Lampy plazmowe - jak są ustawione i działają

Niesamowitym widokiem jest lampa plazmowa. Uszczelniona szklana żarówka z pojedynczą elektrodą wysokiego napięcia zainstalowaną wewnątrz, otoczona gazem obojętnym pod ciśnieniem prawie atmosferycznym.

Wysokie napięcie (od 2000 do 5000 V) jest dostarczane do elektrody lampy z jednego z zacisków uzwojenia wtórnego transformatora impulsowego pracującego z częstotliwością 30-40 kHz, który jest zainstalowany wewnątrz plastikowej obudowy lampy. Transformator lampy plazmowej jest podobny do transformatora liniowego, który można znaleźć na starym monitorze lub telewizorze z lampą katodową.

Wysokie napięcie jonizuje cząsteczki gazu (zwykle neonowe) wewnątrz żarówki - powoduje ona plazmę, stąd nazwa lampy - „lampa plazmowa”. Liczne wyładowania, podobne do małych błyskawic, są generowane przez ruch jonów gazowych.

Kolor tych błyskawic tańczących wokół elektrody wewnątrz żarówki może być różny, co zależy od rodzaju gazów, które tworzą mieszaninę, z którą żarówka jest wypełniona. Jeśli chodzi o długość pioruna, zależy to od potencjału na elektrodzie i od stopnia rozładowania gazu wypełniającego kolbę.

Jak widać, nie ma nici żarowej, więc żywotność takich urządzeń jest ograniczona tylko jakością elektroniki zainstalowanej w podstawie lampy, a także dokładnością jej właściciela.

Zużycie dekoracyjnych lamp plazmowych zależy od wielkości żarówki i zwykle nie przekracza 20 watów. Najpopularniejsze obecnie na rynku sferyczne i stożkowe lampy plazmowe mają wymiary nie większe niż 30 cm.

Istnieją lampy plazmowe z pokrętłami do regulacji mocy dostarczanej do „tańczącej błyskawicy”: przy najniższej mocy w lampie powstaje tylko jedna cienka świetlna nić.

Jeśli moc będzie stopniowo zwiększana, nić stanie się jaśniejsza i jaśniejsza, w końcu, gdy jedna nić zostanie napełniona energią dostarczoną przez nią, w tym momencie pojawi się druga nić i zaczną się od siebie odpychać jak ładunki elektryczne o tej samej nazwie.

Włókna świetlne są cienkie, ponieważ otaczające je pola magnetyczne mają efekt magnetohydrodynamiczny, taki jak autofocusing: wewnętrzne pole magnetyczne kanału plazmy wytwarza siłę działającą na jego ściskanie.

Wynalazca pierwszego prototypu urządzenia, które dziś nazywamy lampą plazmową, był naukowcem Nikola Tesla (1856–1943), amerykański inżynier elektryk, pochodzący z cesarstwa austriackiego.

W patencie USA nr 514170 z 1894 r. Lampa, chociaż nazywana jest „elektrycznym źródłem światła”, jest jednak zasadniczą różnicą w stosunku do konwencjonalnej żarówki. Tesla zaproponowała całkowicie nową lampę - lampę z jedną elektrodą, która będzie zasilana z wysokonapięciowego transformatora rezonansowego Tesli.

Popularyzatorem idei lampy plazmowej jako lampy dekoracyjnej w kształcie kuli (komercyjny pomysł „plazmy globu”) był w latach 70. wynalazca z Pensylwanii James Falk (ur. 1954).

W jego czasach, w przeciwieństwie do czasów, gdy Tesla pracował nad swoją lampą, pojawiła się już technologia tworzenia mieszanin gazowych o różnych składach (opartych na ksenonach, neonach i kryptonach), pozwalających na uzyskanie plazmy o różnych kolorach w kolbach.

Blask powstaje tutaj w wyniku wyładowania koronowego w gazie, praktycznie w wyniku prądu płynącego przez pojemność w obwodzie lampa-powietrze-ziemia. Jako uziemienie źródła wysokiego napięcia lampy stosuje się punkt zerowy potencjał, który jest dostępny, gdy urządzenie jest zasilane z gniazdka.

Uważa się, że gdy osoba dotyka palcem szklanej lampy roboczej, przepływ energii przepływa przez ciało, jakby miał oporność 1000 omów i został połączony szeregowo z kondensatorem 150 pF (szkło żarówki działa jako dielektryk).Nie zabija osoby, ponieważ prąd lampy plazmowej ma dość wysoką częstotliwość.

Tak czy inaczej, w kontakcie z lampą plazmową, przestrzegaj środków bezpieczeństwa. Faktem jest, że zmienne pole elektryczne działa nie tylko na przewody źródła lampy o wysokim napięciu, ale także na zewnątrz żarówki.

Metalowy przedmiot znajdujący się w pobliżu lampy zostanie naelektryzowany przez przemienne pole elektryczne, a dotknięcie takiego obiektu może spowodować lekki porażenie prądem, a nawet poparzenie. Jeśli osoba dotykająca lampy przypadkowo okaże się uziemiona, na przykład trzymając baterię, dozna porażenia prądem.

Ponadto żadne elektroniczne urządzenia nie powinny znajdować się w pobliżu działającej lampy plazmowej, ponieważ każda elektronika obawia się indukowanych prądów elektrycznych i łatwo ulegnie awarii, jeśli dostanie się na przemienne pole elektryczne o wysokim napięciu, którego źródłem jest elektroda wewnątrz lampy.