Descripción del brillo de una bombilla de neón
Qué es una lámpara de neón
Un tubo de descarga de baja presión lleno de gas inerte neón es el clásico tubo de neón, una lámpara que produce una luz de neón uniforme de color rojo anaranjado en toda su longitud. Los gases inertes que se utilizan en los dispositivos de iluminación son el helio, el xenón, el argón y el criptón, pero tienen diferentes espectros de brillo, lo que permite combinarlos y crear diferentes colores.
El neón no es estructuralmente diferente de otras lámparas de descarga, incluidas las fluorescentes. Se necesita una corriente de 0,1-1 miliamperios para poner en marcha el aparato. Esta sensibilidad ha permitido utilizar las lámparas de neón en los indicadores de tensión de la red, siempre que se utilice una resistencia de reducción para protegerse de la electrocución.
Al mismo tiempo, la tensión de encendido, dependiendo de la longitud, el diámetro y el relleno de gas de la bombilla, puede alcanzar los 12.000 voltios. Por lo tanto, el arranque y el mantenimiento de la unidad requieren un inversor en el circuito. El principal uso de la iluminación de neón es la publicidad y el entretenimiento en Europa y Estados Unidos. En Rusia, esta moda se extendió con un retraso de diez a quince años, aunque en los dispositivos industriales la tecnología de descarga e indicación de incandescencia se utiliza desde los años 50.
¿De dónde viene el neón?
El primer neón fue fabricado en 1910 por Georges Claude, pero para su invención utilizó el trabajo de Maurice Travers y William Ramsay, químicos británicos que obtuvieron el neón eliminándolo del aire como subproducto. En el aire atmosférico, la concentración máxima de Ne alcanza el 0,00182%. Esta cifra es muy baja a escala global, pero suficiente para extraerla a escala industrial.
La forma de producir neón es licuar todos los componentes pesados del aire, lo que da lugar a un componente residual no licuado, la mezcla de helio y neón. Se utilizan tres métodos para separar el helio y el neón:
- Adsorción de neón por carbón activado enfriado;
- congelación con hidrógeno líquido;
- doble destilación en un condensador evaporador;
- rectificación en frío de la mezcla comprimida.
Esta última tecnología es la que produce gas con una pureza del 99,9% a escala industrial.
Vídeo: Neón - el gas más INERTE de la tierra
Tipos de neón
Cualquier tubo luminoso de color, a veces convenientemente doblado, se llama erróneamente neón. Sin embargo, en su forma clásica, una lámpara de este tipo está formada por una bombilla de vidrio llena de neón inerte, con dos o tres electrodos en sus extremos. Las lámparas indicadoras son más pequeñas que el elemento LED y los tubos de descarga tienen hasta diez metros de longitud y 20 mm de diámetro.
La bombilla se moldea calentando el vidrio en un soplete de gas, se llena de neón y se añaden unas gotas de mercurio para dar más brillo. El dispositivo es mecánicamente inestable y su eliminación requiere medidas de seguridad especiales debido a la toxicidad del vapor de mercurio. Sin embargo, la simplicidad del dispositivo limita su longevidad a la integridad de la bombilla, la composición de los electrodos y la capacidad de servicio de los elementos de disparo. En un neón clásico no hay literalmente nada que se pueda quemar, por lo que pueden durar hasta 80.000 horas en funcionamiento continuo.
Flexible .
La dificultad de hacer funcionar las bombillas de cristal ha llevado a la invención de tecnologías alternativas que imitan la iluminación de neón. Como sustituto, se han popularizado las tiras de LED incrustadas en tiras de PVC o silicona, que dispersan los haces de las bombillas para que la luz se distribuya uniformemente por la superficie de la tira. El llamado neón flexible:
- fácil de instalar: se coloca en fijaciones o ranuras especiales con una curvatura de 180° y un diámetro de curvatura de 10 mm;
- mecánicamente estable y sellado;
- asequible;
- Bajo consumo de energía: la tira de 50 cm se alimenta a través de una conexión USB estándar de 3 a 4 voltios.
Frío
Una variedad de neón flexible, pero ejecutado tecnológicamente de forma diferente. Como fuente de luz se utiliza un fósforo, con el que se recubre un hilo de cobre flexible. Sobre una capa de fósforo y un dieléctrico transparente, se enrolla un fino hilo de cobre en espiral. Toda la construcción tiene una funda de plástico transparente. La bobina con la varilla funciona según el principio de una bobina magnética y es el campo magnético el que excita la luminiscencia del fósforo.
El funcionamiento con neón frío es posible cuando se conecta a la red a través de inversores especiales que producen corriente a frecuencias de hasta 6000 Hz. La lámpara en sí es un cable flexible, robusto y sellado con diferentes colores según el tipo de fósforo.
Los fabricantes suelen regular el diámetro del cordón sólo por el grosor de la vaina exterior, la parte interior permanece inalterada. Por lo tanto, sólo tiene sentido tomar un cordón más grueso si está justificado por el tamaño de la ranura de construcción.
Un rasgo característico del neón frío es la ausencia total de calentamiento del filamento durante el funcionamiento continuo. La única desventaja de la tecnología es que con las frecuentes curvas cerradas en diámetro pequeño se rompe el recubrimiento de fósforo con la formación de zonas oscurecidas en el alambre.
Dónde utilizar las luces de neón, ejemplos con fotos
Las propiedades de las luces de neón determinaron originalmente su uso en el campo de la ingeniería eléctrica como:
- indicadores de tensión de red en los aparatos eléctricos;
- dispositivos de control e indicadores para detectar la presencia de tensión en los conductores;
- indicadores de radiación electromagnética - en el Balizor el neón brilla cuando se expone a un campo electromagnético;
- un fusible en los circuitos de señalización.
Las lámparas de neón se utilizan hoy en día principalmente en los sectores comercial, de diseño y de entretenimiento.
Cómo funciona una lámpara de neón
El clásico neón de descarga de gas utiliza la capacidad del neón de emitir fotones de luz cuando las moléculas de gas intercambian energía en un medio descargado bajo la influencia de la electricidad. Cuando se conecta una corriente alterna, el resplandor se distribuye uniformemente por la bombilla. Si la corriente es directa, el brillo se concentra alrededor del cátodo.
Diagrama de cableado
Las lámparas indicadoras se conectan a través de una resistencia reductora según el siguiente esquema de cableado.
Por ejemplo, las luminarias con elementos LED requieren una conexión más compleja a través de un balasto, como se muestra en la siguiente ilustración.
La conexión de un neón de descarga de gas supone un inversor de potencia adecuado en el circuito.
El primer circuito se considera estándar. El segundo reduce la longitud de los conductores y si un lado del circuito falla, el segundo sigue funcionando.
Dependiendo de la longitud y el diámetro del tubo de descarga, requiere un transformador elevador con la capacidad indicada en la tabla.
La conexión de luminarias eléctricas a dispositivos de alta tensión requiere conocimientos de electricidad y electrotecnia. Si el cálculo es incorrecto, la descarga puede convertirse en un arco, con el consiguiente estallido de la bombilla.
El neón frío se conecta a través de un inversor a una fuente de alimentación de 12 o 24 voltios, dependiendo de la longitud del cable de incandescencia.
El neón LED se conecta de forma similar a las tiras LED, pero todas las conexiones se realizan a través de conectores, y luego se sella la unión, como en el vídeo.
Cómo conseguir un espectro de luz diferente
Las cintas RGB con un controlador permiten cambiar el color, el modo y la intensidad de la iluminación del neón flexible con una simulación de luces o luces estroboscópicas. En las lámparas de descarga, se utilizan diferentes gases nobles o combinaciones de gases con el color de la bombilla de vidrio para producir diferentes colores. Por ejemplo, el xenón, que brilla en azul, se bombea en una bombilla amarilla para producir un brillo verde.
Ventajas y desventajas
El neón de descarga de gas emite una luz más suave y, si se me permite decirlo, más analógica en comparación con otros tipos de dispositivos. Las ventajas de estas lámparas son:
- uniformidad de la luminiscencia junto con la capacidad de concentrar la luz en uno de los electrodos cuando se utiliza la corriente continua;
- durabilidad: no hay elementos consumibles en la construcción;
- Funcionamiento de pequeñas lámparas indicadoras directamente desde la red de 220 V;
- Posibilidad de fabricar diferentes formas de bombillas y cátodos;
Al mismo tiempo, el diseño de las lámparas de descarga no está exento de inconvenientes y se considera anticuado por las siguientes razones:
- ruido durante el funcionamiento del transformador elevador;
- La fragilidad de la bombilla de vidrio;
- difícil de eliminar debido a la presencia de vapores de mercurio venenosos en el interior de la construcción.
Principales diferencias con las tiras de LED
El cordón, que funciona según el principio del resplandor del fósforo bajo la influencia del campo electromagnético de la misma manera que el tubo de descarga, emite luz a 360°, pero se dobla en todas las direcciones y consume menos energía. La tira de LED flexible irradia luz a 180° hacia un lado y sólo se dobla en un plano. La ventaja de una tira de LED flexible que simula un neón es su estabilidad mecánica, su facilidad de uso y la posibilidad de controlar el modo mediante un controlador.
Por supuesto, el sistema RGB está limitado por la dirección y el radio de curvatura y el estrecho vector de brillo, pero estas desventajas se compensan con la posibilidad de crear espectáculos de luz únicos utilizando controladores programables con diferentes modos de funcionamiento. Al mismo tiempo, el hilo luminoso de neón es más fino (hasta 2 mm) y permite su instalación en juntas y huecos estrechos, lo que es importante en la sintonización automática y la mejora decorativa de diversos dispositivos.
Hay que añadir que lo retro, incluso lo analógico, está ahora de vuelta, por lo que las antiguas luces de descarga de gas no son irrelevantes en el ámbito del diseño y la comercialización. El precio y la sofisticación han hecho de las luces de neón clásicas la elección de los compradores adinerados que quieren destacar por su estatus y buen gusto.