תיאור הזוהר של מנורת ניאון
מהי מנורת ניאון
צינור פריקה בלחץ נמוך מלא בגז ניאון אינרטי הוא ניאון קלאסי – מנורה המפיקה אור ניאון כתום-אדום אחיד לכל אורכה. הגזים האינרטיים המשמשים במכשירי תאורה כוללים הליום, קסנון, ארגון, קריפטון, אך יש להם ספקטרום פליטה שונה, המאפשר לשלב ביניהם וליצור צבעים שונים.
מבחינה מבנית, הניאון אינו שונה מנורות פריקת גז אחרות, כולל אלו פלורסנט. כדי להפעיל את המכשיר, נדרש זרם בטווח של 0.1-1 מיליאמפר. רגישות זו אפשרה להשתמש במנורות ניאון במחוונים של מתח רשת, בתנאי שנעשה שימוש בנגד מטה להגנה מפני התחשמלות.
במקביל, מתח ההצתה, בהתאם לאורך, קוטר ומילוי הגז של הבקבוק, יכול להגיע ל-12,000 וולט.לכן, הפעלה ותחזוקה של המכשיר דורשת נוכחות של מהפך במעגל. היישום העיקרי של תאורת ניאון נמצא בתחום הפרסום והבידור באירופה ובארצות הברית. ברוסיה, אופנה זו התפשטה באיחור של עשר עד חמש עשרה שנים, אם כי הטכנולוגיה שימשה במכשירי פריקת זוהר וחיווי תעשייתיים מאז שנות ה-50.
איפה משיגים ניאון
הניאון הראשון נוצר בשנת 1910 על ידי ז'ורז' קלוד, אך לצורך המצאתו הוא השתמש בעבודתם של מוריס טראוורס וויליאם רמזי, כימאים אנגלים שהשיגו ניאון על ידי הוצאתו מהאוויר כתוצר לוואי. באוויר אטמוספרי, הריכוז המרבי של Ne מגיע ל-0.00182%. זה קטן מאוד בקנה מידה פלנטרי, אבל מספיק לייצור שלו בקנה מידה תעשייתי.
הדרך להשיג ניאון היא לנזל את כל המרכיבים הכבדים של האוויר, וכתוצאה מכך נוצר מרכיב שיורי שאינו נוזלי - תערובת ההליום-ניאון. שלוש שיטות משמשות להפרדה בין הליום לנאון:
- ספיחה של ניאון על ידי פחם פעיל מקורר;
- הקפאה עם מימן נוזלי;
- תיקון כפול במעבה-מאייד;
- זיקוק קר של התערובת הדחוסה.
זוהי הטכנולוגיה העדכנית ביותר המאפשרת להשיג גז של 99.9% טוהר בקנה מידה תעשייתי.
וידאו: ניאון הוא הגז הכי אינרטי על כדור הארץ
סוגי ניאון
כל צינור צבעוני זוהר, לפעמים מעוקל בצורה הנחוצה, נקרא בטעות ניאון. עם זאת, בצורתה הקלאסית, מנורה כזו עשויה מנורת זכוכית מלאה בניאון אינרטי, עם שתיים או שלוש אלקטרודות בקצותיה.מנורות חיווי קטנות יותר מאלמנט ה-LED, וצינורות פריקת גז מגיעים באורך של עשרה מטרים ובקוטר של 20 מ"מ.
בייצור הבקבוק נותנים לו את הצורה הדרושה על ידי חימום הזכוכית על מבער גז, מלא בניאון, ומוסיפים כמה טיפות כספית כדי להאיר את הזוהר. המכשיר אינו יציב ללחץ מכני, והשלכתו דורשת אמצעי בטיחות מיוחדים הקשורים לרעילות של אדי כספית. עם זאת, פשטות המכשיר מגבילה את עמידותו רק לתקינות הנורה, הרכב האלקטרודות ויכולת השירות של אלמנטי ההתחלה. בניאון הקלאסי, פשוטו כמשמעו אין מה לשרוף, כך שהפעולה הנכונה שלהם יכולה להמשיך ברציפות עד 80,000 שעות.
גָמִישׁ
המורכבות של הפעלת מנורות זכוכית הובילה להמצאת טכנולוגיות חלופיות המחקות תאורת ניאון. כתחליף הפכו לפופולריים פסי לד, המורכבים בפסי PVC או סיליקון, המפזרים את אלומות הנורות כך שהאור מתפזר באופן שווה על פני הפס. מה שנקרא ניאון גמיש:
- קל להרכבה - הוא מותקן במחברים מיוחדים או בחריצים עם עיקול של 180 מעלות וקוטר עיקול של 10 מ"מ;
- יציב והדוק מבחינה מכנית;
- זמין;
- חסכוני מבחינת צריכת חשמל - פס באורך 50 ס"מ מופעל על ידי מחבר USB קונבנציונלי במתח של 3-4 וולט.
קַר
מעין ניאון גמיש, אבל עשוי טכנולוגית לפי עיקרון אחר. זרחן משמש כמקור אור, המכסה חוט נחושת גמיש.חוט נחושת דק מלופף בספירלה על שכבת זרחן ודיאלקטרי שקוף. לכל המבנה מעטפת פלסטיק שקופה. ספירלה עם מוט עובדת על עיקרון של סליל מגנטי, והשדה המגנטי הוא זה שמעורר את זוהר הזרחן.
פעולת הניאון הקר אפשרית בחיבור לרשת באמצעות ממירים מיוחדים המפיקים זרם בתדר של עד 6000 הרץ. המנורה עצמה היא חוט גמיש, עמיד ואטום בעל צבע זוהר שונה בהתאם לסוג הזרחן.
קוטר החוט מוסדר לעתים קרובות על ידי היצרנים רק על ידי עובי הקליפה החיצונית, החלק הפנימי נשאר ללא שינוי. לכן, זה הגיוני לקחת חוט עבה רק אם זה מוצדק על ידי גודל החריץ המבני.
תכונה אופיינית של ניאון קר היא היעדר מוחלט של חימום של החוט במהלך פעולה ממושכת. החיסרון היחיד של הטכנולוגיה הוא שעם עיקולים חדים תכופים בקוטר קטן, ציפוי הזרחן נשבר עם היווצרות של אזורים כהים על החוט.
איפה נעשה שימוש במנורות ניאון, דוגמאות עם תמונות
בתחילה, המאפיינים של נורות הניאון קבעו את השימוש בהן בתחום הנדסת החשמל כ:
- מחווני מתח רשת במכשירי חשמל;
- התקני בקרה ומחוון לקביעת נוכחות מתח על המוליכים;
- אינדיקטורים לנוכחות קרינה אלקטרומגנטית - במכשיר Balizor, ניאון זוהר כאשר הוא נחשף לשדה אלקטרומגנטי;
- נתיך במעגלי האזעקה.
מנורות ניאון בעת המודרנית משמשות, על פי רוב, בתחום המסחר, העיצוב והבידור.
איך פועלת מנורת ניאון
הניאון הקלאסי של פריקת הגז משתמש ביכולתו של הניאון לפלוט פוטונים של אור כאשר מולקולות גז מחליפות אנרגיה בתווך מוזל תחת פעולת חשמל. כאשר AC מחובר, הזוהר מתפזר באופן שווה בכל הנורה. אם הזרם קבוע, אז הזוהר מרוכז סביב הקתודה.
תרשים חיווט
נורות חיווי מחוברות באמצעות נגד ירידה לפי התוכנית הבאה.
לדוגמה, התקני תאורה המבוססים על אלמנטים LED דורשים ערכת חיבור מורכבת יותר באמצעות נטל, כמו באיור למטה.
חיבור ניאון פריקת גז מרמז על נוכחות של כוח מתאים במעגל המהפך.
התכנית הראשונה נחשבת סטנדרטית. השני מאפשר לך להקטין את אורך המוליכים, ובמקרה של כשל של אחד הצדדים של המעגל, השני ממשיך לעבוד.
בהתאם לאורכו ולקוטר של צינור פריקת הגז, נדרש שנאי עלייה בעוצמה המוצגת בטבלה כדי להפעיל אותו.
חיבור גופי חשמל למכשירי מתח גבוה דורש ידע בהנדסת חשמל וחשמל. בחישוב שגוי, הפריקה יכולה להפוך לקשת, ואחריה קרע של הנורה.
ניאון קר מחובר דרך מהפך לאספקת חשמל של 12 או 24 וולט, תלוי באורך הכבל הזוהר.
LED ניאון מחובר באותו אופן כמו פסי LED, אך כל החיבורים נעשים באמצעות מחברים, ולאחר מכן איטום הצומת, כמו בסרטון.
איך להשיג ספקטרום שונה של זוהר
סרטי RGB בנוכחות בקר מסוגלים לשנות את הצבע, המצבים ועוצמת הזוהר של ניאון גמיש עם חיקוי של זרים או אור strobe. במנורות פריקת גז משתמשים בגזים אינרטיים שונים או שילוביהם עם צבע זכוכית הנורה כדי להשיג צבעים שונים. לדוגמה, כדי להשיג זוהר ירוק, קסנון זוהר בכחול נשאב לתוך בקבוק צהוב.
יתרונות וחסרונות
ניאון פריקה פולט אור רך, ואם יורשה לי לומר זאת, יותר אנלוגי בהשוואה לסוגים אחרים של מכשירים. בין היתרונות של מנורות אלה הם:
- אחידות הזוהר יחד עם האפשרות לרכז אור על אחת האלקטרודות בעת שימוש בזרם ישר;
- עמידות - היעדר חומרים מתכלים בעיצוב;
- הפעלה של מנורות חיווי קטנות ישירות מרשת 220 V;
- האפשרות לייצור צלוחיות וקתודות בצורות שונות;
יחד עם זאת, המכשיר של מנורות פריקת גז אינו חף מחסרונות ונחשב מיושן מהסיבות הבאות:
- רעש במהלך הפעולה משנאי שלב;
- שבריריות של בקבוק זכוכית;
- המורכבות של מיחזור עקב נוכחותם של אדי כספית רעילים בתוך המבנה.
ההבדלים העיקריים מרצועת LED
הכבל, שפועל על עיקרון זוהר הזרחן בהשפעת שדה אלקטרומגנטי, פולט אור ב-360 מעלות בדיוק כמו צינור פריקת גז, אך במקביל הוא מתכופף לכל כיוון וצורך פחות אנרגיה. הפס הגמיש על אלמנטי LED פולט אור ב-180° בכיוון אחד ומתכופף רק במישור אחד. היתרון של פס לד גמיש המחקה ניאון הוא היציבות המכנית, קלות התפעול ויכולת השליטה במצב באמצעות הבקר.
כמובן, מערכת הקלטת RGB מוגבלת על ידי כיוון ורדיוס העיקול, כמו גם וקטור זוהר צר, אך חסרונות אלו מפוצים על ידי היכולת ליצור מופעי אור ייחודיים בעת שימוש בבקרים ניתנים לתכנות עם מצבי פעולה שונים. יחד עם זאת, חוט הניאון הזוהר דק יותר (עד 2 מ"מ), וזה מאפשר להרכיב אותו במפרקים צרים ובחריצים, דבר שחשוב לכוונון אוטומטי ושדרוגים דקורטיביים של מכשירים שונים.
יש להוסיף כי כעת חוזרת אופנת הרטרו, כולל אנלוגי, כך שמנורות הפריקה הישנות אינן מאבדות מהרלוונטיות שלהן בתחום העיצוב והשיווק. המחיר והקושי בתפעול הפכו את הניאון הקלאסי לבחירה עבור קונים עשירים שרוצים להתבלט במעמדם ובטעמם הטוב.