Каждый электрод за счет перемены направления протекания ток становится положительным, и в результате свечение распределяется равномерно по всей трубке. Если использовать постоянный ток, то один электрод будет всегда положительно заряженным, и произойдет ситуация, показанная на Рис. 2.2. (a, b) Поэтому для равномерного свечения используют переменный ток.
Ток, поданный на трубку электронным преобразователем, полностью изменяет направление протекания много раз в секунду. В США для обычных электроприборов изменение направления протекания тока происходят до 60 раз в секунду, а для более новых источников питания направление меняется до 20 000 раз (или более) в секунду.
Вскоре после подачи напряжения на трубку, весь объем газа в трубке начинает двигаться. Электроны высвобождаются из молекул, свободные электроны объединяются с положительными ионами, испуская свет, и процесс повторяется.
Когда напряжение подается на электроды, один электрод становится на мгновение положительно заряженным, см. Рис. 2.1. Электрод притягивает любые свободные отрицательные электроны, которые могут присутствовать в газе. Если напряжение достаточно высоко, электроны будут притягиваться с огромной силой и ускоряться к положительному электроду, достигая скорости несколько тысяч км/ч в секунду. Прежде чем один из электронов отлетает достаточно далеко, он сталкивается с нейтральной газовой молекулой, находящейся на его пути. Он ударяет эту молекулу с большой силой, при этом один или несколько электронов высвобождаются. Эти электроны, будучи свободными, начинают двигаться к положительному электроду. Вскоре они сталкиваются с другими нейтральными молекулами, высвобождая большее количество электронов, которые в свою очередь разбивают другие молекулы.
Как ток производит свечение?
Таким образом, чтобы произвести газовый разряд, электроны должны быть достаточно удалены от нейтральных молекул и должны рекомбинироваться с положительными ионами для того, чтобы формировать другие нейтральные молекулы. Практический способ произвести эту ионизацию - пропустить ток через газ.
Поскольку одинаковые электрические заряды отталкиваются, а разноименные заряды притягиваются друг к другу, свободный электрон притягивается к любому близлежащему положительному иону. Это притяжение приводит к быстрому слиянию положительных ионов и отрицательных электронов в одну нейтральную молекулу. В течение этого процесса остающиеся электроны в пределах молекулы перестраивают себя, тем самым, заставляя молекулу испускать свет. Свет, который мы хотим получить, и его цвет зависят от вида молекулы (или газа).
Эта естественная ионизация следует из таких источников, как космические лучи от Солнца, и естественное фоновое излучение, которое существует на земле. Излучение смещает электроны с их внешних орбит, окружающих ядро газовой молекулы. Если электрон удаляется, остальная часть молекулы становится положительно заряженной, и как результат - происходит деление небольшого процента газа на положительные ионы и отрицательные электроны.
Когда молекула теряет или приобретает один или более электронов, она больше не электрически нейтральна и принимает или положительный, или отрицательный заряд. Эта заряженная молекула называется ионом, а процесс получения или потери электронов - ионизацией. В любом газе есть всегда очень малый процент молекул, которые ионизированы естественным путем.
Газ в трубке состоит из материальных тел - молекул. В обычном состоянии эти молекулы электрически нейтральны; то есть они не имеют заряда. Чтобы разряд в газе произошел, молекулы должны быть разбиты на электрические заряды. Когда это происходит, ток может протекать через газ, образуя свечение.
Что происходит в трубке?
Сочетание яркого света, высокой экономии электроэнергии и гибкости разработки делает неоновую трубку очень эффективным источником света для наружной рекламы, архитектурной подсветки и оформления интерьеров.
Если молния и неоновое свечение во многом схожи, то что же делает их свет настолько разным? Различия лишь в факторах, описанных выше. А именно: различие в давлении и в виде использованного газа. Искровой разряд молнии имеет большую температуру и по цвету сине-белый. Он потребляет и преобразовывает огромное количество энергии. Используя определенный газ при низком давлении в стеклянной трубке, можно получить установившееся свечение при использовании небольшой мощности, причем температура разряда будет небольшой.
Уже привычное свечение неоновой вывески имеет родство со свечением молнии. Красное свечение неона и синяя вспышка молнии - это электрические разряды в газе. В неоновой вывеске газ - неон. В молнии газ - воздух (смесь кислорода, азота, двуокиси углерода, других редких газов и водяного пара). В неоновой трубке давление очень низкое. Фактически, присутствует неполный вакуум. Молния возникает при нормальном атмосферном давлении. Но неоновое свечение и вспышка молнии электрически очень схожи. Эти явления объясняют тот факт, что когда электричество проходит сквозь газ, то испускается свет.
Искровой и тлеющий разряды.
Но что происходит, если недавно изготовленная трубка недели через две выходит из строя, или если трубка с люминофором чернеет и тускло горит? Этого можно избежать, если знать некоторые простые особенности тлеющего разряда, что он собой представляет и при каких условиях он не будет причинять проблем.
Человек может научиться гнуть стекло, припаивать электроды, откачивать из трубки воздух, закачивать в трубку неон или другие газы, перепаивать трубку, соединять лампу с высоковольтными источниками питания и монтировать готовую трубку на вывеску. Все эти процедуры могут быть проделаны без понимания того, как или почему трубка работает.
Неоновая трубка - это очень простое устройство. Трубка состоит из откачанной стеклянной трубки, на концах у которой припаяны металлические элементы, названные электродами. В трубке находится небольшое количество высоко очищенного инертного газа. Электроды связаны с источником высокого напряжения. Когда подается ток на концы электродов, трубка начинает светиться равномерным установившимся светом.
Как работает неоновая трубка?
Технология производства неона :: Описание технологий в наружной и интерьерной рекламе :: изготовление световых коробов, широкоформатная печать, печать баннеров
Комментариев нет:
Отправить комментарий