину от 2,5 до 20 метров.

При производстве изготавливаются трубки разных форм и размеров. Даже в виде букв самых замысловатых шрифтов. Их диаметр разнится от пяти миллиметров до двух сантиметров.

Для домашней подсветки выпускаются миниатюрные трубки: от 10 до 18 миллиметров. Это позволяет монтировать лампы в труднодоступные узкие места.

Неоновые лампы выпускают разных видов. Их называют неоновыми из-за схожего цвета, мягкости свечения.

Гибкий неон.

Они состоят из поливинилхлоридной (ПВХ) трубки и светодиодной гирлянды. В зависимости от типа ПВХ они будут матовыми или прозрачными. По типу светодиодов – одноцветными или многоцветными.

Гибкий неон характеризуется постоянным светом. Для усложнения работы – получения мерцания и мигания – в электрическую цепь встраивают специальные контроллеры.

Преимущества гибкого неона перед трубками:

Холодный неон.

Конструктивно отличается от обычного. Представляет собой гибкий медный провод, покрашенный особым люминофором. Поверх люминофора нанесен диэлектрический слой и намотаны тонкие контактные провода. Сверху конструкция защищается поливинилхлоридной оболочкой.

Устройство холодного неона.

Ток подается на центральный провод и на намотанные провода. При протекании электричества возникает магнитное поле, в котором начинает светиться люминофор. Свет очень мягкий, похож на свет газоразрядных ламп. В зависимости от состава люминофора возможны разные цвета. Такой провод очень гибкий, тонкий, светит непрерывно по всей длине и вокруг себя. Он красивый, водонепроницаемый, прочный.

Расцветки холодного неона.

Холодный неон работает при переменном напряжении в несколько сотен вольт частотой от 500 до 5500 Гц. Поэтому подключение к бытовой сети невозможно. Используют специальные преобразующие инверторы. В зависимости от модели они могут работать от разных источников питания.

Неоновые индикаторные лампы .

Из-за низкого потребляемого тока служат для индикации включения сетевого нормального напряжения. По устройству представляют собой трехэлектродную (один анод и 2 катода: индикаторный и вспомогательный) газоразрядную лампу небольшого размера. Напряжение подается на индикаторный контакт – лампа ярко светит – в сети 220 В. На вспомогательный катод – гаснет – нужно вмешательство человека.

Индикаторные лампы просты в обслуживании, надежны, дешевы, долго работают.

Схема подключения неоновых ламп.

Газоразрядные источники света соединяются с источником питания через резистор. Он вставляется в цепь для ограничения силы тока до величины 1 мА (а лучше – до десятых долей милиАмперов). Низкий ток увеличивает срок службы. Работа газоразрядной лампы без резистора представляет угрозу для здоровья людей. Применение резистора препятствует переходу разряда в дуговой, который может привести к короткому замыканию, взрыву трубки лампы. Конструкция некоторых источников света сразу включает в себя резистор: он монтируется в цоколь. Стоит внимательно изучить этот вопрос при покупке.

Читать еще:  Ниша со светодиодной подсветкой в стене

Газоразрядным лампам требуется высокое напряжение. Бытовая розетка такого не выдает. Необходим повышающий трансформатор. Его параметры зависят от габаритов ламп, их количества, наполняющего газа. Требуемое напряжение разнится от 2000 В до 12000 В. Например, для ламп, заполненных неоном существует следующая зависимость напряжения от длины.

Неоновые лампочки.

Она навела меня на мысль рассказать про использование неоновых приборов в различных устройствах.
Не смотря на свой преклонный возраст, ей уже 60 лет, лампочка оказалась исправной. Я включил ее в сеть через балластный резистор я увидел характерное оранжевое свечение.

Основным назначением неонок была индикация наличия сетевого напряжения, в этой роли их еще можно встретить в выключателях и удлиннителях. В последнее время их вытесняют светодиоды, имеющие существенно больше цветовых возможностей.
Вот другой представитель неоновых лампочек — МН-3. Она на 12 лет моложе, ПН-1.

В школьные годы мне попались со списанного оборудования неонки ТН-0,2. Сейчас их не оказалось в моем распоряжении, а 40 лет тому назад я на них сделал релаксационый генератор и многофазный мультивибратор.
К последней четверти ХХ века, неонки стали маленькими и изящными. Индикатор ИНС-1 с торцевым свечением можно считать вполне хорошим индикатором питания.

А тип этой лампочки мне не известен, ее изготовили трудолюбивые китайцы.

И поместили в аккуратный фонарик с надписью 220 V AC.

Я эти фонарики поставил во входной щит в одном из моих проектов, однако качество этих сетевых индикаторов оказалось очень низким, через неделю балластные резисторы обуглились и рассыпались. Мне пришлось поставить внешние резисторы большей мощности. Хорошо, что это произошло до сдачи заказчику.
Оранжевый цвет свечения неонок не совсем подходил для индикации нармальной работы устройства, логично нормальную работу индицировать зеленым свечением. Для этих целей выпускалась лампочка ТЛЗ.

Кроме «двуногих» созданий, советская промышленность выпускала и более сложные неоновые изделия. Газ в лампочке светится около катода. Если в колбе разместить несколько катодов в форме цифр, то получится цифровой индикатор. Вот они, размещенные по возрасту.

ИН-14
Как видно из этой фотографии, что для индикации «двойки» и «пятерки» использовалась одна и та же деталь, просто перевернутая. Это индикаторы широко использовались в цифровых приборах выпуска 70-х годов. Цифры были довольно тусклыми и плохо читались, замена их на светодиоды сделала приборы существенно удобнее.
Идея применить неоновые цифры не миновала и меня, много лет назад я собрал часы с индикаторами ИН-14. Они живы до сих пор, но не используются.

Неоновые лампы могли не только индицировать состояние счетчика, они могли работать в качестве счетчика. Вот фото декатрона — неоновой счетной декады.

Правда, максимальная рабочая частота составляла несколько десятков КГц и удешевление транзисторов выкинуло неоновые приборы из этой ниши. Сорок лет назад на лабораторной работе в кружке юных физиков я использовал секундомер на таких лампах. Отсчет времени осуществлялся с точностью до одной сотой секунды.

Очень интересный индикатор ИН-13.

Длина светящегося катодного столба пропорциональна току прибора. Про его применение я уже писал в своем журнале.
http://radist-morse.livejournal.com/18819.html

Было еще несколько применений у неоновых приборов. В источниках питания использовались неоновые стабилитроны. Вот один из них.

В телевизоре Аврора у моих родителей он использовался.
На тиратронах МТХ-90 можно было сделать счетные триггеры и запоминающие устройства. Объем памяти, конечно, не велик: сколько лампочек — столько бит информации.

И последний экземпляр из моего «музея» — бареттер

Пока я хотел сфотографировать, как он светится, он взял и перегорел.

Видно перегоревшую проволочку в лампе.
Спасибо всем, кто дочитал до конца.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector