안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
기체 방전관은 진공에 가까운 상태의 밀폐된 관에 특정 기체를 채운 뒤, 고전압을 가해 전류가 흐르면서 빛을 발산하게 만든 장치입니다. 어두운 밤거리를 화려하게 밝히는 네온사인부터 전자기기 보호용 부품까지 폭넓게 이묭되고 있습니다.
기체 방전관은 밀폐 유리관 내부를 진공에 가깝게 비운 뒤, 목적에 맞는 기체를 낮은 기압 상태로 주입한 용기입니다. 관의 양 끝에 위치하며, 전압을 걸어주기 위한 음극(-)과 양극(+) 전극이 설치되어 있습니다. 그리고 네온, 아르곤, 크세논과 같은 비활성 기체나 수은, 나트륨 등의 금속 증기가 주로 사용됩니다.
기체는 평소에 전기가 통하지 않는 절연체지만, 높은 전압을 가하면 전기적으로 활성화되어 빛을 내게 됩니다. 방출되는 빛의 파장은 기체의 원자 구조에 따라 결정됩니다. 따라서 어떤 기체를 넣느냐에 따라 발색되는 빛의 색상이 달라집니다.
이러한 발광 원리는 충전하는 기체의 종류에 따라 색상이 달라지므로 네온사인, 형광등, 크세논 램프 등 다양한 조명 기구에 폭넓게 활용됩니다. 또한 고전압이 들어왔을 때 순간적으로 전류를 통하게 하는 특성을 이용해 낙뢰로부터 회로를 보호하는 서지 보호기나 방사선 감지 센서 등 산업용 장비에도 중요한 부품으로 쓰입니다.