23.10.2019     0
 

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.

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.

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

Преимущества гибкого неона перед трубками:

– механическая стойкость;

– водонепроницаемость;

– простота монтажа;

– декоративность;

– низкая цена.

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.

Индикаторная лампа.

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.

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.

Напряжение тр-ра, кВ

Диаметр трубки, мм

8

10

12

15

20

12

7000

8200

10000

12500

18000

10

6000

7000

8000

11000

15000

0,9

5500

6300

7500

9500

13500

0,8

4700

5400

6300

7400

11000

0,7

4100

4800

5800

7500

10500

0,6

3600

4000

4900

5800

8800

0,5

2900

3300

4000

5000

7300

0,4

2200

2500

3200

4000

5800

0,2

1000

1200

1500

2000

2500

Напряжение тр-ра, кВ

Диаметр трубки, мм

8

10

12

15

20

12

7000

8200

10000

12500

18000

10

6000

7000

8000

11000

15000

0,9

5500

6300

7500

9500

13500

0,8

4700

5400

6300

7400

11000

0,7

4100

4800

5800

7500

10500

0,6

3600

4000

4900

5800

8800

0,5

2900

3300

4000

5000

7300

0,4

2200

2500

3200

4000

5800

0,2

1000

1200

1500

2000

2500

Для подачи столь высокого напряжения необходимы высоковольтные провода. Их изоляция должна выдерживать не менее 1,5 часов рабочего напряжения. В качестве примера приведем провод ПМВК. Он недорогой, выдерживает до 20кВ, работает от -60 до +80 градусов.

Помните, чтобы самостоятельно подключить неоновые лампы, необходимы хорошие знания электрики. Работа с высокими напряжениями требует высокой группы по электробезопасности. Не забывайте о собственной безопасности!

Выделяют две схемы подключения ламп к трансформатору. Первая из них – стандартная. Лампы подключаются последовательно к трансформатору, а трансформатор к сети 220 V.

Стандартная электрическая схема.

Схема с нулевой точкой.

Лампы подключаются двумя группами по разные стороны от трансформатора. Используется равное количество однотипных источников света (по габаритам, газонаполнению).

Схема с нулевой точкой позволяет уменьшить длину проводов. В случае поломки одной ламп, работать перестанет лишь одна часть схемы, а вторая продолжит светить.

Холодный неон за счет своего устройства потребляет меньше энергии, чем обычный. Его можно запитать от низковольтного источника питания. Для создания нужных электрических параметров (напряжения, частоты) в схему встраивают инвертор. В зависимости от модели инверторы могут работать от двенадцативольтовых блоков питания или от пятивольтовых батареек. К батарейкам можно присоединить до трех метров неона. А к блоку питания 12 Вольт – до двадцати метров.

Схема подключения к источнику питания через инвертор.

При монтаже придерживайтесь нехитрых правил:

  1. Провода и лампы не должны соприкасаться с металлом. При необходимости стоит использовать поликарбонатные держатели.
  2. В случае применения двух и более трансформаторов, провода от них разделяют на расстояние свыше 20 см.
  3. Место прохождения проводов сквозь металл  помещают в трубу из ПВХ.
  4. Все металлические детали, трансформатор должны иметь заземление.

Сравнение светодиодной ленты с неоном.

Светодиодные ленты.

Газоразрядные лампы по сравнению со светодиодными лентами имеют несколько преимуществ:

  • мягкость света (светодиодный – очень резкий, контрастный);
  • равномерность (светодиодные источники света светят точками);
  • возможность выгибания неона в любом направлении (светодиодная лента гнется только в одном);
  • малый разогрев или его полное отсутствие.

Однако, светодиодная лента потребляет меньше электричества и дает возможность использовать большее количество цветов. Также она экологически безопасна, тогда как газоразрядные источники света могут содержать пары ртути.

Достоинства и недостатки.

Неоновые трубки.

Плюсы

  • низкую потребляемую мощность;
  • низкий разогрев (до 40 градусов);
  • мягкий свет, отсутствие контрастных теней;
  • отсутствие шумов;
  • несложное диммирование;
  • долгий срок службы (80000 часов или 20 лет) нет элементов способных к перегоранию;
  • возможность изготовления ламп разных форм, габаритов.

Минусы

  • низкая механическая прочность;
  • высокое напряжение для подключения и работы;
  • небольшая яркость свечения – использование для дома только в качестве подсветки;
  • потребность в повышающем трансформаторе;
  • повышенные меры безопасности при подключении и эксплуатации;
  • безопасная утилизация ламп, содержащих пары ртути;
  • высокая цена.

Где используется неоновые лампы

Жидкий неон применяют для охлаждения в криогенных установках (воздухоразделительная установка). Ранее неон применялся в промышленности в качестве инертной среды, но был вытеснен более дешёвым аргоном.

Неоновые источники света используются в качестве индикации:

  • Контрольно-индикаторные лампы наличия сетевого напряжения 220 В.
  • Пробники индикаторы. Их используют для обнаружения наличия переменного напряжения на фазных проводниках (проводах) или на корпусе электроприемников. ВНИМАНИЕ! Такие пробники-индикаторы должны быть обязательно подключены последовательно через резистор 1 Мом, чтобы обезопасить человека от поражения электрическим током.  Неоновые лампы низкого давления отлично подходят для этой задачи, так как имеют очень маленький ток потребления, следовательно они очень чувствительны.
  • Бализор – сигнальные высоковольтные лампы-маркеры. Неононовый источник света способен разгораться без непосредственного источника электрического тока,а лишь при воздействии на него электромагнитного поля. Примером использования такого свойства неоновых ламп и является лампа Бализор, используемая к качесвтео световой индикации ВЛ.

Разница в простых принципиальных схемах сигнальных неоновых ламп и led-ламп показана ниже

Схема подключения неонового индикатора

 

Схема подключения светодиодного индикатора

Также неоновые лампы используются в качестве элемента защиты от перенапряжения в цепях телемеханики и сигнализации при условии, что предельно допустимое напряжение ниже порога разгорания лампы, а при бросках напряжения вызывает ее свечение. 

Применение декоративного газоразрядного освещения ограничивается фантазией.

В домашних условиях при помощи  неона создается акцентирующая подсветка на мебели, зеркале, предметах интерьера. Такая подсветка создает праздничную атмосферу в любой день.

Неоновыми лампами обозначают ступеньки, плинтуса, выключатели.

Неон применяют для украшения баров, кафе, ресторанов. С подсветкой от газоразрядных ламп помещения приобретают уют. Создается мягкая, интимная обстановка.

В квартирах, кафе распространено зонирование при помощи газоразрядных ламп.

На дискотеках неон задает ритм для танцев. Создаются заводные режимы мерцания и мигания.

На улице газоразрядными источниками света оформляются наружная подсветка зданий, памятников, праздничная иллюминация и т.п. Также освещают взлетные полосы в аэропортах.

Чаще всего неон применяют в рекламе. Разнообразные вывески и оформление витрин красиво выглядят в темноте.

Выделяются буквы из неона для уличного и домашнего применения.


Фотостудии с неоновыми лампами позволяет получить красивые фотографии в разноцветном свете.  Подобные фотосессии распространены в шоу-бизнесе, индустрии моды.

Как сделать неоновую лампу своими руками.

Сделать полноценную неоновую лампу в домашних условиях вряд ли возможно. Главная трудность заключается в отсутствие в продаже компонентов: инертных газов, люминофора и т.д. Соблюсти технологию производства вне завода проблематично.

Самостоятельно удастся изготовить подобие газоразрядного светильника.

Понадобится подходящие по размеру 2 цветных светодиодов и клеящий стержень от клеевого пистолета. От цвета led зависит свет вашей будущей «лампы». А от длины стержня – длина.

Не забывайте о мерах безопасности при работе с электроприборами!

Схема подключения подобия неоновой лампы.

Итак, для начала при помощи паяльника с тонким жалом сделайте углубление с торца стержня. Туда помещаете светодиод так, чтобы контакты остались снаружи. Отверстие наглухо заделываете клеем. То же самое делаете с другой стороны.

Далее отрицательный контакт первого светодиода при помощи проводка и паяльника соединяете с положительным выводом второго.

Оставшиеся контакты соединяете с источником питания – получаете светящийся прибор. Его свет напоминает неоновый.

Свет «лампы» на свету; в темноте.


Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *