Was ist eine Neonlampe?
Neonlampen sind Beleuchtungseinrichtungen, die Licht aussenden, wenn Neongas in einer Glasröhre eingeschlossen ist und in der Glasröhre eine Glimmentladung stattfindet. Durch die Kombination mit Argongas oder durch die Verwendung von transparenten und fluoreszierenden Röhren kann die Lampe Licht in verschiedenen Farben ausstrahlen.
Im Inneren der Glasröhre sind zwei Elektroden angebracht, und die Glimmentladung wird durch eine von außen gesteuerte Spannung erzeugt.
In den letzten Jahren haben sich LEDs als Beleuchtungsmittel durchgesetzt, aber Neonlampen werden auf die gleiche Weise verwendet.
Neonlampen haben die Vorteile eines geringen Stromverbrauchs, einer langen Lebensdauer, keiner Wärmeentwicklung und einer hohen Stoßfestigkeit.
Anwendungen von Neonlampen
Neonlampen sind Lampen, die durch das Füllen einer Glasröhre mit Neongas Licht ausstrahlen und für verschiedene Effekte und Beleuchtungen verwendet werden. Sie werden häufig für die Beleuchtung von Unterhaltungsbereichen verwendet, in den letzten Jahren aber auch für die Innenraumgestaltung.
Ein weiteres Beispiel für die Verwendung ist der Einsatz als Neon-Lichtdetektor. Diese Detektoren nutzen den Strom aus der Neonröhre, der durch einen Menschen zum Boden fließt, und haben den Vorteil, dass keine Batterien benötigt werden. Es ist jedoch zu beachten, dass sie nicht mit isolierten Handschuhen verwendet werden können und die Gefahr eines Stromschlags besteht.
Auch das mit Gas gefüllte Glasrohr selbst kann durch Biegen oder Dehnen als Zeichendarstellung verwendet werden.
Durch Anpassung der Dicke der Glasröhre kann auch die Lichtstärke der Neonröhre eingestellt werden.
Aufgrund ihres geringen Stromverbrauchs und ihrer langen Lebensdauer werden sie manchmal über lange Zeiträume als Nachtlicht, Kontrollleuchten (Pilotlampen) und andere Beleuchtungsformen verwendet.
Bis zum Aufkommen der LEDs waren sie eine der beliebtesten Beleuchtungsvorrichtungen und werden immer noch in den oben beschriebenen Situationen eingesetzt.
Funktionsweise von Neonlampen
Aufbau von Neonlampen
Neonlampen bestehen aus einer Glasröhre mit zwei Elektroden aus Eisen oder Nickel, die mit Neongas bei einem niedrigen Druck von etwa 10-15 mmHg gefüllt sind.
Das Glasrohr ist nicht nur durchsichtig, sondern kann auf der Innenseite auch mit fluoreszierender Farbe beschichtet sein.
Das Neongas leuchtet in transparenten Röhren rot und in Röhren mit Leuchtstoffröhren rosa oder orange.
Lumineszenz von Neonlampen
Wenn zwischen den Elektroden in diesem Zustand eine Spannung angelegt wird, werden die Elektronen zwischen den Elektroden durch das elektrische Feld beschleunigt und stoßen mit dem Neongas zusammen, wodurch es in positiv geladene Kationen und Elektronen ionisiert wird.
Die entstehenden Kationen stoßen mit der Kathode zusammen, die Sekundärelektronen aussendet. Die emittierten Sekundärelektronen bewegen sich zur Anode, wodurch ein großer Strom fließt. Dieses Phänomen wird als Glimmentladung bezeichnet.
Dieser Strom (Fluss von Sekundärelektronen) hat genügend Energie, um die Neonatome in der Glasröhre anzuregen, so dass sie angeregt werden. Wenn die angeregten Atome in ihren Grundzustand zurückkehren, emittieren sie Licht mit einer Wellenlänge, die dem Energieunterschied zwischen den Energiebändern entspricht. Im Falle der Neonatome wird dies als rotes Licht beobachtet.
Einige Gase werden ionisiert, wobei zusätzliche Elektronen entstehen. Wenn sich dieser Vorgang wiederholt, fließt durch eine Elektronenlawine ein Dauerstrom von etwa 0,1-10 mA zwischen den Elektroden. Die anhaltende Entladung in Niederdruckgasen ist ein charakteristisches Merkmal der Glimmentladung.
Die Startspannung der Glimmentladung in Neonlampen liegt bei etwa 70 V und die Entladeschlussspannung bei etwa 60 V. Zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Entladung muss eine stabile Spannung bereitgestellt werden. Aus diesem Grund werden sie, wie auch Leuchtstofflampen, im Allgemeinen in Geräten mit Vorschaltgeräten verwendet.
Wenn die Spannung zwischen den Elektroden weiter erhöht wird, kommt es zu einer Bogenentladung und das Neongas wird instabiler. Das an dieser Stelle beobachtete Licht nimmt eine blau-weiße Farbe an. Lichtbogenentladungen erzeugen eine sehr große Hitze, wie die Verwendung beim Lichtbogenschweißen zeigt, so dass Vorsicht geboten ist.