Неоновая лампа год изобретения. Кто изобрёл неоновую лампу? Отечественные неоновые лампы

Неон - это газ. До конца 19 века он спокойно исполнял почетную обязанность быть частью земной атмосферы. Но тут его открыл английский химик Уильям Рамзай. И спокойной жизни пришел конец. Находчивые инженеры изобрели неоновые лампы, и в 20 годы 20 столетия неоновая реклама покорила весь мир.

Настоящий цвет неона

Когда мы думаем о неоне, то представляем себе горящие разными цветами названия магазинов и ресторанов. На самом – то деле неон светится ярким, красно – оранжевым светом. Богатой гаммы цветов добиваются введением в газ ламп паров ртути и натрия. В Лас-Вегасе улицы ярко освещены изогнутыми газовыми трубками, зазывающими туристов поиграть в казино или послушать пение Уэйна Ньютона.

Как добывают неон?

Неон содержится в атмосфере, поэтому может именно в этот момент, вы вдыхаете чуть – чуть неона. Не волнуйтесь, в одном литре воздуха неона так мало, что его не хватит, чтобы наполнить зернышко воздушной кукурузы. Чтобы отделить неон от воздуха, воздух приходиться сжижать. Точно так же как вода, когда она при охлаждении переходит из парообразного состояния в жидкое, воздух при снижении температуры превращается в жидкость. Только с водой это происходит при 100 градусах Цельсия, а с неоном при минус 246 градусах Цельсия – именно такова температура кипения неона. Жидкий неон отделяется от других составных частей воздуха. При сжижении неон получается в смеси с азотом и гелием.

Материалы по теме:

Почему озоновые дыры не заполняют «вручную»?

Повышая температуру и давление смеси, химики удаляют из нее азот. Гелий удаляется с помощью процесса, называемого адсорбцией. При этом молекулы газов осаждают на твердых веществах. Молекулы неона лучше пристают к поверхности активированного угля, чем молекулы гелия. Это их свойство используют для разделения смеси. Чтобы получить один килограмм неона, надо обработать 88000 килограммов воздуха.

Если налить холодный жидкий неон в стакан, можно увидеть, что он прозрачный и бесцветный - во всяком случае, на ярко – красную расцветку нет и намека. Почему же тогда в рекламе неон ярко светится разными цветами? Закачанный в трубки неон состоит из миллиардов и миллиардов атомов. Каждый атом неона имеет на орбите вокруг ядра десять электронов. Оба конца неоновой трубки подключены к электрической цепи.

Когда ток включен, он проходит вдоль трубки: электроны перескакивают с атома на атом, как им и положено при прохождении тока. Атомы неона возбуждаются при столкновении с электронами так же, как человек, которого грубо толкнули в толпе. Электроны в атоме неона не склонны к бродяжничеству, поэтому после возбуждения атом успокаивается и электрон возвращается на свое место. В результате атом испускает фотон света. Энергия этих фотонов лежит в красной части спектра видимого света.

Неоновая лампа - наиболее привлекательный и яркий представитель семейства ламп во всех смыслах. И по сегодняшний день словом «неон» называются все лампы, заправленные инертными газами - аргоном, неоном и другими.

Что такое лампа газоразрядная?

Газоразрядные лампы - «родственники» современной неоновой. И сейчас термином «неоновая лампа» могут называть газоразрядную, если в ней находится газ неон. Но это не совсем так, хотя эти наименования очень близки. Термином «газоразрядная лампа» именуют Внутри трубки протекают электрические разряды между спиралевидными анодом и катодом, которые расположены с обеих сторон. Под воздействием разряда пары ртути излучают ультрафиолетовые волны, невидимые для человеческих глаз. При помощи нанесенного на внутреннюю поверхность люминофора, который состоит из смеси разных элементов и фосфора, ультрафиолетовое излучение трансформируется в видимый свет. Неоновая лампа также является газоразрядной, но с некоторыми особенностями.

Что такое дроссель и стартер?

Неоновая лампа 220 В газоразрядная работает благодаря ЭмПРА и стартеру. ЭмПРА - это пускорегулирующий электромагнитный аппарат, который «в народе» именуют дросселем. Мощность этого аппарата должна соответствовать мощности ламп, которые к нему подключены. Стартер - маленькое устройство, наполненное инертным газом, с парой биметаллических нормально разомкнутых электродов внутри.

Отличие в принципе работы

Газоразрядная лампа обладает довольно простым принципом работы. Во время включения электропитания в таком устройстве как стартер возникает разряд, замыкаются электроды биметаллические. После этого ток в цепи стартера и электродов ограничен сопротивлением пускорегулирующего электромагнитного аппарата (дросселя). В результате этого рабочий ток возрастает моментально в несколько раз, электроды разогреваются. В этот момент биметаллические контакты остывают и размыкают цепь. Дроссель при помощи явления самоиндукции формирует высоковольтный запускающий импульс. Он приводит к разряду в среде инертного газа, что зажигает лампу. После этого процесса напряжение на лампе будет равно половине от напряжения в сети. Если лампа светит нормально, контакты стартера будут нормально разомкнуты и он сам не будет принимать участие в работе устройства.
Неоновая лампа является газосветным прибором тлеющего разряда. Состоит она из баллона, изготовленного из стекла, который наполнен неоном под давлением. Внутри него находятся два электрода из неактивированного металла разных форм. Как видно, современная неоновая лампа является более универсальной и надежной.

Особенности неона

В отличие от других ламп, неоновые значительно более долговечны, так как в них внутри нет нитей накаливания, которые создавали бы электронную эмиссию. Неоновая лампа требует большего напряжения, но при этом обладает значительно меньшим значением тока (до 75 миллиампер). Электроды, которые создают эмиссию, остаются довольно холодными. Именно поэтому неоновая лампа еще носит название «холодный катод». Физика процесса основана на законах бомбардировки нейтральных газовых атомов носителями заряда. Сталкиваясь, заряженные электроны выталкивают нейтральные атомы (инертные частицы) с их орбитали. Это приводит к возбуждению атомарной структуры. Данный процесс именуется ионизацией. Во время каждого столкновения выделяются несколько световых квантов. Так как такие столкновения очень частые (много раз за секунду), то получается устойчивое (для человеческого взгляда) свечение. Инертные газы обладают разными цветовыми качествами. Это позволяет создавать фотодинамические необычные эффекты.

Применение

Неоновые лампы, цена на которые в зависимости от размера, производителя и формы, варьируется от нескольких десятков долларов до нескольких сотен, нашли свое применение во многих сферах. Без них сложно представить освещение автомагистралей и городских улиц ночью, наружную световую рекламу, подсветку зданий и конструкций. Освещение складов, цехов, офисов, предприятий, оформление торговых комплексов осуществляются с помощью неона. Часто его используют не только в виде дополнительного/аварийного освещения, но и для основного.

Преимущества

Неоновая лампа 220В имеет множество преимуществ:

Световой короб можно сделать любого размера, формы;

Подключение и монтаж требует мало фурнитуры и времени;

Простая и надежная электрическая схема, в сравнении с газоразрядными;

Возможность управлять яркостью и потреблением;

Можно получить разный цвет благодаря разным газам и люминофору (гелий дает желтый цвет, неон- красный, аргон - голубой);

Высокий срок службы - до двадцати лет.

Монтаж

Подключение неоновой лампы очень простое. На поверхности необходимо закрепить ламподержатели. В них вставляется сама лампа. Электронный конвертор или электромагнитный трансформатор подключаются в середину нагрузки, согласно схеме подключения. Нельзя включать их на металлическую поверхность. Между конвертором и поверхностью должен быть диэлектрик (не менее чем 1 см).

9 ноября 1911 года была запатентована неоновая реклама. сайт рассказывает о том, благодаря кому появились красные огни ночного Парижа, загоревшиеся затем по всему миру, об истории самого изобретения и о получении денег из воздуха.

Отец неоновой рекламы и «французский Эдисон», Жорж Клод родился в 1870 году и поначалу даже не помышлял ни о неоне, ни о сияющих вывесках. Он окончил Высшую школу промышленной физики и химии в Париже, после чего поменял много постов: инспектора по электричеству на кабельной фабрике, лабораторного менеджера по электрическим работам, издателя и автора журнала «Электрическая искра».

Еще в 1896 году ученый понял, что использование бутилированного ацетилена для освещения опасно, так как он может взорваться под давлением, и придумал способ хранения его в ацетоне, но дальше этого его изобретения пока не пошли.

Другой идеей Клода был поиск дешевого способа сжижение воздуха. Изобретатель буквально собирался получать из него деньги, продавая баллоны сжиженного кислорода больницам и сварщикам. Для этого он со своим университетским товарищем Полем Делормом открыл фирму «Жидкий воздух» со стартовым капиталом в 7500 франков. К 1902 году их метод позволил получать кислород и азот в промышленных количествах. Только Клода раздражали инертные газы (аргон, неон, криптон, ксенон и др.), которые образовывались как побочные продукты этой реакции.

И тут Жорж Клод вспомнил об опытах ученых, которые создавали светильники, принцип работы которых был основан на прохождении электрического заряда через газ. Такие светильники были изобретены еще Генрихом Гайслером в середине XIX века, но из-за низкой надежности и склонности газов вступать в реакции с материалом электродов рассматривались скорее как диковины, чем как полезное изобретение. В 1898 году (как раз в год открытия неона) газосветные лампы, сконструированные Даниэлем МакФарланом Муром, служащим фирмы General Electric, были установлены на часовню на Медисон-сквер-гарден в Нью-Йорке. «Трубки Мура» были самым удачным из экспериментов с наполнением газосветных ламп: СО₂ внутри давал равномерное свечение, а длина такой лампы могла достигать шести метров. Однако вся конструкция имела существенный недостаток: углекислый газ также вступал в реакцию с веществами электродов, и лампу требовалось часто заправлять.

Инертные же газы, которые были отходами производства Жоржа Клода, на то и инертны, чтобы неохотно вступать в химические реакции. Парижский изобретатель ради интереса попробовал наполнять лампы инертными газами под низким давлением. Результат впечатлил его и его друзей: лампы начинали светиться яркими цветами в зависимости от газа. Так, аргон горел голубым, а неон - красно-оранжевым. Как выяснилось позднее, все благородные газы имели свой цвет.

Знакомый Клода Жан Фонсекью, увидев неоновые огни, предложил использовать подобные светильники в качестве наружной рекламы. Первой публичной демонстрацией светящихся трубок стало освещение на парижском автомобильном шоу в декабре 1910 года, в 1911 году технология была запатентована, а в 1912 году первой светящейся рекламой обзавелась небольшая парикмахерская на бульваре Монмартр.

Еще несколько лет спустя, в 1915 году, Клод запатентовал новые электроды с увеличенной сопротивляемостью коррозии, которые дольше служили на улице. В 1919 году сине-красными огнями светилась Парижская Опера. Технология возникла в самый удачный для нее момент. Новые светильники, произведенные Клодом, использовались для рекламы пишущих машинок Remington, сигарет Lucky Strike, батареек Eveready, автомобилей Packard и других крупных клиентов. Поскольку поставлять стеклянные трубки с газом за океан было сложно, Жорж Клод начал продавать лицензии на производство неоновой рекламы.

В 1930-х годах патенты начали истекать, что породило волну конкуренции. Стали появляться все новые и новые цвета вывесок (помимо разноцветных газов, этого эффекта позволяло достичь нанесение люминофора на внутренние стенки трубок). Сам же изобретатель занялся другими проектами, в частности поиском способа использования термальной энергии океанов - выработки электричества за счет разницы температур между глубинными и поверхностными слоями вод (именно этот принцип использовался на подлодке «Пионер» в советском научно-фантастическом романе «Тайна двух океанов»). Первые установки Клода и его друга и наставника Жака Арсена д’Арсонваля были сконструированы и размещены на Кубе и на побережье Бразилии.

Неоновые лампы имеют широкое распространение во многих сферах освещения. Они отличаются ярким и разноцветным световым потоком, а также надежностью и долговечностью. Чаще всего с помощью таких светильников подсвечиваются знаки, рекламные надписи, предметы декора и архитектуры. Подробная информация о таких лампах представлена в нашей статье.

Конструкция и принцип работы

Газоразрядные лампы очень схожи с неоновыми. Если в состав газоразрядного источника света входит неон, то ее можно считать неоновой, но на самом деле не так. Светильники с неоном обладают некоторыми отличительными особенностями.

Неоновые лампы состоят из стеклянной трубки, которая наполнена небольшим объемом газа. При этом газ обладает низким давлением. Каждый из атомов неона покрыт электронной оболочкой, благодаря чему они не контактируют с другими атомами. Для отрыва даже одного электрона необходимо воздействие мощной энергии (не менее 15000 В).

На каждом конце стеклянной трубки расположены электроды. Функционировать лампы неоновые могут от различных источников тока, как переменных, так и постоянных. Однако при использовании последнего варианта свечение будет образовано только в районе электродов.

Принцип работы данного светильника заключается в следующем:

• Под воздействием электрического тока атомы неона теряют свои электроны и получают заряд со знаком плюс.
• Затем эти атомы концентрируются возле отрицательно заряженного электрода.
• Свободные электроны, в свою очередь, направляются к электроду, который имеет положительный заряд.

Результатом данного процесса является образование яркого света. Неоновая лампочка, таким образом, используется для подсветки не только зданий снаружи, но и в квартире и доме, при этом являясь достойным конкурентом светодиодному освещению. Неоновая подсветка своими руками устанавливается без каких – либо затруднений.

Достоинства и недостатки

Неоновые источники света отличаются большим количеством преимуществ. К ним можно отнести:

• разнообразие габаритов и форм светильников;
• простота подключения и установки. Монтаж неоновых осветительных приборов осуществляется с минимальным количеством фурнитуры и в сжатые сроки, благодаря чему, зачастую, устанавливается неоновая лампа своими руками;

• возможность контролировать яркость и потребление;
• возможность получения разных цветов;
• длительный период эксплуатации (до двадцати лет);
• пожаробезопасность. Данное преимущество обусловлено тем, что неоновые источники света за счет своей конструкции исключают возможность нагрева;
• бесшумная работа.

Несмотря на многочисленные достоинства, неоновые светильники имеют некоторые недостатки:

• в состав данных ламп входят некоторые вредные вещества;
• функционируют источники света лишь при высоком напряжении в сети. Поэтому при их использовании требуется наличие мощного трансформатора;
• хрупкость (не относится к неоновым лентам). Это вызвано тем, что все лампы с неоном изготавливаются из стекла.

Можно сделать вывод о том, что у таких осветительных приборов положительных моментов гораздо больше, чем отрицательных. Но все-таки перед приобретением неонового устройства следует тщательно проанализировать вышеуказанные особенности.

Варианты подсветки

Неоновые лампочки отличаются своим эффектным ярким свечением, которое создается за счет определенных процессов внутри устройства. Непрерывное движение атомов приводит к их столкновению, вследствие чего они делятся друг с другом энергией с некоторым количеством тепла.

Иными словами, осуществляется возбуждение атомов, благодаря чему увеличивается уровень энергии. В процессе выделения тепла возможен спуск электрода на уровень ниже. На последнем этапе происходит выброс излишка энергии в лампе в виде фотона. Таким образом создается неоновое освещение.

Сравнивая данные светильники с другими видами ламп, можно отметить, что первые более долговечны. Такое обстоятельство связано с отсутствием у неоновых ламп нитей накаливания, вызывающих электронную эмиссию. Вместо этого в данных устройствах эмиссия создается при помощи электродов, которые на протяжении всей своей работы не нагреваются. Поэтому неоновые осветительные приборы имеют второе название – «холодный катод».

Если в лампе в качестве газа используется неон, то световой поток будет иметь оранжевый цвет с красноватым оттенком. Для того, чтобы получить другой окрас, применяют следующие способы:

• использование другого газа

Так, например, гелий придает освещению розовый оттенок, аргон – синий, а криптон сделает поток света зеленым. Для получения промежуточных цветов прибегают к смешиванию газов в различных пропорциях. Однако вне зависимости от того, какой инертный газ входит в состав лампы, все эти устройства носят название «неон».

• применение люминофоров

Такой способ предполагает собой нанесение на лампу разнообразных химических веществ.

Неоновая лента является довольно популярной разновидностью таких осветительных приборов. Еще ее называют гибким неоном. Данное устройство представлено светодиодной гирляндой, установленной в ПВХ-трубку.

Ассортимент неоновых лент состоит из разноцветных и однотонных изделий. Можно выделить следующие достоинства гибкого неона:

• защита от механических повреждений. Так, например, лампы из стекла имеют риск быть разбитыми, ленты же исключают такую возможность, поэтому их с полной уверенностью можно применять в детских комнатах;
• устойчивость к влаге;

• возможность применения RGB-технологий;
• гибкость. За счет данного свойства устройство становится мобильным и универсальным, следовательно, монтаж неоновой ленты осуществляется в различных местах как внутри, так и снаружи дома;
• стоимость.

Если сравнивать гибкий неон со светодиодными лентами, то наиболее оптимальным является неоновое устройство.

В настоящее время неоновые ленты набирают популярность, тем самым постепенно заменяя собой остальные осветительные приборы.

Область использования

Неоновые источники света пользуются спросом в различных сферах. Они незаменимы при организации освещения дорог и улиц в ночное время суток, наружной рекламы, для подсветки автомобилей, а также при подсветке различных зданий и конструкций.

В сфере производства неоновые светильники нашли свое применение при освещении складских, торговых и офисных помещений. Кроме того, такой осветительный прибор используется для освещения взлетной полосы в аэропортах. Широко применение неоновых ламп в электронно-вычислительных машинах в качестве элемента индикации.

При оформлении интерьера в комнате неоновый светильник служит в качестве декорирующего элемента, а также для обустройства скрытой подсветки.

Установка и подключение

Монтаж неоновых осветительных приборов крайне прост. Он заключается в установке на выбранной поверхности держателей для ламп, куда затем фиксируются сами лампочки.

Подключаются такие устройства к сети посредством резистора, который выполняет функцию ограничения тока. Также данный прибор не допускает преобразования тлеющего разряда в дуговой. Как правило, такой резистор уже встроен в цоколь, и светильник включается сразу в сеть. Именно за счет простой установки и подключения лампа тлеющего разряда пользуется большой популярностью.

Осуществляя монтаж неоновых источников света, следует соблюдать определенные требования. Прежде всего, запрещена установка конвертера на металлические поверхности. В данном случае необходимо использовать специальную прокладку толщиной не меньше 1 см, которая помещается между корпусом устройства и поверхностью. Дистанция от ламп до поверхности не должна быть меньше 4 см.

При прокладывании кабеля следует использовать дистанционные держатели, обеспечивающие отдаленность не меньше 3 см от металлической поверхности. Если неоновый светильник устанавливается на улице, следует позаботиться о дополнительной защите кабеля посредством использования пластиковых гофрошлангов.

Светильники с неоном способны создать в вашем доме как романтическую, так и праздничную обстановку. А если вы хотите обустроить пространство возле дома, следует обратить внимание на неоновые ленты. Они не только обеспечат яркое и эффектное освещение, но и прослужат вам долгие годы, при этом не нуждаясь в специальном обслуживании.

Интересно, что неоновая лампа изобретена была буквально по частям. Сначала было обнаружено загадочное свечение инертных газов, затем создали газоразрядную трубку, потом учёные открыли неон, а через несколько лет была создана сама неоновая лампа. Расскажем обо всем по порядку.

Кто стал изобретателем неоновой лампы?

К изобретению неоновой лампы оказались причастны сразу несколько ученых:

• В 1675 году астрономом из Франции, Жаном Пикаром, было замечено странное свечение в трубке барометра, работающего на ртути;
• В 1855 году германский физик, Генрих Гейслер, создал устройство, которое позже модифицировалось в газоразрядную трубку;
• В 1898 году сразу два британских изобретателя, Моррис Трейвис и Уильям Рэмзи, открыли три газа, среди которых был неон;
• В начале XX века число этих ученых пополнил французский инженер Жан Клод, который и стал изобретателем неоновой лампы .

Это был человек, думающий и как инженер, и как предприниматель. К изобретению неоновой лампы его подтолкнула перспективная идея поставки сжиженного кислорода в медицинские клиники. Чтобы добиться высокого качества кислорода, ему приходилось очищать его от инертных газов. После удаления примесей из кислорода, Клод решил найти им применение.

Эксперименты других ученых со «светящимися трубками» натолкнули его на мысли провести собственные опыты. Инженер закачал аргон и неон в трубки, и пропустил через них электрический заряд. В трубках возникло свечение – красное от неона и голубое от аргона. Жан Клод был вдохновлен результатом. Опыты с очищением кислорода были забыты, и Клод начинает работать над созданием лампы.

Предпринимательское чутье не подвело его. Необычайно яркое неоновое освещение, представленное им в 1910 году на парижской выставке достижений, имело невероятный успех. Инженер запатентовал изобретение, и в 1915 году открыл собственную компанию – Claude Neon Lights. С этого времени все, кто хотел воспользоваться идеей неоновой подсветки, обязаны были оплатить лицензию. Уже к концу 20-х годов доход Claude Neon Lights составлял почти 10 млн. долларов ежегодно, а неоновые вывески становились все популярнее.

К сожалению, популярность неоновой подсветки не была вечной. Постепенно ее начало вытеснять современное светодиодное освещение – появились , ленты и модули. Они более экономичные, устойчивые к внешним повреждениям и температуре, могут использоваться во влажной среде.

Но неоновые вывески можно еще встретить во многих городах мира – самая большая из них, состоящая из 12 тысяч ламп, находится в американском Лас-Вегасе. Площадь этой гигантской вывески занимает более 6 километров.