ネオン管が光る理由を解説!蛍光灯との違いや仕組み。寿命は?

まとめ買いしたネオンランプ 電気電子・情報工学
通常のネオン管は写真のように抵抗とセットでパッケージ化されている

ネオン管とはそもそもなんでしょう。多くの人が光るもの全てをネオンランプ(ネオン管)と誤認しています。ネオン管が光る理由と蛍光灯の違いや仕組み。大学の研究テーマでプラズマを選考していた筆者がネオン管を光らせる方法を動作電圧や抵抗の有無について解説します。ネオン管が光る理由を理解し、DIYに活用しましょう。

ネオン管の仕組みは放電管ですので光るには約80-100Vの高電圧回路が必要になります。ネオン管は定格以上の高電圧や大電流を流さなければほぼ無限と言っていい程長寿命なデバイスです。

スポンサーリンク

ネオン管が光る理由を解説!蛍光灯との違いや仕組み。寿命は?ポイント

  • ネオン管は放電管ですので、光らせるには家庭用のAC100Vか、交流の高電圧回路が必要になります。
  • ネオン管は基本的に長寿命な光デバイスです。定格電圧・定格電流を守って使用する分には壊れる心配はほぼありません。(約80-100Vの交流電源)
  • ネオン管は本来ネオンガスを使用するものがネオンランプと呼ばれており、放電させるとネオンガスの色はオレンジから赤色に光る。
  • 蛍光灯には距離のある放電をさせる為にヒーターがあり、熱電子を飛ばすがネオン管には蛍光灯のようなヒーターは無いし、放電開始電圧も低い。
PR:このページではプロモーションを表示しています

ネオン管を光らせるのに必要な電圧と電流を解説する前に、まずはネオン管がどのようなものなのかを簡単に解説します。ネオン管とは主にガラス管に封入されたガスがネオンガスであるランプがネオンランプです。封入されるガスの種類によって発光色が異なります。一般的にネオンは赤(オレンジ)・アルゴンは紫色です。これらは正式にはガス放電管という名前が付けられていますが、一般的に総称してネオン管と呼ばれています。

ガス放電管には秋葉原のラジオデパートにしかない今は貴重品の展示品があります。昔は、ネオンランプ内に水銀を入れてガラス管内に塗布した蛍光体に電子が当たる事により緑色や青色に発光する珍しいガス放電管もありました。

ネオンランプを放電させるには通常数千ボルトの電圧が必要になりますが、ガスに圧力を加える事により動作電圧を低く出来るように設計されています。(これはガス圧と電圧に関係するパッシェンの法則によるものです)一般的なネオンランプの動作電圧は70-80V前後です。電流は3mA前後です。

ネオンランプは交流電源でも直流電源でも点灯させることが出来ます。(つまり、ネオンランプに極性はありません)

上記の事からわかるように、ネオンランプを点灯させるには少々高い電圧(80V)が必要です。乾電池や車の24Vバッテリーなどを沢山つなげれば光るでしょうが、現実的ではありません。

ネオンランプは12Vで点灯させることは出来ません。但し、3Vや12V電源でも昇圧回路等を組み合わせれば簡単に点灯させる事が出来ます。

ネオン管を光らせるのに抵抗が必要な理由は?抵抗が無いとどうなるの?

ネオン管の光る寿命はどのくらい?蛍光灯やその他のデバイスと比較してどうなのか

ネオンランプと似たような仕組みのグローランプ
ネオンランプはネオンガスが封入されているが、グローランプはアルゴンガス

ネオン管の寿命は数万時間と言われています。基本的に殆ど無限です。続いてネオン管と似たようなデバイスについて紹介します。ネオン管と似たようなデバイスは写真のようにグローランプがあります。これも放電管の一種でネオン管と似ていますが仕組みが異なります。放電色は紫ですので中に入っているガスはアルゴンガスですし、グローランプにはバイメタルという熱で変形する金属がついて居ます。放電の熱で接点がくっついたり離れたりを繰り返します。

他にも放電管には蛍光灯がありますが、これは仕組みが全く異なります。蛍光灯は放電させる距離が長いことや、放電しやすくさせる為に水銀が入っています。また、放電をしやすくするために電極部分には電子をより飛ばしやすくするためのヒーターがついて居ます。他にも、蛍光灯には水銀で発生させた紫外線を可視光に変換する為の蛍光塗料が管内壁に塗布されています。

ネオン管とかなり似たデバイスにCCFL(冷陰極管蛍光ランプ)があります。これは初期のガラゲーの照明(バックライト)として使われていました。蛍光灯のように熱電子放出機構を持たない照明で、熱電子を放出しない代わりに超高電圧300V前後での印加電圧が必要です。

ネオン管は現在では低消費電力のLEDに代わり、過去の遺物となりつつありますが制作コストが安いのでパイロットランプなどとして家庭用のスイッチのON・OFF確認用に使用されています。

ネオン管が静電気だけで光るってホント!?どうやったら光るか実験してみよう

静電気の平均的な電圧をグーグルで調べてみましょう。約3000~3万ボルトと言われています。ネオン管の動作電圧は80V前後ですので、光る事が分かります。これだけの高電圧で故障しないのは、流れる電流が一瞬だからです。

ちなみに、静電気除去グッツで触れると光るものがありますが初期のものは殆どネオン管を利用しています。