تشغيل مصابيح النيكسي ومصابيح النيون
قد تكون من اللذين لم يكن بعلمه مصابيح أو بالأحرى أنابيب تسمى مصابيح النيكسي ومصابيح النيون. تجد في هذا المقال نبذة عن هذه وتلك وكذلك عن كيفية تشغيلهم كهربائيا.
مصابيح النيكسي
مصباح النيكسي هو أحد المركبات الإلكترونية المخصصة لإظهار الأرقام أو معلومات أخرى باستعمال التفريغ الكهربائي. يمكن استعمال هذه المصابيح في صناعة العديد من الأجهزة الجميلة بما فيها أجهزة صغيرة القد كساعات اليد مثلا.
زجاج مصباح النيكسي يحتوي على شبكة سلكية تمثل قطب الآنود وكذلك على تأليفة من أقطاب الكاثود. عند تطبيق التيار الكهربائي على أحد أقطاب الكاثود يشتغل هذا الأخير ويظهر الرقم الذي يحتويه.
يوجد بداخل مصباح النيكسي غازا بضغط منخفض، وفي معظم الأحيان يحتوي مصباح النيكسي على القليل من الزئبق أو مادة الأرجون.ساعة مصنوعة من مصابيح النيكسي في يد أحد مؤسسي شركة آبل.
مصابيح النيون
مصباح النيون هو مصباح كهربائي اخترعه الفرنسي جورج كلود سنة 1911. مصباح النيون يختلف عن المصباح الكهربائي المشتعل بسلك التنجستين وعن مصباح الفلوريسنت إذ أنه يتميز عنه بأنه لا يصدر حرارة ولا يستهلك كثيراً من الطاقة لذلك تجده شائعاً في المحطات واللافتات والواجهات ومع ذلك يتفوق عليه مصباح التنجستين في وضوح الرؤية.
ويحدث في مصباح النيون تفريغ كهربائي حيث يصنع المصباح بتفريغ جو المصباح 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.طريقة عمله
يـُرسل تيار كهربائي ضعيف سواء كان تياراً مستمراً أو متناوبا داخل الأنبوب، فيتوهج بضوء أحمر برتقالي. تأليفة الغاز العادية تحتوي على 99.5% نيون و0.5% أرجون، ويتميز الأرجون بأنه يضيء عند جهد كهربائي ابتدائي منخفض عن النيون النقي. ولا بد أن يصل الجهد الكهربائي أولاً إلى الجهد الابتدائي لكي تبدأ الإضاءة. وهذا هو ما يسمى بعملية التفريغ الكهربائي.
بمجرد أن تبدأ الإضاءة ينخفض التيار الكهربائي المستهلك بنسبة 30%، وعندما يكون التيار المستخدم تياراً مستمراً فإن القطب السالب هو الذي يضيء. وعندما يكون التيار تياراً متردداً يضيء القطبان معاً. وتوهجمصباحالنيون 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 يبدو من منحنى الخواص الكهربية للأنبوب. إذ بزيادة سريان التيار في الغاز يزداد عدد الأيونات المولدة وهذه تساعد على سريان التار، هذا هو الحال بين النقطتين B، A على المنحنى حيث يتراجع الجهد U بعض الشيء. ولهذا فيجب أن تحتوي الدائرة الخارجية عل مقاومة مثلاً للحد من استمرار التيار في الارتفاع داخل الأنبوب ويحترق المصباح. وفعلا 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. العلاقة بين الجهد U والتيار i داخل مصباح النيون الاستخدامات
مصابيح 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 هو مرغوب مثل أبيض ساخن أو أبيض ناصع أو أبيض ثلجي وتعتبر هذه الخلطة من مواد هي أحد أسرار الشركات المصنعة.
الاختلاف في جودة مصابيح النيون هو في العمر الافتراضي للمصباح إضافة إلى كمية مادة الفسفور وخلطتها ضمن المصباح. مصابيح توفير الطاقة المنتشرة في الأسواق تعتمد على نفس المبدأ ولكن بطريقة مختلفة في الشكل والتصميم. عندما يكون التيار أقل من الحد الأدني لمرور التيار (جهد الابتداء) يصير وهيج التفريغ غير مستقر ومتقطع وغير متواصل بين القطبين، وهذا معناه أن المصباح أصبح قديماً. وقد استـُغلت تلك الظاهرة في ابتكار المصابيح المـُسرجة (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 هو إمكانية خروج الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجة القصيرة بعد فترة من الاستخدام وهو ما قد يكون ذا أضرار كبيرة على الجسم والعين حيث يمكن أن يسبب العمى أو سرطانات جلد (نفس مفعول أشعة الشمس الداخلة إلى الأرض من ثقب الأوزون).
الأجزاء الرئيسية
العربية
إنجليزية
فرنسيةالكمية القيمة أو الصيغة المؤقت 555
555 timer1 مصباح النيكسي أو النيون
Nixie tube or Neon tube1 IRF740 وشيعة
Coil
Bobine1 1000 uH صمام ثنائي
Diode1 UF4004 مقحل (ترانزستور)
Transistor1 BC547 مقاومة متغيرة
Potentiometer1 1 KOhm مقاومة
Resistor
Resistance1 1 KOhm 1 2.2 KOhm 1 10 KOhm 1 220 KOhm مكثف
Capacitor
Condensateur1 100 pF 1 2.2 nF 1 4.7 uF, 200 V, Polarity 1 470 uF, Polarity
الدارة الكهربائية
تقوم هذه الدارة بتوفير جهد كهربائي 170 فولط لتشغيل مصابيح النيكسي ومصابيح النيون أيضا.
يمثل المؤقت 555 قلب الدارة الكهربائية. وهذه الأخيرة مخصصة لتشغيل مصباح واحد فقط، وإذا أردت أن تشغل عدة مصابيح فعليك إنجاز عدد من الدارة مشابهة لهذه مرتبطة مع بعضها البعض على التوازي.
لا بد من قراءته
من فضلك اضطلع على المقالات الثلاث التالية ولو بنظرة خاطفة إذ أنها مهمة في تحويل الدارات الكهربائية إلى بطاقات إليكترونية بمهنية عالية وبصنع يدك فقط:
من التصميم إلى التركيب
بعد أن تحول الدارة الكهربائية إلى لوحة إلكترونية باستعمال المعلومات الواردة في لا بد من قرائته، سيبقى لك شأن صندوق الجهاز فقط. ويمكنك صنع واحد كما هو مبين لك في صور المقال.
رد مع اقتباس