Circuitos simples de lâmpadas de neon e operação explicada

Uma lâmpada de neon é uma lâmpada incandescente composta por uma tampa de vidro, fixada com um par de eletrodos segregados e contendo um gás inerte (néon ou argônio). A principal aplicação de uma lâmpada de neon é na forma de lâmpadas indicadoras ou lâmpadas piloto.

Quando fornecida com baixa voltagem, a resistência entre os eletrodos é tão grande que o néon praticamente se comporta como um circuito aberto.

No entanto, quando a tensão aumenta gradualmente, até um determinado nível específico em que o gás inerte no vidro de néon começa a se ionizar e se mostra extremamente condutor.

Devido a isso, o gás começa a produzir iluminação radiante ao redor do eletrodo negativo.

circuitos simples de lampadas de neon e explicacao de seu

Caso o gás inerte seja neon, a iluminação é laranja. Para o gás argônio, que não é muito comum, a luz emitida é azul.

Como a lâmpada de neon funciona

A característica de operação de uma lâmpada de neon pode ser vista na Figura 10-1.

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O nível de tensão que desencadeia o efeito brilhante na lâmpada de neon é chamado de tensão de ruptura inicial.

Assim que esse nível de interrupção é atingido, a lâmpada é ativada no modo “ligado” (ligado) e a queda de tensão nos terminais de neon permanece praticamente fixa, independentemente de qualquer tipo de surto de corrente no circuito.

Além disso, a seção brilhante dentro da lâmpada aumenta à medida que a corrente de suprimento aumenta, até um ponto em que o brilho preenche toda a área do eletrodo negativo.

Qualquer aumento adicional na corrente pode levar o néon a uma situação de arco, onde a iluminação do brilho se transforma em uma luz azul-branca no eletrodo negativo e começa a causar uma rápida degradação da lâmpada.

Portanto, para que você possa acender uma lâmpada de néon com eficiência, ela deve ter voltagem suficiente para que a lâmpada “acenda” e, em seguida, uma grande série de resistências no circuito para poder restringir a corrente a um nível que garanta que a lâmpada permanece operando dentro da seção brilhante típica.

Como o próprio resistor de neon é extremamente pequeno logo após ser acionado, ele precisa de um resistor em série com uma de suas linhas de suprimento, chamada resistor de lastro.

Tensão de decomposição de néon

Geralmente, a tensão de ignição ou quebra de uma lâmpada de neon pode ser de aproximadamente 60 a 100 volts (ou ocasionalmente até mais). A classificação CC é bastante mínima, geralmente entre 0,1 e 10 miliamperes.

O valor da resistência em série é determinado de acordo com a tensão de alimentação de entrada através da qual o néon pode ser conectado.

Quando se trata de lâmpadas de neon controladas com uma fonte de 220 volts (rede elétrica), um resistor de 220k é geralmente um bom valor.

Comparado a muitas lâmpadas de néon comerciais, a resistência poderia ser incluída no corpo da construção.

Sem nenhuma informação precisa, pode-se supor que uma lâmpada de neon pode simplesmente não ter resistência enquanto está acesa, mas pode ter uma queda de cerca de 80 volts em seus terminais.

Como calcular a resistência do néon

Um valor apropriado para a resistência ao lastro de neon pode ser determinado levando em consideração este ponto de referência, que é relevante para a tensão de alimentação precisa usada por ele e assumindo uma corrente “segura” de aproximadamente 0,2 miliamperes como exemplo .

Para uma alimentação de 220 volts, o resistor pode perder 250 – 80 = 170 volts. A corrente através do resistor em série e da lâmpada de neon será de 0,2 mA. Portanto, podemos usar a seguinte fórmula da lei de Ohm para calcular a resistência de série apropriada para o néon:

R = V / I = 170 / 0,0002 = 850.000 ohms ou 850 k

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Esse valor de resistência seria seguro com a maioria das lâmpadas de néon comerciais. Quando o brilho do néon não é tão deslumbrante, o valor da resistência ao reator pode ser reduzido para elevar a lâmpada através da faixa de brilho típica.

Dito isto, a resistência nunca deve ser reduzida demais, o que pode fazer com que todo o eletrodo negativo seja absorvido pelo brilho quente, porque isso pode indicar que a lâmpada está inundada e se aproximando do modo de arco.

Um outro problema em relação ao poder do brilho de néon é que ele normalmente pode ser visto muito mais brilhante na luz ambiente em comparação com a escuridão.

Na verdade, na escuridão total, a iluminação pode ser inconsistente e / ou exigir um aumento na tensão de interrupção para iniciar a lâmpada.

Alguns néons têm uma pequena sugestão de gás radioativo misturado com o gás inerte para promover a ionização; nesse caso, esse tipo de efeito pode não ser visível.

Circuitos simples de lâmpadas de néon

Na discussão anterior, entendemos em detalhes a operação e as características desta lâmpada. Agora vamos nos divertir com esses dispositivos e aprender a construir alguns circuitos simples de lâmpadas de neon para usar em várias aplicações de efeitos de luz decorativos.

Lâmpada de neon como fonte de tensão constante

Devido às características de tensão constante da lâmpada de neon sob condições de luz padrão, ela pode ser aplicada como uma unidade estabilizadora de tensão.

Lâmpada de neon como fonte de tensão constante

Portanto, no circuito mostrado acima, a saída obtida de cada lado da lâmpada pode funcionar como uma fonte de tensão constante, desde que o néon continue a operar dentro da região brilhante típica.

Essa tensão seria então idêntica à tensão de ruptura mínima da lâmpada.

Circuito intermitente da lâmpada de néon

O uso de uma lâmpada de neon como luz intermitente em um circuito de oscilador de relaxamento pode ser visto na imagem abaixo.

circuito de luz piscando neon simples

Isso inclui um resistor (R) e um capacitor (C) conectados em série a uma tensão de alimentação de uma tensão CC. Uma lâmpada de neon está conectada em paralelo com o capacitor. Este néon é aplicado como um indicador visual para mostrar a operação do circuito.

A lâmpada quase funciona como um circuito aberto até que sua tensão de ignição seja atingida, quando a corrente através dela muda instantaneamente como um resistor de baixo valor e começa a brilhar.

Portanto, a fonte de tensão para esta fonte de corrente deve ser maior que a tensão de ruptura de néon.

Quando esse circuito é energizado, o capacitor começa a acumular uma carga a uma taxa determinada pela constante de tempo RC do resistor / capacitor. A lâmpada de néon obtém uma fonte de tensão equivalente à carga desenvolvida nos terminais do capacitor.

Assim que essa tensão atinge a tensão de ruptura da lâmpada, acende e força o capacitor a descarregar através do gás dentro da lâmpada de neon, fazendo com que o neon brilhe.

Quando o capacitor está totalmente descarregado, ele inibe qualquer corrente adicional que passa pela lâmpada e, portanto, desliga novamente até que o capacitor acumule outra carga de nível igual à tensão do gatilho de néon, e o ciclo agora continua. recorrente.

Simplificando, a lâmpada de néon agora continua a piscar ou piscar com uma frequência determinada pelos valores dos componentes constantes de tempo R e C.

Oscilador de relaxamento

lâmpada de néon piscando variável

Uma modificação desse projeto é indicada no diagrama acima, usando um potenciômetro de 1 megaohm que funciona como um resistor de lastro e um par de 45 volts ou quatro baterias secas de 22,5 volts como fonte de entrada de tensão.

O potenciômetro é ajustado até a lâmpada acender. A plantadeira é girada na direção oposta até o brilho de néon desaparecer.

Ao permitir que o potenciômetro esteja nessa posição, o néon deve começar a piscar em diferentes taxas de piscada, conforme determinado pelo valor do capacitor selecionado.

Considerando os valores de R e C no diagrama, a constante de tempo para o circuito pode ser avaliada da seguinte forma:

T = 5 (megaohms) x 0,1 (microfarads) = 0,5 segundos.

Esta não é especificamente a taxa de cintilação real da lâmpada de neon. Pode levar um período de várias constantes de tempo (ou menos) para que a tensão do capacitor atinja a tensão de disparo do néon.

Isso pode ser maior se a tensão de ignição exceder 63% da tensão de alimentação; e pode ser menor se a especificação da tensão de néon for menor que 63% da tensão de alimentação.

Além disso, significa que a taxa de oscilação pode ser alterada alterando os valores dos componentes R ou C, possivelmente substituindo vários valores calculados para fornecer uma constante de tempo alternativa; ou usando um resistor ou capacitor conectado em paralelo.

Conectar um resistor idêntico paralelo a R, por exemplo, provavelmente aumentaria a taxa de piscada duas vezes mais (uma vez que adicionar resistores semelhantes em paralelo faz com que o resistor total seja cortado pela metade).

Conectar um capacitor de valor idêntico em paralelo ao C existente provavelmente faria com que a taxa de intermitência fosse 50% mais lenta. Esse tipo de circuito é conhecido como oscilador de relaxamento.

Flasher de néon múltiplo aleatório

Substituir R por uma resistência variável pode permitir o ajuste para qualquer taxa de piscada desejada específica. Isso também poderia ser melhorado como um novo sistema de luz, conectando uma série de circuitos de néon condensador, cada um com sua própria lâmpada de néon em cascata, como mostrado abaixo.

Circuito de piscamento aleatório de lâmpadas de néon

Cada uma dessas redes RC permitirá uma constante de tempo única. Isso pode gerar uma cintilação aleatória do néon em todo o circuito.

Gerador de tons de lâmpadas de néon

Outra variação de uma aplicação de lâmpada de neon como oscilador poderia ser um circuito de relaxamento mostrado na figura abaixo.

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Esse pode ser um circuito gerador de sinal genuíno, cuja saída pode ser ouvida através de fones de ouvido ou talvez de um pequeno alto-falante, ajustando o potenciômetro de tom variável adequadamente.

As luzes de neon podem ser projetadas para funcionar aleatoriamente ou sequencialmente. Um circuito seqüencial intermitente é mostrado na Figura 10-6.

Luz intermitente sequencial com lâmpadas de neon em miniatura NE -2

Estágios adicionais podem ser incluídos neste circuito, se necessário, usando a conexão C3 para o último estágio.

Lâmpada de néon piscando estável

Por fim, a Figura 10-7 revela um circuito multivibrador astável, empregando um par de lâmpadas de neon.

Circuito multivibrador estável, cada néon pisca alternadamente

Esses neons piscarão ou serão ligados / desligados em sequência na frequência decidida por R1 e R2 (cujos valores devem ser idênticos) e C1.

Como instruções básicas sobre a temporização da luz intermitente, aumentar o valor da resistência do reator ou o valor do capacitor no circuito do oscilador de relaxamento pode reduzir a taxa de piscada ou a taxa de piscada; e vice-versa.

No entanto, para proteger a vida útil de uma lâmpada de néon típica, o valor de resistência ao reator usado não deve ser inferior a cerca de 100k; e os melhores resultados em circuitos de osciladores de relaxamento muito simples podem ser alcançados mantendo o valor do capacitor abaixo de 1 microfarad.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

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Veja na FONTE até ser revisado o post.

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