Плазмові лампи – як влаштовані і працюють

Дивовижне видовище – плазмова лампа. Герметична скляна колба з встановленим всередині єдиним високовольтним електродом, оточеним інертним газом під майже атмосферним тиском.

Висока напруга (від 2000 до 5000 В) подається до електрода лампи від одного з висновків вторинної обмотки імпульсного трансформатора, що працює на частоті 30-40 кГц, який встановлений всередині пластикового корпусу лампи. Трансформатор плазмової лампи схожий на рядковий трансформатор, який можна зустріти в старому моніторі або телевізорі з електронно-променевою трубкою.

Висока напруга іонізує молекули газу (зазвичай це неон) всередині колби – виходить плазма, звідси і назва світильника – «плазмова лампа». Множинні розряди, схожі на маленькі блискавки, породжуються рухомими іонами газу.

Колір цих блискавок, танцюючих навколо електрода всередині колби, може бути різним, що залежить від виду газів, що входять до складу суміші, якою колба заповнена. Що стосується довжини блискавок, то вона залежить від потенціалу на електроді і від ступеня розрядженого заповнює колбу газу.

Як бачите, тут немає нитки розжарювання, тому термін служби подібних пристроїв обмежений лише якістю електроніки, встановленої в підставі лампи, а також акуратністю її власника.

Споживання декоративних плазмових ламп залежить від розмірів колби і зазвичай не перевищує 20 Вт. Найбільш поширені сьогодні на ринку сферичні і конічні плазмові лампи мають габарити не більше 30 см.

Зустрічаються плазмові лампи з ручками регулювання потужності, яка подається на «танцюючі блискавки»: при найменшій потужності всередині лампи формується тільки одна тонка світиться ниточка.

Якщо потужність поступово підвищувати, то ниточка стане все яскравіше і яскравіше, нарешті, коли одна ниточка виявиться переповнена подається через неї енергією, в цей момент з’явиться друга ниточка, і вони стануть відштовхуватися один від одного подібно однойменною електричні розряди.

Сяючі нитки тонкі, так як оточуючі їх магнітні поля надають магнітогідродинамічний ефект типу самофокусіровкі: власне магнітне поле плазмового каналу створюють силу, що діє на його стиснення.

Винахідником першого прототипу пристрою, який ми сьогодні називаємо плазмової лампою, був вчений Нікола Тесла (1856-1943), американський інженер-електрик, уродженець Австрійської імперії.

У патенті США №514170 від 1894 року лампа хоч і названа «електричним джерелом світла», проте принципова відмінність від звичайної лампи розжарювання в наявності. Тесла запропонував принципово нову лампу – лампу з одним електродом, яка б харчувалася від високовольтного резонансного трансформатора Тесла.

Популяризатором ідеї плазмової лампи як декоративного світильника в формі кулі (комерційна ідея «плазмовий глобус») став в 1970-х року винахідник з Пенсільванії Джеймс Фалк (1954 р.н.).

У його час, на відміну від часів коли Тесла працював над своєю лампою, вже з’явилася технологія створення газових сумішей різного складу (на основі ксенону, неону і криптону), що дозволяють отримувати в колбах плазму різноманітних квітів.

Світіння тут створюється завдяки коронному розряду в газі, практично зумовленого струмом через ємність в ланцюзі лампа-повітря-земля. Як землі для високовольтного джерела світильника використовується точка нульового потенціалу, доступна при харчуванні пристрою від розетки.

Вважається, що коли людина торкається пальцем до скла працюючої лампи, то потік енергії йде через тіло, як якщо б воно мало опір 1000 Ом і було включено послідовно з конденсатором ємністю 150 пф (скло колби виступає в ролі діелектрика). Людину не вбиває, оскільки струм плазмової лампи досить високочастотний.

Так чи інакше, контактуючи з плазмової лампою дотримуйтесь заходів безпеки. Справа в тому, що змінне електричне поле діє не тільки в проводах високовольтного джерела лампи, а й за межами колби.

Розташований поблизу лампи металевий предмет стане електризуватися змінним електричним полем, і торкнувшись такого предмета можна отримати слабкий удар струмом і навіть опік. Якщо ж людина, торкаючись до лампи, випадково виявиться заземлений, наприклад тримаючись за батарею, він отримає удар струмом.

Крім того, поблизу працюючої плазмової лампи не слід розташовувати ніякі електронні пристрої, адже будь-яка електроніка боїться індукованих електричних струмів, і легко вийде з ладу, потрапивши в змінне електричне поле високої напруженості, джерелом якого виступає електрод всередині лампи.

Андрій повну

Ссылка на основную публикацию