Neonröhre

Leuchtröhre

Spanne id="Struktur.2C_des.Betriebes.2 C_Operation ">Design, Mode of operation, Operation

Leuchtstoffröhren sind Entladungsröhren, deren Elektrode eine Glühentladung durch Hochspannung entzündet, deren expandierte Positivsäule je nach Befüllgas einfärbt. Sie ist unbeheizt und sendet daher kaum Wärmeelektronen " - die Abgabe erfolgt durch sekundäre Elektronenemission von im Kathodengehäuse beschleunigt auftretenden und mit der Katode kollidierenden Positivionen.

Diese Leuchtstoffröhren waren die ersten praxistauglichen Leuchtstoffröhren, die um 1909 von dem französischen Architekten Georges Claude entworfen wurden. Eigentlich beinhalten sie Leuchtstoffröhren als Füllgase und haben den Leuchtstoffröhren ihren trivialen Namen gegeben. Weiße Leuchtstoffröhren werden zur Ausleuchtung verwendet, wenn eine lange Nutzungsdauer wichtig ist, z.B. für die Hinterleuchtung der ersten (LCD-)Flachbildschirme oder früher für Designelemente und Lichtfelder im Innenstadtbereich.

Leuchtstoffröhren sind auch heute noch weit verbreitet in der Lichtwerbung, werden aber immer häufiger durch lichtemittierende Dioden ersetzt. Leuchtstoffröhren für die Demonstration im Physikkurs s. u. a. für Schüler. Eingegossen werden die beiden Kathoden in die Stirnseiten einer gasgefüllten, dünnwandigen Glasröhre, wobei man im fast ausschließlichen Wechselstrombetrieb immer diejenige ist.

Die Ursache ist ihre Aufgabe, Elektrone auszulösen. Der Begriff Kaltkathodenrohr heißt nicht, dass die Elektrode während des Betriebs kühl bleibt, sondern dass der Elektronenemissionsmechanismus nicht die Wärmeemission ist. Dazu müssten die Messsonden mit einem Werkstoff mit niedriger Elektronenemissionsenergie beschichtet werden, wie bei Leuchtstoffröhren, deren Standzeit durch die geringe Verdampfung dieses Werkstoffes eingeschränkt ist.

Leuchtstoffröhren hingegen funktionieren mit sekundären Elektronennetz. Durch die anliegende elektrische Feldstärke zwischen Katode und Sonde werden die im Erdgas vorhandenen Gase rasch in die jeweilige Katode geleitet. Durch die beim Einschlag freiwerdende Kraft werden in einigen Fällen zwar auch Elektronen aus der Katode freigesetzt, aber in den meisten Fällen wird sie komplett in Hitze umgewandelt, die bei höheren Stromstärken oft "kalte Kathoden" aufheizt.

Es ist ein großes Spannungsfeld direkt vor der Katode notwendig, da die Teilchen durch Kollisionen mit Gas-Atomen an Schnelligkeit und damit an Kraft einbüßen. Zugleich werden die freigesetzten Teilchen so weit von der Katode weggetrieben, dass bei Kollisionen (Kollisions-Ionisation) Gas-Atome verloren gehen, wobei sich die Anzahl der Teilchen mehrfacht.

Solange die Elektroden in der Positivsäule nicht den größten Teil des Stromes führen, bleiben die Feldstärken jedoch hoch, so dass bis dahin bereits ein beträchtlicher Teil der Arbeitsspannung, 50 bis 100 V, abfällt. Der Bereich vor der Katode wird daher als Kathodensturz bezeichnet. Bei der Positivsäule, die die verbleibende Röhrenlänge füllt, ist die Feldkraft und damit die Elektronenenergie niedriger.

Er liegt bei ca. 400 V/m für Rohre mit einem Durchmesser von 30 bis 1000 V/m bei einem Durchmesser von ca. 80 m. Die weniger häufige Stoßionisierung löst nur noch den Ladungsträgerverlust durch Umlagerung ab. Um den Verlusten im Kathodengehäuse eine geringere Bedeutung zu geben, werden in der Regel mehrere hundert V Brennspannung ausgewählt; die Entzündungsspannung ist deutlich größer.

Leuchtstoffröhren können mit einer simplen Netzdrossel in Betrieb genommen werden (bei Glühlampen ist der Kathodenabfall in der Grössenordnung der Ionisationsenergie des Erdgases und die Spannung ist bei 100 bis 200 V deutlich geringer), dies ist bei Leuchtstoffröhren nicht möglich. In der Vergangenheit wurde ein Streufeld-Transformator als Ballast für Leuchtstoffröhren verwendet. Häufig haben diese eine Art und Weise, den Arbeitsstrom zu regeln oder - wie bei Neonschildern üblich - an eine unterschiedliche Anzahl von in Serie geschalteten Rohren zu adaptieren.

Bei Stromstärken unter dem Nennstrom ist der Einsatz - wie bei anderen Kaltkathoden-Röhren - nicht kritisch, so dass Leuchtstoffröhren mit Phasenabschnittsdimmern gedimmt werden können. Heutzutage werden in der Regel EVGs nach dem Schaltnetzteilprinzip eingesetzt; diese haben in der Regel eine Einstellungsmöglichkeit für den jeweiligen Stromverbrauch. Der VorschaltgerÃ?t leistet im Stillstand eine groÃ?e ZÃ?ndspannung, die im laufenden Betrieb bis auf etwa 30 v. H. absinkt.

Der Stromverbrauch von Leuchtstoffröhren beträgt ca. 30 W/m, die Lichtleistung 30-100 lm/W. Die Funktion ist vom Ein- und Ausschaltvorgang abhängig, was für das Blinken von Neonschildern von Vorteil ist. In der Regel sind sie schaltungsmäßig als Resonanz-Push-Pull-Wandler ausgelegt, die zwei Transienten als Schaltelement verwenden. Weil Gasentladungslampen einen negativ differenzierten inneren Widerstand haben (je mehr Lichtstrom durch die Lampe fliesst, umso weniger Spannungsabfälle entstehen), müssen EVG den Ausgangstrom limitieren.

Durch den Leerlaufbetrieb von Wechselrichtern kann es zu deren Zerstörungen kommen, bei Nichtzündung haben die elektronischen Betriebsgeräte eine Selbstabschaltung. Das Kabel und die Leuchtenenden haben eine hochspannungsbeständige Isolation (meist Silikonkautschuk), die nicht beschädigt werden darf. Streufeld-Transformatoren und Wechselrichter liefern in der Regel eine erdsymmetrische und gleichstromfreie Spannung; so können EVGs für Neonröhren Erdschlüsse erkennen.

Der Farbton der Leuchtstoffröhre hängt von der Gasart ab (nicht seltene, alterungsempfindliche Gase in Klammern): Gefärbte Leuchtstoffröhren funktionieren oft wie Leuchtstoffröhren mit fluoreszierenden Farbstoffen. Leuchtstoffröhren sind mit dem Inertgas Neon befüllt und glühen entsprechend ihrem Strahlungsspektrum orange. Leuchtstoffröhren werden im Volksmund auch Leuchtstoffröhren bezeichnet - Leuchtstoffröhren hingegen beinhalten Quecksilberdämpfe und haben einen Phosphor auf der Innenseite des Glases.

Leuchtstoffröhren haben einen nicht beschichteten klar oder rotfarbig eingefärbten Kolben aus Glas. Leuchtstoffröhren werden seit langem für Leuchtwerbung (Neonschilder) und für die Beleuchtung von hohen Gebäuden genutzt, kleine Designs werden als Glühlampen bezeichnen. Leuchtstoffröhren werden auch heute noch als Leuchtwerbung und für dekorative Zwecke genutzt. Als Neon-Transformatoren, kurz NSTs, werden die für den Einsatz erforderlichen Betriebsgeräte (Streufeldtransformatoren oder Elektronikgeräte ) oft auch als NSTs oder Leuchttransformatoren bez.

Eine Neonröhre wirkt daher in der Regel leuchtend rot. Haupteinsatzgebiet von Leuchtstoffröhren ist die klassische Lichtwerbung. Bei neueren Steuergeräten wird jedoch mit einer konstanten Stromquelle gearbeitet, so dass der Helligkeitsabfall durch die automatisierte Nachregelung nicht ersichtlich ist. Ist das Röhrchen so weit veraltet, dass der Steuerbereich des Steuergerätes nicht mehr ausreichend ist, um die vorhergehende Lichtstärke zu erzielen, wird es in der Regel komplett abgeschaltet.

Dadurch kommt es zu einem abrupten Versagen; die überbrückung der Strom-Überwachung ermöglicht in der Regel einen weiteren Einsatz mit reduzierter Lichtstärke. Sie sind mit einem für den Einsatz an 12 V ausgelegten Wechselrichter ausgestattet und verfügen über Kabelanschlüsse oder eine für die Stromversorgung des Computers geeignete Steckstellen. Leuchtstoffröhren werden auch in der Moderne eingesetzt.

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