Lampade al plasma: come sono disposte e funzionano

Una vista straordinaria è una lampada al plasma. Un bulbo di vetro sigillato con un singolo elettrodo ad alta tensione installato all'interno, circondato da un gas inerte a pressione quasi atmosferica.

L'alta tensione (da 2000 a 5000 V) viene fornita all'elettrodo della lampada da uno dei terminali dell'avvolgimento secondario di un trasformatore di impulsi che funziona a una frequenza di 30-40 kHz, che è installata all'interno dell'alloggiamento della lampada di plastica. Un trasformatore di lampada al plasma è simile a un trasformatore di linea, che può essere trovato su un vecchio monitor o un televisore a tubo a raggi catodici.

L'alta tensione ionizza le molecole di gas (di solito al neon) all'interno del bulbo - si scopre il plasma, da cui il nome della lampada - "lampada al plasma". Scariche multiple, simili a piccoli lampi, sono generate dallo spostamento di ioni gas.

Il colore di questi fulmini che danzano attorno all'elettrodo all'interno del bulbo può essere diverso, a seconda del tipo di gas che compongono la miscela con cui viene riempito il bulbo. Per quanto riguarda la lunghezza del fulmine, dipende dal potenziale dell'elettrodo e dal grado di scarico del gas che riempie il pallone.

Come puoi vedere, non esiste un filamento incandescente, quindi la durata di tali dispositivi è limitata solo dalla qualità dell'elettronica installata nella base della lampada e dall'accuratezza del suo proprietario.

Il consumo di lampade al plasma decorative dipende dalle dimensioni della lampadina e di solito non supera i 20 watt. Le lampade al plasma sferiche e coniche più comuni oggi sul mercato hanno dimensioni non superiori a 30 cm.

Esistono lampade al plasma con manopole per regolare la potenza fornita al "fulmine danzante": alla potenza più bassa, all'interno della lampada si forma un solo filo luminoso sottile.

Se la potenza viene gradualmente aumentata, il filo diventerà sempre più luminoso, infine, quando un filo viene traboccato con l'energia fornita attraverso di esso, il secondo filo apparirà in quel momento e inizieranno a respingersi come le stesse cariche.

I filamenti luminosi sono sottili, poiché i campi magnetici che li circondano hanno un effetto magnetoidrodinamico come l'autofocalizzazione: il campo magnetico intrinseco del canale del plasma crea una forza che agisce sulla sua compressione.

L'inventore del primo prototipo del dispositivo, che oggi chiamiamo una lampada al plasma, era uno scienziato Nikola Tesla (1856-1943), ingegnere elettrico americano, originario dell'Impero austriaco.

Nel brevetto statunitense n. 514170 del 1894, la lampada, sebbene sia chiamata "fonte di luce elettrica", è tuttavia una differenza fondamentale rispetto a una lampada a incandescenza convenzionale. Tesla propose una lampada fondamentalmente nuova: una lampada con un elettrodo, che sarebbe stata alimentata dal trasformatore risonante ad alta tensione Tesla.

Il divulgatore dell'idea di una lampada al plasma come lampada decorativa a forma di palla (l'idea commerciale di un "globo al plasma") fu negli anni '70, l'inventore della Pennsylvania, James Falk (nato nel 1954).

Ai suoi tempi, a differenza dei tempi in cui Tesla lavorava alla sua lampada, la tecnologia di creazione di miscele di gas di varie composizioni (basate su xeno, neon e krypton) è già apparsa, consentendo di ottenere plasma di vari colori in boccette.

Il bagliore qui viene creato a causa della scarica a corona nel gas, praticamente a causa della corrente attraverso la capacità nel circuito lampada-aria-terra. Come terra per la sorgente ad alta tensione della lampada, viene utilizzato un punto di potenziale zero, che è disponibile quando il dispositivo è alimentato dalla presa.

Si ritiene che quando una persona tocca il vetro di una lampada funzionante con un dito, il flusso di energia passa attraverso il corpo, come se avesse una resistenza di 1000 Ohm e fosse collegato in serie con un condensatore di 150 pF (il vetro del bulbo agisce da dielettrico).Non uccide una persona, poiché la corrente di una lampada al plasma è abbastanza alta frequenza.

In un modo o nell'altro, a contatto con la lampada al plasma, osservare le misure di sicurezza. Il fatto è che un campo elettrico alternato agisce non solo sui fili di una sorgente di lampada ad alta tensione, ma anche all'esterno della lampadina.

Un oggetto metallico situato vicino alla lampada verrà elettrificato da un campo elettrico alternato e toccando un tale oggetto può causare una leggera scossa elettrica e persino un'ustione. Se una persona, toccando la lampada, risulta accidentalmente messa a terra, ad esempio, trattenendo la batteria, riceverà una scossa elettrica.

Inoltre, nessun dispositivo elettronico deve essere posizionato vicino a una lampada al plasma funzionante, poiché qualsiasi elettronica ha paura delle correnti elettriche indotte e si guasta facilmente se entra in un campo elettrico alternato di alta tensione, la cui fonte è l'elettrodo all'interno della lampada.