מנורות פלזמה - איך הם מסודרים ועובדים

מראה מדהים הוא מנורת פלזמה. נורת זכוכית אטומה עם אלקטרודה בעלת מתח גבוה אחד המותקן בפנים, מוקפת בגז אינרטי בלחץ כמעט אטמוספרי.

מתח גבוה (מ 2000 עד 5000 וולט) מסופק לאלקטרודה של המנורה מאחד המסופים של סלילה משנית של שנאי דופק הפועל בתדר של 30-40 קילו הרץ, המותקן בתוך בית המנורה הפלסטיק. שנאי מנורת פלזמה דומה לשנאי קו, אותו ניתן למצוא במוניטור ישן או בטלוויזיה בצינור קתודי.

מתח גבוה מיינן את מולקולות הגז (בדרך כלל ניאון) בתוך הנורה - מסתבר שהפלזמה, ומכאן שמה של המנורה - "מנורת פלזמה". פריקות מרובות, הדומות לברקים קטנים, נוצרות על ידי העברת יוני גז.

צבע הברקים הרוקדים סביב האלקטרודה שבתוך הנורה יכול להיות שונה, וזה תלוי בסוג הגזים המרכיבים את התערובת איתה הנורה מתמלאת. באשר לאורכו של הברק, זה תלוי בפוטנציאל האלקטרודה ובמידת הפריקה של הגז שממלא את הבקבוק.

כפי שאתה יכול לראות, אין נימה ליבון, ולכן חיי השירות של מכשירים כאלה מוגבלים רק על ידי איכות האלקטרוניקה המותקנת בבסיס המנורה, וכן על ידי הדיוק של בעליה.

צריכת מנורות פלזמה דקורטיביות תלויה בגודל הנורה ובדרך כלל אינה עולה על 20 וואט. למנורות הפלזמה הכדוריות והחרוטיות הנפוצות ביותר שקיימות כיום כיום יש מידות של לא יותר מ -30 ס"מ.

ישנן מנורות פלזמה עם ידיות להתאמת הכוח המסופק ל"ברק הרוקד ": בעוצמה הנמוכה, נוצר רק חוט זוהר דק בתוך המנורה.

אם הכוח מוגבר בהדרגה, החוט יהפוך להיות בהיר יותר, ולבסוף, כאשר חוט אחד יעלה על גדותיו באנרגיה המסופקת דרכו, החוט השני יופיע באותו הרגע, והם יתחילו להדוף זה את זה כמו אותם מטענים.

הנימים הזוהרים דקים, מכיוון שלשדות המגנטיים המקיפים אותם יש השפעה מגנטו-הידרודינמית כמו מיקוד עצמי: השדה המגנטי המהותי של תעלת הפלזמה יוצר כוח הפועל על דחיסתו.

הממציא את אב הטיפוס הראשון של המכשיר, שאנו מכנים כיום מנורת פלזמה, היה מדען ניקולה טסלה (1856-1943), מהנדס חשמל אמריקאי, יליד האימפריה האוסטרית.

בפטנט האמריקאי מספר 514170 משנת 1894, המנורה, למרות שהיא מכונה "מקור אור חשמלי", היא בכל זאת הבדל מהותי ממנורת ליבון קונבנציונאלית. טסלה הציעה מנורה חדשה מיסודה - מנורה עם אלקטרודה אחת, שתופעל משנאי תהודה מתח גבוה של טסלה.

הפופולרי של הרעיון של מנורת פלזמה כמנורה דקורטיבית בצורת כדור (הרעיון המסחרי של "כדור פלזמה") היה בשנות השבעים, הממציא מפנסילבניה, ג'יימס פלק (נולד בשנת 1954).

בתקופתו, בניגוד לתקופות בהן טסלה עבד על המנורה שלו, כבר הופיעה הטכנולוגיה של יצירת תערובות גז של קומפוזיציות שונות (המבוססות על קסנון, ניאון וקריפטון), מה שמאפשר להשיג פלזמה בצבעים שונים בבקבוקים.

הזוהר כאן נוצר בגלל פריקת הקורונה בגז, הנגרמת למעשה על ידי הזרם דרך הקיבול במעגל המנורה-קרקע. כבסיס למקור המתח הגבוה של המנורה משתמשים בנקודת פוטנציאל אפסית, הזמינה כאשר המכשיר מופעל מהשקע.

ההערכה היא שכאשר אדם נוגע בזכוכית של מנורת עבודה באצבעו, זרימת האנרגיה עוברת בגוף, כאילו הייתה לו התנגדות של 1000 אוהם והיא מחוברת בסדרה עם קבל של 150 pF (זכוכית הנורה פועלת כדיאלקטרי).זה לא הורג אדם, מכיוון שהזרם של מנורת פלזמה הוא בתדירות גבוהה למדי.

כך או אחרת, במגע עם מנורת הפלזמה, יש להקפיד על אמצעי בטיחות. העובדה היא ששדה חשמלי מתחלף פועל לא רק בחוטים של מקור מנורה מתח גבוה, אלא גם מחוץ לנורה.

חפץ מתכת הממוקם בסמוך למנורה יהפוך לחשמל על ידי שדה חשמלי מתחלף, ונגיעה בחפץ כזה יכולה לגרום להלם חשמלי קל ואפילו לכוויה. אם אדם, הנוגע במנורה, יתברר בטעות שהוא מקורקע, למשל, אוחז בסוללה, הוא יקבל התחשמלות.

בנוסף, אין למקם מכשירים אלקטרוניים בסמוך למנורת פלזמה עובדת, מכיוון שכל אלקטרוניקה חוששת מזרמים חשמליים המושרים, והיא תיכשל בקלות אם תיכנס לשדה חשמלי מתחלף של מתח גבוה, אשר מקורו הוא האלקטרודה שבתוך המנורה.