لامپ نئون چیست ؟
لامپ نئون به رنگ قرمز یک نوع لامپ تخلیه گاز است که در صورت عبور الکتریسیته از یک گاز یونیزه شده یا پلاسما، نور تولید میکند. با فراتر رفتن ولتاژ بین الکترودها از آستانه‌ای خاص، گاز یونیزه می‌شود و هدایت الکتریسیته را شروع میکند.
فرایند اساسی در تولید نور، بازگشت یون‌ها به حالت انرژی پایه با انتشار یک فوتون از نور است. رنگ نور به طیف انتشاری اتم‌های گاز و همچنین فشار گاز و سایر متغیرها بستگی دارد. در ادامه مطلب همراه مجله علمی و صنعتی یاب چی باشد.
لامپ نئون چیست؟
یک لامپ نئون شامل یک لوله شیشه‌ای است که در داخل آن با مقدار کمی گاز نئون کم فشار پر شده است. این گاز، یکی از عناصر گازی کمیاب است و به میزان ۱ قسمت در ۶۵۰۰۰ جزء هوا وجود دارد. برای تولید نئون، هوا مایع سازی شده و با تقطیر، جدا شده است.
یکی از ویژگی‌های مهم این عنصر، جزء گازهای نجیب بودن آن است. هر اتم نئون، دارای یک پوسته الکترونی پر شده است و برای واکنش با اتم‌های دیگر، انرژی زیادی برای حذف الکترون لازم است.
در لامپ نئون، یک الکترود در هر دو انتهای لوله شیشه‌ای وجود دارد که با استفاده از جریان متناوب یا جریان مستقیم، کار میکند. اغلب لامپ‌های نئونی که مشاهده می‌شوند، از جریان AC استفاده می‌کنند زیرا با استفاده از جریان DC، درخشش فقط در اطراف یک الکترود دیده می‌شود.
ساختار لامپ نئون
لامپ نئون، دارای دو الکترود با فاصله زیاد است که درون یک محفظه شیشه‌ای حاوی گاز نئون با فشار ۸ تور یا ۱ میلی‌متر جیوه بسته شده است. کاتدها، برای انتشار الکترون، گرم می‌شوند و به همین دلیل، لامپ‌ها دارای کاتد سرد هستند. با این حال، بسته به فاصله بین الکترودها، به ولتاژ بسیار بالایی نیاز است.
برای ایجاد جریان الکتریکی و تخلیه گاز نئون، به ولتاژ شروع حدود ۱.۵ تا ۲ برابر ولتاژ معمولی نیاز است. قدرت میدان الکتریکی در نزدیکی کاتد بسیار زیاد است و یون‌ها تحت تاثیر میدان به سرعت حرکت می‌کنند و انرژی جنبشی زیادی به دست می‌آورند که باعث تجزیه کاتد می‌شود.
در یک سیستم الکترود با فاصله بسیار نزدیک، جایی که نور ساطع می‌شود، یک سری مقاومت، جریان لامپ را محدود میکند و مشخصه جریان منفی است.
در این لامپ‌ها، شدت جریان بسیار کم باعث لرزش نور و جریان زیاد باعث تخلیه پایدار و نور روشن می‌شود، اما عمر لامپ را کوتاه‌تر کرده و باعث سیاه شدن محفظه می‌شود. بنابراین، جریان استاندارد برای روشنایی معمولی به ۱ تا حداکثر ۲.۵ میلی‌آمپر ولتاژ نیاز دارد.
اگر ولتاژ AC اعمال شود، هر الکترود به طور متناوب +ve و -ve شده و درخشش مداوم حاصل می‌شود. بنابراین، چنین لامپ‌های کاتدی سردی، برای ولتاژ کاری بالا و جریان کم، مناسب هستند.
تاریخچه لامپ نئون
لامپ نئون، یکی از نخستین انواع لامپ‌های گازی است که در سال ۱۸۹۸ توسط دو مخترع فرانسوی به نام های پل-لازار جیلت و جورژ کلود در فرانسه اختراع شد. آنها با قرار دادن دو الکترود به فاصله چند میلی‌متر در یک لوله شیشه‌ای حاوی گاز نئون، دریافتند که برق عبوری از بین الکترودها باعث روشن شدن نئون می‌شود.
در سال ۱۹۱۰، دو مخترع آمریکایی به نام های دانیل مک‌فارلن و جورج کلاس، لامپ نئون را به ایالات متحده آوردند و آن را به عنوان یک ابزار نمایشی و اعلانی معرفی کردند. در اوایل دهه ۱۹۲۰، لامپ نئون به عنوان نشانگرهای گازی در ابزارهای اندازه‌گیری و تجهیزات الکتریکی استفاده شد.
سپس، در دهه‌های ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰، با پیشرفت تکنولوژی، لامپ نئون به عنوان یکی از محصولات عمومی صنعتی مورد استفاده قرار گرفت. در حال حاضر، لامپ‌های نئون به عنوان نشانگرهای گازی، نشانگرهای LED و لوازم جانبی برای خودروها و تجهیزات تبلیغاتی استفاده می‌شوند.
کاربرد لامپ نئون
برخی کاربردهای لامپ نئون عبارتند از:
- به عنوان نشانگرهای گازی در دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلویزیون‌های قدیمی، رادیوها، ماشین‌های دوچرخه، وسایل اندازه‌گیری و…
- به عنوان نمایشگرهای بسیار ساده در دستگاه‌های الکترونیکی مانند سوئیچ‌ها، دکمه‌ها، برداشت گیرنده‌های راه دور و…
- به عنوان نشانگر در تجهیزاتی که نیاز به تغییر باتری دارند، مانند ساعت‌های دیجیتال، ترموستات‌ها و…
- به عنوان نمایشگر در خودروها، به عنوان مثال به عنوان نشانگر سرعت، چراغ هشدارهای امنیتی، نمایشگر درجه حرارت و …
- به عنوان نور پس‌زمینه در کیبوردهای کامپیوتری و لپ تاپ‌ها.
- به عنوان نور پس‌زمینه در تابلوهای تبلیغاتی و تزئینی، به عنوان مثال در بنرها، پلاک‌های نام فروشگاه‌ها و…
- به عنوان روشنایی داخلی در دکوراسیون داخلی ساختمان‌ها.
به طور کلی، لامپ نئون به عنوان یک فناوری پایه و کلاسیک به شمار می‌رود که با گذشت زمان، هنوز هم در بسیاری از زمینه‌های کاربردی و دکوراتیو مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مزایای لامپ نئون
لامپ نئون، با ویژگی‌های خاص خود، دارای مزایایی است که عبارتند از:
- مقاومت بالا در برابر شوک مکانیکی: لامپ نئون قابلیت تحمل ضربات و شوک‌های مکانیکی را داراست. این ویژگی این لامپ را به یکی از گزینه‌های مناسب برای استفاده در شرایط سخت و صنعتی مانند ماشین‌آلات، ابزارهای اندازه‌گیری و…
- عمر طولانی: لامپ نئون، با عمر طولانی خود، به عنوان یکی از گزینه‌های مناسب برای استفاده در شرایطی که نیاز به یک نشانگر دائمی دارید، برشمرده می‌شود.
- قابلیت استفاده در شرایط آب و هوایی سخت: لامپ نئون با توجه به طراحی شیشه‌ای خود، با شرایط آب‌وهوایی سخت نیز سازگاری دارد.
- روشنایی کافی: لامپ نئون، با روشنایی کافی، جایگزین مناسبی برای نشانگرهای الکترونیکی ارائه می‌دهد.
چنین مزایایی موجب شده که لامپ نئون هنوز هم در بسیاری از زمینه‌های کاربردی و دکوراتیو مورد استفاده قرار گیرد.
معایب لامپ نئون
با وجود مزایایی که لامپ نئون دارد، برخی معایب نیز وجود دارد که عبارتند از:
- محدودیت در رنگ‌ها: لامپ نئون در اکثر موارد در رنگ قرمز، زرد و سبز در دسترس است و رنگ‌هایی مانند آبی و بنفش در دسترس نیستند.
- روشنایی یکنواخت نیست: به دلیل طول یکنواخت الکترودها در لامپ نئون، روشنایی در نقاط مختلف لامپ ممکن است متفاوت باشد.
- حساسیت به دمای محیط: لامپ نئون در دمای بالای ۴۵ درجه سانتی‌گراد، منجر به کاهش شدید روشنایی می‌شود و این موضوع ممکن است در شرایط صنعتی و سخت کنترل دمای محیطی دشوار باشد.
- تغییرات در ولتاژ برق: لامپ نئون حساس به تغییرات ولتاژ برق است و در صورت افزایش یا کاهش ولتاژ برق، ممکن است روشنایی لامپ تغییر کند.
- زیاد بودن مصرف انرژی: در مقایسه با لامپ‌های LED و فلورسنت، مصرف انرژی لامپ نئون بیشتر است.
به طور کلی، هرچند لامپ نئون با مزایا و کاربردهای خاص خود برخوردار است، اما با توجه به معایبی که ذکر شد، در برخی شرایط این لامپ مناسب نیست و به جای آن لامپ‌های دیگر مانند LED و فلورسنت مورد استفاده قرار می‌گیرند.
تفاوت لامپ های هالوژن و لامپ های نئون
لامپ هالوژن و لامپ نئون دو نوع لامپ گازی هستند که در شکل خارجی خود به نظر می‌رسند مشابه هم هستند، اما در واقع تفاوت‌های زیادی با هم دارند.
لامپ هالوژن با استفاده از فلزات هالوژن (مانند بروم، کلر و یود) در داخل یک لامپ نور تولید میکند. در این لامپ، الکترودهایی در داخل لوله قرار دارند که به سمت هم جفت شده‌اند. با فشار برای ایجاد نشت الکتریکی در گاز، فلزات هالوژن نیز باعث تولید نور بیشتر و روشن‌تر شدن لامپ هالوژن می‌شوند.
در برابر، لامپ نئون نورش با استفاده از برق خاموش و کمک به گاز نئون تولید می‌شود. در این لامپ، الکترودهایی در داخل لوله قرار دارند که به سمت هم جفت شده‌اند. با فشار برای ایجاد نشت الکتریکی در گاز نئون، الکترودهای جفت‌شده به طور خودکار شروع به گرم شدن و تابش نور می‌کنند.
بنابراین، این دو لامپ با استفاده از روش‌های متفاوت، نور تولید می‌کنند. همچنین، تفاوت اصلی میان این دو لامپ در حساسیت به دمای محیطی و قابلیت کنترل نور است. لامپ‌های هالوژن به دلیل دارا بودن فلزات هالوژن، مقاومت بالاتری در برابر دما دارند و همچنین قابلیت کنترل نور بهتری نسبت به لامپ‌های نئون دارند. به همین دلیل، لامپ هالوژن برای استفاده در محیط‌هایی که نیاز به نور روشن و کنترل شده دارند (مانند اتاق‌های بزرگ و نمایشگاه‌ها) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
تفاوت لامپ های فلورسنت و لامپ های نئون
لامپ فلورسنت و لامپ نئون دو نوع لامپ گازی هستند که در شکل خارجی خود به نظر می‌رسند مشابه هم هستند، اما در واقع تفاوت‌های زیادی با هم دارند.
لامپ فلورسنت با استفاده از بخار جیوه و یا آرگون و مروری بر نیمکانیکای کلاسیک، با فشار الکتریکی برروی گازها و کمک به بخار جیوه در داخل لوله، نور تولید میکند. در این لامپ، نور مرئی از فسفرهایی که روی دیواره داخلی لوله قرار دارند تابیده می‌شود.
در برابر، لامپ نئون نورش با استفاده از برق خاموش و کمک به گاز نئون تولید می‌شود. در این لامپ، الکترودهایی در داخل لوله قرار دارند که به سمت هم جفت شده‌اند. با فشار برای ایجاد نشت الکتریکی در گاز نئون، الکترودهای جفت‌شده به طور خودکار شروع به گرم شدن و تابش نور می‌کنند.
بنابراین، این دو لامپ با استفاده از روش‌های متفاوت، نور تولید می‌کنند. همچنین، لامپ فلورسنت نسبت به لامپ نئون در کاربردها و کارایی تولید نور بیشتری دارد و همچنین مصرف انرژی کمتری دارد. لامپ‌های فلورسنت همچنین به دلیل دارا بودن فسفر، قابلیت رنگیابی بالاتری نسبت به لامپ‌های نئون دارند.
تفاوت لامپ های رشته ای و لامپ های نئون
لامپ‌های رشته‌ای و نئون هر دو نوع لامپ گازی هستند اما با توجه به مکانیسم تولید نور و کاربردهای آنها، تفاوت‌های زیادی با هم دارند.
لامپ رشته‌ای با استفاده از جریان الکتریکی در یک رشته فلزی، نور تولید میکند. در این لامپ، دو الکترود در سراسر لامپ قرار دارند و با بهم نزدیک شدن آنها، جریان الکتریکی از طریق رشته فلزی جریان می‌گیرد و برای مدتی نور تولید میکند.
در برابر، لامپ نئون با استفاده از برق خاموش و کمک به گاز نئون تولید میکند. در این لامپ، الکترودهایی در داخل لوله قرار دارند که به سمت هم جفت شده‌اند. با فشار برای ایجاد نشت الکتریکی در گاز نئون، الکترودهای جفت‌شده به طور خودکار شروع به گرم شدن و تابش نور می‌کنند.
بنابراین، این دو لامپ با استفاده از روش‌های متفاوت، نور تولید می‌کنند. همچنین، تفاوت اصلی میان این دو لامپ در دمای کارکرد و کاربردهای آن‌هاست. لامپ‌های رشته‌ای برای کاربردهایی که نیاز به نور پایدار و مداوم دارند (مانند فضاهای خارج از منزل، مغازه‌ها و سالن‌های بزرگ) مناسب هستند. به علاوه، لامپ‌های رشته‌ای، قابلیت کنترل نور بیشتری در مقایسه با لامپ‌های نئون دارند. همچنین، لامپ‌های نئون بیشتر در کاربردهای تبلیغاتی و نمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
