Descripció de la resplendor d'un llum de neó
Què és un llum de neó
Un tub de descàrrega de baixa pressió ple d'un gas de neó inert és un neó clàssic: una làmpada que produeix una llum de neó de color vermell taronja uniforme al llarg de tota la seva longitud. Els gasos inerts utilitzats en els dispositius d'il·luminació inclouen heli, xenó, argó, criptó, però tenen diferents espectres d'emissió, cosa que permet combinar-los i crear diferents colors.
Estructuralment, el neó no és diferent d'altres làmpades de descàrrega de gas, incloses les fluorescents. Per engegar el dispositiu, cal un corrent d'entre 0,1 i 1 mil·liampers. Aquesta sensibilitat va permetre utilitzar làmpades de neó en indicadors de tensió de xarxa, sempre que s'utilitzi una resistència reductora per protegir-se de les descàrregues elèctriques.
Al mateix temps, la tensió d'encesa, depenent de la longitud, el diàmetre i l'ompliment de gas del matràs, pot arribar als 12.000 volts.Per tant, l'inici i el manteniment del funcionament del dispositiu requereix la presència d'un inversor al circuit. La principal aplicació de la il·luminació de neó s'ha trobat en el camp de la publicitat i l'entreteniment a Europa i als Estats Units. A Rússia, aquesta moda es va estendre amb un retard de deu a quinze anys, tot i que la tecnologia s'ha utilitzat en dispositius d'indicació i descàrrega de resplendor industrial des dels anys 50.
On treus el neó
El primer neó el va fer l'any 1910 Georges Claude, però per a la seva invenció va utilitzar el treball de Maurice Travers i William Ramsay, químics anglesos que obtenien el neó eliminant-lo de l'aire com a subproducte. A l'aire atmosfèric, la concentració màxima de Ne arriba al 0,00182%. Això és molt petit a escala planetària, però suficient per a la seva producció a escala industrial.
La manera d'obtenir neó és liquar tots els components pesats de l'aire, donant lloc a la formació d'un component residual no liquat: la barreja d'heli-neó. S'utilitzen tres mètodes per separar l'heli i el neó:
- adsorció de neó per carbó actiu refrigerat;
- congelació amb hidrogen líquid;
- doble rectificació al condensador-evaporador;
- destil·lació en fred de la mescla comprimida.
És l'última tecnologia que permet obtenir gas d'un 99,9% de puresa a escala industrial.
Vídeo: El neó és el gas més INERTE de la TERRA
Tipus de neó
Qualsevol tub de color lluminós, de vegades corbat de la manera necessària, s'anomena erròniament neó. Tanmateix, en la seva forma clàssica, aquesta làmpada està feta d'una bombeta de vidre plena de neó inert, amb dos o tres elèctrodes als extrems.Els llums indicadors són més petits que l'element LED i els tubs de descàrrega de gas arriben als deu metres de llargada i 20 mm de diàmetre.
En la fabricació del matràs, se li dóna la forma necessària escalfant el vidre en un cremador de gas, ple de neó, i s'afegeixen unes gotes de mercuri per il·luminar la brillantor. El dispositiu és inestable a l'estrès mecànic i la seva eliminació requereix mesures de seguretat especials relacionades amb la toxicitat del vapor de mercuri. Tanmateix, la senzillesa del dispositiu limita la seva durabilitat només a la integritat de la bombeta, la composició dels elèctrodes i la capacitat de servei dels elements inicials. Al neó clàssic, literalment no hi ha res per cremar-se, de manera que el seu correcte funcionament pot continuar contínuament fins a 80.000 hores.
Flexible
La complexitat del funcionament de les làmpades de vidre ha portat a la invenció de tecnologies alternatives que imiten la il·luminació de neó. Com a reemplaçament, s'han popularitzat les tires LED, muntades en tires de PVC o silicona, que dispersen els raigs de les bombetes perquè la llum es distribueixi uniformement per la superfície de la tira. L'anomenat neó flexible:
- fàcil de muntar: s'instal·la en fixacions o ranures especials amb un corbat de 180 ° i un diàmetre de corbat de 10 mm;
- mecànicament estable i estanc;
- disponible;
- econòmic pel que fa al consum d'energia: una tira de 50 cm de llarg s'alimenta amb un connector USB convencional amb una tensió de 3-4 volts.
Refredat
Una mena de neó flexible, però fet tecnològicament segons un principi diferent. S'utilitza un fòsfor com a font de llum, que cobreix un fil de coure flexible.Un fil de coure prim s'enrotlla en espiral sobre una capa de fòsfor i un dielèctric transparent. Tota l'estructura té una carcassa de plàstic transparent. Una espiral amb una vareta funciona segons el principi d'una bobina magnètica, i és el camp magnètic el que excita la resplendor del fòsfor.
El funcionament del neó fred és possible quan es connecta a la xarxa mitjançant inversors especials que produeixen corrent amb una freqüència de fins a 6000 Hz. El llum en si és un cable flexible, durador i segellat amb un color brillant diferent segons el tipus de fòsfor.
El diàmetre del fil sovint està regulat pels fabricants només pel gruix de la carcassa exterior, la part interior es manté sense canvis. Per tant, té sentit prendre un cordó gruixut només si es justifica per la mida de la ranura estructural.
Un tret característic del neó fred és l'absència total d'escalfament del filament durant un funcionament prolongat. L'únic inconvenient de la tecnologia és que amb corbes freqüents d'angles aguts al llarg d'un diàmetre petit, el recobriment de fòsfor es trenca amb la formació de zones fosques al cable.
On s'utilitzen llums de neó, exemples amb fotos
Inicialment, les propietats de les bombetes de neó determinaven el seu ús en el camp de l'enginyeria elèctrica com:
- indicadors de tensió de xarxa en aparells elèctrics;
- dispositius de control i indicadors per determinar la presència de tensió als conductors;
- indicadors de la presència de radiació electromagnètica: al dispositiu Balizor, el neó brilla quan s'exposa a un camp electromagnètic;
- fusible en els circuits d'alarma.
Les làmpades de neó en els temps moderns s'utilitzen, majoritàriament, en l'àmbit del comerç, el disseny i l'entreteniment.
Com funciona un llum de neó
El neó clàssic de descàrrega de gas utilitza la capacitat del neó per emetre fotons de llum quan les molècules de gas intercanvien energia en un medi enrarit sota l'acció de l'electricitat. Quan es connecta CA, la brillantor es distribueix uniformement per tota la bombeta. Si el corrent és constant, llavors la resplendor es concentra al voltant del càtode.
Diagrama de cablejat
Els llums indicadors es connecten a través d'una resistència reductora segons l'esquema següent.
Per exemple, els dispositius d'il·luminació basats en elements LED requereixen un esquema de connexió més complex mitjançant un llast, com a la figura següent.
La connexió d'un neó de descàrrega de gas implica la presència d'una potència adequada al circuit inversor.
El primer esquema es considera estàndard. El segon permet reduir la longitud dels conductors i, en cas de fallada d'un dels costats del circuit, el segon continua funcionant.
Depenent de la longitud i el diàmetre del tub de descàrrega de gas, es necessita un transformador augmentador amb la potència que es mostra a la taula per engegar-lo.
La connexió d'aparells elèctrics a dispositius d'alta tensió requereix coneixements d'enginyeria elèctrica i elèctrica. Amb un càlcul incorrecte, la descàrrega es pot convertir en un arc, seguit d'una ruptura del bulb.
El neó fred es connecta mitjançant un inversor a una font d'alimentació de 12 o 24 volts, depenent de la longitud del cable lluminós.
El neó LED es connecta de la mateixa manera que les tires LED, però totes les connexions es fan mitjançant connectors, seguits de segellat de la unió, com al vídeo.
Com obtenir un espectre diferent de resplendor
Les cintes RGB en presència d'un controlador poden canviar el color, els modes i la intensitat de la resplendor del neó flexible amb una imitació de garlandes o una llum estroboscòpica. En les làmpades de descàrrega de gas s'utilitzen diferents gasos inerts o les seves combinacions amb el color del vidre de la bombeta per obtenir diferents colors. Per exemple, per obtenir una resplendor verda, el xenó que brilla en blau es bombeja a un matràs groc.
Avantatges i inconvenients
El neó de descàrrega emet una llum suau i, si es pot dir així, més anàloga en comparació amb altres tipus de dispositius. Entre els avantatges d'aquestes làmpades es troben:
- la uniformitat de la resplendor juntament amb la possibilitat de concentrar la llum en un dels elèctrodes quan s'utilitza corrent continu;
- durabilitat: absència de consumibles en el disseny;
- funcionament de petits indicadors directament des de la xarxa de 220 V;
- la possibilitat de fabricar matràs i càtodes de diverses formes;
Al mateix temps, el dispositiu de làmpades de descàrrega de gas no està exempt d'inconvenients i es considera obsolet per les raons següents:
- soroll durant el funcionament d'un transformador augmentador;
- fragilitat d'un matràs de vidre;
- la complexitat del reciclatge a causa de la presència de vapor de mercuri tòxic a l'interior de l'estructura.
Les principals diferències amb la tira LED
El cable, que funciona segons el principi de resplendor de fòsfor sota la influència d'un camp electromagnètic, emet llum 360 ° igual que un tub de descàrrega de gas, però al mateix temps es doblega en qualsevol direcció i consumeix menys energia. La tira flexible dels elements LED emet llum 180° en una direcció i només es doblega en un pla. L'avantatge d'una tira LED flexible que imita el neó és la seva estabilitat mecànica, facilitat d'operació i la capacitat de controlar el mode mitjançant el controlador.
Per descomptat, el sistema de cinta RGB està limitat per la direcció i el radi de la corba, així com per un vector de resplendor estret, però aquestes deficiències es compensan amb la capacitat de crear espectacles de llum únics quan s'utilitzen controladors programables amb diferents modes de funcionament. Al mateix temps, el fil de neó lluminós és més prim (fins a 2 mm), i això us permet muntar-lo en juntes i escletxes estretes, la qual cosa és important per a l'ajust automàtic i les actualitzacions decoratives de diversos dispositius.
Cal afegir que ara torna la moda del retro, inclosa la analògica, de manera que les antigues làmpades de descàrrega no perden la seva rellevància en l'àmbit del disseny i el màrqueting. El preu i la dificultat de funcionament van fer del clàssic neó una opció per als compradors rics que volen destacar pel seu estatus i bon gust.