Neon-Glimmlampen

Neon-Glimmlampen (auch oft kurz NE-2) sind in mit Neongas gefüllte, kleine Glasbehälter mit zwei Metall-Elektroden, die beim Stromfluß glühen/glimmen. Sie werden oft als Leucht-Indikatoren in Haushaltsgeräten mit Netzbetrieb verwendet, z.B. Bügeleisen, Kaffeemaschinen oder in beleuchteten Netzschaltern von Mehrfachsteckdosen.

Neon-Glimmlampe NE-2
Abb.: Neon-Glimmlampe NE-2

Neon-Glimmlampen sind recht robust und werden weder durch Vibrationen, mechanische Ströße oder häufiges An- und Ausschalten beeinträchtigt. Sie können zwischen -40°C bis zu 150°C betrieben werden und sind auch unempfindlich gegenüber Spannungsschwankungen oder -spitzen. Die Lebensdauer der Neon-Glimmlampen wird oft mit bis zu 100.000 Stunden angegeben. Neben der Neon-Gasfüllung mit orange-roter Farbe kommen auch andere Füllgase zu Einsatz, um verschiedene Farben zu erzielen (z.B. weiß, grün oder blau).

Betrieb

Die Neon-Glimmlampen sind meist auf 50V bis 110V ausgelegt, so dass sie normalerweise immer mit einem Vorwiderstand in Reihe betrieben werden müssen, wenn sie an der Netz-Spannung von 240V angeschlossen sind.

Der Umgang mit (Netz-)Spannung von 240V ist lebensgefährlich und ist nicht empfohlen!
Nachbau und Betrieb der hier gezeigten Schaltungen ausdrücklich auf eigene Gefahr!

Die Stromaufnahme ist meist recht gering (0,2mA bis 3mA) und in der Regel wird ein Vorwiderstand von 10kΩ bis zu 220kΩ empfohlen. Doch bevor man willkürlich eine NE-2-Lampe mit einem zufällig gewählten Widerstand verschaltet, sollten einige Berechnungen durchgeführt werden, wie der folgende Versuch mit verschiedenen Widerständen zeigt.

Verschiedene Widerstände

Da ich bei meinen Neon-Glimmlampen nicht ganz sicher war, mit welcher Spannung sie genau betrieben werden sollten, habe ich mich entschlossen, eine kleine Versuchsreihe aufzubauen, um somit den optimalen Vorwiderstand herauszufinden.

Verwendete Bauteile

Bei der verwendeten Netz-Spannung von 240V ergeben sich für die verschiedenen Widerstände die folgenden Werte (Rechner für Ohmsches Gesetz und Leistung benutzen):

Widerstand Stromstärke Leistung
47 kΩ 5,1 mA 1,2 W
100 kΩ 2,4 mA 576 mW
220 kΩ 1 mA 240 mW
300 kΩ 800 µA 19,2 mW
680 kΩ 353 µA 8,5 mW
1 MΩ 240 µA 5,7 mW

Man sieht recht schnell, dass trotz der geringen Ströme und der hohen Widerstandswerte eine beachtliche Leistung aufgenommen wird. Die üblichen 1/4-Watt-Widerstände aus den Beiträgen können hier nicht verwendet werden, denn sie würden zu heiß oder zerstört werden (nur bei Widerstandswerten oberhalb von 300 kΩ verwendbar). Daher habe ich mich für die 1W-Widerstände entschieden, jedoch aber erst mit einem Wert von 100 kΩ angefanden, denn bei 47 kΩ übersteigt die Leistung schon die Verträglichkeit der Widerstände.

Schaltplan und Aufbau

Schaltplan
Abb.: Schaltplan für 5 parallel angeschlossene NE-2-Lampen mit jeweils verschiedenen Vorwiderständen (100 kΩ, 220 kΩ, 300 kΩ, 680 kΩ, 1 MΩ)

Die Spannungversorgung habe ich mit dem sog. HOPI-Meter durchgeführt, welches auch gleich die wichtigsten Werte anzeigt:

Aufbau der Schaltung auf dem Breadboard
Abb.: Aufbau der Schaltung auf dem Breadboard mit dem HOPI-Meter als Spannungsquelle.

Resultate

Hier kann man im Detail erkennen, wie die immer höher werdenden Widerstandswerte von links nach recht eine Abnahme der Leuchtkraft der NE-2-Lampen bewirken.
(100 kΩ, 220 kΩ, 300 kΩ, 680 kΩ, 1 MΩ)

Neon-Blinker

Um einen Schaltkreis mit einer blinkenden Neon-Glimmlampe zu bauen, werden noch zwei weitere Bauteile benötigt: eine Diode D1 und ein Kondensator C1.
Wichtig ist, dass beide Komponenten mindestens 250V aushalten können!

Verwendete Bauteile

Aufbau und Funktionsweise

Schaltplan für den NE-2-Blinker

Das Prinzip dieses Schaltkreises basiert auf einem Relaxationsoszillator. Hierbei wird der Kondensator C1 durch den Widerstand langsam aufgeladen. In unserem Fall passiert das durch den Wechselstrom mit einer Frequenz von 25Hz, da nur jede zweite Welle durch die Sperrdiode D1 den Stromkreis passieren kann. Ist C1 nun nach einiger Zeit geladen bzw. ist die Entladespannung der Neon-Glimmlampe erreicht, so kann der Strom solange durch die Lampe fließen, bis der Kondensator entladen ist.
Die Frequenz des Blinkens wird durch die Bauteile R1 und C1 bestimmt.
Vorsicht: Kondensatoren können ihre Ladung noch lange Zeit halten und sollten nach der Trennung vom Stromkreis über einen Widerstand kontrolliert entladen werden! Geladene Kondensatoren sind lebensgefährlich!

Resultat

Video: Demonstration NE-2-Blinkers (C1 = 68µF/400V; R1 = 680kΩ)
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