Что такое неоновые лампы и как они работают

Еще 20-30 лет назад неоновые трубки были весьма популярны. Они использовались в рекламе и подсветке, из них изготавливали яркие и броские вывески. Позже светодиоды и ленты из них начали успешно вытеснять неон, но, как говорится, мода возвращается. Сегодня такие лампы снова набирают популярность. В этой статье ты узнаешь, как работает неоновая лампа и где она применяется, а при желании сможешь самостоятельно организовать неоновую подсветку в своем доме.

Содержание: 1. Как устроена и работает неоновая лампа 2. Получение разных цветов свечения 3. Применение в интерьере и на улице 4. Достоинства и недостатки 5. Схемы подключения и питания 6. Чем холодный неон отличается от обычного 7. Светодиодная лента — альтернатива неону или нет

Как устроена и работает неоновая лампа

Прибор состоит из стеклянной трубки, заполненной неоном под низким давлением, в концы которой запаяны электроды. Вот и вся лампа.

На рисунке показана ровная трубка из стекла, на самом деле приборы выпускаются любой конфигурации и длины. Это могут быть фрагменты букв, буквы, надписи, рисунки, элементы рисунков и пр. Никаких ограничений по форме и длине: все будет зависеть от производителя и желания заказчика.

Неоновые лампы, помимо различной длины и конфигурации, могут иметь и разный диаметр. Стандартные значения: 8, 10, 12, 15 и 20 мм.

Принцип работы

Неоновая трубка, по сути, является газоразрядным прибором, но принцип его работы существенно отличается от принципа работы газоразрядных приборов других типов.

Приложенное к электродам напряжение выбирается такой величины, чтобы суметь сорвать с молекулы неона электрон, находящийся на внешней орбите. Остатки молекулы получают положительный заряд и начинают двигаться к отрицательному электроду, а электроны с отрицательным зарядом – к положительному. В трубке возникает электрический ток.

Соударяясь между собой, молекулы и «полумолекулы» неона постоянно обмениваются энергией, и если электрон получает энергию, он поднимается на более высокую орбиту. Если теряет, то опускается на более низкую. В первом случае выделяется тепло, во втором энергия выделяется в виде фотона – частицы света.

Параллельно этому неполные молекулы могут захватывать и свободные электроны, сорванные ранее напряжением. В этом случае электрон, сидящий на внешней орбите, теряет часть энергии и спускается на более низкую с выделением фотона. В результате трубка (она может быть прозрачной или матовой) начинает равномерно мягко светиться спектром неона — красно-оранжевым цветом.

Именно потому, что в лампах подобного типа видимый свет излучает сам газ, а не, к примеру, люминофор, они и получили название газосветных.

Во время работы лампа нагревается до температуры не выше 40 градусов и потребляет очень малый ток. Если неоновая лампа питается переменным напряжением, она равномерно светится по всей длине. Если постоянным, то светится область только возле одного электрода. Поскольку неоновые лампы имеют малую инерционность их можно диммировать при помощи широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Получение разных цветов свечения

Если трубку заполнить не неоном, а другим благородным (инертным) газом, то можно получить и другой цвет свечения. Основные газы, которыми заполняют современные газосветные лампы, и их цвет свечения я свел в небольшую табличку.

Цвет свечения некоторых инертных газов

Газ	Цвет свечения
гелий	бело-оранжевый
неон	красно-оранжевый
аргон	сиреневый
криптон	сине-белый

Цветов, казалось бы, немного, но, смешивая несколько газов и добавляя в трубку в небольших количествах имеющую голубовато-зеленый спектр ртуть, цветов можно получить гораздо больше, хотя их количество все же сильно ограничено.

Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопрос экспертуНесмотря на то что лампы могут быть заполнены другими газами или смесями, название «неоновые» для них так и сохранилось, став общим названием газосветных приборов.

Применение в интерьере и на улице

Благодаря своей универсальности неоновые лампы нашли применение в самых различных сферах нашей жизни. Чаще всего, конечно, их можно увидеть на улице.

Неоновые вывески

Естественно, не забыли про неон и рекламщики.

Неоновыми лампами украшают улицы и подсвечивают фасады зданий.

Не менее популярна сегодня неоновая подсветка и в квартире. Благодаря своеобразному мягкому и легко диммируемому свечению газосветные источники света открывают дизайнерам широкое поле деятельности.

Подсветка интерьера при помощи неоновых ламп

Кроме подсветки, неон может служить и оригинальным украшением дома.

Немалый интерес представляют комнатные декоративные светильники на неоновых лампах. Излучая мягкий ненавязчивый свет и имея оригинальные формы, они могут использоваться не только как украшение и создавать праздничную атмосферу, но и обеспечивать мягкую фоновую подсветку. На сегодня ассортимент неоновых светильников настолько широк, что выбрать подходящий не составляет труда.

Благодаря богатому ассортименту подобрать неоновый светильник на свой вкус не составит труда

Конечно, это далеко не вся область применения газосветных приборов, но и этого достаточно, чтобы показать, что неоновые лампы могут многое.

Достоинства и недостатки

Как и любые источники света, неоновые лампы имеют свои достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести следующие:

1. Исключительно малая потребляемая мощность (в среднем 8-10 Вт/м).
2. Низкая рабочая температура (не более 40 градусов по Цельсию).
3. Мягкое равномерное свечение, приятное для глаза.
4. Легко диммируется.
5. Относительно богатый выбор цветов.
6. Большой (до 15 лет) срок эксплуатации.
7. Может иметь любую конфигурацию и длину (определяется производителем и заказчиком).

Что касается недостатков, то они следующие:

1. Низкая ударопрочность (стекло).
2. Малая светоотдача (до 60 лм/Вт, зависит от цвета и газонаполнения).
3. Высокое напряжение питания, требующее принятия специальных мер при монтаже.
4. Необходимость в дополнительном оборудовании (высоковольтный трансформатор).
5. Содержат ртуть, требуют утилизации (кроме безртутных вариантов, которых немного).
6. Относительно высокая стоимость, особенно на заказ.

Схемы подключения и питания

Как неоновая лампа подключается к сети и можно ли это сделать самостоятельно? Попробуем это выяснить.

Для того чтобы заставить неон светиться, требуется много энергии, а потому неоновая лампа питается довольно высоким (киловольты) напряжением. В связи с этим просто так в розетку неоновую лампу не включишь. Для создания необходимого напряжения служат высоковольтные повышающие трансформаторы: электромагнитные или электронные.

Выше я сказал, что для питания газосветных приборов необходимы киловольты. Но сколько конкретно? Все будет зависеть от диаметра и длины лампы или группы однотипных ламп, которые можно включить последовательно. Если ты решил самостоятельно организовать подсветку неоновыми лампами (именно неоновыми), то в выборе трансформатора тебе поможет следующая табличка (длина лампы указана в метрах):

Зависимость питающего напряжения неоновой лампы от ее длины и диаметра:

Выходное напряжение тр-ра, В	Диаметр лампы, мм
8	10	12	15	20
12000	7	8.2	10	12.5	18
10000	6	7	8	11	15
9000	5.5	6.3	7.5	9.5	13.5
8000	4.7	5.4	6.3	7.4	11
7000	4.1	4.8	5.8	7.5	10.5
6000	3.6	4	4.9	5.8	8.8
5000	2.9	3.3	4	5	7.3
4000	2.2	2.5	3.2	4	5.8
2000	1	1.2	1.5	2	2.5

Если же у тебя лампы не чисто неоновые, а наполнены стандартной газовой смесью К-4 (неон + аргон), то пользуйся вот этой табличкой (длина лампы указана в метрах):

Зависимость питающего напряжения неоновой лампы со смесью К-4 от ее длины и диаметра:

Выходное напряжение тр-ра, В	Диаметр лампы, мм
8	10	12	15	20
12000	8.7	10.3	12.4	15.2	20.5
10000	7.3	8.6	10.5	12.8	17.5
9000	6.5	7.9	9.5	11.5	15.7
8000	6	7	8.2	10	12.5
7000	5.1	6	7.2	8.8	11
6000	4.4	5.2	6.2	7.5	10
5000	3.6	4.2	5	6.3	8.4
4000	2.8	3.2	4	5	6.7
2000	1.4	1.5	2	2.7	3.5

С трансформатором разобрались. Теперь о проводах. Поскольку питание газосветных приборов высоковольтное, то и провода, их питающие, должны быть высоковольтными, выдерживающими по изоляции минимум полтора рабочих напряжения.

Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопрос экспертуИдеальным для наших целей будет провод ПМВК (провод высоковольтный, монтажный, теплостойкий), выдерживающий напряжение до 20 кВ. Стоит он относительно недорого (около 4 руб./м) и может работать при температурах от -60 до +80 градусов по Цельсию.

Монтируя неоновую конструкцию, придерживаемся следующих основных правил:

• провод и неоновые лапы не должны касаться металлических конструкций. Для этого при необходимости используются держатели из поликарбоната;
• провода от разных трансформаторов должны располагаться друг от друга на расстоянии не менее 20 см;
• длина проводов должна быть по возможности минимальной;
• при прохождении провода сквозь отверстия в металлических конструкциях его нужно поместить в отрезок ПВХ трубки;
• все металлические части несущей конструкции и трансформатор должны быть заземлены.

Осталось рассмотреть схемы подключения неоновых ламп к трансформатору. Всего их две — стандартная и с нулевой точкой:

Вторая схема имеет некоторое преимущество перед первой. Во-первых, она позволит существенно сократить длину проводов, во-вторых, если выйдет из строя одна из ламп, то погаснет лишь одна секция.

Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопрос экспертуЕсли будет выбрана вторая схема, то необходимо иметь в виду, что в обоих плечах должны стоять неоновые лампы одного диаметра и типа (одинаковое газонаполнение), а плечи должны иметь равную длину.

Чем холодный неон отличается от обычного

Нередко можно услышать такое понятие, как «холодный неон». Что это за неон такой и чем отличается от обычного? Прежде всего сразу оговорюсь, холодный неон – вовсе не неон. А называется он неоном потому, что свечение его практически не отличается от неонового. Оно такое же мягкое и равномерное.

Конструктивно источник холодного неона представляет собой токопроводящий провод, покрытый слоем специального люминофора, способного светиться в магнитном поле. Поверх люминофора спиралью с большим шагом наматываются два тонких дополнительных провода. Вся конструкция помещается в двойную прозрачную оболочку из ПВХ. Процесс пайки коннектора к холодному неону вы видите ниже.

Конструкция лампы холодного неона

Токонесущий провод и два дополнительных соединяются со специальной схемой – инвертором, а сам инвертор подключается к источнику питания – 220, 12, 3.5 В и др. (зависит от исполнения инвертора).

При подаче на инвертор напряжения между проводами создается магнитное поле, которое заставляет светиться люминофор мягким светом, очень напоминающим неоновое сечение. Как и неоновая лампа, лампа холодного неона может светиться разными цветами – все зависит от состава люминофора.

Благодаря тому, что лампа холодного неона очень хорошо гнется в любом направлении, холодный неон нередко называют гибким неоном.

Чем отличается гибкий неон от обычной неоновой лампы?  Основных отличий четыре:

1. Трубка холодного неона отлично гнется, и ты можешь самостоятельно придать ей любую желаемую форму. Форма же неоновой лампы задается производителем раз и навсегда.
2. Высокая ударопрочность. Трубка холодного неона не боится ударов, в то время как стеклянную неоновую лампу легко разбить.
3. Низкое энергопотребление. Гибкий неон потребляет в среднем в два раза меньше энергии (4-6 Вт/м), но и создаваемый ею световой поток несколько ниже.
4. Отсутствие нагрева. Холодный неон называется холодным, потому что абсолютно не нагревается.

Светодиодная лента — альтернатива неону или нет

Я думаю, прочитав эту статью, ты и сам ответишь на вопрос в заголовке. Начать хотя бы с того, что резкое контрастное светодиодное освещение не идет ни в какое сравнение с мягким ровным светом, который создает неоновая подсветка. Особенно это заметно, если источник света открытый. Взглянем на «рисунки», сделанные неоновыми лампами и представим, как бы это выглядело в светодиодном исполнении. Лично я не могу провести даже приблизительной аналогии.

Далее, практически любая светодиодная лента (кроме разве что филаментных полупроводниковых трубок) светит точками – в ней четко просматривается каждый светодиод. Неоновая же лампа равномерно светится по всей длине.

Форма. У неоновой лампы она может быть любой, и в большинстве случаев ее невозможно повторить светодиодной лентой, изгибающейся только в одном измерении.

Единственный, пожалуй, вариант, когда лентой можно заменить неоновую лампу – подсветка отраженным светом, когда самого источника не видно. Но и в этом случае резкие свет и цвет светодиодов не идут ни в какое сравнение с мягким светом неоновой лампы.

Вот мы и познакомились с этими оригинальными источниками света – неоновыми лампами, узнали, чем холодный неон отличается от настоящего. Теперь ты легко отличишь неоновую подсветку от любой другой, а при желании сможешь самостоятельно подключить неоновую лампу к сети.

Неоновые лампы – это ярчайшие новые осветительные приборы, отличающиеся максимальной эффективностью и длительным сроком эксплуатации. Поэтому сегодня они используются в самых разных сферах деятельности человека, среди которых – освещение построек и внутренняя подсветка помещений.

Неоновая лампа – это трубка из стекла, заполненная газом под пониженным давлением.

Содержание

Достоинства и недостатки

Рассмотрим основные достоинства таких востребованных на сегодняшний день осветительных приборов, как неоновая лампа:

1. довольно яркий эффект света;
2. длительный срок эксплуатации – в течение 80 000 часов;
3. можно изготавливать лампы различной формы;
4. не нагревается, значит, пожаробезопасна;
5. можно подобрать прибор с любой белой подсветкой;
6. можно управлять яркостью;
7. работает она без шума.

Но стоит учесть, что хотя такое освещение используется повсеместно, оно имеет и свои недостатки:

1. содержит вредные вещества;
2. нуждается в высоком напряжении сети, к тому же потребуется высоковольтный трансформатор;
3. высокая стоимость.

Как работают?

Неоновая лампа состоит из колбы, в которой протекают следующие процессы: при движении электроны сталкиваются с нейтральными газовыми атомами, которые являются заполнителями этой области, и начинают ионизировать их, выталкивая электроны с верхней области в емкость. Атомы в свою очередь сталкиваются с электронами, вновь оказываясь нейтральными атомами. Благодаря такому обратному превращению излучается квант световой энергии. Как видите, принцип работы неоновых ламп не очень-то и сложный.

Чтобы подсчитать необходимую освещенность комнаты, можно использовать соответствующий калькулятор.

При включении такие приборы не сильно нагреваются – температура нагрева достигает максимум 80 °С. Именно по этой причине неоновые трубки также принято именовать светильниками холодного катода. Их сфера применения довольно широкая, так как они отличаются долговечностью, экономичностью и функциональной гибкостью. Основное достоинство таких лампочек состоит в том, что они могут иметь какую угодно форму.

Любой инертный газ и пар металла имеет собственный спектральный световой состав:

• гелиевые трубки излучают светло-желтый либо бледно-розовый свет;
• неоновые трубки – красный свет;
• аргоновые трубки – голубой свет.

Применение неоновых лент

Необходимо отметить, что на рынке неоновых осветительных приборов вы также можете встретить неоновые ленты или, как еще их принято называть, – гибкий неон. Они являются светодиодной гирляндой, запаянной в трубку из ПВХ. Гибкие неоны разделяют на разноцветные и монотонные. Их производят из ПВХ-трубок высокого качества, они могут быть как прозрачные, так и матовые. Одноцветные варианты изготавливаются из матовой трубки.

Лента, в сравнении с лампочкой, обладает многочисленными преимуществами, среди которых стоит отметить:

• отсутствует риск нанесения механического повреждения. Стеклянные светильники очень часто бьются, поэтому они могут быть весьма опасными, в частности, в том случае, если вы ими хотите обустроить детскую. А вот у ленты нет такого недостатка;
• гидроизолированность;
• можно воспользоваться RGB-технологией;
• лента гибкая, что дает возможность монтировать ее практически в любое помещение либо снаружи постройки. В итоге подсветка оказывается довольно мобильной;
• лента обойдется дешевле, если сравнивать со светодиодным вариантом. Светодиодные ленты не во всех случаях отличная покупка.

Неоновые ленты довольно востребованы, и со временем могут даже вытеснить с рынка некоторые типы осветительных приборов. Они имеют довольно широкий диапазон света, по этой причине получили большое применение в разных сферах.

Область применения

И лампы, и шнуры, состоящие из инертных газов, используются повсеместно. Их стали применять для:

1. производства скрытой подсветки;
2. декоративного оформления наружной области построек, архитектурных построек, памятников и так далее;
3. освещения рекламных конструкций;
4. декорирования необычных интерьеров в любых жилых помещениях и в иных общественных местах.

Использующиеся на сегодняшний день неоновые светильники в оформлении интерьера дома смотрятся очень органично и презентабельно. Вы можете с их помощью преобразить любое помещение и внести в стиль убранства свои особенные нотки. Они незаменимы для организации пикника в вечернее время суток, вы сможете с их помощью создать необыкновенную атмосферу.

В быту такая лента также очень ценна. Она является идеальным решением для подсветки области потолка, аквариума, а также любого шкафа. Можно сделать так, чтобы при открывании шкафчика в нем автоматически включался свет, вмонтированный при помощи неонового шнура.

Лента может пригодиться и на кухонном пространстве – если при мытье посуды или приготовлении еды ощутимо темно. Вы можете просто в необходимой зоне установить неоновую ленту необходимой длины. И таких способов применения этой ленты огромное количество.

Как вы видите, область применения таких универсальных осветительных приборов довольно обширная. Это объясняется их достоинствами, среди которых стоит отметить высокое качество и красивый световой поток. С ними способна конкурировать лишь светодиодная лента.

Содержание

Эти представители светильников на сегодняшний день дают самый яркий световой поток, что открывает перед ними обширные области применения. Но чтобы правильно их использовать, необходимо хорошо разбираться в изделии.

Что это такое?

Обратите внимание! Здесь используется далеко не любой газ. В качестве инертного газа неоновая лампа содержит неон. Отсюда собственно и пошло ее название. Но в неоновые лампы могут запускать и другие инертные газы.

Конструкция лампы

Свечение лампы

Обратите внимание! Такие лампочки часто подключают к большому напряжению (примерно в 15000 вольт). Такого напряжения достаточно для отрыва электрона от внешней орбиты атома. При низких напряжениях эффекта никакого не будет.

• при пропускании через атомы газа электричества они лишаются электронов и приобретают положительный заряд;
• далее такие атомы начинают притягиваться к электроду, который заряжен отрицательно;
• освобожденные электроды в свою очередь притягиваются к положительно заряженному электроду.

Обратите внимание! Все частицы газа, обладающие зарядом, называются плазмой. С их помощью происходит замыкание электрической цепи.

В результате этого процесса образуется неоновый свет очень яркого спектра. Поэтому подсветка, организованная с помощью таких лампочек, применяется для подсветки зданий и квартир. Часто неоновая лампа заменяет светодиодную ленту в качестве источника света. Такая подсветка будет ничем не хуже, чем светодиодная, а вот неоновый свет иногда смотрится даже эффектнее. При этом, что светодиодная лента, что неоновая лампа легко монтируются своими руками.

Как образуется свет

Неоновый свет, который так нравится своим внешним видом, образуется в результате специальных направленных процессов, происходящих внутри лампы. Атомы, которые находятся внутри трубки, пребывают в постоянном движении, из-за чего они сталкиваются друг с другом. В результате такого столкновения они передают друг другу энергию с выделением тепла, т.е. происходит их возбуждение, повышая тем самым энергетический уровень. При испускании тепла электрод может опускаться на более низкий порог. Лишняя энергия испускается в пространство трубки в виде фотона (частица света). В результате чего и образуется неоновый свет.Стоит отметить, что неоновая лампа может светиться различными цветами.

Варианты цвета ламп

• неоновая лампа должна содержать другой газ. Чтобы подсветка имела другой неоновой свет, используются даже газовые смеси. Такая подсветка может применяться как внутри дома (аналог — светодиодная лента), так и для зданий снаружи;

Обратите внимание! Каждый газ имеет свое свечение. К примеру, гелий светится розовым, аргон – синим, криптон – зеленым. При их смешивании в различных пропорциях получаются промежуточные цвета и разный неоновый свет.

• второй способ предполагает нанесение на стекло трубки лампы люминофоров (различных химических веществ). Такая неоновая лампа будет давать различный цвет из-за воздействия энергии плазмы на люминофоры.

Несмотря на то, что прямые конкуренты — люминесцентные светильники сегодня довольно популярны, неоновые модели продолжает удерживать свои позиции на рынке источников света.

Гибкий вариант

Гибкий неон

Следует знать, что неоновые приборы представлены не только лампочками, но и лентами (гибкий неон). Эта лента представляет собой светодиодную гирлянду, которая запаяна в трубку из ПВХ.

• отсутствует риск нанести механические повреждения. Стеклянные лампы довольно часто бьются, что делает их довольно опасными, особенно если подсветка планируется в детской. А вот лента лишена такого негатива;
• гидроизолированность;
• наличие возможности использования RGB-технологии.
• лента гибкая, что позволяет устанавливать ее в любых местах дома или снаружи зданий. В результате подсветка становится более мобильной и универсальной;
• лента стоит меньше, по сравнению со светодиодными аналогами. Светодиодная лента не всегда является более выгодным приобретением.

Светодиодная неоновая лента сегодня пользуется особой популярностью, постепенно вытесняя из обихода некоторые другие источники света. Имея обширный световой диапазон, лента широко используется в самых разнообразных областях. Такая светодиодная подсветка будет отлично смотреться в любом месте (как снаружи, так и внутри зданий).

Сфера применения

Лампы и шнуры, которые в своем составе содержат инертные газы, сегодня применяются повсеместно. Их используют для:

• декоративного украшения комнат;
• создания скрытой подсветки;
• оформления наружного освещения зданий, архитектурных сооружений, памятников и т.д.;

Наружная подсветка зданий

• освещения наружной рекламы;
• подсветки взлетной полосы на аэропортах;
• оформления неповторимых интерьеров в жилых помещениях, на торговых площадках и т.д.

Используемые источники:

• https://lampaexpert.ru/vidy-i-tipy-lamp/spetsializirovannye-lampy/neonovye
• https://lampagid.ru/osveshchenie/proizvodstvo/neonovye-lampy
• https://1posvetu.ru/istochniki-sveta/neonovye-lampy.html