Плазменные лампы — как устроены и работают

Подробности Просмотров: 403

01.2015

Плазменные лампы - как устроены и работают

Что за чудо этот плазменный шар! И хотя в наш век квантовой физики человечество до сих пор еще по разным причинам сует пальцы в розетки, с электричеством мы знакомы не только на практике, но и по книгам!

Прочитав учебник физики, рядом с плазменной лампой ты кажешься себе покорителем молний. Однако, несмотря на уверения друзей, что «это не страшно», первое прикосновение к работающему светильнику дается все-таки с большим трудом.

  • Миниатюрные молнии, как тонкие жалящие жгуты, беспорядочно и внезапно пронизывают пространство от центра до самых стенок стеклянной сферы.
  • Сколько названий у этого декоративного светильника – плазменная лампа, плазменный шар, плазменная сфера … можно придумать и другие.

Плазменные лампы - как устроены и работают

Но эти декоративные светильники делают не только в форме шара,

Плазменные лампы - как устроены и работают

но и виде сердца, цилиндра, плоского диска и даже гантелей.

Плазменные лампы - как устроены и работают

А самый большой плазменный шар диаметром в 1 метр находится в Центре науки «Technorama в Швейцарии.

Плазменные лампы - как устроены и работают

А что такое плазма? Твердое вещество при нагревании переходит в жидкое состояние, а затем в газ. Дальнейший нагрев газа ведет к ионизации атомов газа, электроны с внешних орбит отрываются от атомов. При температуре выше 100 ОООК вещество сильно ионизировано. Это и есть плазма. Плазму называют четвертым состоянием вещества.

Так, например, Солнце генерирует плазму — «солнечный ветер», который распространяется по Вселенной. Понятие «плазмы» ввел Крукс в 1879 году для описания ионизованной среды газового разряда.

Поскольку плазма состоит из ионов и электронов, то под действием внешнего электрического поля, заряженные частицы приходят в движение, и возникает электрический ток в виде разрядов. Плазма электропроводна.

Однако при выполнении определенных условий, плазма может существовать и при более низкой температуре.

Плазменные лампы - как устроены и работают

А с чего все началось? В 18 веке М.В. Ломоносов впервые получил свечение газов при пропускании электрического тока через заполненный водородом стеклянный шар. В 1856 году Генрихом Гейслером была создана первая газоразрядная лампа с возбуждением от соленоида и было получено синее свечение трубки.

В 90-х годах 19 века сербский изобретатель Никола Тесла получил патент на газоразрядную лампу, состоящую из стеклянной колбы с одним электродом внутри. Колба была заполнена аргоном. На электрод подавалось напряжения от катушки Тесла, при этом на конце электрода появлялось свечение.

Сам Тесла назвал свое изобретение «газоразрядная трубка с инертным газом» и использовал ее исключительно для научных исследований плазмы. В 1893 году Томас Эдисон получил люминесцентное свечение. В 1894 году М.

Моор создал газоразрядную лампу, испускающую розовое свечение, наполнив ее азотом и углекислым газом. В 1901году П. Хьюитт продемонстрировал ртутную лампу, испускающую сине-зелёного свет. В 1926 году Э.

Гермер предложил покрывать внутренние стенки колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывал ультрафиолетовый излучение, испускаемое возбуждённой плазмой, в белый видимый свет. Э.Гермер был признан изобретателем лампы дневного света.

Во второй половине 20 века исследователи Б. Паркер и Дж. Фолк получили оригинальное свечение плазменных шаров, наполняя их различными смесями инертных газов. Эти плазменные шары в то время получили названия «светящиеся скульптуры» и «земные звезды». Именно в те годы декоративные плазменные светильники и приобрели современный вид.

Как устроен светильник «плазменный шар»?

Прозрачная стеклянная сфера установлена на подставке и заполнена смесью инертных газов под низким давлением. Шарик в середине сферы служит электродом. В цоколь лампы встроен трансформатор, который выдает на электрод переменное напряжение в несколько киловольт с частотой около 20-30 кГц.

Плазменные лампы - как устроены и работают

  1. Вторым электродом является окружающая стеклянная сфера или даже сам человек, если он прикасается к шару.
  2. Изменяя состав газов внутри шара, можно получить «молнии» разных оттенков.

Когда Вы включаете лампу, возникает свечение в виде многочисленных электрических разрядов.Молнии направлены по силовым линиям электрического поля. Если дотронуться пальцем до стекла, меняется электрическое поле внутри лампы, и электрические разряды смещаются в сторону контакта пальца со стеклом.

Особенно впечатляет работа плазменного шара в темноте.

Плазменные лампы - как устроены и работают

Как работает плазменный шар? Плазменный шар является газоразрядной трубкой (лампой) с инертным газом, в которой в результате ионизации газа можно наблюдать светящуюся плазму. Несмотря на различные конструкции декоративных светильников принцип действия их одинаков.

При включении лампы носители зарядов (ионы и электроны), образующиеся в газе в результате фотоэмиссии, начинают ускоренно двигаться вдоль линий силового поля лампы. В результате ударного возбуждения и рекомбинации возникает характерное для данного газа свечение, наблюдается тлеющий разряд. Для возникновения и поддержания газового разряда в трубке требуется наличие электрического поля.

Плазменные лампы - как устроены и работают

Вот прекрасное описание физики плазменного шара из книги «Динамика и информация», авт. Б.Б. Кадомцев – физик, академик АН СССР: «Плазменный шар наполнен светящимися движущимися змейками.

Каждая змейка — это плазменное образование типа слабо светящегося шнурового разряда.

Такой разряд называется тлеющим: он развивается между металлическим шаровым электродом, расположенным в центре всего устройства, и слабо проводящей металлизированной поверхностью стеклянного шара при не очень большом электрическом токе в газе низкого давления.

Каждая змейка разряда, а их может быть одновременно до двух десятков, в среднем вытянута в радиальном направлении.

Плазменные лампы - как устроены и работают

Но она, как живая, все время немного изгибается и колеблется, имея несколько периодов изгиба вдоль своей длины. На каждом из своих концов змейка имеет своеобразный трезубец, который как маленькая кошачья лапка, непрерывно шевелится, собирая заряды с соответствующего электрода. Змейки-разряды находятся в беспрерывном движении.

Кроме не прекращающегося извивания, каждая из змеек медленно поднимается вверх, очевидно в результате конвекции. Собираясь в верхнем положении, змейки попарно сливаются между собой, и, таким образом, часть из них постоянно исчезает.

Напротив, в нижней части устройства непрерывно рождаются новые змейки, они множатся, расщепляясь надвое, и поднимаются вверх, чтобы там исчезнуть. Вся эта картина, несмотря на свою сложность, качественно легко может быть понята с физической точки зрения.

Разумеется, теоретически гораздо проще представить себе абсолютно симметричный тлеющий разряд между внутренним и внешним электродами.Однако такой разряд неустойчив: из-за разогрева газа и понижения его локальной плотности с соответствующим понижением электросопротивления электрическому току выгоднее протекать по сравнительно узким каналам-трубкам.

Разряд распадается на плазменные шнуры. Будучи более легкими, эти шнуры всплывают вверх под действием силы Архимеда. А взаимодействие шнуров с потоками газа и между собой приводит к образованию сложно организованной картины змеек, напоминавшей мифологическую голову медузы Горгоны. Можно понять, почему на концах каждой змейки образуются кошачьи лапки.

Если проводимость электродов невелика, то прямо напротив разряда плотность поверхностного заряда становится меньше и концу змейки с противоположным по знаку зарядом удобно расщепиться и перебегать от точки к точке, собирая поверхностный заряд.

Плазменный шар завораживает и притягивает к себе кажущейся таинственностью: он похож на живое существо, осуществляющее сознательное движение. В целом образуется сложная нелинейная физическая система с хаотическим типом движения.

Для того, чтобы это движение поддерживалось длительное время, система должна быть открытой: через плазменный шар нужно непрерывно пропускать электрический ток от внешнего источника. Змейки существуют только вследствие локального разогрева внутри шнурового разряда.

Другими словами, внутри шнура газ должен подогреваться, а в целом все устройство находится при комнатной температуре. Избыточное тепло передается в воздух через стеклянную оболочку, т.е.

плазменный шар превращает часть электрической энергии в тепло, которое рассеивается затем в окружающем пространстве». Что можно и чего нельзя делать с плазменной лампой?

Можно без опаски прикасаться к стеклу работающего плазменного шара. «Наложением рук» на плазменный шар можно манипулировать молниями.

Если на плазменную лампу положить металлический предмет, вроде монеты, можно получить удар током или ожог, возникает электрическая дуга и прожигает стекло насквозь.

Если намочить поверхность лампы водой, то электрические разряды даже выходят за пределы стеклянного шара на несколько миллиметров. Они достаточно сильны и могут вызвать ожог.

Одновременное прикосновение к лампе и к заземленному предмету приводит к поражению электрическим током.

Если к работающей плазменной лампе просто, держа в руке, поднести неоновую, люминесцентную или любую другую газоразрядную лампу, то она начнёт светиться, т.к. в металлическом объекте, расположенном вблизи плазменного шара, индуцируется ЭДС. Высокая напряженность электрического поля вблизи плазменной лампы может создавать помехи в работе электронной аппаратуры.

Если плазменная лампа включена достаточно долго, то появляется запах озона.

Современные газоразрядные лампы, применяемые для освещения, устроены намного разнообразнее и сложнее, чем декоративный светильник «плазменный шар».

Однако все газоразрядные лампы работают на основе электрических разрядов в газах, и их с полным основанием можно назвать плазменными. Это и широко распространенные люминесцентные лампы.

  • В них электрический разряд происходит в парах ртути, в результате возникает невидимое ультрафиолетовое излучение, которое затем преобразуется люминофорным покрытием в видимый свет.
  • Это и газосветные лампы, где мы видим свет самого газового разряда.

Это и электродосветные лампы, в которых светятся электроды, возбуждённые газовым разрядом.

Плазменные лампы — как устроены и работают

Удивительное зрелище — плазменная лампа. Герметичная стеклянная колба с установленным внутри единственным высоковольтным электродом, окруженным инертным газом под почти атмосферным давлением.

Высокое напряжение (от 2000 до 5000 В) подается к электроду лампы от одного из выводов вторичной обмотки импульсного трансформатора, работающего на частоте 30-40 кГц, который установлен внутри пластикового корпуса лампы. Трансформатор плазменной лампы похож на строчный трансформатор, какой можно встретить в старом мониторе или телевизоре с электронно-лучевой трубкой.

Высокое напряжение ионизирует молекулы газа (обычно это неон) внутри колбы — получается плазма, отсюда и название светильника — «плазменная лампа». Множественные разряды, похожие на маленькие молнии, порождаются движущимися ионами газа.

Цвет этих молний, танцующих вокруг электрода внутри колбы, может быть различным, что зависит от вида газов, входящих в состав смеси, которой колба заполнена. Что касается длины молний, то она зависит от потенциала на электроде и от степени разряженности заполняющего колбу газа.

Читайте также:  Такой привычный обогреватель, а сколько опасностей: как уберечься от пожара

Плазменные лампы - как устроены и работают

Как видите, здесь нет нити накаливания, поэтому срок службы подобных устройств ограничен лишь качеством электроники, установленной в основании лампы, а также аккуратностью ее владельца.

Потребление декоративных плазменных ламп зависит от размеров колбы и обычно не превышает 20 Вт. Наиболее распространенные сегодня на рынке сферические и конические плазменные лампы имеют габариты не более 30 см.

  • Встречаются плазменные лампы с ручками регулировки мощности, подаваемой на «танцующие молнии»: при наименьшей мощности внутри лампы формируется только одна тонкая светящаяся ниточка.
  • Если мощность постепенно повышать, то ниточка станет все ярче и ярче, наконец, когда одна ниточка окажется переполнена подаваемой через нее энергией, в этот момент появится вторая ниточка, и они станут отталкиваться друг от друга подобно одноименным электрическим зарядам.
  • Светящиеся нити тонки, так как окружающие их магнитные поля оказывают магнитогидродинамический эффект типа самофокусировки: собственное магнитное поле плазменного канала создают силу, действующую на его сжатие.
  • Изобретателем первого прототипа устройства, которое мы сегодня называем плазменной лампой, был ученый Никола Тесла (1856-1943), американский инженер-электрик, уроженец Австрийской империи.

В патенте США №514170 от 1894 года лампа хоть и названа «электрическим источником света», тем не менее принципиальное отличие от обычной лампы накаливания налицо. Тесла предложил принципиально новую лампу — лампу с одним электродом, которая бы питалась от высоковольтного резонансного трансформатора Тесла.

Популяризатором идеи плазменной лампы как декоративного светильника в форме шара (коммерческая идея «плазменный глобус») стал в 1970-е году изобретатель из Пенсильвании Джеймс Фалк (1954 г.р.).

В его время, в отличие от времен когда Тесла работал над своей лампой, уже появилась технология создания газовых смесей различного состава (на основе ксенона, неона и криптона), позволяющих получать в колбах плазму разнообразных цветов.

Свечение здесь создается благодаря коронному разряду в газе, практически обусловленному током через емкость в цепи лампа-воздух-земля. В качестве земли для высоковольтного источника светильника используется точка нулевого потенциала, доступная при питании устройства от розетки.

Плазменные лампы - как устроены и работают

Считается, что когда человек прикасается пальцем к стеклу работающей лампы, то поток энергии идет через тело, как если бы оно имело сопротивление 1000 Ом и было включено последовательно с конденсатором емкостью 150 пф (стекло колбы выступает в роли диэлектрика). Человека не убивает, поскольку ток плазменной лампы достаточно высокочастотный.

Так или иначе, контактируя с плазменной лампой соблюдайте меры безопасности! Дело в том, что переменное электрическое поле действует не только в проводах высоковольтного источника лампы, но и за пределами колбы.

Расположенный вблизи лампы металлический предмет станет электризоваться переменным электрическим полем, и коснувшись такого предмета можно получить слабый удар током и даже ожег. Если же человек, прикасаясь к лампе, случайно окажется заземлен, например держась за батарею, он получит удар током.

Кроме того, вблизи работающей плазменной лампы не следует располагать никакие электронные устройства, ведь любая электроника боится индуцированных электрических токов, и легко выйдет из строя, попав в переменное электрическое поле высокой напряженности, источником которого выступает электрод внутри лампы.

Андрей Повный

Какие фары лучше: галоген, ксенон, диоды

Наши дороги (там, где они есть) освещают сегодня три принципиально разных источника света. И часто у владельца есть выбор – но что выбрать? Авто24 знает ответ.

Но если честно, прямого ответа нет – все наши выводы будут с определенными оговорками. А это помимо прочего значит, что и галоген, и ксенон, и светодиоды все еще остаются равноправными конкурентами.

Лампы накаливания – галогенки

Самый старый свет – это лампа накаливания с колбой, заполненной газом-галогеном. Именно благодаря ему придуманный почти 150 лет назад прибор продолжает соответствовать современным требованиям.

Почему фары светят плохо?

Нить вольфрама в газовой среде можно раскалять до более высокой температуры, и она светит ярко и долго, достигая ресурса в 500 – 1000 часов. Газ также возвращает сорвавшиеся с нити частицы вольфрама “на место”, не давая им оседать на стекло колбы и поэтому свет лампы долго не тускнеет.

Старые добрые галогенки не сдаются: конструкторы ведущих компаний доводят их характеристики до современных кондиций

У самых современных ламп применяется кварцевое стекло и высокое давление газа в колбе, и это еще больше повышает характеристики галогенок. При этом отработанные за полтора столетия технологии позволяют держать цену на эти лампочки низкими.

Исходя из сказанного, таким светом до сих пор комплектуется половина всех автомобилей в Европе.

Так что если на вашей машине стоят еще хорошие фары под галогенки, стоит просто комплектовать их хорошими фирменными лампами и не гнаться за некими новомодными поделками.

Газоразрядные лампы – “ксенон”

Свет в таких лампах излучает дуга – плазменный промежуток между двумя электродами.

Такие лампы намного ярче галогенок, устройство их само по себе несложное, но требует особой культуры производства, к тому же такой лампе нужен электронный блок розжига. Но самое главный недостаток ксенонового света – его высокая цена.

Даже низкокачественный комплект no name стоит в разы дороже “галогенок”, а фирменные лампы – долговечные и с правильной геометрией дуги – дороже уже на порядок.

Плазменные лампы - как устроены и работают
Плазменные лампы - как устроены и работают

Газоразрядные лампы дают луч в полтора раза сильнее галогенок, но ксенон нельзя устанавливать в фары, созданные для галогенок

Еще один недостаток, также очень существенный для условий Украины – ксенону нужна своя собственная оптика, с повышенной температурной стойкостью и геометрией. Поскольку в нашей стране увязать два последние обстоятельства практически невозможно, получить хороший газоразрядный свет на машине без штатного ксенона невозможно.

До лампочки: как узнать, сколько бензина в резерве у твоего автомобиля

Ксеноновые лампы устроены несложно, но это впечатление обманчиво. Кроме того, в обычных фарах их возможности не реализовать

Имейте в виду, что ксеноновые лампы непонятного происхождения освещают дорогу не лучше, а чаще хуже хороших галогенок – хотя яркость у них поначалу и будет выше. К тому же газоразрядные лампы, установленные в “галогеновые” фары слепят других водителей – и встречных, и попутных.

LED – светодиоды

Полупроводниковые источники света прогрессируют на глазах, и вот фары с LED-лампочками встречаются уже в автомобилях среднего ценового сегмента. Увы, как показывают тесты в лабораторных и дорожных условиях, порой это лишь красивый маркетинговый ход для топовых комплектаций: на недорогих машинах LED-свет зачастую хуже галогенового.

Сделать LED-лампу, источник света которой попадет точно в фокус обычной “галогеновой” фары, смогли лишь несколько производителей

Дело в том, что светодиоды лучше показывают себя не в обычных фарах, а в матричных и им подобных – то есть тех, где электроника управляет работой нескольких ярких диодов, включая и выключая нужные. Качественные светодиоды служат очень долго – до 100 тыс. часов, а еще они потребляют в разы меньше мощности, чем два других типа.

Очень важно, что фирменные светодиодные лампы адекватно работают в фарах, спроектированных под обычные галогенки – но таких ламп существует очень мало (фактически есть лишь два производителя).

Однако, правильные LED-лампы дороги (хоть и дешевле ксенона), и будучи установленными в “галогеновые” фары все-таки могут слепить других водителей из-за высокой яркости.

Хуже того, в продаже представлено много no name LED-ламп, цоколь которых подходит в обычные фары галогенового типа, однако практически ни одна из них не подходит к таким фарам по оптическим параметрам.

Поскольку производителям массовой LED-продукции не удается сделать полный аналог лампы-галогенки из-за проблем с размерами кристалла полупроводника — обычно он намного больше вольфрамовой спирали галогеновой автолампы, и не попадает в фокус оптики штатной фары. Поэтому такие фары, переделанные из галогеновых на LED, формируют неправильный луч, и дорогу освещают хуже, и других водителей ослепляет.

Рекомендация Авто24

Если говорить об абсолютной эффективности, газоразрядные лампы остаются на сегодня лучшими: они дают самый яркий свет. Но если учитывать остальные факторы – цену, конструкцию фар и необходимость вспомогательных устройств – то и у других двух типов проявляются весьма весомые плюсы.

Один тип получается более доступным, другой – более перспективным, третий можно сделать многофункциональным. Поэтому мы бы не стали говорить о том, что лучше – галогенки, ксенон и светодиоды в отдельности от конкретных фар и автомобилей.

Собственно, мы и выбираем свет для автомобиля, а не как отдельный источник, не так ли?

Подготовка к зиме: готовим машину и себя

Плазменная лампа

Шаровидная плазменная лампа
Плазменные лампы различной формы и цвета свечения
У этого термина существуют и другие значения, см. Плазменная лампа (значения).

Пла́зменная ла́мпа — декоративный прибор, состоящий обычно из стеклянной сферы с установленным внутри электродом. На электрод подаётся переменное высокое напряжение с частотой около 30 кГц. Внутри сферы находится разреженный газ (для уменьшения напряжения пробоя). В качестве наполнения могут выбираться разные смеси газов для придания «молниям» определённого цвета. Теоретически, срок службы у плазменных ламп может быть весьма продолжительным, поскольку это маломощное осветительное устройство, не содержащее нитей накаливания и не нагревающееся в процессе своей работы. Типичная потребляемая мощность 5—10 Вт.

Плазменная лампа — изобретение Николы Теслы (1894 год).

Меры предосторожности

Касание плазменной лампы рукой

При обращении нужно соблюдать меры предосторожности: если на плазменную лампу положить металлический предмет, вроде монеты, можно получить слабый удар током, при условии, что человек заземлён.

Читайте также:  Как устроен и работает датчик дождя

Значительное переменное электрическое напряжение может индуцироваться лампой в проводниках даже сквозь непроводящую сферу. Прикосновение одновременно к лампе и к заземленному предмету, например, к батарее отопления приводит к удару электрическим током.

Аналогично, надо стараться не помещать электронные приборы рядом с плазменной лампой. Это может привести не только к нагреванию стеклянной поверхности, но и к существенному воздействию переменного тока на сам электронный прибор.

Электромагнитное излучение, создаваемое плазменной лампой, может наводить помехи в работе таких приборов, как цифровые аудиопроигрыватели и подобные устройства. Если к работающей плазменной лампе на расстоянии 5—20 см держа в руке поднести неоновую, люминесцентную (в том числе и неисправную, но не разбитую) или любую другую газоразрядную лампу, то она засветится.

История

Плазменные лампы - как устроены и работаютВоспроизвести медиафайл Плазменный шар в действии

В патенте U.S. Patent 0 514 170 («Электрический источник света», 6 февраля 1894) Никола Тесла описал конструкцию плазменной лампы. Тесла описал лампу,
состоящую из стеклянной колбы с единственным электродом внутри. На электрод подавался ток высокого напряжения от катушки Тесла, в результате чего на конце электрода появлялось свечение, известное как коронный разряд.
Тесла назвал своё изобретение «Одноконтактная лампа», а позже «Газоразрядная трубка».

Современный вид светильника плазменный шар получил благодаря изобретателю и ученому Джеймсу Фалку[en]. Он конструировал необычные светильники и продавал их коллекционерам и научным музеям в 1970-х годах.

Технология создания газовых смесей, используемая при изготовлении современных плазменных шаров, была недоступна во времена Николы Теслы. В современных светильниках используется смесь инертных газов, таких как ксенон, криптон, неон. Благодаря этому разряды в современных плазма-шарах имеют различные оттенки.

См. также

  • Трансформатор Тесла
  • Плазма

Литература

  • Tesla, Nikola (1892). «Experiments with Alternate Currents of High Potential and High Frequency».

Плазменные лампы. Виды и устройство. Работа и применение

Понятие плазменные лампы сочетает в себе два типа устройств, которые имеют схожий принцип работы, но совершенно отличаются по предназначению.

Первая разновидность представляет собой декоративный светильник, в котором бушуют видимые электрические разряды. Второй тип приборов является источником света, так же как и лампочки накаливания, светодиодные и пр.

Осветительные устройства создают свет в результате нагревания пара плазмы, за что и получили свое название.

Декоративные плазменные лампы

Это светильники, представляющие собой стеклянную сферу с расположенным внутри электродом. На него подается переменное высокое напряжение, частота которого превышает 30 кГц.

В результате внутри шара создается видимый электрический разряд напоминающий молнию. При касании к поверхности лампы разряды притягиваются к подушечкам пальцев, что создает интересные визуальные эффекты.

При этом игры с такой лампой полностью безопасны при условии постановки ног на диэлектрический коврик.

Как устроены плазменные лампы

Данный прибор был изобретен известным ученым, работающим в сфере изучения электричества, Николой Теслой. Устройство появилось в 19 веке, после чего начало применяться в развлекательных представлениях.

Лампа до сих пор интересна зрителям, но благодаря более широкому распространению мало для кого уже является чем-то совершенно необычным.

Сейчас такие устройства предлагаются по вполне доступным ценам в виде декоративных светильников.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Переменное напряжение частотой в 30 кГц подается на электрод находящийся внутри стеклянной прозрачной сферы. В самой сфере располагается разреженный газ, который уменьшает напряжение пробоя.

Для этого могут применять различные смеси, состав которых позволяет менять расцветку электрических вспышек. В зависимости от состава газа разряды могут быть синими, желтыми, розовыми или зелеными. Подаваемое на электрод напряжение формирует плазменный светящийся разряд.

В качестве второго электрода, на который и отправляется разряд, применяется сама окружающая среда или любой предмет, прикасаемый к стеклянной емкости.

Поскольку в данной конструкция отсутствует нить накаливания, то при условии сохранения герметичности устройство способно работать практические вечно. Главным недостатком таких приборов является их повреждение в результате сильного перегрева. При долгой работе лампы она способна перегреваться, что негативно сказывается на герметичности колбы, заполненной специализированным газом.

Несмотря на столь яркую демонстрацию электрического пробоя, плазменные лампы потребляют очень мало энергии. Бытовые устройства, предназначенные для развлечения или применения в качестве ночника, сжигают примерно 10 ватт энергии в час.

Правила пользования лампой

Для безопасного использования лампы требуется соблюдение определенных правил:

  • Запрещено прикладывать к шару металлические предметы. Металл притягивает разряд, который может быть достаточно сильным, чтобы расколоть стеклянную поверхность. При этом в определенных условиях, если человек будет прикасаться к металлическому предмету, уложенному на поверхность лампы, то сможет получить слабый электрический удар.
  • Продолжительность работы лампы не должна превышать более 2 часов. Долгое применение способно вызывать нежелательный перегрев, что является серьезным испытанием для стеклянной колбы. Как следствие лампа может перестать работать, или формируемые в ней разряды могут выходить за пределы стеклянной оболочки, нанося электрические удары.
  • Запрещено прикасаться одновременно к лампе и заземленным предметам, проводящим ток. Примером такого касания может быть контакт со стеклянной колбой одной рукой, а второй с батареей отопления. В результате такого действия электрический разряд способен пройти сквозь стекло, поэтому будет нанесено слабое электрическое поражение.
  • Нельзя располагать вблизи работающей лампы другое электрическое оборудование. В результате взаимодействия их полей может произойти перегрев стекла, а также создаются помехи для находящегося поблизости электроприбора.
  • Лампа создает сильное электромагнитное излучение, поэтому для исключения помех к ней не нужно близко ставить аудио проигрыватели, мобильные телефоны, смартфоны и компьютеры. Ярким примером электромагнитного излучения лампы является бесконтактное свечение неоновых и люминесцентных ламп. В них появляется свет даже при приближении лампочки к плазменному шару на расстоянии 20 см.

Плазменная лампа и дети

Фактически декоративные плазменные лампы являются игрушкой, но все же это не лучший подарок для детей.

Дело в том, что при создании определенных условий такое оборудование способно выдавать довольно болезненный электрический разряд.

Для этого достаточно экспериментировать с приближением к устройству металлических элементов. Кроме этого в результате падения устройства разгерметизация колбы шара не редкость.

При желании все же предоставить ребенку такое развлечение, луче чтобы использование плазменной сферы осуществлялось в присутствии взрослых. Так же в идеале ставить перед лампой диэлектрический коврик, чтобы ребенок был полностью защищен от получения хотя и слабого безопасного, но все же немного болезненного электрического разряда.

Осветительные лампы

Плазменные лампы, предназначенные для освещения, бывают различных типов. К такому оборудованию относят 4 типа ламп:

  • Ртутные.
  • Металлогалогенные.
  • Натриевые.
  • Серные.

Большинство таких устройств имеют неестественное освещение, в котором преобладает синий или красный цвет.

Отдельные разновидности, в частности ртутные лампы, являются токсичными в случае разбивания, поэтому требуют особенной утилизации. Самой эффективной является серная лампа. Ее свет на 79% состоит из видимого спектра.

Остальные 20% представлены инфракрасным свечением, 1% ультрафиолетовым.

При изготовлении таких лампочек не используются металлические электроды. Это связано с тем, что сера не является металлом. Для того чтобы превратить в пар ее инертные газы, в лампе создаются СВЧ волны, идентичные тем что применяются в микроволновых печках.

Плазменные лампы имеют множество преимуществ над другим осветительным оборудованием:

  • Коэффициент полезного действия 85-90%, что в 9 раз выше, чем у ламп накаливания.
  • Продолжительность свечения до 50000 часов.
  • Светоотдача до 150 лм/Вт.
  • Коэффициент цветопередачи 85-100.
  • Цветовая температура свечения до 8500 К.

Сфера применения

Спектр, излучаемый такими лампами, полностью соответствует солнечному. Именно поэтому данное оборудование широко используется при устройстве теплиц.

Также высокая яркость ламп позволила их применять при освещении высоких помещений, высота потолков которых превышает 6 м.

Серные плазменные лампы часто можно встретить на территории аэропортов, вокзалов, а также на других сооружениях, где важно добиться хорошей освещенности, максимально приближенной к параметрам дневного света.

Подавляющее большинство осветительных плазменных ламп применяется в теплицах. Имеющийся в них спектр позволяет добиться хорошего роста растений. В таком свете растения могут поддерживать нормальную вегетацию в период цветения. Каждая из разновидностей осветительных ламп имеет характерные особенные свойства излучаемого спектра.

Как следствие разные оттенки света вызывают свой отклик у растений. К примеру, металлогалогенные лампочки имеют преимущественно синее свечение, которое помогает ускорить укрепление корней ранее высаженных растений. Однако синий спектр замедляет процесс цветения.

Натриевые лампочки применяются для активизации почкования, поскольку имею красный спектр, стимулирующий этот процесс.

Плазменные лампы, применяемые для освещения в теплицах, имеют значительную мощность. К примеру, светильник от компании LG серии PSH потребляет 730 Вт. При этом его светоотдача составляет примерно 80 Лм/Вт, что далеко не рекорд. Масса такого осветительного прибора вместе с балластом составляет 19 кг. Такие габариты являются не пределом тепличного оборудования, ведь у многих производителей имеется еще более тяжелые, но не столь эффективные в плане баланса между мощностью и светоотдачей устройства

Плазменные светильники многих брендов являются ремонтопригодными. Они предусматривают возможность замены отдельных комплектующих. Благодаря этому в случае прекращения свечения осветительный прибор может быть восстановлен установкой новых деталей и последующей заправкой газом.

Создаваемый плазменными светильниками свет положительно влияет на органы зрения человека, что было подтверждено рядом научных исследований. В связи с этим в последние годы многие производители начали отходить от изготовления только массивных светильников, предназначенных для теплиц, стадионов и улиц.

Более мелкие световые приборы предлагаются для установки в производственные, офисные и жилые помещения. Такое оборудование создает качественное искусственное дневное освещение.

Компактные плазменные светильники зачастую имеют более короткий ресурс, чем большие промышленные. Они служат приблизительно до 25000 часов. Наблюдается тенденция увеличения объема продаж серных светильников.

В ближайшие годы они вытеснят своего главного конкурента – металлогалогенные осветительные приборы.

Читайте также:  Как устроены и работают датчики звука (датчики шума)

Похожие темы:

Плазменная панель-принцип работы и устройство

Плазменные панели (или «плазменные дисплеи», или просто «плазмы») появились на рынке Украины еще в 1997 году. В этом году компания Fujitsu представила свою первую 42-дюймовую (107 см) плазменную панель с разрешением 852×480 пикселей и прогрессивной разверткой. Это был настоящий прорыв в области больших дисплеев.

На то время размеры LCD экранов не превышали 15 дюймов в виду технологических ограничений. И вот мечта зрителей стала реальностью и на рынке арендных услуг Украины появилась плоская плазменная панель толщиной не более 10 см, весом не более 50 кг и вполне достойным на то время разрешением экрана.

Стоимость плазменной панели в те годы составляла более 10 000 долларов, однако это нисколько не помешало ей пользоваться активным спросом именно на рынке арендных инсталляций. При этом каждый владелец домашнего кинотеатра также мечтал стать обладателем такого дисплея.

Компания Fujitsu давно вела разработки этого продукта и соответственно стала первым и на какое-то время единственным поставщиком плазменных панелей в мире. Через несколько лет аналогичные плазменные панели предложили компании Pioneer , NEC и Philips.

Принцип работы плазменной панели

Работа плазменной панели основана на свечении люминофора под воздействием ультрафиолета.  Панель плазменного дисплея состоит из огромного количества микроколб, заполненных специальным газом. При подаче напряжения на отдельную колбу газ ионизируется и излучает ультрафиолет.

Ультрафиолет, попадая на люминофор, нанесенный на внутреннюю поверхность колбы, начинает светиться одним из трех цветов (RGB).  В плазменных дисплеях отсутствует развертка. Именно по этой причине в отличие от электронно-лучевых мониторов плазменные панели не мерцают.

Панель, состоящая из колб, наполненных газом, прошита вертикальными и горизонтальными электродами для подачи напряжения, причем с лицевой стороны электроды прозрачные.  Переключением напряжения управляет специальный процессор.

Преимущества плазменной панели

Одним из главных преимуществ плазменной панели в 1997-2000 годах была возможность получить яркое качественное плоское изображение.

Второе преимущество плазменной панели – высокая контрастность изображения.

Великолепный черный цвет и высокая контрастность изображения на плазменных панелях объясняется тем, что те колбы,  на которые не подается напряжение, остаются практически черными.

Характерно, что в отличие от плазменных панелей, панели типа LCD не обеспечивают подобной контрастности изображения, поскольку сквозь выключенные ячейки LCD панели проникает свет от ламп подсветки.

Третье преимущество плазменной панели — широкий угол обзора плазменных панелей (160 градусов) по сравнению с LCD панелями ( 40 -70 градусов).

Четвертое преимущество плазменной панели — высокое качество передачи цветов и высокая скорость реакции матрицы. Качество цветопередачи плазменных панелей и в настоящее время оценивается выше, чем в LCD панелях.

  И эту оценку дают не производители в рекламных буклетах, а сотрудники компании ЛИТЕР ПЛЮС, через руки (и глаза!) которых прошел не один десяток плазменных панелей и других экранов. Да, реклама — великая сила и не трудно убедить покупателя, что новые технологии LCD лучше, чем плазменные.

Но позвольте, чем лучше? Тем, что дешевле в производстве? Да. Тем, что потребляют меньше электроэнергии? Да. Тем, что они более новые – безусловно. Тем не менее, далеко не всякая новая технология обеспечивает столь качественное изображение, как изображение на плазменных панелях.

Все это делало и делает плазменную панель идеальным устройством для многообразных арендных приложений, а также для домашнего кинотеатра, где на первом месте стоит именно качество изображения.

Недостатки плазменной панели

Недостатков у плазменной панели существенно меньше. Первый недостаток, о котором сразу же поспешили сообщить все производители жидкокристаллических дисплеев – это ограниченный ресурс работы  плазменной панели вследствие выгорания люминофора. Как заявил сам производитель Fujitsu, яркость изображения на плазменной панели сокращается в 2 раза через 30 000 часов.

Стоит отметить, что 30 000 часов — это не срок службы плазменной панели, а время, за которое яркость уменьшится в 2 раза. На практике это время достигается при ежедневной работе плазменной панели по 6 часов в течении 14 лет. Риторический вопрос: Кому нужен телевизор 14 летней давности? Второй недостаток — большее энергопотребление плазменной панели по сравнению с LCD.

Для стран со сравнительно невысокими ценами на электроэнергию это не столь актуально. Третий недостаток- эффект пост-свечения плазменной панели. Проявляется на плазменной панели, если продолжительное время показывать на ней одну и ту же картинку.

Если вы смотрели два часа канал с логотипом AAA, а затем переключились на канал с логотипом в другом месте экрана, то на темном фоне будет заметна белая тень ААА, которая растворится через 30 — 60 минут.

  В многолетней практике сотрудников компании ЛИТЕР ПЛЮС встречались примеры, когда на конкретной плазменной панели в течение нескольких месяцев статично показывали логотип одной известной компании, после чего плазма показывала этот логотип поверх любого изображения.  Этот недостаток был особенно заметен на плазмах выпуска до 2009 года.

В настоящее время усовершенствованная технология позволяет избежать этого. Следов от логотипа телеканала не остается.

Имея в своем распоряжении объективные доводы ЗА и ПРОТИВ использования плазменных панелей в арендной практике, компания ЛИТЕР ПЛЮС с уверенностью рекомендует своим заказчикам заказывать плазменные панели в аренду для следующих характерных приложений: Плазменная панель для выставочного стенда на напольной стойке, либо в составе декорации.

  • Плазменная панель на низкой наклонной стойке в качестве монитора повтора изображения перед столом президиума или трибуной докладчика.
  • Плазменные панели в центре круглого стола при проведении заседаний за круглым столом.
  • Плазменные панели на напольных стойках для повтора изображения в конференц-залах с колоннами.
  • Плазменные панели слева и справа от президиума в качестве основных экранов при количестве зрителей до 30 – 40 чел.
  • Плазменные панели на напольных стойках для повтора изображения в банкетных залах или фойе.

Список всех моделей плазменных панелей и LCD панелей которые мы предлагаем в аренду.

Синхронный перевод  Конференц-система   Аренда проектора   Аренда радиомикрофона   Аренда кликера   Аренда видеокамеры

Плазменные лампы бытового назначения

19 Янв 2018

Ещё 30 лет назад плазма рассматривалась только в фантастических фильмах. Она фигурировала в качестве четвертого состояния вещества, достигаемого только при наличии определенных граничных условий. Сейчас она активно используется в промышленности для разрезания металла, а наличие подобного оборудования никого не удивляет.

Это мощнейший источник светового излучения, что не осталось без внимания коммерческих организаций. Теперь для генерации потока не нужно устанавливать сверхмощную генераторную установку с катушкой диаметром в несколько метров. Плазменный светильник стал нормой, всё чаще входящей в обиход.

Дизайнеры со всего мира уже давно используют их в бытовых и офисных интерьерах.

Как работает это устройство

Принцип работы плазменной лампы достаточно прост, если знать элементарную физику, а также понимать общие преобразования тока при прохождении через определенные детали.

Никола Тесла изобрёл этот принцип ещё в 1894 году, но долгое время его детище не могло быть реализовано из-за отсутствия доступности базовых технологий по изготовлению деталей.

Сейчас всё это можно легко купить в магазине для радиолюбителей.

Функционирование производится при помощи газового разряда в замкнутом пространстве от тока сверхвысокой частоты. Между парой электродов возникает плазменная дуга, вызывающая яркое и эффектное свечение. Оно позволяет высвободить большое количество световой энергии.

Основные разновидности

Перечислим наиболее часто используемые типы светильников, имеющих бытовое применение:

  • Прожекторный тип. Дуга вызывает яркое белое свечение при незначительном потреблении электроэнергии всего в 5-10 ватт. Эти же устройства могут увеличиваться до больших размеров и освещения промышленных площадей, но с ростом мощности непропорционально возрастает размер устройства.
  • Декоративный тип. Он непременно ассоциируется у большинства пользователей с «молнией в баночке». Существует огромное количество вариаций в разных плафонах, что позволяет создавать волшебную атмосферу в интерьере. Существуют даже протяженные колбы, встраиваемые в стену. Их можно использоваться вместо ночника.
  • Дополнительное освещение для зимних садов и домашних оранжерей. Спектр этих ламп по кривой излучаемых частот очень близок к солнцу, что позволяет компенсировать до 70% небесного светила. Эта особенность позволяет организовать освещение даже в многоуровневых подвалах, но пользователи всё равно отдают предпочтение качественным фитолампам, основанным на светодиодах.

Пока что эти устройства сложно назвать товарами массового потребления. Сложное устройство и сравнительно большая стоимость не позволяют использовать их в каждом доме. Они отличаются особенной долговечностью, поэтому специалисты в области освещения называют их наиболее достойной заменой знаменитым натриевым лампам ДнАТ, который служат примерно в 5 раз меньше.

Меры предосторожности

Прежде, чем купить плазменную лампу, знайте, что к ней нельзя прикасаться любыми металлическими предметами, иначе можно получить сильный удар током.

Нельзя подносить её к жидкокристаллическим мониторам, иначе матрица быстро выйдет из строя или образуется так называемое слепое пятно. Также нельзя одной рукой браться за лампу, а другой – за заземление.

Известны случаи получения ощутимого удара при касании лампы, когда рядом с человеком находилась батарея.

От катушки Тесла к игрушке и украшению

Сейчас особенно популярен светильник плазменный шар. Эти устройства ещё совсем недавно стоили баснословных денег, но сейчас они часто используются в качестве ночника или развлечения для детей. Многие родители не позволяют своим чадам эту игрушку, хотя делают это напрасно.

Можно почувствовать себя настоящим повелителем молний совершенно безопасно. Напряжение достигает огромных значений, а сила тока до такой степени мала, что не приносит коже человека ни малейших ощущений. Единственным ограничением в использовании является отсутствием рядом токопроводящих приборов, иначе они могут выйти из строя.

Рядом с любым плазменным светильником обязательно будет светиться люминесцентная лампа.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector