مصباح نيون

لمبة صغيرة من نوع لمبات النيون تستعمل كإشارة، وبجانبها مقياس سنتيمتر

مصباح النيون هومصباح كهربائي اخترعه العالم الفرنسي جورج كلود سنة 1911. مصباح النيون يختلف عن |المصباح الكهربائي المشتعل بسلك التنجستين إذ أنه يتميز عنه بأنه لا يصدر حرارة ولا يستهلك كثيراً من الطاقة لذلك تجده شائعاً في المحطات واللافتات والقابلات ومع ذلك يتفوق عليه مصباح التنجستين في وضوح الرؤية.

ويحدث في مصباح النيون تفريغ كهربائي حيث يصنع المصباح بتفريغ جوالمصباح من الهواء ثم ملئه بغاز النيون ويكون تحت ضغط خفيف. ويستعمل هذ الاسم أحيانا مع مصابيح تعمل بغازات خاملة أخرى غير غاز النيون تستخدم لإعطاء ألوان أخرى للضوء الصادر.

فكرة العمل

العلاقة بين الجهد U والتيار i داخل مصباح النيون

يـُرسل تيار كهربائي ضعيف سواء كان تياراً مستمراً أومتردداً داخل الأنبوب، فيتوحج بضوء أحمر برتنطقي. وتوليفة الغاز العادية تحتوي على 99.5% نيون و0.5% أرجون، ويتميز الأرجون بأنه يضيئ عند جهد كهربائي ابتدائي منخفض عن النيون النقي. ولابد حتى يصل الجهد الكهربائي أولاً إلى الجهد الابتدائي لكي تبدأ الإضاءة. وهذا هوما يسمى بعملية التفريغ الكهربي.

بمجرد حتى تبدأ الإضاءة ينخفض التيار الكهربائي المستهلك بنسبة 30%، وعندماقد يكون التيار المستخدم تياراً مستمراً فإن القطب السالب هوالذي يضيء. وعندماقد يكون التيار تياراً مترددا يضيئ القطبان معاً. وتوهج لمبة النيون ناتج عن توهج التفريغ الكهربائي (أي تتسارع الإلكترونات داخل الأنبوب في غاز مخلخل تحت ضغط منخفض فتصطدم بذرات الغاز الذي يتأين ويصدر الأشعة الضوئية). وأما مصابيح الزئبق ومصابيح الهالوجين فتستعمل تيارات كهربائية أعلى من مصباح النيون.

كما في الشكل البياني: بمجرد حدوث الضوء تقل المقاومة الكهربائية للمصباح وهذا يظهر من منحنى الخواص الكهربية للأنبوب. إذ بزيادة سريان التيار في الغاز يزداد عدد الأيونات المولدة وهذه تساعد على سريان التار، هذا هوالحال بين النقطتين B , A على المنحنى حيث يتراجع الجهد U بعض الشيء. ولهذا فيجب حتى تحتوي الدائرة الخارجية عل مقاومة مثلاً للحد من استمرار التيار في الارتفاع داخل الأنبوب ويحترق المصباح. وعملا بالنسبة لمصابيح النيون الصغيرة التي تستخدم كعلامة صغيرة لمرور تيار (مثلاً في المكواة) فهي مزودة بمقاومة كهربائية خارجية للحد من التيار. وأما علامات النيون ذات الأنابيب الطويلة فهذه تزود بمحول كهربائي خصيصاً لتقليل التيار على الملف الثانوي.

الاستخدامات

أرقام Nixie tube.

لمبات النيون العادية المستخدمة في المنزل تعتمد على مادة الفوسفات والتي تكون على شكل بودرة بيضاء بحيث تمنع خروج الإشعاعات القصيرة الضارة من موجة الأشعة فوق البنفسجية إلى الخارج وتعطي لون مناسب لما هومرغوب مثل أبيض ساخن أوأبيض ناصع أوأبيض ثلجي وتعتبر هذه الخلطة من مواد هي أحد أسرار الشركات المصنعة.

الاختلاف في جودة لمبات النيون هوفي العمر الافتراضي للمصباح إضافةً إلى كمية مادة الفسفور وخلطتها ضمن المصباح.

مصابيح توفير الطاقة المنتشرة في الأسواق تعتمد على نفس المبدأ ولكن بطريقة مختلفة في الشكل والتصميم.

عندماقد يكون التيار أقل من الحد الأدني لمرور التيار (جهد الابتداء) يصير وهيج التفريغ غير مستقر ومتبتر وغير متواصل بين القطبين، وهذا معناه حتى المصباح أصبح قديماً. وقد استـُغلت تلك الظاهرة في ابتكار المصابيح المـُُسرجة (ذات الضوء المذبذب) من نوع النيون. وبينما يسبب التيار الضعيف إضاءة مذبذبة، تعمل زيادة التيار على تآكل القطبين، وتناثر دقائقه المعدنية وترسبه على السطح الداخلي للأنبوب فيعتم مع الوقت.

خطره

أخطر ما في مصابيح النيون ومصابيح توفير الطاقة هوإمكانية خروج الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجة القصيرة بعد فترة من الاستخدام وهوما قد يحدث ذا أضرار كبيرة على الجسم والعين حيث يمكن حتى يسبب العمى أوسرطانات جلد (نفس مفعول أشعة الشمس الداخلة إلى الأرض من ثقب الأوزون).