ネオンランプの輝きの説明
ネオンランプとは
不活性ネオンガスで満たされた低圧放電管は、古典的なネオンです。これは、全長に沿って均一なオレンジレッドのネオン光を生成するランプです。照明器具に使用される不活性ガスには、ヘリウム、キセノン、アルゴン、クリプトンなどがありますが、発光スペクトルが異なるため、組み合わせてさまざまな色を作り出すことができます。
構造的には、ネオンは蛍光灯を含む他のガス放電ランプと何ら変わりはありません。デバイスを起動するには、0.1〜1ミリアンペアの範囲の電流が必要です。この感度により、感電から保護するために降圧抵抗が使用されていれば、主電源電圧のインジケータにネオンランプを使用することが可能になりました。
同時に、点火電圧は、フラスコの長さ、直径、およびガス充填に応じて、12,000ボルトに達する可能性があります。したがって、デバイスの動作を開始および維持するには、回路内にインバータが存在する必要があります。ネオン照明の主な用途は、ヨーロッパと米国の広告とエンターテインメントの分野で見られます。ロシアでは、この技術は50年代から産業用グロー放電および表示装置で使用されてきましたが、10年から15年の遅れで広がりました。
どこでネオンを手に入れますか
最初のネオンは1910年にジョルジュクロードによって作られましたが、彼の発明には、副産物として空気からネオンを取り除くことによってネオンを入手した英国の化学者、モーリストラバースとウィリアムラムゼーの作品を使用しました。大気中では、Neの最大濃度は0.00182％に達します。これは惑星規模では非常に小さいですが、工業規模での生産には十分です。
ネオンを取得する方法は、空気のすべての重い成分を液化することであり、その結果、残留する非液化成分（ヘリウム-ネオン混合物）が形成されます。ヘリウムとネオンを分離するには、次の3つの方法が使用されます。
- 冷却された活性炭によるネオンの吸着;
- 液体水素による凍結;
- 凝縮器-蒸発器での二重整流;
- 圧縮混合物の冷蒸留。
工業規模で純度99.9％のガスを実現する最新技術です。
ビデオ：ネオンは地球上で最も不活性なガスです
ネオンの種類
時々必要な方法で湾曲している明るい色のチューブは、誤ってネオンと呼ばれます。しかし、その古典的な形では、そのようなランプは、両端に2つまたは3つの電極が付いた、不活性ネオンで満たされたガラス球でできています。インジケーターランプはLEDエレメントよりも小さく、ガス放電管は長さ10メートル、直径20mmに達します。
フラスコの製造では、ネオンを満たしたガスバーナーでガラスを加熱して必要な形状にし、水銀を数滴加えて輝きを明るくします。デバイスは機械的ストレスに対して不安定であり、その廃棄には水銀蒸気の毒性に関連する特別な安全対策が必要です。ただし、デバイスの単純さは、電球の完全性、電極の構成、および始動要素の保守性にのみその耐久性を制限します。古典的なネオンでは、文字通り燃え尽き症候群はないので、正しい動作は最大80,000時間継続できます。
フレキシブル
ガラスランプの操作の複雑さは、ネオン照明を模倣する代替技術の発明につながりました。代わりに、LEDストリップが普及し、PVCまたはシリコンストリップに取り付けられ、電球のビームを散乱させて、光がストリップの表面全体に均一に分散されるようにしました。いわゆる柔軟なネオン：
- 取り付けが簡単-曲げが180°、曲げ直径が10mmの特殊な留め具または溝に取り付けられます。
- 機械的に安定していてタイトです。
- 利用可能;
- 消費電力の点で経済的です-50cmの長さのストリップは、3〜4ボルトの電圧を持つ従来のUSBコネクタから電力を供給されます。
寒い
一種の柔軟なネオンですが、異なる原理に従って技術的に作られています。蓄光剤は、柔軟な銅線を覆う光源として使用されます。細い銅線が、リン光物質と透明な誘電体の層の上にらせん状に巻かれています。全体の構造は透明なプラスチックシェルを持っています。ロッド付きのスパイラルは磁気コイルの原理で動作し、リン光物質の輝きを励起するのは磁場です。
コールドネオンの動作は、最大6000Hzの周波数で電流を生成する特殊なインバーターを介してネットワークに接続されている場合に可能です。ランプ自体は、リン光物質の種類に応じて異なるグローカラーを備えた、柔軟で耐久性のある密閉コードです。
糸の直径は、多くの場合、外殻の厚さによってのみメーカーによって規制され、内部分は変更されません。したがって、構造溝のサイズによって正当化される場合にのみ、太いコードを使用するのが理にかなっています。
コールドネオンの特徴は、長時間の操作中にフィラメントが完全に加熱されないことです。この技術の唯一の欠点は、小さな直径に沿って頻繁に鋭角に曲がると、ワイヤ上に暗いゾーンが形成されてリン光コーティングが破壊されることです。
ネオンランプを使用する場合、写真付きの例
当初、ネオン電球の特性により、電気工学の分野での使用は次のように決定されました。
- 電化製品の主電源電圧インジケーター。
- 導体の電圧の存在を判断するための制御およびインジケータデバイス。
- 電磁放射の存在の指標-バリゾール装置では、電磁界にさらされるとネオンが光ります。
- 警報回路のヒューズ。
現代のネオンランプは、ほとんどの場合、貿易、デザイン、娯楽の分野で使用されています。
ネオンランプのしくみ
古典的なガス放電ネオンは、電気の作用下でガス分子が希薄媒体中でエネルギーを交換するときに、ネオンの能力を利用して光の光子を放出します。 ACが接続されている場合、グローは電球全体に均等に分散されます。電流が一定の場合、グローはカソードの周りに集中します。
配線図
表示灯は、以下の方式で降圧抵抗器を介して接続されています。
たとえば、LEDエレメントに基づく照明デバイスは、次の図に示すように、バラストを介したより複雑な接続スキームを必要とします。
ガス放電ネオンを接続することは、インバータ回路に適切な電力が存在することを意味します。
最初のスキームは標準と見なされます。 2つ目は、導体の長さを短くすることを可能にし、回路の片側に障害が発生した場合でも、2つ目は機能し続けます。
ガス放電管の長さや直径にもよりますが、始動には表に示す電力の昇圧トランスが必要です。
電気器具を高電圧デバイスに接続するには、電気および電気工学の知識が必要です。計算が正しくないと、放電がアークに変わり、電球が破裂する可能性があります。
冷ネオンは、発光コードの長さに応じて、インバーターを介して12ボルトまたは24ボルトの電源に接続されます。
LEDネオンはLEDストリップと同じ方法で接続されますが、すべての接続はコネクタを介して行われ、ビデオのように接合部がシールされます。
異なるスペクトルの輝きを得る方法
コントローラの存在下でのRGBリボンは、花輪やストロボライトを模倣して、柔軟なネオンの輝きの色、モード、強度を変更できます。ガス放電ランプでは、さまざまな不活性ガスまたは電球ガラスの色との組み合わせを使用して、さまざまな色を取得します。たとえば、緑色に光るキセノンを得るには、黄色に光るキセノンを黄色のフラスコに注入します。
長所と短所
放電ネオンは柔らかく、他のタイプのデバイスと比較して、より類似した光を放出します。これらのランプの利点には次のものがあります。
- グローの均一性と、直流を使用するときに電極の1つに光を集中させる可能性。
- 耐久性-設計に消耗品がないこと。
- 220Vネットワークから直接小さなインジケーターランプを操作する。
- さまざまな形状のフラスコとカソードを製造する可能性。
同時に、ガス放電ランプの装置には欠点がないわけではなく、次の理由で時代遅れと見なされています。
- 昇圧トランスからの動作中のノイズ。
- ガラスフラスコのもろさ;
- 構造内に有毒な水銀蒸気が存在するため、リサイクルが複雑になります。
LEDストリップとの主な違い
電磁場の影響下で蓄光の原理で動作するコードは、ガス放電管のように360°発光しますが、同時にどの方向にも曲がり、消費電力が少なくなります。 LEDエレメントのフレキシブルストリップは、一方向に180°の光を放射し、1つの平面でのみ曲がります。ネオンを模倣した柔軟なLEDストリップの利点は、その機械的安定性、操作の容易さ、およびコントローラーを介してモードを制御できることです。
もちろん、RGBテープシステムは、ベンドの方向と半径、および狭いグローベクトルによって制限されますが、これらの欠点は、さまざまな動作モードでプログラマブルコントローラを使用するときに独自のライトショーを作成する機能によって補われます。同時に、発光ネオン糸は細く（最大2mm）、狭い継ぎ目や隙間に取り付けることができます。これは、さまざまなデバイスの自動調整や装飾的なアップグレードに重要です。
アナログを含むレトロの流行が戻ってきていることを付け加えておく必要があります。そのため、古い放電ランプは、デザインとマーケティングの分野での関連性を失うことはありません。価格と操作の難しさにより、クラシックなネオンは、ステータスと美味しさで際立っていたい裕福なバイヤーに選ばれました。