Радио 1967, 4
Неоновая лампа относится к классу приборов тлеющего разряда. Она представляет собой стеклянный баллон (рис. 1), внутри которого помещены два металлических электрода. Электроды могут быть плоские, цилиндрической формы и в виде прямых или изогнутых стержней. Баллон заполнен инертным газом (неон, аргон или смесь их с гелием), находящимся под низким давлением (несколько мм ртутного столба).
Одни из электродов лампы является катодом, другой - анодом. У ламп, предназначенных для работы на переменном токе, каждый электрод является поочередно анодом и катодом.
Соберём простую установку в соответствии со схемой, показанной на рис. 2, из источника питания, потенциометра R1 и вольтметра с пределом измерения 150 В, включённого параллельно неоновой лампе Л1.
В качестве источника питания можно использовать батарею или маломощный выпрямитель, дающий постоянное напряжение не ниже 80 в.
Пока напряжение на электродах лампы мало, газовый промежуток между электродами является изолятором. По мере перемещения движка потенциометра влево (по схеме) напряжение на электродах лампы постепенно увеличивается. При определённом для данной лампы напряжении в ней возникает тлеющий разряд, при этом внутреннее сопротивление лампы резко уменьшается, а ток через неё возрастает. Напряжение, при котором в лампе возникает тлеющий разряд, называется напряжением зажигания. Величина его зависит от состава и давления газа в лампе, материала и формы электродов, и расстояния между электродами.
Возникновение тлеющего разряда можно объяснить следующим образом. В газе даже при обычной температуре часть молекул будет ионизирована, то есть в газе среди нейтральных молекул будут существовать электроны и положительные ионы - молекулы газа, потерявшие часть электронов.
При подаче на электроды лампы постоянного напряжения между ними создаётся электрическое поле. Электроны движутся в этом поле к положительному электроду - аноду, а положительные ионы к отрицательному электроду - катоду. Если напряжённость электрического поля между электродами лампы достаточно велика, электроны приобретают такую скорость, что при столкновении с молекулой газа ионизируют её; в свою очередь ноны, бомбардируя катод, выбивают из него новые электроны. В результате ионизации газ становится электропроводным, но в отличие от металлов, где ток создастся электронами, здесь в создании тока участвуют как электроны, так и ионы.
Ввиду того, что молекулы газа как при ионизации, так и при рекомбинации (восстановлении иона в нейтральную молекулу в результате захвата электрона) могут испускать свет, газ вблизи катода начинает светиться. Цвет свечения может быть красным или красно-оранжевым в зависимости от состава газа.
При прохождении через неоновую лампу переменного тока свечение наблюдается у обоих электродов.
Площадь свечения зависит от силы тока через лампу. С увеличением тока в работу включаются всё новые участки катода и площадь свечения расширяется. Напряжение на электродах лампы при этом сохраняется почти постоянным до тех пор, пока свечением будет охвачен весь катод.
Неоновая лампа - индикатор наэлектризованности тела . Определить, заряжено ли тело, можно не только электрометром, но и неоновой лампой. При приближении вывода электрода неоновой лампы к наэлектризованному телу, например, к стеклянной или эбонитовой палочке, наэлектризованной трением, в лампе возникает тлеющий разряд. Держать лампу следует за вывод второго электрода.
При помощи неоновой лампы можно убедиться, что во время работы школьной электрофорной машины электризуются только секторы из порошка алюминия, нанесённые на диски,- для этого следует поднести лампу к сектору диска. Если лампу поднести к диску между секторами, лампа не зажжётся.
Неоновая лампа - указатель полярности . Пользуясь тем, что свечение возникает у катода, то есть электрода, находящегося под отрицательным потенциалом, можно при помощи неоновой лампы определить полярность источника постоянного тока. Для этого лампу подключают к выводам источника тока и определяют, какой электрод лампы при этом светятся.
Предварительно, подключая неоновую лампу к источнику постоянного тока, полярность которого известна, нужно точно установить, как электроды лампы присоединены к цоколю.
В квартиру введены два провода электросети. Один из них соединён с землёй, его называют нулевым проводом. Прикосновение к нему безопасно. Другой провод, называемый фазовым, находится под полным напряжением относительно земли и прикосновение к нему может оказаться опасным для жизни. Отличить эти провода один от другого можно при помощи пробника с неоновой лампой (рис. 3).
Пробник можно вмонтировать в изготовленную из прозрачной пластмассы рукоятку отвёртки, при этом один электрод лампы через резистор R1 соединяют с лезвием отвёртки, другой электрод подключают к металлическому кольцу, одетому на рукоятку отвёртки.
Прикосновение лезвием отвёртки к нулевому проводу не вызывает зажигания лампы, в случае прикосновения к фазовому проводу лампа зажжётся. Отвёртку следует держать так, чтобы был обеспечен контакт между рукой и металлическим кольцом.
При перегорании плавкого предохранителя - «пробки» приходится поочерёдно вывёртывать из гнёзд все предохранители в поисках перегоревшего. Если же параллельно каждому предохранителю включить неоновую лампу и резистор R1 (рис. 4), то при перегорании предохранителя напряжение сети через включённые электроприборы и резистор R1 окажется приложенным к неоновой лампе, вызывая её зажигание.
В течение суток напряжение электрической сети обычно изменяется в некоторых пределах. Вечером, когда общее число электроприборов, включённых в сеть, увеличивается, напряжение несколько падает. Днём, когда нагрузка сети мала, напряжение становится нормальным или несколько выше нормы.
Для некоторых приборов, например, телевизора или радиоприёмника, изменение напряжения сети не должно превышать определённых значений во избежание выхода их из строя. Контролировать напряжение сети можно с помощью вольтметра, но лучше это делать при помощи индикатора напряжения, выполненного на неоновых лампах.
Схема индикатора показана на рис. 5. В сеть переменного тока с напряжением 220 в включены два делителя напряжения из резисторов R1, R2 и R3, R4. Неоновые лампы Л1 и Л2 типа МН-3 включены параллельно резисторам R1 и R3. Сопротивления резисторов R1 и R2 выбраны так, что падение напряжения на резисторе R1 оказывается достаточным для зажигания лампы Л1, когда напряжение сети равно минимально допустимому (200 в). Падение напряжения на резисторе R3 должно быть равно напряжению зажигания лампы Л2, когда напряжение сети увеличится до максимально допустимого (230 В).
Следовательно, если напряжение сети находится в допустимых пределах, горит одна лампа Л1. Если ни одна из ламп не горит, значит, напряжение сети недостаточно для нормальной работы телевизора, горение же обеих ламп свидетельствует о повышении напряжения выше установленных пределов, в обоих случаях телевизор необходимо отключить от сети.
Неоновая лампа относится к классу приборов тлеющего разряда. Она представляет собой стеклянный баллон (рис. 1), внутри которого помещены два металлических электрода. Электроды могут быть плоские, цилиндрической формы и в виде прямых или изогнутых стержней. Баллон заполнен инертным газом (неон, аргон или смесь их с гелием), находящимся под низким давлением (несколько мм ртутного столба).
Рис. 1
Одни из электродов лампы является катодом, другой - анодом. У ламп, предназначенных для работы на переменном токе, каждый электрод является поочередно анодом и катодом.
Соберем простую установку в соответствии со схемой, показанной на рис. 2, из источника питания, потенциометра R1 и вольтметра с пределом измерения 150 В, включенного параллельно неоновой лампе Л1.
Рис. 2
В качестве источника питания можно использовать батарею или маломощный выпрямитель, дающий постоянное напряжение не ниже 80 в.
Пока напряжение на электродах лампы мало, газовый промежуток между электродами является изолятором. По мере перемещения движка потенциометра влево (по схеме) напряжение на электродах лампы постепенно увеличивается. При определенном для данной лампы напряжении в ней возникает тлеющий разряд, при этом внутреннее сопротивление лампы резко уменьшается, а ток через нее возрастает. Напряжение, при котором в лампе возникает тлеющий разряд, называется напряжением зажигания. Величина его зависит от состава и давления газа в лампе, материала и формы электродов, и расстояния между электродами.
Возникновение тлеющего разряда можно объяснить следующим образом. В газе даже при обычной температуре часть молекул будет ионизирована, то есть в газе среди нейтральных молекул будут существовать электроны и положительные ионы - молекулы газа, потерявшие часть электронов.
При подаче на электроды лампы постоянного напряжения между ними создается электрическое поле. Электроны движутся в этом поле к положительному электроду - аноду, а положительные ионы к отрицательному электроду - катоду. Если напряженность электрического поля между электродами лампы достаточно велика, электроны приобретают такую скорость, что при столкновении с молекулой газа ионизируют ее; в свою очередь ноны, бомбардируя катод, выбивают из него новые электроны. В результате ионизации газ становится электропроводным, но в отличие от металлов, где ток создастся электронами, здесь в создании тока участвуют как электроны, так и ионы.
Ввиду того, что молекулы газа как при ионизации, так и при рекомбинации (восстановлении иона в нейтральную молекулу в результате захвата электрона) могут испускать свет, газ вблизи катода начинает светиться. Цвет свечения может быть красным или красно-оранжевым в зависимости от состава газа.
При прохождении через неоновую лампу переменного тока свечение наблюдается у обоих электродов.
Площадь свечения зависит от силы тока через лампу. С увеличением тока в работу включаются все новые участки катода и площадь свечения расширяется. Напряжение на электродах лампы при этом сохраняется почти постоянным до тех пор, пока свечением будет охвачен весь катод.
Неоновая лампа - индикатор наэлектризованности тела . Определить, заряжено ли тело, можно не только электрометром, но и неоновой лампой. При приближении вывода электрода неоновой лампы к наэлектризованному телу, например, к стеклянной или эбонитовой палочке, наэлектризованной трением, в лампе возникает тлеющий разряд. Держать лампу следует за вывод второго электрода.
При помощи неоновой лампы можно убедиться, что во время работы школьной электрофорной машины электризуются только секторы из порошка алюминия, нанесенные на диски,- для этого следует поднести лампу к сектору диска. Если лампу поднести к диску между секторами, лампа не зажжется.
Неоновая лампа - указатель полярности . Пользуясь тем, что свечение возникает у катода, то есть электрода, находящегося под отрицательным потенциалом, можно при помощи неоновой лампы определить полярность источника постоянного тока. Для этого лампу подключают к выводам источника тока и определяют, какой электрод лампы при этом светятся.
Предварительно, подключая неоновую лампу к источнику постоянного тока, полярность которого известна, нужно точно установить, как электроды лампы присоединены к цоколю.
Неоновая лампа - указатель фазового провода . В квартиру введены два провода электросети. Один из них соединен с землей, его называют нулевым проводом. Прикосновение к нему безопасно. Другой провод, называемый фазовым, находится под полным напряжением относительно земли и прикосновение к нему может оказаться опасным для жизни. Отличить эти провода один от другого можно при помощи пробника с неоновой лампой (рис. 3).
Рис. 3
Пробник можно вмонтировать в изготовленную из прозрачной пластмассы рукоятку отвертки, при этом один электрод лампы через резистор R1 соединяют с лезвием отвертки, другой электрод подключают к металлическому кольцу, одетому на рукоятку отвертки.
Прикосновение лезвием отвертки к нулевому проводу не вызывает зажигания лампы, в случае прикосновения к фазовому проводу лампа зажжется. Отвертку следует держать так, чтобы был обеспечен контакт между рукой и металлическим кольцом.
Неоновая лампа - сигнализатор о перегорании предохранителя . При перегорании плавкого предохранителя - "пробки" приходится поочередно вывертывать из гнезд все предохранители в поисках перегоревшего. Если же параллельно каждому предохранителю включить неоновую лампу и резистор R1 (рис. 4), то при перегорании предохранителя напряжение сети через включенные электроприборы и резистор R1 окажется приложенным к неоновой лампе, вызывая ее зажигание.
Рис. 4
Неоновая лампа - индикатор напряжения сети . В течение суток напряжение электрической сети обычно изменяется в некоторых пределах. Вечером, когда общее число электроприборов, включенных в сеть, увеличивается, напряжение несколько падает. Днем, когда нагрузка сети мала, напряжение становится нормальным или несколько выше нормы.
Для некоторых приборов, например, телевизора или радиоприемника, изменение напряжения сети не должно превышать определенных значений во избежание выхода их из строя. Контролировать напряжение сети можно с помощью вольтметра, но лучше это делать при помощи индикатора напряжения, выполненного на неоновых лампах.
Схема индикатора показана на рис. 5.
Рис. 5
В сеть переменного тока с напряжением 220 в включены два делителя напряжения из резисторов R1, R2 и R3, R4. Неоновые лампы Л1 и Л2 типа МН-3 включены параллельно резисторам R1 и R3. Сопротивления резисторов R1 и R2 выбраны так, что падение напряжения на резисторе R1 оказывается достаточным для зажигания лампы Л1, когда напряжение сети равно минимально допустимому (200 в). Падение напряжения на резисторе R3 должно быть равно напряжению зажигания лампы Л2, когда напряжение сети увеличится до максимально допустимого (230 В).
Следовательно, если напряжение сети находится в допустимых пределах, горит одна лампа Л1. Если ни одна из ламп не горит, значит, напряжение сети недостаточно для нормальной работы телевизора, горение же обеих ламп свидетельствует о повышении напряжения выше установленных пределов, в обоих случаях телевизор необходимо отключить от сети.
Читайте и пишите полезные
§ 139. Неоновая лампа
Неоновая лампа - это газоразрядная лампа (рис. 205), в которой образуется тлеющий электрический разряд. Она представляет собой баллон 1 из стекла, наполненный смесью газов неона, гелия и аргона.
Внутри баллона помещаются два металлических электрода 2
и 3
, находящиеся на некотором расстоянии один от другого.
Электроды соединяются с цоколем лампы 4
, а лампа - с сетью через патрон.
Неоновые лампы выбираются по напряжению сети (127 - 220 в
), по напряжению, при котором возникает электрический разряд (60 - 550 в
), а также по наибольшему допустимому току (от 0,2 - 30 ма
).
Срок службы неоновых ламп 100 - 1000 ч
. Они имеют длину от 28 - 90 мм
и диаметр 7 - 56 мм
. Неоновые лампы можно включать как в цепь переменного, так и постоянного тока. У ламп, включенных в цепь переменного тока, свечение наблюдается попеременно у обоих электродов и частота вспышек равна удвоенной частоте переменного тока. При включении их в цепь постоянного тока свечение наблюдается только у одного электрода.
Неоновая лампа светится и в том случае, когда к ней не подключен источник электрической энергии. Если поместить неоновую лампу в сравнительно сильное электрическое поле, то в ней начинается процесс ионизации, возникает электрический разряд и она начинает светиться.
Напряжение погасания неоновой лампы всегда меньше напряжения, необходимого для зажигания, на несколько единиц или десятков вольт. Неоновые лампы применяются как индикаторы, определяющие наличие постоянного или переменного напряжения. Их можно использовать для измерения величины напряжения. Если известно напряжение зажигания данной лампы, то при включении ее в электрическую цепь она будет светиться лишь в том случае, когда подаваемое напряжение будет не меньше напряжения зажигания.
Неоновую лампу применяют иногда в генераторах, создающих пилообразное напряжение. На рис. 205, в приведена схема генератора с неоновой лампой и график пилообразного напряжения. Лампа включена последовательно с сопротивлением r
0 и к ней параллельно подключен конденсатор С
. При подключении напряжения к зажимам цепи конденсатор заряжается через сопротивление r
0 и напряжение на нем постепенно возрастает. Когда с течением времени напряжение конденсатора U
к достигает значения U
з, необходимого для зажигания неоновой лампы, последняя зажигается. После этого начинается разряд конденсатора через лампу, который продолжается до тех пор, пока напряжение на нем не понизится до напряжения погашения лампы U
п. Тогда лампа гаснет и снова происходит подзарядка конденсатора.
При вторичном достижении U
к, равным U
з, лампа вновь загорится и конденсатор опять начнет разряжаться до момента, когда напряжение на конденсаторе станет равным и лампа вновь погаснет. Далее процесс будет повторяться.
Частота колебаний напряжения в цепи такого генератора зависит от величины емкости С
, сопротивления r
0 , и напряжения зажигания и гашения лампы, а также от напряжения источника электрической энергии, подводимого к генератору. Изменением величин r
и С
можно изменять частоту генератора от нескольких герц до десятков килогерц.
Неоновая лампа используется на производстве в приборах для определения числа оборотов вращающихся осей и валов механизмов и станков. Такие приборы называются стробоскопическими тахометрами
.
Работа этих приборов основана на стробоскопическом эффекте. Сущность такого эффекта заключается в том, что деталь, скорость которой хотят определить, освещается неоновой лампой, зажигающейся с определенной частотой. Когда частота вспышек равна или кратна скорости вращения детали, то она в свете вспышек кажется неподвижной. Допустим, что мы хотим определить скорость вращения вала. Для этого на его торец необходимо наклеить стробоскопический диск, разделенный на четыре сектора: два черных и два белых.
Пустив в ход вал, включаем неоновую лампу, питаемую переменным током определенной частоты, и освещаем ею стробоскопический диск. Если при этом диск, наклеенный на вал, будет перемещаться в сторону его вращения, то это укажет на его повышенную скорость. Когда перемещение стробоскопического диска направлено в сторону, обратную вращению вала, то скорость его мала. Если диск будет казаться неподвижным, это будет означать, что скорость вала нормальная. Таким образом, с помощью такого устройства можно быстро определить скоростной режим того или иного механизма и принять меры для его регулирования.
На полках магазина можно увидеть выключатели с подсветкой. Но не каждый захочет производить замену обычного установленного выключателя. А искать его в темноте тоже не хочется.
Выключатели, имеющие подсветку, подключаются тем же образом, что обычные. Любой человек, желающий прекратить ночные поиски выключателя, сможет доработать его даже не зная элементарных вещей по электрике. Прочтите статью и вы поймете, что все просто. Выключатель можно дополнить светодиодом по самым простым схемам. Отличие схем не только в комплектации, но и характеристике. К примеру, схема выключателя на светодиоде может не заработать по той причине, что установлена светодиодная лампа в светильники. Энергосберегающие лампы могут мерцать, тускло светиться при темном свете. Давайте рассмотрим недостатки и достоинства каждой схемы.
Схема подсветки выключателя на светодиоде и сопротивлении
Как правило, для подсветки выключателя достаточно установить светодиод по схеме, приведенной ниже.
Если выключатель «Выключен», ток движется через R1(любого типа, от 100 до 150 кОм), затем через светодиод VD2 (светится). VD2 защищен от пробоя напряжением диодом VD1. Для хорошего свечения подойдет R1, ток которого 3 мА. Если свет светодиода слишком слабый, нужно уменьшить сопротивление. VD1, VD2 –любой тип и цвет свечения. Чтоб самостоятельно рассчитать параметры применяемого резистора, следует вспомнить закон силы тока. Подсветка на светодиоде используется в случае, если установлен светильник с лампой накаливания. В случае если стоит энергосберегающая лампа, можно заметить мерцание, мигание в темноте. Если светильник использует светодиоды для освещения помещения, то такая схема работать не будет из-за того, что сопротивление в светильнике слишком велико. И создать его в выключателе очень трудно. Схема простенькая, но у нее есть недостаток – потребление 1 кВт*ч в месяц. Вот схема.
Концы, смотрящие вниз, подключаются к клеммам. Эта схема на скрутках и подойдет она тем, кто не имеет паяльник. Но лучше пропаять места скруток и заизолировать их и резистор.
Схема подсветки выключателя на светодиоде и конденсаторе
Чтоб увеличит КПД свечения, в схему можно включить конденсатор, а ток резистора R1 сократить до 100 Ом.
Отличие этой схемы от предыдущей в том, что конденсатор служит заменой резистору R1. R1 (100 – 500 Ом; 0,25 Вт) в свою очередь выступает в роли ограничителя тока заряда.
Из недостатков — большие габариты, из плюсов — малые энергозатраты, 0,05 Вт*ч в месяц.
Схема подсветки выключателя на неоновой лампочке
Такая схема лишена тех недостатков, которые присутствуют в вышеописанных схемах. Большим плюсом является то, что она подходит для светильников как на энергосберегающих и светодиодных лампах, так и лампах накаливания.
При разомкнутом выключателе ток движется через газоразрядную лампу HG1, которая светится и сопротивление R1 (любая мощность, но не менее 0,25 Вт; 0,5-1 Мом).
Газоразрядные неоновые лампы представлены широким ассортиментом, выбрать можно любую. На фото показаны лампа и резистор, имеющий номинал 200 кОм. Она была изъята из выключателя удлинителя компьютера «Пилот». Она встраивается в любой выключатель без дополнительной доработки. Такие лампы можно найти в электрочайниках, прибор с индикацией.
Такие лампы повсюду. Вы удивились? Все светильники дневного света используют стартер, это и есть неоновая лампа, встроенная в цилиндричный корпус. Какое количество стартеров в светильнике, такое и количество ламп. Чтоб извлечь ее оттуда, поверните цилиндр против часовой стрелки. Так же в корпусе имеется конденсатор, подавляющий помехи. При изготовлении подсветки он не нужен.
Если стартер был изъят из поломанного светильника, проверьте работоспособность лампы. Неонку лучше брать от стартеров нового типа, так как в старых стекло темнеет, что приводит к тусклому свечению.
Внимание! Прежде чем работать с выключателем, отключите питание электроэнергии. Если у вас возникла проблема с габаритами резистора, то есть он оказался большим и не помещается, замените его несколькими параллельно включенными малых размеров.
Когда резисторы соединены параллельно, мощность, которая рассеивается на одном резисторе, будет равна мощности, которая поделена на их количество. Их величина станет меньше и будет равняться величине, которая поделена на количество. К примеру, нам требуется резистор на 1 Вт, 100 кОм.
Переведем килоОмы в Омы, получим 1 кОм равен 1000 Ом. Следовательно, этот резистор можно заменить двумя, включенными в цепь последовательно, мощность каждого 0,5 Вт и номинал 50 кОм.
Если соединение параллельное, расчет проводится этим же способом. Отличие в том, что номинальное напряжение резистора равно значению, которое умножено на их количество. Например, чтоб заменить резистор на 100 кОм тремя меньшими, сопротивление каждого должно составлять 300 кОм. Во время монтажа конденсатор либо резистор следует подключать к фазному проводу. Это все потому, что токи, которые протекают через детали схемы, не выше пары миллиампер. Поэтому, специальных требований к качеству имеющихся контактов не предъявляется. Если коробок, в который будет вмонтирована схема, выполнен из металла, нужно позаботиться об изоляции проводов.
Во время установки выключателя навредить чему-то не получится, потому, как светильник выступает в роли ограничителя тока. Самое худшее, что может произойти, это выход из строя элементов, которые вы будете устанавливать. К примеру, если вы возьмете резистор с номиналом 100 Ом вместо 100 кОм, либо вообще его не установите.
Пошаговая инструкция по установке в выключатель подсветки
Нионки могут, как иметь цоколь, так и быть без него. У вторых выводы напрямую выходят из колбы. Следовательно, вид монтажа отличается.
Установка в выключатель неоновой лампочки с гибкими выводами
Обычно, длинны выводов, которые торчат из лампочки, не хватает для того, чтоб соединить их клеммами к выключателю, поэтому нужно их удлинить куском медного проводка. Применяемый провод может иметь как одну жилу, так и множество. Лучше всего припаять эти провода к выводам лампочки.
Прежде чем приступить к пайке, нужно зачистить провода и залудить эти места припоем. Потом соединить провода с припуском не менее 5 мм и спаять.
После пайки не забудьте заизолировать место, надев изоляционную трубочку или обкрутив пару витков изоляционной ленты.
Чтоб было удобно производить дальнейший монтаж, на конце проводка, который был припаян, при помощи круглогубцев создается кольцо, за которое будет закреплен вывод выключателя.
Как правило, производители делают выключатели белого цвета. На его фоне отлично видна подсветка и ночью и сверлить дополнительное отверстие под светодиод не потребуется.
Затем, припаиваем резистор к второму выводу лампы. А уже к нему кусочек провода по той же схеме, что и первый. Он нужен нам для подключения второго вывода выключателя.
Со вторым выводом проделываем похожую операцию. Изолируем место пайки трубочкой или изоляционной лентой, скручиваем колечко и присоединяем к второму выводу выключателя.
Подсветка смонтирована, подключена к электрической проводке. Работа почти завершена, нужно лишь сделать клавишу для включения подсветки.
Установка в выключатель неоновой лампочки с цоколем
Использование патрона для подсветки дело лишнее. Так как срок службы лампочки значительно больше, чем срок действия выключателя. Следовательно, вместо применения патрона просто припаиваем цоколь к проводам.
Для этого снимаем изоляцию с проводов, лудим их паяльником и делаем маленькие петли. После этого припаиваем к выводам на лампе.
От центрального контакта цоколя отходит провод, к нему необходимо припаять резистор на расстоянии 2-3 см от цоколя. Выводы делаются нужной длины, на их конце скручиваются петельки. Такую же операцию проводим со вторым выводом резистора.
Резьбовая часть цоколя, а так же резистор подлежат изолированию. Это делается при помощи изоляции либо термоусаживающей трубочки.
Либо предлагаю свой способ изоляции.
Многим знакома полихлорвиниловая трубочка. ЕЕ часто применяют при изоляции провода. Для того, чтоб кусочек трубки (кембрик) не слазил, его внутренний диаметр должен быть меньше, чем сам провод. Проблема возникает, в том, что такой кембрик трудно найти.
Существует не хитрый способ. Если подержать кембрик около 15 минут в ацетоне, он размягчится и легко оденется на деталь, которая превышает внутренний диаметр в 1,5 раза. Так мною были заизолированы новогодние лампы на гирлянду.
После того, как ацетон полностью испариться, кембрик примет свой первоначальный вид и плотно закрепится на проводе, цоколе лампы. Снять его не удастся, разве что опять применить ацетон для размачивания. Этот способ – аналог трубки для термоусадки, с тем отличием, что применять нагрев не требуется.
После всех проведенных работ подсветка устанавливается в коробку выключателя и подсоединяется к контактам.
Выключатели электроприборов с подсветкой
Выключатели, имеющие подсветку можно заметить на переносках, обогревательных приборах, электроприборах. Зачастую, такая подсветка состоит из неоновой лампы и резистора. Однажды довелось произвести ремонтные работы удлинителя «Пилот». В нем была треснувшая клавиша, которая выпала и не давала возможность его включить.
После того, как выключатель был разобран, я удивился. Токоограничивающего резистора в нем не было. Неоновые лампы не подключаются в ток 220 В без резистора, который служит ограничителем тока. Такой прибор в первые моменты работы выйдет из строя. На фото можно увидеть клавишу со стороны крепления неоновой лампы и лицевой.
Сопротивление, которое я промерял между выводом лампы и пружиной, равнялось 150 кОм. Этот выключатель имеет интересную конструкцию. Резисторы, а их два, установлены в отверстия в клавишах, прижаты пружиной к выводам лампы, что обеспечивает хороший контакт. Эти пружины прижимают подвижные контакты, находящиеся в выключателе. Когда выключатель включен, напряжение поступает на неоновую лампу.
Применение схемы подсветки для индикации
Подсветка служит еще для того, чтоб можно было отследить, работоспособен ли выключатель или нет. Если подсветка горит, а свет не включился, выключатель вышел из строя. Если же не работает подсветка, сгорела лампочка индикации.
Вариант схем подойдет для индикации любых приборов, электрических цепей. Допустим, при подключении лампы к предохранителю можно узнать, когда он сгорит. Если электроприбор не имеет индикации, ее можно встроить. Таким образом, легко будет отслеживать, работает ли прибор.
В продаже имеются выключатели с подсветкой, но заменять уже установленный без подсветки и еще исправный, редко кто соберется.
Потратив полчаса времени, желающий улучшить комфорт ночной жизни сможет дополнить выключатели в своей квартире подсветкой самостоятельно, даже не имея навыков электрика.
Установить выключатель подсветкой можно по одной из предлагаемых схем. Схемы отличается не только комплектацией, но и техническими характеристиками. Например, схема на светодиоде может не работать, если в светильнике установлены светодиодные лампы. А энергосберегающие лампы могут мерцать или слабо светиться в темноте. Рассмотрим подробно достоинства и недостатки каждой из схем.
Схема подсветки выключателя на светодиоде и сопротивлении
В настоящее время в выключатели для подсветки устанавливаются, как правило, светодиоды, включенные в выключателе по ниже приведенной электрической схеме.
Когда выключатель находится в положении «Выключено» ток проходит через сопротивление R1, далее через светодиод VD2, который светится. Диод VD1 защищает VD2 от пробоя обратным напряжением. R1 любого типа мощностью более 1 Вт, номиналом от 100 до 150 кОм. При указанном на схеме номинале R1, ток протекает около 3 мА, что вполне достаточно для хорошо заметного свечения в темноте. Если же свечение светодиода будет недостаточным, то величину сопротивления нужно уменьшить. VD1 любого типа, VD2 любого типа и цвета свечения. Для того, чтобы разобраться в теории и самостоятельно рассчитать величину и мощность резистора то нужно ознакомившись со статьей «Закон силы тока» .
Схему подсветки выключателя на светодиоде можно устанавливать, если в светильнике используется лампочки накаливания . Если стоят компактные люминесцентные (энергосберегающие), то не исключено, что в темноте Вы можете заметить их слабое свечение или мигание. Если в светильнике установлены светодиодные лампочки , то подсветка, сделанная по этой схеме может даже не работать, так как сопротивление светодиодной лампочки очень большее и ток достаточной силы для свечения светодиода может не создаться. В темноте возможно слабое свечение светодиодной лампочки. Схема очень простая, но имеет большой недостаток, потребляет много электроэнергии, около 1 кВт×часа в месяц. Вот так выглядит смонтированная схема.
Осталось только подсоединить к клеммам выключателя концы, которые смотрят вниз. Если Вы не допустили ошибки при монтаже, то схема сразу заработает. Я специально выложил фото на скрутках для тех, у кого нет возможности пропаять соединения паяльником. Для надежности и безопасности нужно все же пропаять скрутки и покрыть изолентой голые провода и резистор.
Схема подсветки выключателя на светодиоде и конденсаторе
Для повышения КПД подсветки в выключателе можно в электрическую схему установить дополнительный конденсатор, уменьшив при этом номинал резистора R1 до 100 Ом.
Эта схема отличается от выше приведенной применением в качестве токоограничивающего элемента вместо резистора, конденсатора С1. R1 тут выполняет функцию ограничения тока заряда конденсатора. Сопротивление R1 можно применять от 100 до 500 Ом мощностью от 0,25 Вт. Вместо простого диода VD1 можно установить светодиод, такой же, как и VD2. КПД схемы не изменится, а светить будут сразу оба светодиода с одинаковой яркостью.
Достоинством схемы с конденсатором – малое энергопотребление, около 0,05 кВт×часа в месяц. Недостатки схемы такие же, как у выше представленной и в дополнение большие габаритные размеры.
Схема подсветки выключателя на неоновой лампочке (неонке)
Схема подсветки выключателя на неоновой лампочке (неонке) лишена недостатков, присущих выше представленных схемам подсветки на светодиодах. Такая схема подсветки выключателя подходит для выключателей люстры и любых других видов светильников, с установленными в них как лампочками накаливания, так и энергосберегающих люминесцентных и светодиодных ламп.
Когда выключатель разомкнут ток течет через сопротивление R1, газоразрядную лампочку HG1 и она светится. R1 любого типа мощностью более 0,25 Вт, номиналом от 0,5 до 1,0 МОм.
На фотографии Вы видите собранную схему подсветки выключателя, проще которой не бывает. Достаточно последовательно с неоновой лампочкой любого типа включить резистор и схема готова.
Где взять неоновую лампочку
Неоновые газоразрядные лампочки (неонки) представлены широким рядом и можно использовать любую доступную из них. Обратите внимание, слева на фото газоразрядная лампочка с резистором номиналом 200 кОм, вынутая из вышедшего из строя выключателя компьютерного удлинителя, которые еще называют Пилот. Ее с успехом можно монтировать в любой выключатель без дополнительных хлопот по поиску комплектующих. Такие же лампочки с резистором устанавливают в электрочайниках , и других электроприборах для индикации включенного состояния. По центру фотоснимка неожиданно оказался Малогабаритный Тиратрон (триод) с Холодным катодом МТХ-90. Справедливости ради скажу, что тиратрон МТХ-90 в моём бра светит не один десяток лет.
Неоновые лампочки (неонки) окружают нас практически везде. В удивлены? Во всех старых светильниках с лампами дневного света используется стартер, это настоящая неоновая лампочка, помещенная в цилиндрический корпус. Для того, чтобы его извлечь из корпуса светильника, нужно цилиндр немного повернуть против часовой стрелки. Сколько в светильнике ламп дневного света, столько и стартеров. В стартере параллельно неоновой лампочке еще подключен конденсатор, он служит для подавления помех и при изготовлении индикатора не нужен.
Если стартер взят от старого светильника, прежде чем применить неоновую лампочку, не поленитесь проверить ее. Надо до монтажа подключить лампочку по вышеприведенной схеме. Лучше неонку брать из нового стартера, так как в старых стекло колбы лампочки изнутри, как правило, покрывается темным налетом и будет хуже видно свечение. Лампочка из стартера может быть с успехом использована при самостоятельном изготовлении индикатора фазы .
Готовый комплект подсветки для установки в настенный выключатель можно взять из неисправного современного электрического чайника . Как правило, в большинстве моделей имеется индикатор нагрева воды. Индикатор представляет собой неоновую лампочку, с которой последовательно включен токоограничивающий резистор и эта цепь включена параллельно ТЭНу . Если в Вашем хозяйстве завалялся неисправный электрический чайник, то неоновую лампочку с резистором можно извлечь из него и вмонтировать в выключатель.
На фотографии три неоновых лампочки от электрических чайников. Как видно светят они довольно ярко, поэтому в темноте будут в выключателе видны с большого расстояния.
Если внимательно присмотреться к изолирующим трубкам, надетым на места соединения выводов неоновой лампочки с проводами, то можно заметить на одной из трубок утолщение. В этом месте находится токоограничивающий резистор. Если трубку разрезать вдоль, то откроется картина, как на этой фотографии.
Пошаговая инструкция по установке в выключатель подсветки
При выполнении работ с выключателем необходимо отключить подачу электроэнергии!
Неоновые лампочки бывают с цоколем и без цоколя, у которых выводы выходят прямо из стеклянной колбы. Поэтому и способ их монтажа несколько отличается.
Установка в выключатель неоновой лампочки с гибкими выводами
Как правило, длины выводов у неоновой лампочки (неонки) или светодиода недостаточно для непосредственного подключения к клеммам выключателя и поэтому их надо удлинить отрезком медного провода. Эля этих целей подойдет как одножильный, так и многожильный провод любого сечения. Соединение провода с выводом лучше всего выполнить пайкой .
Перед пайкой выводы неоновой лампочки и концы проводника необходимо зачистить от окислов и залудить с помощью паяльника припоем. Затем примкнуть на длину не менее 5 мм и пропаять припоем.
Затем место пайки и вывод неоновой лампочки нужно заизолировать, надев на них изоляционную трубку. Можно просто навить пару витков изоляционной ленты.
Для удобства пайки конец припаянного проводника формируется с помощью круглогубцев в колечко и закрепляется на вывод выключателя.
Клавиши или крышки настенных выключателей обычно делают из белой пластмассы и свет от неоновой лампочки (неонки) или светодиода хорошо через них проходит. Его достаточно для видимости клавиши выключателя в темноте. Поэтому сверлить отверстие в выключателе против места установки подсветки не нужно.
На припаянный резистор тоже надевается изоляционная трубка или его изолируют изоляционной лентой. Конец вывода формируется в колечко и закрепляется на втором выводе выключателя.
Схема подсветки выключателя смонтирована, выключатель подключен к электропроводке, осталось только установить клавишу и работу можно считать законченной.
Установка в выключатель неоновой лампочки с цоколем
Использовать патрон для подсветки нецелесообразно, так как срок службы неоновой лампочки (неонки) больше срока службы выключателя, да и места в коробке мало. Поэтому целесообразнее присоединить цоколь к схеме с помощью пайки.
Для этого нужно снять с проводов изоляцию, залудить оголенные концы и сделать небольшие петельки. Затем припаять к местам пайки выводов лампочки на цоколе.
К проводу, отходящему от центрального контакта цоколя, на расстоянии 2-3 см припаивается резистор. Выводы резистора нужно укоротить и сделать на концах петельки для провода. Ко второму выводу резистора тоже припаивается провод.
Резьбовую часть цоколя и резистор необходимо заизолировать. Это можно сделать с помощью термоусаживающейся трубки, изолирующей ленты или предлагаемым мною способом.
Многие хорошо поливинилхлоридную (ПВХ) трубку, которую часто применяют для изоляции проводов. Чтобы отрезок трубки (кембрик) не сползал, внутренний диаметры должен быть чуть меньше, чем изолируемая пайка. Всегда возникают сложности с поиском кембрика подходящего диаметра.
Но если кембрик подержать минут 15 в ацетоне, то он делается эластичным и легко надевается на деталь, превышающую его внутренний диаметр в полтора раза. Так я изолировал в далеком прошлом лампочки в самодельной новогодней гирлянде.
После испарения ацетона, кембрик опять возвращает свой исходный размер и плотно обтягивает цоколь лампы. Снять кембрик уже не возможно, разве если повторно размочить ацетоном. Такой способ изоляции является аналогом термоусаживающейся трубки, только не требуется нагрева.
После проведения подготовительных работ подсветка размещается в коробке выключателя и подключается к его контактам.
Если места для размещения резистора недостаточно или под рукой нет нужного по мощности, то резистор можно заменить несколькими меньшей мощности, включив их последовательно или параллельно.
При последовательном соединении резисторов одинакового сопротивления мощность, рассеиваемая на одном резисторе, будет равна расчетной мощности, деленной на количество резисторов, а их величина, уменьшится и будет равна расчетной величине, деленной на количество резисторов. Например, по расчету требуется резистор мощностью 1 ватт и номиналом 100 кОм. 1 кОм=1000 Ом. Этот резистор можно заменить двумя включенными последовательно резисторами мощностью 0,5 ватт номиналом по 50 кОм.
При параллельном соединении резисторов одинакового сопротивления мощность рассчитывается, как и при последовательном соединении, а номинал каждого резистора должен быть равен расчетному значению, умноженному на количество соединенных параллельно резисторов. Например, для замены одного резистора 100 кОм тремя, сопротивление каждого должно быть 300 кОм.
При монтаже схемы резистор (конденсатор) подключать только к фазному проводу выключателя. Так как токи, протекающие через элементы схемы, не превышают нескольких миллиампер, то особых требований к качеству контактов не предъявляется. Если коробка с выключателем, в которую будет монтироваться подсветка металлическая, то необходимо исключить возможность касания токопроводящих проводников ее стенок.
Что-либо испортить при установке подсветки в настенный выключателя невозможно, как сам светильник является ограничителем тока. Самое плохое, что может произойти, это выход из строя монтируемых элементов при допущении грубых ошибок. Например, светодиод включить без токоограничивающего резистора, или номинал резистора ошибочно вместо 100 кОм взять 100 Ом.
Калькулятор для расчета
параметров токоограничивающего резистора
При самостоятельной установке в выключатель подсветки на светодиоде или на неоновой лампочке необходимо определить величину и мощность токоограничивающего сопротивления. Расчет можно выполнить по формулам, но гораздо удобнее рассчитать параметры резистора по специальному калькулятору. Достаточно ввести параметры и получить готовый результат. Калькулятор может быть полезен и для выбора резистора в выключателе с подсветкой заводского изготовления, в случае выхода резистора из строя.
Справка. На светодиоде падение напряжения лежит в пределах 1,5-2 В, на неоновой лампочке падает 40-80 В. Необходимый минимальный ток, при котором гарантируется свечение светодиода, составляет 2 мА, неоновой лампочки – 0,1 мА. Эти данные можно использовать при расчетах на калькуляторе, если неизвестны параметры светодиода или неоновой лампочки.
При выборе сопротивления возникает необходимость в определении его номинала по цветовой маркировке. Онлайн калькулятор поможет решить этот вопрос.
Выключатели электроприборов с подсветкой
В выключателях на переносках и удлинителях, тепло обогревателях и других электроприборах часто устанавливают выключатели с подсветкой. В них обычно вмонтирована неоновая лампочка с резисторами. Пришлось однажды ремонтировать удлинитель типа Пилот, в котором выпала и треснула клавиша управления включателем.
Когда разобрал выключатель, то не обнаружил токоограничивающего резистора, чем был очень удивлен. Неоновые лампочки недопустимо подключать в электрическую сеть 220 В без ограничения тока. Сразу же выйдет из строя. На левой фотографии вид клавиши со стороны установки неоновой лампочки, а справа, обратная сторона этой же клавиши выключателя.
Измерял сопротивление между пружиной и выводом неоновой лампочки, оно составило 150 кОм. В этом выключателе применили интересное конструктивное решение, два резистора номиналом по 150 кОм установили в отверстия клавиш и пружиной прижали их к выводам неоновой лампочки, обеспечив надежный контакт. Сами пружины осуществляют прижим подвижных контактов в выключателе, с которых, когда выключатель находится в положении Включено, и подается питающее напряжение на неоновую лампочку.
Применение схемы подсветки для индикации
Подсветка выключателя выполняет еще одну дополнительную полезную функцию – индицирует о работоспособности выключателя и исправности лампочки. Если подсветка работает, а свет не включается, значит, неисправен выключатель. Если подсветка не работает, следовательно, перегорела лампочка.
Любой из выше представленных вариантов схем можно применять для индикации исправности приборов или электрических цепей. Например, если подключить параллельно предохранителю , то в случае его перегорании индикатор засветится. Если в электроприборе нет штатного индикатора включенного состояния, то подключив индикатор сразу после выключателя, вы сможете всегда видеть, включен ли прибор. При монтаже в розетке (подключается параллельно токоподводящим проводам) Вы будете знать, находится розетка под напряжением, или нет.
