Войти
Неоновая лампа типа NE-2 с питанием от переменного тока (AC) A неоновая лампа (также неоновая лампа накаливания ) - миниатюрная газоразрядная лампа. Лампа обычно состоит из небольшой стеклянной капсулы, содержащей смесь неона и других газов при низком давлении, и двух электродов (анод и катод ). Когда подается достаточное напряжение и между электродами подается достаточный ток, лампа дает оранжевый тлеющий разряд. Светящаяся часть лампы - это тонкая область около катода; более крупные и более длинные неоновые вывески также являются тлеющими разрядами, но в них используется положительный столб, которого нет в обычной неоновой лампе. Неоновые лампы накаливания широко использовались в качестве индикаторных ламп в дисплеях электронных приборов и приборов.
A General Electric Лампа накаливания NE-34, изготовленная примерно в 1930 году. Neon была обнаружена в 1898 году Уильямом Рамзи и Моррисом У. Траверсом. Немедленно был отмечен характерный ярко-красный цвет, который излучается газообразным неоном при электрическом возбуждении; Позже Трэверс писал: «Вспышка малинового света из трубки рассказывала свою собственную историю и была зрелищем, на котором стоит остановиться и никогда не забыть».
Дефицит Неона препятствовал его быстрому применению для электрического освещения по линиям Трубки Мура, в которых использовались электрические разряды в азоте. Трубки Мура были коммерциализированы их изобретателем Дэниелом Макфарланом Муром в начале 1900-х годов. После 1902 года компания Жоржа Клода, Air Liquide, производила в промышленных количествах неон в качестве побочного продукта своего бизнеса по сжижению воздуха, а в декабре 1910 года Клод продемонстрировал современный неон. освещение на основе запаянной трубки неона. В 1915 году Клоду был выдан патент США на конструкцию электродов для неоновых ламп; этот патент стал основой для монополии, которую его компания Claude Neon Lights удерживала в США до начала 1930-х годов.
Примерно в 1917 году Дэниел Мур разработал неоновую лампу, работая в General Electric Company. Лампа очень отличается по конструкции от неоновых трубок гораздо большего размера, используемых для неонового освещения. Различия в конструкции было достаточно, чтобы в 1919 году на лампу был выдан патент США. На веб-сайте Смитсоновского института отмечается: «Эти небольшие маломощные устройства используют физический принцип, называемый корональным разрядом. Мур установил два электрода близко вместе в лампочке и добавлен газообразный неон или аргон. Электроды будут ярко светиться красным или синим, в зависимости от газа, и лампы прослужили годами. Поскольку электроды могли принимать почти любую вообразимую форму, популярным применением было причудливое декоративное применение. лампы.
Лампы накаливания нашли практическое применение в качестве индикаторов на приборных панелях и во многих бытовых приборах до широкого распространения светодиодов (светодиодов) в 1970-х годах.
Напряжение в зависимости от тока. Характеристика типичной неоновой лампы Небольшой электрический ток (для лампы NE-2 с диаметром колбы 5 мм ток покоя составляет около 400 мкА), что может быть AC или DC, допускается через трубку, c заставляя его светиться оранжево-красным. Газ обычно представляет собой смесь Пеннинга, 99,5% неона и 0,5% аргона, которая имеет более низкое напряжение зажигания, чем чистый неон, при давление 1–20 торр (0,13–2,67 кПа). Лампа тлеющего разряда горит своим напряжением зажигания. Напряжение зажигания снижается из-за окружающего света или радиоактивности. Чтобы уменьшить «эффект темноты», некоторые лампы были сделаны с небольшим количеством радиоактивного материала, добавленного в оболочку для обеспечения ионизации в темноте. Напряжение, необходимое для поддержания разряда, значительно (до 30%) ниже напряжения зажигания. Это связано с организацией положительных ионов возле катода. Неоновые лампы работают от слаботочного тлеющего разряда. В устройствах большей мощности, таких как ртутные лампы или металлогалогенные лампы, используется более сильный ток дугового разряда. натриевые лампы низкого давления используют неоновую смесь Пеннинга для разогрева и могут работать как гигантские неоновые лампы при работе в режиме малой мощности.
Когда неоновая лампа выйдет из строя, она может поддерживать большой ток. Из-за этой характеристики электрическая схема, внешняя по отношению к неоновой лампе, должна ограничивать ток через цепь, иначе ток будет быстро увеличиваться, пока лампа не выйдет из строя. Для ламп размером с индикатор обычно ограничивает ток резистор . Напротив, в лампах большего размера часто используется специально сконструированный высоковольтный трансформатор с высокой индуктивностью рассеяния или другой электрический балласт для ограничения доступного тока (см. неоновая вывеска ).
Когда ток через лампу ниже, чем ток на пути разряда с наибольшим током, тлеющий разряд может стать нестабильным и не покрыть всю поверхность электродов. Это может быть признаком старения индикаторной лампы и используется в декоративных неоновых лампах «мерцающего пламени». Однако, в то время как слишком низкий ток вызывает мерцание, слишком высокий ток увеличивает износ электродов, стимулируя распыление, которое покрывает внутреннюю поверхность лампы металлом и вызывает ее потемнение.
Потенциал, необходимый для разряда, выше, чем тот, который необходим для поддержания разряда. При недостаточном токе свечение образуется только вокруг части поверхности электрода. Конвективные токи заставляют светящиеся области течь вверх, в отличие от разряда в лестнице Иакова. Здесь также может наблюдаться эффект фотоионизации, поскольку площадь электрода, покрываемая тлеющим разрядом, может быть увеличена путем попадания света на лампу.
По сравнению с лампами накаливания неоновые лампы имеют гораздо более высокую световую отдачу. Накаливание - это тепловое излучение света, поэтому большая часть электрической энергии, подаваемой в лампу накаливания, преобразуется в тепло. Поэтому источники света без накаливания, такие как неоновые лампы, люминесцентные лампы и светоизлучающие диоды, намного более энергоэффективны, чем обычные лампы накаливания. Зеленые неоновые лампы могут производить до 65 люмен на ватт потребляемой мощности, а белые неоновые лампы имеют эффективность около 50 люмен на ватт. Напротив, стандартная лампа накаливания дает всего около 13,5 люмен на ватт.
Включите удлинитель, подсвеченный неоновой лампой Маленькие неоновые лампы наиболее широко используются в качестве визуальных индикаторов в электронном оборудовании и приборах из-за их низкого энергопотребления, длительного срока службы и способности работать от сети.
Неоновые лампы обычно используются в качестве низковольтных устройств защиты от перенапряжений, но они обычно уступают газоразрядным трубкам (GDT) сетевые фильтры (которые могут быть разработаны для приложений с более высоким напряжением). Неоновые лампы использовались как недорогой метод защиты ВЧ-приемников от скачков напряжения (лампа подключена к ВЧ-входу и заземлению шасси), но они не подходят для высокопроизводительных ВЧ-передатчиков.
+ DC (слева), -DC (в центре), AC (справа) подается на неоновые лампы типа NE-2 Большинство небольших неоновых ламп (размером с индикатор), например, обычные NE-2, иметь напряжение пробоя около 90 вольт. При питании от источника постоянного тока будет светиться только отрицательно заряженный электрод (катод ). При питании от источника переменного тока оба электрода будут светиться (каждый в течение чередующихся полупериодов). Эти атрибуты делают неоновые лампы (с последовательными резисторами) удобными и недорогими тестером напряжения. Изучив, какой электрод светится, они могут определить, является ли данный источник напряжения переменным или постоянным, а если постоянным - полярность тестируемых точек.
Пробивная характеристика ламп тлеющего разряда позволяет использовать их в качестве регуляторов напряжения или устройств защиты от перенапряжения. Примерно с 1930-х годов General Electric (GE), Signalite и другие фирмы производили лампы для регуляторов напряжения. В взрывателе Mark 6.
использовалась трубка регулятора напряжения. Как и другие газоразрядные лампы, неоновая лампа имеет отрицательное сопротивление <144.>; его напряжение падает с увеличением тока после того, как лампа достигает напряжения пробоя. Следовательно, лампочка имеет гистерезис ; напряжение его выключения (гашения) ниже, чем напряжение включения (пробоя). Это позволяет использовать его в качестве активного переключающего элемента. Неоновые лампы использовались для создания цепей генератора релаксации, используя этот механизм, который иногда называют эффектом Пирсона – Энсона для низкочастотных приложений, таких как мигающие сигнальные лампы, стробоскопы генераторы тона в электронных органах, а также в качестве временных осцилляторов и осцилляторов отклонения в первых электронно-лучевых осциллографах. Неоновые лампы также могут быть бистабильными и даже использовались для построения цифровых логических схем, таких как логические вентили, триггеры, двоичные памяти и цифровые счетчики. Эти применения были достаточно распространены, поэтому производители изготавливали неоновые лампы специально для этого использования, иногда называемые лампами «компоненты схемы». По крайней мере, некоторые из этих ламп имеют свечение, сконцентрированное в небольшом пятне на катоде, что делает их непригодными для использования в качестве индикаторов. Вариант лампы типа NE-2 для схемных применений, NE-77, имеет три проволочных электрода в колбе (в плоскости) вместо обычных двух, а третий используется в качестве управляющего электрода.
Неоновые лампы исторически использовались в качестве детекторов микроволнового и миллиметрового диапазонов («плазменные диоды» или детекторы тлеющего разряда (GDD)) до примерно 100 ГГц или около того и в такой сфере Было сказано, что они демонстрируют сопоставимую чувствительность (порядка нескольких десятков секунд до, возможно, 100 микровольт) со знакомыми кремниевыми диодами типа 1N23, контактирующими с кошачьими усами, которые когда-то были повсеместно распространены в микроволновом оборудовании. Совсем недавно было обнаружено, что эти лампы хорошо работают в качестве детекторов даже на субмиллиметровых («терагерцовых») частотах, и они успешно использовались в качестве пикселей в нескольких экспериментальных массивах изображений на этих длинах волн.
В этих приложениях лампы работают либо в режиме «голодания» (для уменьшения шума тока лампы), либо в нормальном режиме тлеющего разряда; в некоторых источниках упоминается их использование в качестве детекторов излучения вплоть до оптического режима при работе в режиме аномального свечения. Связь микроволн с плазмой может происходить в свободном пространстве, в волноводе, с помощью параболического концентратора (например, конус Уинстона ) или с помощью емкостных средств через рамочную или дипольную антенну, установленную непосредственно на лампе.
Хотя в большинстве этих приложений используются обычные стандартные двухэлектродные лампы, в одном случае было обнаружено, что специальные трех (или более) электродные лампы с дополнительным электродом, действующим как соединительная антенна, предусмотрены еще лучшие результаты (меньше шума и выше чувствительность). Это открытие получило патент США.
Цифры трубки Никси.Неоновые лампы с электродами различной формы использовались в качестве буквенно-цифровых дисплеев, известных как трубки Никси. С тех пор они были заменены другими устройствами отображения, такими как светоизлучающие диоды, вакуумные флуоресцентные дисплеи и жидкокристаллические дисплеи.
. По крайней мере, с 1940-х годов аргон, неон, и индикаторы фосфористого свечения тиратрона с фиксацией (которые загорались при подаче импульса на их стартовый электрод и гасли только после того, как их анодное напряжение было снято), были доступны для Например, как самодисплейные регистры сдвига в крупноформатном, бегущем по тексту точечно-матричные дисплеи или, объединенные в 4х4, четырехцветную фосфорированную тиратронную матрицу, как наращиваемый 625-цветной пиксель RGBA для больших массивов видеографики. Тиратроны с множественным катодом и / или анодом, называемые Декатроны, могли вести счет вперед и назад, в то время как их состояние счета было видно как свечение на одном из пронумерованных катодов. Они использовались в качестве самодиагностики счетчика деления на n / таймера / предделителей в счетных приборах или в качестве сумматора / вычитателя в калькуляторах.
В радиоприемниках 1930-х годов неоновые лампы использовались в качестве индикаторов настройки, называемых «мелодиями», и давали более яркое свечение, если станция была настроена правильно.
Из-за их сравнительно короткого времени отклика в Ранние разработки телевидения неоновые лампы использовались в качестве источника света во многих телевизионных дисплеях с механической разверткой.
Новые лампы накаливания с фигурными электродами (например, цветы и листья), часто покрытые люминофором, были созданы для художественных целей. В некоторых из них свечение, окружающее электрод, является частью конструкции.
Неоновые и горящие неоновые лампы (тип NE-2) и их световой спектр.Неоновые индикаторные лампы обычно оранжевого цвета и часто используются с цветным фильтром поверх них для улучшения контрастируют и меняют свой цвет на красный или более красный оранжевый, или реже зеленый.
Неоновые лампы люминофорного цвета Они также могут быть заполнены аргоном, криптоном, или ксенон, а не неон, или смешанный с ним. Хотя электрические рабочие характеристики остаются схожими, эти лампы светятся голубоватым свечением (включая некоторое ультрафиолетовое ), а не характерным для неона красновато-оранжевым свечением. Затем ультрафиолетовое излучение может быть использовано для возбуждения покрытия люминофора внутри колбы и получения широкого диапазона различных цветов, включая белый. Смесь 95% неона, 2,5% криптона и 2,5% аргона может использоваться для зеленого свечения, но, тем не менее, «зеленые неоновые» лампы чаще основаны на люминофоре.
Портал электроники  | Викискладе есть материалы, связанные с неоновыми лампами. |
