Применение и принцип работы неоновых трубок

Неоновая трубка состоит из герметичной вакуумной стеклянной трубки, с электродами на концах, внутри которой инертный газ. При подаче напряжения на электроды неоновая трубка начинает светиться. Не обязательно понимать принцип действия трубки для её производства, но некоторые базовые знания всё же необходимы для избежания проблем. Например, почему новая трубка быстро чернеет и не ярко горит? 

Отличие и схожесть неонового свечения и молнии

Вспышка молнии и свечение неона очень похожи. Ведь в обоих случаях наблюдаются разряды электричества в газе. Единственное отличие в давлении газа. Молния наблюдается при нормальном давлении, а в неоновой трубке давление очень низкое. Применения газа в трубке позволяет добиться свечения, а температура разряда останется небольшой в отличии от молнии. Изготовление рекламы, различные виды подсветки невозможны без использования неоновой трубки, так как обладают ярким светом и низким энергопотреблением.

Процессы в трубке

Молекулы газа нейтрально заряжены, для разряда необходимо их разбитие на электрические заряды. Это делает возможным свечение. При подаче энергии на электроды молекулы теряют или приобретают электроны, поэтому получают положительный или отрицательный заряд. Это называют ионизацией. В процессе ионизации электроны, оставшиеся в молекуле, перестраиваются и испускают свет. Его цвет зависит от вида инертного газа.

Как происходит свечение?

При подаче электричества газ внутри трубки приводится в движение. Электроны покидают молекулы, электроны соединяются с ионами, происходит свечение. Напряжение должно быть исключительно переменным и высоким. За счёт протекания постоянного тока электроды становятся положительными, а это может привести к почернению поверхности трубки. Поэтому можно использовать только переменное напряжение. Если сила напряжения будет недостаточной, то ионизация не произойдёт, а трубка не будет светиться. Поэтому для разряда используют специальные трансформаторы, повышающие напряжение до 900 вольт. После того как разряд образовался, ему не нужно такой большой энергии, ведь под её воздействием газ сильно нагревается, что влияет на срок службы трубки. 

От силы рабочего тока зависит яркость свечения. Если он недостаточный, то и свечение будет тусклым и наоборот. Очень большой ток может привести к расплавлению электрода, поэтому они должны быть изготовлены с учётом этой особенности. Чем ниже давление газа в трубке, тем требуется больший ток - общее правило давления в неоновых трубках. Чем меньше диаметр неоновой трубки, тем ярче её свет. 

Газ

От выбора газа зависит яркость и цвет свечения. Вывески для магазинов используют неон, гелий, ксенон, аргон и другие газы. В некоторых случаях газы соединяются.

Электроды

Эта часть неоновой трубки должна разрабатываться с учётом сильного нагревания. Воздействие ионов на поверхность электрода постепенно разрушает металл. Это называется распылением. Со временем распыление приводит к потере давления внутри трубки, что выводит её из строя. Для предотвращения распыления на поверхность электрода наносят эмиссионное покрытие.

Изготовление рекламной вывески

производство неоновой вывески начинают с эскиза. Этот эскиз подразумевает изображение трубки, так как потом её нужно изготовить. Для разработки используются компьютерные технологии, но в большинстве случаев их производят вручную. Вне зависимости, будут ли это объёмные буквы спб или графическое изображение, рисунок переносят на бумагу или ткань. Если формы чересчур сложные, то рациональнее сделать вывеску из более простых элементов. По краям трубки припаивают электроды, причём один из них имеет штенгель для закачки газа или откачки воздуха. После достижения вакуума, трубку наполняют газом до необходимого уровня давления. Трубка готова к тренировке. Её проводят за несколько минут и необходима она для абсорбции примесей и регулировки цвета и яркости.

После тренировки неоновая трубка готова к работе. Если все процессы проведены правильно, то вывеска может прослужить до пяти лет.