霓虹燈 – 原理、構造、工作原理和應用


一種微型氣體放電燈,其中電放電發生在包含大量氖氣的氣體混合物中,被稱為霓虹燈

霓虹燈的工作原理如下:

“透過對陰極表面施加非常高的電壓,使電子從陰極發射出來,從而電子被迫從原子軌道中彈出,克服核向心力。”

霓虹燈的構造

典型霓虹燈的構造如圖所示。

霓虹燈有兩個緊密間隔的電極,但不相互接觸,呈粗平行線螺旋或平板狀,密封在軟玻璃外殼內。玻璃外殼中充有約 8 託的氖氣。此外,帽內安裝了一個約 2000 歐姆的串聯電阻。

霓虹燈的工作原理

當高壓電源連線到霓虹燈時,陰極端子開始發射電子。這些電子被電場加速,並與氖原子碰撞。在碰撞過程中,部分能量從電子轉移到氖原子,使氖原子激發。當激發的氖原子和離子回到基態時,它們會發出光。

以下是關於霓虹燈工作原理的一些要點:

  • 在霓虹燈中,陰極被加熱以發射電子。為此,它們需要非常高的電壓,具體取決於電極之間的距離。

  • 為了放電氖氣,它需要一個等於正常工作電壓 1.5 到 2 倍的電壓。

  • 陰極附近的電場強度非常高,並且離子在雜散場的影響下會獲得很大的動量,這會導致陰極的崩解。

  • 非常小的燈電流會導致氣體放電閃爍,而較高的燈電流會產生明亮穩定的放電,但壽命會縮短,並出現外殼發黑。因此,標準霓虹燈的燈電流小於 1 mA,或對於高亮度燈,燈電流高達 2.5 mA。

  • 當使用交流電源時,每個電極將交替地變為正極和負極。因此,可以實現燈的連續發光。

  • 因此,這些型別的霓虹燈適用於高工作電壓和低電流應用。

霓虹燈的優點

霓虹燈的主要優點如下:

  • 霓虹燈可製成微型結構。

  • 霓虹燈具有即時發光。

  • 霓虹燈價格低廉。

  • 這些燈消耗的電量少。

  • 它們具有長達 5000 小時的壽命。

霓虹燈的缺點

霓虹燈的主要缺點如下:

  • 霓虹燈效率低。

  • 霓虹燈不能用於普通照明用途,例如家庭照明等。

  • 霓虹燈的顏色範圍較小。

霓虹燈的應用

霓虹燈的應用如下:

  • 霓虹燈用作指示燈,例如危險警告的紅燈。

  • 霓虹燈也用於廣告用途。

  • 霓虹燈用於顯示應用中顯示字母、數字等。

  • 霓虹燈用於裝飾目的。

更新時間: 2022年4月27日

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