Description de la lueur d'une lampe au néon
Qu'est-ce qu'une lampe au néon
Un tube à décharge basse pression rempli d'un gaz néon inerte est un néon classique - une lampe qui produit une lumière néon orange-rouge uniforme sur toute sa longueur. Les gaz inertes utilisés dans les dispositifs d'éclairage comprennent l'hélium, le xénon, l'argon, le krypton, mais ils ont des spectres d'émission différents, ce qui vous permet de les combiner et de créer différentes couleurs.
Structurellement, le néon n'est pas différent des autres lampes à décharge, y compris les lampes fluorescentes. Pour démarrer l'appareil, un courant compris entre 0,1 et 1 milliampères est requis. Cette sensibilité a permis d'utiliser des lampes au néon dans les indicateurs de tension secteur, à condition qu'une résistance abaisseur soit utilisée pour se protéger contre les chocs électriques.
Dans le même temps, la tension d'allumage, en fonction de la longueur, du diamètre et du remplissage en gaz du ballon, peut atteindre 12 000 volts.Par conséquent, le démarrage et le maintien du fonctionnement de l'appareil nécessitent la présence d'un onduleur dans le circuit. La principale application de l'éclairage au néon s'est trouvée dans le domaine de la publicité et du divertissement en Europe et aux États-Unis. En Russie, cette mode s'est répandue avec un retard de dix à quinze ans, bien que la technologie soit utilisée dans les dispositifs industriels de décharge luminescente et de signalisation depuis les années 50.
Où trouves-tu du néon
Le premier néon a été fabriqué en 1910 par Georges Claude, mais pour son invention il a utilisé les travaux de Maurice Travers et William Ramsay, chimistes anglais qui ont obtenu le néon en le retirant de l'air comme sous-produit. Dans l'air atmosphérique, la concentration maximale de Ne atteint 0,00182 %. C'est très peu à l'échelle planétaire, mais suffisant pour sa production à l'échelle industrielle.
Le moyen d'obtenir du néon consiste à liquéfier tous les composants lourds de l'air, ce qui entraîne la formation d'un composant résiduel non liquéfié - le mélange hélium-néon. Trois méthodes sont utilisées pour séparer l'hélium et le néon :
- adsorption du néon par du charbon actif refroidi ;
- congélation avec de l'hydrogène liquide;
- double rectification dans le condenseur-évaporateur ;
- distillation à froid du mélange comprimé.
C'est la dernière technologie qui permet d'obtenir un gaz pur à 99,9% à l'échelle industrielle.
Vidéo : Le néon est le gaz le plus INERTE sur TERRE
Types de néon
Tout tube coloré lumineux, parfois courbé de la manière nécessaire, est appelé à tort néon. Or, dans sa forme classique, une telle lampe est constituée d'une ampoule de verre remplie de néon inerte, avec deux ou trois électrodes aux extrémités.Les voyants lumineux sont plus petits que l'élément LED et les tubes à décharge atteignent dix mètres de long et 20 mm de diamètre.
Lors de la fabrication de la fiole, on lui donne la forme nécessaire en chauffant le verre sur un brûleur à gaz, rempli de néon, et quelques gouttes de mercure sont ajoutées pour éclaircir la lueur. L'appareil est instable aux contraintes mécaniques et son élimination nécessite des mesures de sécurité particulières liées à la toxicité des vapeurs de mercure. Cependant, la simplicité du dispositif ne limite sa durabilité qu'à l'intégrité de l'ampoule, à la composition des électrodes et à l'utilité des éléments d'amorçage. Dans les néons classiques, il n'y a littéralement rien à brûler, de sorte que leur bon fonctionnement peut continuer en continu jusqu'à 80 000 heures.
Flexible
La complexité du fonctionnement des lampes en verre a conduit à l'invention de technologies alternatives qui imitent l'éclairage au néon. En remplacement, les rubans LED sont devenus populaires, montés dans des bandes de PVC ou de silicone, qui dispersent les faisceaux des ampoules afin que la lumière soit répartie uniformément sur la surface du ruban. Le néon dit flexible :
- facile à monter - il est installé dans des fixations ou des rainures spéciales avec un coude de 180 ° et un diamètre de coude de 10 mm;
- mécaniquement stable et étanche ;
- disponible;
- économique en termes de consommation d'énergie - une bande de 50 cm de long est alimentée par un connecteur USB classique avec une tension de 3-4 volts.
Froid
Une sorte de néon souple, mais technologiquement réalisé selon un principe différent. Un luminophore est utilisé comme source de lumière, qui recouvre un fil de cuivre flexible.Un fin fil de cuivre est enroulé en spirale sur une couche de phosphore et un diélectrique transparent. L'ensemble de la structure a une coque en plastique transparent. Une spirale avec une tige fonctionne sur le principe d'une bobine magnétique, et c'est le champ magnétique qui excite la lueur du phosphore.
Le fonctionnement du néon froid est possible lorsqu'il est connecté au réseau via des onduleurs spéciaux qui produisent du courant avec une fréquence allant jusqu'à 6000 Hz. La lampe elle-même est un cordon flexible, durable et scellé avec une couleur de lueur différente selon le type de phosphore.
Le diamètre du fil n'est souvent réglé par les fabricants que par l'épaisseur de la coque extérieure, la partie intérieure reste inchangée. Par conséquent, il est logique de ne prendre un cordon épais que s'il est justifié par la taille de la rainure structurelle.
Une caractéristique du néon froid est l'absence totale d'échauffement du filament lors d'un fonctionnement prolongé. Le seul inconvénient de la technologie est qu'avec de fréquentes courbures à angle vif sur un petit diamètre, le revêtement de phosphore est rompu avec la formation de zones sombres sur le fil.
En cas d'utilisation de lampes au néon, exemples avec photos
Initialement, les propriétés des ampoules au néon ont déterminé leur utilisation dans le domaine de l'électrotechnique comme :
- indicateurs de tension secteur dans les appareils électriques;
- dispositifs de contrôle et d'indication pour déterminer la présence de tension sur les conducteurs ;
- indicateurs de présence de rayonnement électromagnétique - dans l'appareil Balizor, le néon brille lorsqu'il est exposé à un champ électromagnétique;
- fusible dans les circuits d'alarme.
Les lampes au néon des temps modernes sont principalement utilisées dans le domaine du commerce, du design et du divertissement.
Comment fonctionne une lampe au néon
Le néon à décharge gazeuse classique utilise la capacité du néon à émettre des photons de lumière lorsque des molécules de gaz échangent de l'énergie dans un milieu raréfié sous l'action de l'électricité. Lorsque le courant alternatif est connecté, la lueur est répartie uniformément dans toute l'ampoule. Si le courant est constant, la lueur est concentrée autour de la cathode.
Schéma de câblage
Les voyants lumineux sont connectés via une résistance abaisseur selon le schéma suivant.
Par exemple, les dispositifs d'éclairage basés sur des éléments LED nécessitent un schéma de connexion plus complexe via un ballast, comme dans la figure ci-dessous.
Le raccordement d'un néon à décharge implique la présence d'une puissance appropriée dans le circuit onduleur.
Le premier schéma est considéré comme standard. Le second permet de réduire la longueur des conducteurs, et en cas de panne d'un des côtés du circuit, le second continue de fonctionner.
Selon la longueur et le diamètre de l'éclateur à gaz, un transformateur élévateur avec la puissance indiquée dans le tableau est nécessaire pour le démarrer.
Le raccordement d'appareils électriques à des appareils haute tension nécessite des connaissances en génie électrique et électrique. Avec un calcul incorrect, la décharge peut se transformer en un arc, suivi d'une rupture de l'ampoule.
Le néon froid est connecté via un onduleur à une alimentation 12 ou 24 volts, selon la longueur du cordon lumineux.
Le néon LED est connecté de la même manière que les bandes LED, mais toutes les connexions sont effectuées via des connecteurs, puis en scellant la jonction, comme dans la vidéo.
Comment obtenir un spectre de lueur différent
Les rubans RVB en présence d'un contrôleur sont capables de changer la couleur, les modes et l'intensité de la lueur du néon flexible avec une imitation de guirlandes ou une lumière stroboscopique. Dans les lampes à décharge, différents gaz inertes ou leurs combinaisons avec la couleur du verre de l'ampoule sont utilisés pour obtenir différentes couleurs. Par exemple, pour obtenir une lueur verte, du xénon brillant en bleu est pompé dans un flacon jaune.
Avantages et inconvénients
Le néon à décharge émet une lumière douce et, si je puis dire, plus analogue par rapport aux autres types d'appareils. Parmi les avantages de ces lampes, citons :
- l'uniformité de la lueur ainsi que la possibilité de concentrer la lumière sur l'une des électrodes lors de l'utilisation du courant continu ;
- durabilité - l'absence de consommables dans la conception;
- fonctionnement des petits voyants directement depuis le réseau 220 V ;
- la possibilité de fabriquer des flacons et des cathodes de formes variées ;
Dans le même temps, le dispositif des lampes à décharge n'est pas sans inconvénients et est considéré comme obsolète pour les raisons suivantes :
- bruit pendant le fonctionnement d'un transformateur élévateur ;
- fragilité d'un flacon en verre;
- la complexité du recyclage due à la présence de vapeur de mercure toxique à l'intérieur de la structure.
Les principales différences avec la bande LED
Le cordon, qui fonctionne sur le principe de la lueur du phosphore sous l'influence d'un champ électromagnétique, émet de la lumière à 360 ° tout comme un tube à décharge gazeuse, mais en même temps il se plie dans toutes les directions et consomme moins d'énergie. La bande flexible sur les éléments LED émet de la lumière à 180° dans une direction et ne se plie que dans un seul plan. L'avantage d'une bande LED flexible imitant le néon est sa stabilité mécanique, sa facilité d'utilisation et la possibilité de contrôler le mode via le contrôleur.
Bien sûr, le système de bande RVB est limité par la direction et le rayon de la courbure, ainsi que par un vecteur de lueur étroit, mais ces lacunes sont compensées par la possibilité de créer des jeux de lumière uniques lors de l'utilisation de contrôleurs programmables avec différents modes de fonctionnement. Dans le même temps, le fil néon lumineux est plus fin (jusqu'à 2 mm), ce qui vous permet de le monter dans des joints et des crevasses étroits, ce qui est important pour le réglage automatique et les mises à niveau décoratives de divers appareils.
Il faut ajouter que maintenant la mode du rétro revient, y compris l'analogique, de sorte que les anciennes lampes à décharge ne perdent pas leur pertinence dans le domaine du design et du marketing. Le prix et la difficulté de fonctionnement ont fait du néon classique un choix pour les acheteurs fortunés qui veulent se démarquer par leur statut et leur bon goût.