Как работают неоновые лампы и как выбрать оптимальны вариант для дома

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 в виде фрагментов букв

Буквы и слоги из неоновых ламп

Стилизованные изображения предметов из неоновых ламп

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).

Варианты неонового освещения квартиры

На рынке товаров и услуг среди неоновых осветительных приборов можно встретить ленты, которые многие называют гибкими неонами. По внешнему виду ленты напоминают гирлянду, которая находится в трубке, выполненной из ПВХ материала.

Гибкие подсветки могут быть разноцветными либо однотонными. В процессе производства используют материалы высокого качества, в результате чего трубки могут быть матовыми либо прозрачными. Одноцветные варианты бывают исключительно матовыми.

Такие ленты, в отличие от лампочек, имеют большое количество преимуществ, среди которых можно выделить:

• вероятность нанести повреждение минимальная, стеклянные же светильники довольно легко разбить, именно поэтому они считаются опасными:
• наличие гидроизоляции;
• так как лента гибкая, ее можно установить совершенно в любом месте;
• в отличие от светодиодных светильников, неоновые ленты стоят гораздо дешевле.

Благодаря такой востребованности, имеется вероятность, что многие осветительные приборы будут вытеснены с рынка товаров и услуг.

Важно! Неоновые подсветки, в отличие от других источников света, имеют довольно обширный диапазон света

Неоновые лампы для квартиры

Неоновые лампы можно использовать в жилом помещении в качестве подсветки мебели. Так можно наполнить помещение необычными и яркими цветовыми тонами. Чаще всего этот вариант используют в том случае, когда в помещении находится мягкая либо стеклянная мебель.

Кроме этого, можно использовать дополнительный свет для декоративных элементов, аксессуаров. Например, в непосредственной близости с картинами, в нишах, вокруг больших зеркал, высоких комнатных растений.

Важно понимать, что неоновые лампы можно использовать в жилом помещении не только в качестве яркого акцента. Например, такие осветительные приборы зачастую используют для осветления лестницы либо плинтусов. При необходимости источники света можно монтировать в предметы мебели в кухонной зоне

При необходимости источники света можно монтировать в предметы мебели в кухонной зоне.

Интересный вариант – освещение скульптур, выполненных из гипса, стекла либо ткани. В помещении гораздо эффектнее будет смотреться в качестве источника света красивая скульптура, нежели обычная лампа. На сегодняшний день популярностью пользуются светильники, выполненный в виде птиц из стекла либо дерева.

Совет! Отдавая предпочтение неоновой подсветке для оформления дизайна помещения, можно создать прекрасную конструкцию, которая позволит создать атмосферу праздника.

Гибкие неоновые светильники

Гибкие ленты смотрятся в дизайне довольно органично и презентабельно. С их помощью можно придать помещению некую изюминку. Кроме этого, их можно брать с собой на природу, что позволит создать необычную атмосферу.

Гибкие приборы незаменимы в быту, с их помощью можно подсвечивать потолок по всему периметру, создавая эффект парения, монтировать в аквариум либо мебель. При необходимости можно сделать так, чтобы зажигался свет при открытии дверцы шкафа, используя для этих целей неоновые шнурки.

Такие источники света отлично вписываются на кухню, так как их можно монтировать в мебель над рабочей поверхностью. Благодаря гибкости такие ленты можно использовать на любых поверхностях, придавать необходимую форму.

Где используют неоновые лампы, примеры с фото

Изначально свойства неоновых лампочек определили их применение в сфере электротехники в качестве:

• индикаторов напряжения сети в электроприборах;
• контрольно-индикаторных устройствах для определения наличия напряжения на проводниках;
• индикаторов наличия электромагнитных излучений — в приборе Бализор неон светится при воздействии электромагнитного поля;
• предохранителя в цепях сигнализации.

Неоновые лампы в современности используются, по большей части, в сфере торговли, дизайна и развлечений.

Для рекламных щитов.

Для оформления фасадов зданий.

Для зонирования пространства.

В качестве декора и подсветки предметов интерьера.

Для формирования необходимой атмосферы в развлекательных учреждениях.

В фотостудиях, для получения уникальных фотоэффектов.

В мото — и автотюнинге.

В модернизации и апгрейде различных бытовых приборов, в том числе ПК.

Варианты неонового освещения квартиры

На рынке товаров и услуг среди неоновых осветительных приборов можно встретить ленты, которые многие называют гибкими неонами. По внешнему виду ленты напоминают гирлянду, которая находится в трубке, выполненной из ПВХ материала.

Гибкие подсветки могут быть разноцветными либо однотонными. В процессе производства используют материалы высокого качества, в результате чего трубки могут быть матовыми либо прозрачными. Одноцветные варианты бывают исключительно матовыми.

Такие ленты, в отличие от лампочек, имеют большое количество преимуществ, среди которых можно выделить:

• вероятность нанести повреждение минимальная, стеклянные же светильники довольно легко разбить, именно поэтому они считаются опасными:
• наличие гидроизоляции;
• так как лента гибкая, ее можно установить совершенно в любом месте;
• в отличие от светодиодных светильников, неоновые ленты стоят гораздо дешевле.

Благодаря такой востребованности, имеется вероятность, что многие осветительные приборы будут вытеснены с рынка товаров и услуг.

Важно! Неоновые подсветки, в отличие от других источников света, имеют довольно обширный диапазон света

Неоновые лампы для квартиры

Неоновые лампы можно использовать в жилом помещении в качестве подсветки мебели. Так можно наполнить помещение необычными и яркими цветовыми тонами. Чаще всего этот вариант используют в том случае, когда в помещении находится мягкая либо стеклянная мебель.

Кроме этого, можно использовать дополнительный свет для декоративных элементов, аксессуаров. Например, в непосредственной близости с картинами, в нишах, вокруг больших зеркал, высоких комнатных растений.

Важно понимать, что неоновые лампы можно использовать в жилом помещении не только в качестве яркого акцента. Например, такие осветительные приборы зачастую используют для осветления лестницы либо плинтусов. При необходимости источники света можно монтировать в предметы мебели в кухонной зоне

При необходимости источники света можно монтировать в предметы мебели в кухонной зоне.

Интересный вариант – освещение скульптур, выполненных из гипса, стекла либо ткани. В помещении гораздо эффектнее будет смотреться в качестве источника света красивая скульптура, нежели обычная лампа. На сегодняшний день популярностью пользуются светильники, выполненный в виде птиц из стекла либо дерева.

Совет! Отдавая предпочтение неоновой подсветке для оформления дизайна помещения, можно создать прекрасную конструкцию, которая позволит создать атмосферу праздника.

Гибкие неоновые светильники

Гибкие ленты смотрятся в дизайне довольно органично и презентабельно. С их помощью можно придать помещению некую изюминку. Кроме этого, их можно брать с собой на природу, что позволит создать необычную атмосферу.

Гибкие приборы незаменимы в быту, с их помощью можно подсвечивать потолок по всему периметру, создавая эффект парения, монтировать в аквариум либо мебель. При необходимости можно сделать так, чтобы зажигался свет при открытии дверцы шкафа, используя для этих целей неоновые шнурки.

Такие источники света отлично вписываются на кухню, так как их можно монтировать в мебель над рабочей поверхностью. Благодаря гибкости такие ленты можно использовать на любых поверхностях, придавать необходимую форму.

Преимущества и недостатки светильников

Газоразрядные лампы быстро заняли свою нишу и не собираются ее покидать благодаря положительным качествам. Плюсы касаются как обилия сфер применения, так и технических характеристик устройств. Если проанализировать все стороны с точки зрения пользователей и специалистов, то можно выделить следующие преимущественные качества.

Галерея изображенийФото из Широкая гамма, которую могут предоставить неоновые трубки и ленты, давно оценена дизайнерами интерьеров и экстерьеров С помощью контроллера, подключаемого к светильникам, можно уменьшать или увеличивать интенсивность светового потока Если лампа изготовлена с соблюдением всех требований и эксплуатируется в надлежащих условиях, срок службы достигает 15-20 лет Стеклянные трубки и неоновые ленты хороши тем, что их форму легко менять. Для этого стекло нагревают, а лента изначально эластичная и гибкая Поскольку металлические заглушки имеются только по краям, а тело светильника стеклянное, свет одинаково хорошо заполняет пространство вокруг устройства Размеры и форма осветительных газоразрядных приборов позволяют встраивать их и устанавливать в труднодоступных местах – под навесным потолком, в нишах В исправном состоянии неоновые лампы не представляют никакой опасности. Однако за герметичностью трубок с содержанием паров ртути лучше пристально следить В отличие от некоторых энергосберегающих и светодиодных ламп, а также диммируемых устройств, газосветовые источники не шумят Разнообразие цветов и оттенковВозможность регулировки интенсивности светаДлительный срок службы без ремонтаВозможность изготовления ламп любой конфигурацииСвет от источника распространяется во все стороныНеоновые трубки можно устанавливать в различных местахУсловная безопасность осветительных приборовСветильники не издают шума при работе

А сейчас обратимся к недостаткам, которые также присутствуют и заставляют отказываться от газоразрядных ламп, например, в быту.

Вот некоторые из них:

мощность неоновых устройств гораздо ниже, чем у аналогичных светодиодных – 10 Вт/м;
хрупкость материала трубок – стекла; если разбить один светильник, то погаснет весь контур;
необходимо постоянно следить, чтобы вредный для здоровья газ, если он входит в состав наполнителя, не вышел наружу; для ламп предназначена специальная утилизация;
монтаж требует особой аккуратности и знаний, можно неправильно состыковать элементы цепи или нечаянно разбить стекло.

И самое главное – цветная подсветка носит скорее декоративный характер, а не является основой осветительной системы. Она хороша для выделения отдельных зон или создания привлекательных композиций, но неуместна в местах «рабочего» плана – в кабинетах, на кухне, в мастерской, в детской.

Где взять неоновую лампочку

Неоновые газоразрядные лампочки (неонки) представлены широким рядом и можно использовать любую доступную из них

Обратите внимание, слева на фото газоразрядная лампочка с резистором номиналом 200 кОм, вынутая из вышедшего из строя выключателя компьютерного удлинителя, которые еще называют Пилот. Ее с успехом можно монтировать в любой выключатель без дополнительных хлопот по поиску комплектующих. Такие же лампочки с резистором устанавливают в электрочайниках , и других электроприборах для индикации включенного состояния

По центру фотоснимка неожиданно оказался Малогабаритный Тиратрон (триод) с Холодным катодом МТХ-90. Справедливости ради скажу, что тиратрон МТХ-90 в моём бра светит не один десяток лет

Такие же лампочки с резистором устанавливают в электрочайниках , и других электроприборах для индикации включенного состояния. По центру фотоснимка неожиданно оказался Малогабаритный Тиратрон (триод) с Холодным катодом МТХ-90. Справедливости ради скажу, что тиратрон МТХ-90 в моём бра светит не один десяток лет.

Неоновые лампочки (неонки) окружают нас практически везде. В удивлены? Во всех старых светильниках с лампами дневного света используется стартер, это настоящая неоновая лампочка, помещенная в цилиндрический корпус. Для того, чтобы его извлечь из корпуса светильника, нужно цилиндр немного повернуть против часовой стрелки. Сколько в светильнике ламп дневного света, столько и стартеров. В стартере параллельно неоновой лампочке еще подключен конденсатор, он служит для подавления помех и при изготовлении индикатора не нужен.

Если стартер взят от старого светильника, прежде чем применить неоновую лампочку, не поленитесь проверить ее. Надо до монтажа подключить лампочку по вышеприведенной схеме. Лучше неонку брать из нового стартера, так как в старых стекло колбы лампочки изнутри, как правило, покрывается темным налетом и будет хуже видно свечение. Лампочка из стартера может быть с успехом использована при самостоятельном изготовлении индикатора фазы .

Готовый комплект подсветки для установки в настенный выключатель можно взять из неисправного современного электрического чайника . Как правило, в большинстве моделей имеется индикатор нагрева воды. Индикатор представляет собой неоновую лампочку, с которой последовательно включен токоограничивающий резистор и эта цепь включена параллельно ТЭНу . Если в Вашем хозяйстве завалялся неисправный электрический чайник, то неоновую лампочку с резистором можно извлечь из него и вмонтировать в выключатель.

На фотографии три неоновых лампочки от электрических чайников. Как видно светят они довольно ярко, поэтому в темноте будут в выключателе видны с большого расстояния.

Если внимательно присмотреться к изолирующим трубкам, надетым на места соединения выводов неоновой лампочки с проводами, то можно заметить на одной из трубок утолщение. В этом месте находится токоограничивающий резистор. Если трубку разрезать вдоль, то откроется картина, как на этой фотографии.

Индикаторные лампы

Декоративная

Окрас свечения в неоновых лампах всецело во власти от состава газа. Оранжево-красный наиболее свойственен для индикаторных ламп.

Главное! Домашняя лампа-свеча подойдет для светильников с декоративной функцией «под старину».

Лампа дневного света — электрический прибор дневного освещения, смонтированный в собственно предназначающиеся источники освещения. Минус — достаточно часто перегорают.

Фото 2 — Люминесцентная модель PHILIPS TL-D90 De Luxe

Сигнальные неоновые диоды – устройства, ориентированные для световой индикации электросигналов. В конструкции — два электрода в качестве цилиндров, дисков или стержней разной комбинации, помещенные в стеклянный баллон. В баллоне под давлением содержится неоновая смесь, предоставляющая красное свечение, или неоново-гелиевая смесь с оранжево-красным свечением.

Фото 3 — Camelion LH26-3U Blacklight E27

Декоративные неоновые модели предназначаются для установки в простой типовый патрон E14 или E27 и функционирующие от напряжения 220 В. Содержат конструкционно встроенный резистор балластовый, что дает возможность включать их прямо в сеть освещения.

Зеленую флуоресцентную лампу применяют, как сигнальный источник освещения. Внутри стеклянную колбу накрывают специализированной флуоресцирующей субстанцией, что поглощает красный свет и воплощает его в зеленый.

Фото 4 — Лампа дневного света T8 спец. — Narva 18Вт / T8 / 019

Небольшие неоновые диоды применяют, как подсветку, одновременно со светоизлучающим диодом в паре с компонентом сопротивления. В основном, они запитаны паралельно с ключевыми контактами выключателя.

Главное! Если выключатель в нерабочем положении, то питание светоизлучающего диода выполняется по нити накала в середине диода с малым сопротивлением.

Как выверить исправность ламп?

Проверка газосветных сигнальных неоновых диодов состоит в их зрительном осмотре и испытании под напряжением.

Выверить трудоспособность неоновой лампы можно и ее включением в радиотрансляционную сеть при помощи преобразователя электрической энергии небольшой частоты.

При отсутствии сетей — радиотрансляционной и электрического тока — можно выверить, применяя батарейки и преобразователь электрической энергии небольшой частоты (силового или междулампового).

Лампа дневного света запускается при помощи пускорегулирующей аппаратуры (электромагнитной или электронной). В сегодняшних лампах часто применяется ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура).

Для ее проверки рассматривается исправное устройство с аналогичными параметрами и подсоединяется постепенно по схеме к проверяемому диоду. Если осветительный прибор заработал хорошо, то причина поломки в блоке.

Принцип работы

По принципу работы осветительные приборы схожи с газоразрядными, но все же имеются некоторые отличия. Атомы неона, находящегося в стеклянной трубке, покрыты электронной оболочкой, за счет чего не контактируют с остальными. Чтобы оторвался хотя бы один электрон, требуется мощная энергия напряжением от 15000 В.

Кратко опишем принцип работы такого светильника:

1. Электрический ток, воздействуя на атомы неона, заставляет их терять собственные электроны. Последние превращаются в положительно заряженные частицы.
2. После они скапливаются около отрицательного электрода, расположенного на одном из концов трубки.
3. Оставшиеся свободные электроны стремятся к положительному электроду.
4. В результате этих действий образуется свечение. Причем его яркость не хуже светодиодного освещения.

Характеристики

Лампы различаются друг от друга конструкцией и техническими характеристиками Для потребителя важно знать свойства тех или иных источников света. Ознакомимся с ними подробнее. Мощность

Измеряется в Вт. Мощность говорит о количестве электричества, которое потребляет источник света. Чем она больше, тем ярче светит лампочка. Одновременно большая мощность говорит о больших расходах на электроэнергию и размере счетов за нее

Мощность. Измеряется в Вт. Мощность говорит о количестве электричества, которое потребляет источник света. Чем она больше, тем ярче светит лампочка. Одновременно большая мощность говорит о больших расходах на электроэнергию и размере счетов за нее.

Поскольку номинальная мощность напрямую зависит от конструкции, то для сравнения разных типов ламп удобнее использовать другую характеристику – световой поток.

Световой поток. Измеряется в лм. Световой поток показывает, насколько ярко светит лампочка. Новые модели источников света (люминесцентные и светодиодные) имеют большую яркость при меньшей мощности. Именно за счет этого достигается энергосбережение.

Сравнительная характеристика мощностей самых популярных бытовых лампочек со световым потоком 1200 лм приведена в таблице.

Таким образом, при равном световом потоке мощность светодиодных ламп более чем в пять раз меньше, чем у ламп накаливания.

Светоотдача. Измеряется в лм/Вт. Светоотдача показывает световой поток в расчете на 1 Вт мощности. Также удобный параметр для сравнения разных типов осветительных приборов. Чем больше светоотдача, тем меньшая мощность обеспечивает максимальную яркость.

Коэффициент цветопередачи (Ra, CPI). Показывает, насколько искажаются реальные цвета при искусственном освещении. Обозначается цифрами от 1 до 100. Чем ниже значение коэффициента, тем сильнее искажаются оттенки. Индекс 100 означает, что цвета передаются максимально точно. Для зрения в помещении безопаснее использовать источники света с Ra не менее 80.

Цветовая температура. Измеряется в К. Определяет теплоту света, ведь разные цвета в зависимости от освещения воспринимаются глазом по-разному.

Цветовая температура

Различают несколько типов цветовых температур:

• 2700-3200 – теплый белый;
• 3300-4000 – нейтральный белый;
• 4000-5000 – холодный белый;
• 5000-6000 – дневной свет;
• свыше 6000 – холодный дневной.

Цветовая температура заметно влияет на настроение и работоспособность человека. При выборе ламп, особенно для домашнего и рабочего использования, внимательно изучите маркировку. Помните, что теплый цвет способствуют расслаблению, а холодные – бодрости и работоспособности. Но в больших количествах холодный свет угнетает нервную и зрительную систему. Подробнее можно почитать в статье о цветовой температуре

Срок службы. Это количество часов, которое прослужит источник света. На упаковке обычно указывается срок службы при работе в идеальных условиях. В реальных он может отличаться от заявляемого производителем. Сроки службы популярных бытовых лампочек приведены в таблице.

К тому же у многих моделей источников света со временем падает яркость. Это происходит из-за физических процессов, которые делают возможным само свечение. К таким лампам относятся светодиодные, газоразрядные.

Угол рассеивания света. Это угол, на который расходится световой поток. Лампа накаливания светит во все стороны на 360⁰. Но не все виды источников света могут похвастаться тем же. Например, из-за конструктивных особенностей led (и других типов) угол рассеивания составляет от 30⁰ до 360⁰.

Угол рассеивания света

Исходя из задачи светильника, выбирается оптимальный угол. Для точечной подсветки достаточно 30⁰, а для общего освещения лучше выбирать максимальный угол.

Коэффициент пульсации (мерцания). Характеризует равномерность освещения. Измеряется в процентах. Чем меньше коэффициент, тем ровнее световой поток, тем меньше будут уставать глаза. В идеале для дома и офиса стоит выбирать источники света с коэффициентом пульсации около 5%. Лампы с коэффициентом свыше 35% опасны для зрения.

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.

Расчет гасящего конденсатора

Если конденсатор включить в цепь переменного тока, то он через него будет протекать, но в зависимости от емкости и частоты тока его напряжение снизится на какую-то величину. Для вычисления используют следующую формулу:

где X c – емкостное сопротивление конденсатора (ОМ);

f – частота тока в сети (в нашем случае 50 ГЦ);

С – емкость конденсатора в (мкФ);

Для расчетов эта формула не совсем удобна, поэтому на практике чаще всего прибегают к следующей – эмпирической, которая позволяет с достаточной точностью проводить подбор конденсатора.

C=(4,45*I)/(U-U д)

Исходные данные: U c –220 В; U сд –2 В; I сд –20 мА;

Находим емкость конденсатора С =(4,45*20)/(220-2)=0,408 мкФ, из ряда номинальных емкостей Е24 выбираем ближайший меньший 0,39 мкФ. Но при выборе конденсатора необходимо еще учитывать его рабочее напряжение, оно должно быть не меньше, чем U c *1,41.

Дело в том, что в цепи переменного тока принято различать действующее и эффективное напряжение. Если форма тока синусоидальная, то действующее напряжение в 1,41 больше эффективного. Значит, конденсатор должен иметь минимальное рабочее напряжение 220*1,41=310 В. А так как такого номинала нет, то ближайший больший будет 400 В.

Для этих целей можно использовать пленочный конденсатор типа К73-17, его габариты и масса вполне позволяют разместить в корпусе выключателя.