Плазмени лампи - как са подредени и работят

Невероятна гледка е плазмена лампа. Запечатана стъклена крушка с единичен високо напрежение електрод, инсталиран вътре, заобиколен от инертен газ под почти атмосферно налягане.

Високо напрежение (от 2000 до 5000 V) се подава към електрода на лампата от един от изводите на вторичната намотка на импулсен трансформатор, работещ с честота 30-40 kHz, който е инсталиран вътре в пластмасовия корпус на лампата. Трансформаторът на плазмена лампа е подобен на линеен трансформатор, който може да се намери на стар монитор или катодна тръбна телевизия.

Високото напрежение йонизира газовите молекули (обикновено неонови) вътре в крушката - оказва се плазмата, откъдето идва и името на лампата - "плазмена лампа". Множество разряди, подобно на малки светкавици, се генерират от движещи се газови йони.

Цветът на тези светкавици, танцуващи около електрода вътре в крушката, може да бъде различен, което зависи от вида газове, които съставляват сместа, с която е напълнена крушката. Що се отнася до дължината на мълнията, това зависи от потенциала на електрода и от степента на изхвърляне на газа, който запълва колбата.

Както можете да видите, няма нажежаема резба, така че експлоатационният живот на такива устройства е ограничен само от качеството на електрониката, инсталирана в основата на лампата, както и точността на нейния собственик.

Консумацията на декоративни плазмени лампи зависи от размера на крушката и обикновено не надвишава 20 вата. Най-често срещаните сферични и конусни плазмени лампи на пазара днес имат размери не повече от 30 cm.

Има плазмени лампи с копчета за регулиране на мощността, подавана на "танцуващата мълния": при най-ниска мощност, вътре в лампата се образува само една тънка светеща нишка.

Ако мощността постепенно се увеличава, нишката ще стане по-ярка и по-ярка, накрая, когато една нишка бъде препълнена с енергията, подавана през нея, в този момент ще се появи втората нишка и те ще започнат да се отблъскват един друг като едни и същи заряди.

Светлинните нишки са тънки, тъй като магнитните полета, които ги заобикалят, имат магнитохидродинамичен ефект като самофокусиране: вътрешното магнитно поле на плазмения канал създава сила, действаща върху неговото компресиране.

Изобретателят на първия прототип на устройството, който днес наричаме плазмена лампа, беше учен Никола Тесла (1856-1943), американски електроинженер, родом от Австрийската империя.

В патент на САЩ № 514170 от 1894 г. лампата, въпреки че се нарича "електрически източник на светлина", все пак е фундаментална разлика от конвенционалната лампа с нажежаема жичка. Тесла предложи принципно нова лампа - лампа с един електрод, която ще бъде захранвана от резонансен трансформатор с високо напрежение на Tesla.

Популяризаторът на идеята за плазмена лампа като декоративна лампа във формата на топка (търговската идея за „плазмен глобус“) е през 70-те години на миналия век изобретателят от Пенсилвания Джеймс Фолк (роден 1954 г.).

По негово време, за разлика от времената, когато Тесла работеше върху лампата си, вече се появи технологията за създаване на газови смеси от различни състави (на базата на ксенон, неон и криптон), което позволява да се получи плазма с различни цветове в колби.

Светлината тук се създава поради коронния разряд в газа, практически причинен от тока през капацитета в веригата лампа-въздух-земя. Като основа за източника на високо напрежение на лампата се използва нулева потенциална точка, която е налична, когато устройството се захранва от контакта.

Смята се, че когато човек докосне стъклото на работеща лампа с пръст, енергийният поток преминава през тялото, сякаш има съпротивление 1000 ома и е свързан последователно с кондензатор от 150 pF (стъклото на крушката действа като диелектрик).Това не убива човек, тъй като токът на плазмена лампа е доста високочестотен.

По един или друг начин, в контакт с плазмената лампа, спазвайте мерките за безопасност. Факт е, че променливо електрическо поле действа не само в проводниците на източник на лампа с високо напрежение, но и извън крушката.

Метален предмет, разположен в близост до лампата, ще се наелектризира от променливо електрическо поле и докосването до такъв предмет може да причини лек токов удар и дори изгаряне. Ако човек, докоснещ се до лампата, случайно се окаже заземен, например държи се на батерията, той ще получи токов удар.

Освен това, никакви електронни устройства не трябва да бъдат разположени в близост до работеща плазмена лампа, защото всяка електроника се страхува от индуцирани електрически токове и лесно ще се провали, ако попадне в променливо електрическо поле с високо напрежение, чийто източник е електродът вътре в лампата.