Λάμπες πλάσματος - πώς είναι διαρρυθμισμένες και λειτουργούν

Ένα καταπληκτικό θέαμα είναι μια λάμπα πλάσματος. Ένας σφραγισμένος γυάλινος βολβός με ένα μόνο ηλεκτρόδιο υψηλής τάσης εγκατεστημένο μέσα, περιβαλλόμενο από ένα αδρανές αέριο κάτω από σχεδόν ατμοσφαιρική πίεση.

Υψηλή τάση (από 2000 έως 5000 V) τροφοδοτείται στο ηλεκτρόδιο λαμπτήρα από έναν από τους ακροδέκτες της δευτερεύουσας περιέλιξης ενός παλμικού μετασχηματιστή που λειτουργεί με συχνότητα 30-40 kHz, το οποίο είναι εγκατεστημένο μέσα στο πλαστικό περίβλημα λαμπτήρα. Ένας μετασχηματιστής λαμπτήρων πλάσματος είναι παρόμοιος με έναν μετασχηματιστή γραμμής, ο οποίος μπορεί να βρεθεί σε μια παλιά οθόνη ή τηλεόραση με καθοδικές λυχνίες.

Υψηλή τάση ιονίζει τα μόρια αερίου (συνήθως νέον) μέσα στη λάμπα - αποδεικνύεται το πλάσμα, εξ ου και το όνομα του λαμπτήρα - "λαμπτήρας πλάσματος". Πολλαπλές εκφορτίσεις, παρόμοιες με μικρές αστραπές, δημιουργούνται από τα κινούμενα ιόντα αερίου.

Το χρώμα αυτών των λαμπών που χορεύουν γύρω από το ηλεκτρόδιο μέσα στη λάμπα μπορεί να είναι διαφορετικό, το οποίο εξαρτάται από τον τύπο των αερίων που αποτελούν το μείγμα με το οποίο γεμίζεται ο λαμπτήρας. Όσον αφορά το μήκος του κεραυνού, εξαρτάται από το δυναμικό στο ηλεκτρόδιο και από το βαθμό εκκένωσης του αερίου που γεμίζει τη φιάλη.

Όπως μπορείτε να δείτε, δεν υπάρχει νήμα πυρακτώσεως, οπότε η διάρκεια ζωής των συσκευών αυτών περιορίζεται μόνο από την ποιότητα των ηλεκτρονικών συσκευών που είναι εγκατεστημένες στη βάση της λάμπας, καθώς και από την ακρίβεια του ιδιοκτήτη της.

Η κατανάλωση διακοσμητικών λαμπτήρων πλάσματος εξαρτάται από το μέγεθος του λαμπτήρα και συνήθως δεν υπερβαίνει τα 20 watts. Οι πιο συνήθεις σφαιρικοί και κωνικοί λαμπτήρες πλάσματος στην αγορά σήμερα έχουν διαστάσεις που δεν υπερβαίνουν τα 30 cm.

Υπάρχουν λαμπτήρες πλάσματος με κουμπιά για την προσαρμογή της παρεχόμενης ενέργειας στο "κεραυνό του χορού": στη χαμηλότερη ισχύ, σχηματίζεται μόνο ένα λεπτό φωτεινό νήμα μέσα στη λάμπα.

Εάν η ισχύς αυξάνεται σταδιακά, το νήμα θα γίνει λαμπρότερο και πιο φωτεινό, τελικά, όταν ένα νήμα υπερχειλίσει με την ενέργεια που τροφοδοτείται μέσω αυτού, τότε θα εμφανιστεί το δεύτερο νήμα και θα αρχίσουν να αντιδρούν ο ένας τον άλλο σαν τα ίδια φορτία.

Τα φωτεινά νημάτια είναι λεπτές, αφού τα μαγνητικά πεδία που τους περιβάλλουν έχουν ένα μαγνητοϋδροδυναμικό αποτέλεσμα όπως αυτο-εστίαση: το εγγενές μαγνητικό πεδίο του καναλιού πλάσματος δημιουργεί μια δύναμη που ενεργεί στη συμπίεση του.

Ο εφευρέτης του πρώτου πρωτοτύπου της συσκευής, που σήμερα ονομάζουμε λαμπτήρα πλάσματος, ήταν επιστήμονας Νικόλα Τέσλα (1856-1943), αμερικανικός ηλεκτρολόγος μηχανικός, ντόπιος της αυστριακής αυτοκρατορίας.

Στην ευρεσιτεχνία US 514170 του 1894, η λυχνία, αν και ονομάζεται «πηγή ηλεκτρικού φωτός», είναι ωστόσο μια θεμελιώδης διαφορά από μια συμβατική λάμπα πυρακτώσεως. Ο Tesla πρότεινε έναν εντελώς νέο λαμπτήρα - έναν λαμπτήρα με ένα ηλεκτρόδιο, ο οποίος θα μπορούσε να τροφοδοτηθεί από τον μετασχηματιστή συντονισμού υψηλής τάσης Tesla.

Ο λαϊκιστής της ιδέας ενός λαμπτήρα πλάσματος ως διακοσμητικού λαμπτήρα σε σχήμα μπάλας (η εμπορική ιδέα ενός «πλανήτη πλάσματος») ήταν στη δεκαετία του 1970, ο εφευρέτης από την Πενσυλβανία, James Falk (γεννημένος το 1954).

Στην εποχή του, σε αντίθεση με την εποχή που ο Tesla δούλευε στον λαμπτήρα του, έχει ήδη εμφανιστεί η τεχνολογία δημιουργίας μιγμάτων αερίων διαφόρων συνθέσεων (με βάση τα ξένια, το νέον και το κρυπτόνι), επιτρέποντας την απόκτηση πλάσματος διαφόρων χρωμάτων σε φιάλες.

Η λάμψη εδώ δημιουργείται λόγω της εκκένωσης κορώνας στο αέριο, που προκαλείται πρακτικά από το ρεύμα μέσω της χωρητικότητας στο κύκλωμα του λαμπτήρα-αέρα-γείωσης. Ως έδαφος για την πηγή υψηλής τάσης της λυχνίας χρησιμοποιείται μηδενικό σημείο δυναμικού, το οποίο είναι διαθέσιμο όταν η συσκευή τροφοδοτείται από την πρίζα.

Πιστεύεται ότι όταν ένα άτομο αγγίζει το ποτήρι ενός λαμπτήρα εργασίας με το δάχτυλό του, η ροή ενέργειας περνά μέσα από το σώμα, σαν να είχε αντίσταση 1000 Ohms και συνδέθηκε σε σειρά με έναν πυκνωτή των 150 pF (το γυαλί του βολβού λειτουργεί ως διηλεκτρικό).Δεν σκοτώνει ένα άτομο, αφού το ρεύμα ενός λαμπτήρα πλάσματος είναι αρκετά υψηλό.

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, σε επαφή με τον λαμπτήρα πλάσματος, τηρήστε τα μέτρα ασφαλείας. Το γεγονός είναι ότι ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο δρα όχι μόνο στα καλώδια μιας πηγής λαμπτήρα υψηλής τάσης, αλλά και εκτός του λαμπτήρα.

Ένα μεταλλικό αντικείμενο που βρίσκεται κοντά στον λαμπτήρα θα γίνει ηλεκτρισμένο από ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο και αγγίζοντας ένα τέτοιο αντικείμενο μπορεί να προκαλέσει ελαφρά ηλεκτροπληξία και ακόμη και κάψιμο. Αν κάποιος, αγγίζοντας τη λάμπα, κατά λάθος αποδειχθεί ότι είναι γειωμένος, για παράδειγμα, κρατώντας στη μπαταρία, θα υποστεί ηλεκτροπληξία.

Επιπλέον, δεν πρέπει να τοποθετούνται ηλεκτρονικές συσκευές κοντά σε ένα λαμπτήρα πλάσματος εργασίας, διότι κάθε ηλεκτρονικό σύστημα φοβάται τα επαγόμενα ηλεκτρικά ρεύματα και θα αποτύχει εύκολα εάν εισέλθει σε ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο υψηλής τάσης, η πηγή του οποίου είναι το ηλεκτρόδιο μέσα στη λάμπα.