Плазменный шар | izi.TRAVEL

Перед вами плазменный шар, принципиальную схему которого разработал один из величайших изобретателей 19 и 20 веков Никола Тесла в 1894 году. Современная версия плазменного шара была запатентована студентом MIT(эм ай ти ) Биллом Паркером в 1971 году. Принцип работы лампы основан на использовании тока высокой частоты (порядка 30 тысяч Гц) и напряжения ( порядка 10 тысяч В). Собственно для изучения свойств такого тока Тесла и изобрел свой шар.
Так что происходит, когда ток с такими параметрами проходит через находящуюся внутри шара смесь инертных газов? Оказывается, проходя через газ, ток ионизирует его молекулы. В результате этого образуется плазма – особое состояние газа, в котором электроны отрываются от атомов, в результате чего газ получает возможность проводить электрический ток. Каждый плазменный лучик, который вы видите, на самом деле является потоком заряженных частиц. Этот поток достигает стекла, через которое он частично утекает в окружающий воздух, ионизируя его.

Но большая часть тока утекает через стекло дальше в проводящее основание шара, которое затем соединяется с землей.
А почему, когда мы подносим руку к шару, плазменные лучи притягиваются к нам? Дело в том, что мы проводим ток, причем проводим его намного лучше, чем это делает воздух. Поэтому электрический ток начинает легко проходить сквозь нас дальше в землю. Мы при этом практически ничего не чувствуем, потому что сила тока (а именно она определяет опасность тока для нас) оказывается очень маленькой.
Интересно, что благодаря этому же эффекту так называемые емкостные экраны мобильных устройств (например айфона) реагируют на наше прикосновение. Прикасаясь к экрану, мы позволяем большему количеству тока утечь в нас, чем раньше утекало в воздух, в результате чего изменяются электрические параметры электросхемы телефона, и он отвечает на наше прикосновение.

Отличается ли плазма внутри шара Тесла от плазмы, которая присутствует в плазменных телевизорах? Принципиально нет. В обоих случаях это низкотемпературная плазма, возникающая под действием электромагнитного поля.

Плазменный шар — Экспонат музея Лунариум

Плазма – наиболее распространенное состояние вещества в природе, на нее приходится около 99% массы Вселенной. Солнце, большинство звезд, туманности — плазма. Полярные сияния, молнии – все это тоже различные виды плазмы, которые можно наблюдать в естественных условиях на Земле.

Давайте разберемся, что такое плазма? В зависимости от температуры любое вещество изменяет свое состояние. Вода при отрицательных температурах находится в твердом состоянии, при температурах от 0 до 100° – в жидком, выше 100° – в газообразном. Если температура продолжает расти, то наступает момент, когда начинается процесс ионизации атомов (процесс отрыва электрона от атома). В результате ионизации получается «смесь» частиц с положительными и отрицательными зарядами. Эту «смесь» назвали плазмой.

Плазменный шар начал свою историю 6 февраля 1894 года – именно в этот день конструкцию плазмабола запатентовал Никола Тесла под названием

«Электрический источник света». Правда, в то время еще были недоступны технологии получения таких инертных газов как неон, криптон или ксенон, смесь которых используется в современных плазменных электрических шарах. По этой причине современный облик плазменные шары обрели только в 70-х годах 20-го века. В 1971 году Билл Паркер, студент Массачусетского Института Технологий (МИТ), по ошибке наполнил экспериментальную камеру смесью ионизированных газов неона и аргона, при давлении, превышающем необходимое давление для его эксперимента. Возникшее свечение настолько поразило молодого ученого, что кроме науки он начал заниматься искусством.

Плазменный шар состоит из внешней стеклянной сферы, наполненной разряженным инертным газом (воздухом, в основном, кислородом, азотом и углекислым газом) электрода и блока генерации высокого напряжения. На электроды подается высокое напряжение, при этом возникает электрическое поле и начинается процесс ионизации газа. Происходит рождение плазмы, сопровождающееся вспышками молний. Происходит газовый разряд, который мы наблюдаем в виде молний.

Демонстрация экспоната:

Магия плазменного шара проявляется в реакции на прикосновение. Если поднести к стенке шара руку, молнии, извивающиеся внутри шара, локализуются около руки, стремясь к участку с наименьшим сопротивлением. Это происходит потому, что тело является проводником электрического тока. Прикосновение к внешней стороне сферы плазменного шара рукой безопасно, т.к. стекло является диэлектриком. Работа плазменного шара приводит к ионизации воздуха вокруг него, вследствие чего, люминесцентная лампа вблизи поверхности шара начнет светиться, а длительное нахождение рядом с ним не желательно. Нажмите на красную кнопку для включения экспоната. Наблюдайте, как ленты красочных молний пронизывают сферу.

Плазменные лампы — как устроены и работают

Подробности Просмотров: 403

01.2015

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.

Но эти декоративные светильники делают не только в форме шара,

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Воспроизвести 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.

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.

Плазменные лампы «Шар Тесла»

Плазменная лампа – удивительный декоративный прибор, работающий по принципу катушки выдающегося физика Никола Теслы. Светильник представляет собой стеклянную колбу, заполненную разряженным газом, внутри которой образуется паутинка электрического разряда.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Принцип работы плазменной лампы
История плазменной лампы
Правила обращения с лампой
Видео о плазменном шаре

Принцип работы плазменной лампы

Принцип работы лампы Тесла заключается в подаче высокочастотного переменного тока на электрод, помещённый в центр стеклянной колбы. Частота тока составляет примерно 30 кГц. На электроде в результате этого образуется тлеющий разряд, который и создаёт необычный визуальный эффект. Для того, чтобы снизить напряжение пробоя и иметь возможность менять цвет разряда, стеклянная ёмкость, как правило, заполняется разреженным инертным газом (это может быть неон, ксенон, гелий и т.п.). Образуется плазма, приобретающая форму тоненьких лучей, которые идут от центрального электрода к наружным стенкам колбы. Это и создаёт мистический эффект бьющих из центра плазменной лампы молний. Чаще всего светильники имеют форму шара. При прикосновении к колбе пальцем, молнии сливаются в один большой поток.

В процессе функционирования светильника, создаётся относительно мощное электромагнитное излучение. В результате данного излучения вокруг лампы начинается ионизация воздуха, об этом сигнализирует вскоре появляющийся запах озона. Интересно, что светильник может вызвать тлеющий разряд не только внутри, но и снаружи – на небольшом расстоянии за пределами стеклянной колбы.

История плазменной лампы

6 февраля 1984 года считается датой изобретения невероятно красивой и завораживающей плазменной лампы. В этот день выдающийся изобретатель Никола Тесла запатентовал своё удивительное изобретение. Гениальный физик назвал своё детище «электрическим источником света» и стал первым, кто смог заточить молнию в колбу. Современные плазменные светильники разительно отличаются от их прообраза. Единственное общее, что есть у привычных нам плазменных ламп и предмета гордости Николы Теслы – факт наличия внутри разряда, излучающего свет.

Электрический источник света Теслы в народе получил название газоразрядной трубки, благодаря своему специфическому внешнему виду – он выглядел, как стеклянная колба, внутри которой красовалась белая паутинка разряда. Белая она была потому что отсутствовала возможность создать другие оттенки – в то время ещё не были изучены такие газы, как неон, криптон или ксенон. А ведь именно благодаря смешению нескольких инертных газов в современных плазменных лампах достигается разнообразие цветов разряда.

Джейм Фолк и Бил Паркер – люди, чьи старания сделали из электрического источника света Теслы тот самый плазмошар, который мы привыкли представлять себе, слыша это словосочетание. В 1970е годы, будучи студентом, Бил Паркер во время случайного эксперимента обнаружил, что, смешивая инертные газы, можно получить невероятно красивое, непостижимое большинству умов, свечение. Изумительное явление настолько понравилось Паркеру, что, вдохновившись им, он принялся за создание научных работ и вскоре создал свою вариацию на тему плазменной лампы.

Его плазменные шары сам Паркер гордо именовал «светящиеся скульптуры», что не могло не походить на истину – они действительно напоминали произведения искусства.

Стоило погасить свет и включить приборы, как «скульптуры» оживали, удивляя огромным разнообразием оттенков и необычностью форм.

Особая, инопланетная красота ламп была обречена на успех, о чём мгновенно догадался Джеймс Фолк, сосредоточившийся не на технической стороне вопроса и совершенствовании приборов, а на их популяризации с коммерческой целью. Активно рекламируя плазменные шары, Фолк моментально сделал эти уникальные лампы популярными. Вскоре их можно было найти во всех известных научно-технических музеях страны, под более поэтичным названием «земные звёзды».

«Земные звёзды» на тот момент стоили космических денег, поэтому кроме музеев, завладеть необычным прибором могли себе позволить лишь редкие и очень состоятельные коллекционеры. С развитием технологий цена на потрясающие плазменные шары планомерно падала, а вскоре и вовсе перешла в разряд общедоступных, когда за производство взялись крупные китайские фабрики.

Массовость не отняла у лампы её уникальности и востребованности. До сих пор это необычный, приковывающий к себе внимание, элемент интерьера. Плазменный шар становится интересным акцентом в совершенно любом пространстве, поражая своим невероятным светом – кто откажется от возможности понаблюдать за домашней молнией в колбе?

Выбрать плазменный шар по душе можно в нашем каталоге: https://best-shop.su/plazmennye-shary.html

Правила обращения с лампой

Ввиду особенностей работы плазменной лампы, необходимо строго придерживаться руководства по эксплуатации, чтобы она радовала вас как можно дольше!

• Став счастливым обладателем такого светильника, обращайтесь с ним аккуратно, ведь хрупкие стеклянные элементы могут сломаться от механического воздействия.
• Нельзя подносить лампу на близкие (до полуметра) расстояния к электронным приборам – это может негативно сказаться на её работе и привести к поломке.
• Избегайте попадания воды на плазменную лампу и не оставляйте лампу включенной на долгое время без присмотра.
• Запрещенно прислонять к лампе металлические предметы. 
• Запрещенно одновременно касаться колбы плазменной лампы и заземленных предметов.
• Для содержания прибора в чистоте, протирайте его чистой чухой тряпкой, а в случае выхода из строя – обратитесь к специалисту.
• Не нужно пытаться разобрать лампу самостоятельно, ведь внутри неё расположены высоковольтные элементы.

При касании плазменной лампы рукой, можно ощутить тепло или небольшое покалывание – не стоит пугаться, это нормально и не представляет опасности. Такой эффект связан с условиями среды, в которой функционирует плазменный шар.

Видео о плазменном шаре 

Плазменный шар

Описание устройства

Плазменная лампа (плазменный шар) является декоративным прибором, который работает по принципу катушки Тесла: на электрод, который находится в центре стеклянной сферы, подаётся высокочастотный (порядка 30000 Гц) переменный ток. В результате на электроде возникает тлеющий разряд.

 

Стеклянный шар обычно заполняют разреженным инертным газом (гелий, неон и т.д.) для уменьшения напряжения пробоя (позволяет получать «молнии» в шаре большего диаметра), и для изменения цвета разрядов. 

 

В ходе работы, лампа создаёт достаточно сильное электромагнитное излучение, что приводит к ионизации воздуха вокруг лампы (появляется запах озона). Кроме этого, плазменная лампа способна вызывать тлеющий разряд не только внутри стеклянного шара, но и на некотором расстоянии за его пределами (например, если поднести к лампе газоразрядную трубку или люминисцентную лампу).

 

Будьте осторожны! Крайне не рекомендуется подносить к лампе электронные приборы (мобильные телефоны, например), так как на металлических деталях данных приборов может возникнуть электростатическая и вторичная эмиссия, что может привести к выходу из строя данных приборов. Не стоит, также, включать лампу на длительное время (полученный путём ионизации воздуха, озон опасен для человеческого организма).

 

Описание опыта

В данном случае подносили к плазменной лампе газоразрядные трубки. На расстоянии около 10 см, трубки начинали светиться оранжевым светом, что свидетельствует о том, что лампа заполнена Неоном. Изменяя положение лампы относительно плазменного шара, мы смогли добиться появления и затухания свечения в разных частях трубок. Энергосберегающая лампа также излучала свет вблизи плазменного шара. В ходе опыта был обнаружен занимательный эффект: если, «заземлить» плазменную лампу рукой, то свечение газоразрядных трубок, находящихся рядом с плазменным шаром, заметно снижается вплоть до полного исчезновения.

 

Это интересно

Современный вид светильника плазменный шар получил благодаря изобретателю и ученому Джеймсу Фалку. 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 Тесла, поэтому, изначально лампа не производила такого завораживающего эффекта, как сейчас.

 

Потребляемая мощность плазменного шара на самом деле крайне невелика и составляет всего 10-20 Вт.

Инструкция по эксплуатации

Если вы стали счастливым обладателем плазменного шара, то для того, чтобы он радовал вас как можно дольше, соблюдайте простые правила, изложенные ниже.

Описание

Плазменный шар – это большой стеклянный шар, заполненный разряженным газом, в котором образуются лучи плазмы. Маленький стеклянный шар, находящийся внутри большого, является центральным электродом. Плазма образуется в форме тонких лучей, протекающих от центрального электрода до стенок наружного шара, производя великолепные световые эффекты. Плазменный шар при включении создает внутри стеклянной сферы множество цветных молний, разбегающихся во все стороны из центра. При поднесении пальца к поверхности плазменного шара молнии сливаются в один мощный поток, переходя в прикосновения. Также, в некоторых моделях есть дополнительный режим работы — светомузыка, когда шар образовывает молнии в такт музыке, создавая при этом потрясающее световое шоу. Узнать подробнее о каждой модели и просмотреть видео работы плазменных шаров вы можете в нашем каталоге.

Комплектация

• плазменный шар — 1 шт.,
• адаптер питания — 1 шт.

Установка

Поставьте плазменный шар на горизонтальную поверхность, подсоедините адаптер к основанию, включите адаптер в розетку.

Режим работы

ON

Обычный режим работы плазменного шара. На электрод, расположенный в центре ёмкости со смесью газов, подаётся высокое напряжение. Создаётся ионизированная среда, через электрод пробиваются молнии, которые ярко светятся на протяжении всей работы и реагируют на прикосновения.

AUDIO (модели Alive!)

В этом режиме плазменный шар светится в такт, когда «слышит» громкую музыку или басы, создавая тем самым красивейшую и необычную подсветку. Внутри плазменного шара встроен датчик, реагирующий на низкие частоты. Вам не нужно подключать его к радиоаппаратуре.

OFF

Плазменный шар выключен.

Меры предосторожности при эксплуатации

• Во избежании поломок, не включайте плазменный шар вблизи других электротехнических устройств, находящихся на расстоянии ближе, чем на полметра;
• Осторожно обращайтесь с плазменным шаром – стеклянная сфера и пластиковые части хрупкие, не допускающие любого механического воздействия;
• Не допускайте попадания воды на плазменный шар;
• Не пытайтесь самостоятельно разобрать плазменный шар – в составе находятся высоковольтные элементы. При поломках или некорректной работе обратитесь к специалисту;
• В случаях загрязнения. Для очищения плазменного шара допускается использование сухой чистой ткани.

Внимание

Когда вы касаетесь плазменного шара рукой, вы можете почувствовать тепло и лёгкое покалывание — это не опасно, является нормой и зависит от окружающей среды, в которой используется плазменный шар. Выбрать и купить плазменный шар вы можете в разделе нашего сайта «Плазменные шары».

Что такое плазменный шар

Если начать говорить чуть ранее, то можно вспомнить, что по сегодняшним представлениям 99,9% всего вещества нашей Вселенной пребывает в состоянии плазмы. Это четвёртое состояние вещества, которое было открыто в 1879 году известным учёным того времени — Уильямом Круксом. Название «плазма» явление получило намного позже, только в 1928 году. Солнце и все звёзды состоят из плазмы, и всё пространство между ними заполнено плазмой. Плазма это частично или полностью ионизированный газ, образованный из нейтральных атомов и заряженных частиц, которая иногда называется четвёртым агрегатным состоянием вещества. Самая важная особенность плазмы — это её квазинейтральность, что означает, одинаковость плотностей положительных и отрицательных заряженных частиц, из которых она образована.

Перейдя от науки к нашему плазменному шару, можно описать его следующими словами — это декоративный аксессуар, состоящий из стеклянной сферы с установленным внутри электродом. При включении плазменного шара на электрод подаётся электрическое напряжение с определённой частотой. Газ внутри сферы ионизируется, вследствие чего происходит свечение плазменного шара в виде электрических разрядов. Он может быть изготовлен из разных смесей, что и придаёт «молниям» тот или иной цвет. Каким газом заполнена стеклянная сфера, обладателю девайса было бы безразлично, если бы благодаря этому плазменный шар не испускал ветвистые «молнии».

Первый аналог плазменного шара изобрёл сам Никола Тесла, который запатентовал его в 1894 году, назвав Инертной Газоразрядной Трубкой. Современный тип устройства, к которому мы уже успели привыкнуть (плазменный шар), был изобретён Биллом Паркетом, в то время выпускником Массачусетского Технологического Университета в 80-х годах.

Плазменный шар это:

• Стильный, современный девайс, который не оставит равнодушным никого;
• Оригинальная копия изобретения одного из самых загадочных и великих учёных всех времён и народов Николы Тесла;
• Уникальный декоративный светильник, поражающий своей красотой и оригинальностью;
• Особенный аксессуар с режимом светомузыки, подходящий для любой вечеринки;
• Отличный антидепрессант.

Ну и наконец, плазменный шар — это отличный подарок коллегам, друзьям и близким на любой случай жизни.

Он создан для того, чтобы насладиться визуализацией световых эффектов, которые уникальны и никогда не повторяются. Впечатляющей красотой плазменного шара можно еще и управлять. Всего лишь стоит прикоснуться к шару, как в эту точку сразу же начнут бить усиленные «молнии», которые будут следовать за движением вашего касания. В режиме «музыка» плазменный шар реагирует на вибрацию, издаваемую колонками вашего музыкального устройства. Усильте басы и устройте вечеринку — плазменный шар будет работать в ритме музыки.

В тёмном помещении включённый плазменный шар создаст исключительную атмосферу спокойствия и загадочности. Когда на вашем столе искрится завораживающая паутина электрических разрядов, можно почувствовать себя повелителем усмирённых молний!

Ознакомиться с каждой моделью шаров, просмотреть видео и получить более подробную информацию о технических характеристиках, а также купить плазменный шар вы можете в нашем вы можете в нашем каталоге.

Как работает плазменный шар?

Когда вы изучаете историю, понимаете ли вы, как древние люди выжили в далеком прошлом? Охота и сбор пищи в дикой природе, должно быть, были большой проблемой. Им, должно быть, было еще труднее заряжать свои устройства без электричества!

Шучу! До появления мобильных телефонов и планшетных компьютеров жизнь была совсем другой. Сегодня мы воспринимаем эти предметы и электроэнергию как должное.Можете ли вы представить себе, с какими трудностями было бы, если бы вы не могли подключиться где-либо еще, чтобы подзарядить устройства, на которые вы полагаетесь каждый день?

Электричество окружает нас каждый день, и мы обычно не задумываемся об этом. Однако, когда вы изучаете электричество в школе, это может быть веселое и захватывающее время. Это особенно актуально, если у вас есть доступ к плазменному шару!

Если вы когда-нибудь видели один из тех прозрачных стеклянных шаров, которые светятся чем-то похожим на электрические разряды, которые тянутся от центрального шара до места, где ваши пальцы касаются внешней стороны стекла, то вы знаете, как крутые плазменные шары действительно есть!

Так что же такое плазменный шар? Прежде чем мы сможем ответить на этот вопрос, давайте сначала посмотрим, что такое плазма.Хотя это звучит немного загадочно, на самом деле плазма — самая распространенная форма материи во Вселенной! Это даже чаще, чем твердые тела, жидкости и газы!

Юго-западный научно-исследовательский институт определяет плазму как «горячий ионизированный газ, содержащий примерно равное количество положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных электронов». Плазма считается четвертым состоянием вещества, которое отличается от твердых тел, жидкостей и газов.

Плазма шар — также иногда называемый плазменным шаром, лампой, куполом или сферой — представляет собой прозрачный стеклянный шар, наполненный смесью благородных газов с высоковольтным электродом в центре.Плазменные нити проходят от электрода к стеклу при подаче электричества, создавая завораживающие лучи цветного света.

Плазменный шар был изобретен Никола Тесла, когда он экспериментировал с высокочастотными электрическими токами в стеклянной вакуумной трубке. Вот почему электрод в центре плазменного шара также часто называют катушкой Тесла. Современные плазменные шары, популярные сегодня как новинки и предметы обучения, были впервые разработаны Биллом Паркером.

Электрод в центре плазменного шара излучает высокочастотный переменный электрический ток высокого напряжения.Этот ток течет через плазменные нити, создавая разноцветные завитки света. Цвета зависят от газов, используемых внутри плазменного шара. Обычные газы включают неон, аргон, ксенон и криптон.

Если вы когда-либо прикасались к плазменному шару, когда он включен, вы знаете, что прикосновение пальца к стеклу притягивает к пальцу красочную полосу света. Это похоже на создание собственной личной молнии от электрода до пальца!

Это явление возникает из-за проводящих свойств человеческого тела.Когда вы касаетесь стекла, вы создаете путь разряда с меньшим сопротивлением, чем окружающее стекло и газы.

Принцип работы, схема и приложения

Мир беспроводных технологий уже здесь! Бесчисленные беспроводные приложения, такие как освещение с беспроводным питанием, беспроводные умные дома, беспроводные зарядные устройства и т. Д., Развиваются благодаря беспроводным технологиям. В 1891 году самое известное открытие катушки Тесла было изобретено изобретателем Никола Тесла.Тесла был одержим беспроводной передачей энергии, что привело к изобретению катушки Тесла. Эта катушка не требует сложной схемы и поэтому является частью нашей повседневной жизни, такой как дистанционное управление, смартфоны, компьютеры, рентгеновские лучи, неоновые и флуоресцентные лампы и так далее.

Что такое катушка Тесла?

Определение: Катушка Тесла — это радиочастотный генератор, который управляет двойным резонансным трансформатором с воздушным сердечником для получения высокого напряжения с низким током.

тесла-катушка

Чтобы лучше понять, давайте определим, что такое радиочастотный генератор.В первую очередь, мы знаем, что электронный генератор — это устройство, которое генерирует электрические сигналы либо синусоидальной, либо прямоугольной формы. Этот электронный генератор генерирует сигналы в радиочастотном диапазоне от 20 кГц до 100 ГГц, известный как радиочастотный генератор.

Принцип работы катушки Тесла

Эта катушка может обеспечивать выходное напряжение до нескольких миллионов вольт в зависимости от размера катушки. Катушка Тесла работает по принципу достижения состояния, называемого резонансом.Здесь первичная обмотка излучает огромное количество тока во вторичную обмотку, чтобы управлять вторичной цепью с максимальной энергией. Точно настроенная схема помогает направлять ток из первичной во вторичную цепь с настроенной резонансной частотой.

Схема катушки Тесла

Эта катушка состоит из двух основных частей — первичной катушки и вторичной катушки, причем каждая катушка имеет свой собственный конденсатор. Искровой разрядник соединяет катушки и конденсаторы. Функциональность разрядника заключается в генерации искры для возбуждения системы.

Принципиальная схема катушки Тесла

Рабочая катушка Тесла

В этой катушке используется специальный трансформатор, называемый резонансным трансформатором, радиочастотным трансформатором или колебательным трансформатором.

Первичная катушка подключена к источнику питания, а вторичная катушка трансформатора слабо соединена, чтобы обеспечить ее резонанс. Конденсатор, подключенный параллельно схеме трансформатора, действует как схема настройки или схема LC для генерации сигналов с определенной частотой.

Первичная обмотка трансформатора, иначе называемая резонансным трансформатором, повышается для генерирования очень высоких уровней напряжения в диапазоне от 2 кВ до 30 кВ, которое, в свою очередь, заряжает конденсатор. При накоплении огромного количества заряда в конденсаторе, в конечном итоге, пробивается воздух искрового промежутка. Конденсатор испускает огромное количество тока через катушку Тесла (L1, L2), которая, в свою очередь, генерирует высокое напряжение на выходе.

Частота колебаний

Комбинация конденсатора и первичной обмотки «L1» схемы образует настроенную схему.Эта настроенная схема гарантирует, что как первичная, так и вторичная цепи точно настроены для резонанса на одной и той же частоте. Резонансные частоты первичного «f1» и вторичного контуров «f2» равны,

.

f1 = 1 / 2π √ L1C1 и f2 = 1 / 2π √ L2C2

Поскольку вторичный контур не может быть отрегулирован, подвижный отвод на L1 используется для Настройте первичный контур до тех пор, пока оба контура не будут резонировать на одной и той же частоте.Следовательно, частота первичной обмотки такая же, как и вторичной.

f = 1 / 2π√L1C1 = 1 / 2π √ L2C2

Условие резонанса первичной и вторичной обмоток на одной и той же частоте:

L1C1 = L2C2

Выходное напряжение резонансного трансформатора не зависит от отношения числа витков, как в обычном трансформаторе. Как только цикл начинается и лонжерон срабатывает, энергия первичной цепи накапливается в первичном конденсаторе «C1», а напряжение, при котором искра гаснет, составляет «V1».

W1 = 1 / 2C1V1 ²

Аналогично, энергия во вторичной обмотке определяется выражением

.

W2 = 1 / 2C2V2 ²

При отсутствии потерь энергии W2 = W1. Упрощая приведенное выше уравнение, получаем

V2 = V1√C1 / C2 = V1√L2 / L1

В приведенном выше уравнении пиковое напряжение может быть достигнуто, когда пробоя воздуха не происходит. Пиковое напряжение — это напряжение, при котором воздух разрушается и начинает проводить.

Преимущества / недостатки катушки Тесла

Преимущества

• Обеспечивает равномерное распределение напряжения по катушкам обмотки.
• Повышает напряжение в медленном темпе и, следовательно, без повреждений.
• Отличная производительность.
• Использование трехфазных выпрямителей для более высоких мощностей может обеспечить колоссальное распределение нагрузки.

Недостатки

• Катушка Тесла представляет несколько опасностей для здоровья из-за высокочастотного излучения высокого напряжения, включая ожог кожи, повреждение нервной системы и сердца.
• Влечет за собой высокие затраты на покупку большого сглаживающего конденсатора постоянного тока.
• Построение цепи занимает много времени, так как она должна быть идеальной для резонанса

Применения катушки Тесла

В настоящее время эти катушки не требуют больших сложных схем для выработки высокого напряжения. Тем не менее, небольшие катушки Тесла находят свое применение в целом ряде секторов.

• Сварка алюминия
• Автомобили используют эти катушки для зажигания свечей зажигания
• Созданные вентиляторы катушек Тесла, используемые для создания искусственного освещения, звуков, подобных музыке Катушки Тесла в индустрии развлечений и образования используются в качестве аттракционов на ярмарках электроники и научных музеях
• Высоковакуумные системы и дуговые зажигалки
• Детекторы утечки вакуумной системы

Часто задаваемые вопросы

1).Что делают катушки Тесла?

Эта катушка представляет собой радиочастотный генератор, который приводит в действие резонансный трансформатор для генерации высокого напряжения при низком токе.

2). Может ли катушка Тесла заряжать телефон?

В наши дни смартфоны выпускаются со встроенной беспроводной зарядкой, в которой используется принцип катушки Тесла.

3). Катушка Тесла опасна?

Катушка и ее оборудование очень опасны, поскольку они создают очень высокие напряжения и токи, которые не могут быть обеспечены человеческим телом.

4).Почему катушки тесла создают музыку?

Обычно эта катушка превращает воздух вокруг себя в плазму, которая изменяет громкость и заставляет волны распространяться во всех направлениях, создавая звук / музыку. Это происходит на высокой частоте от 20 до 100 кГц.

5). Как Tesla передавала электричество по беспроводной сети?

Искровой разрядник используется для соединения конденсаторов и двух катушек. Поскольку мощность подается через трансформатор, он вырабатывает необходимый ток и питает всю цепь.

Таким образом, это все об обзоре катушки Тесла, которую можно использовать для выработки электроэнергии высокого напряжения, низкого тока и высокой частоты. Катушка Тесла может передавать электричество по беспроводной сети на расстояние до нескольких километров. Мы позаботились о том, чтобы эта статья дала читателю представление о работе катушки Тесла, ее преимуществах и недостатках, а также о ее применении. Поистине, его изобретение беспроводной передачи электроэнергии изменило способ общения в мире.

Как работают плазменные лампы?

Возможно, они были чрезвычайно популярны в 1980-х годах, но сейчас вы вряд ли найдете их в любом доме.Лично я не могу понять почему, я имею в виду, что с ними весело играть и создавать действительно крутые световые эффекты. Хорошо известная конструкция плазменных ламп была изобретена в 1970-х студентом Массачусетского технологического института по имени Билл Паркер; тем не менее, оригинальные плазменные лампы были впервые созданы гениальным изобретателем Николой Тесла при изучении воздействия высокочастотного тока, разряженного в газы низкого давления, содержащиеся в стеклянной трубке.

Плазменные лампы

бывают разной конструкции и формы, шарами, куполами, шарами и т. Д., Но все они работают по одному и тому же основному принципу.Обычно их можно найти в форме прозрачного стеклянного шара, содержащего смесь газов низкого давления, таких как ксенон, криптон и неон, хотя газовая смесь не является предпочтительной. В другой стеклянной оболочке находится стеклянный шар гораздо меньшего размера, который играет роль электрода. Переменный ток высокой частоты высокого напряжения подается в электрод с помощью высоковольтного трансформатора.

В стандартной плазменной лампе используется электрический ток с частотой колебаний 35 килогерц и напряжением от 2 до 5 киловольт.Когда лампа получает питание, газовая смесь внутри нее ионизируется и вызывает несколько лучей цветных световых разрядов, идущих от внутреннего стеклянного шара к внешнему стеклянному контейнеру. Вы могли наблюдать, как, положив руку на внешнюю стеклянную оболочку, вы определяете концентрацию электрического разряда в структуре, мигрирующей от внутреннего стеклянного шара к точке контакта между рукой и стеклянным шаром. Это делается путем изменения высокочастотных характеристик тока, что означает, что эффект может быть получен с помощью любого проводящего объекта, помещенного в непосредственной близости от устройства.

Плазменные лампы в основном используются как диковинки и для получения уникальных световых эффектов. Фактически, они использовались во многих фильмах для визуализации специальных эффектов молнии или странных объектов, таких как, например, космические корабли пришельцев. Они также имеют образовательную цель, то есть могут использоваться для объяснения некоторых физических аспектов электрических токов.

Поскольку плазменные лампы используют высокочастотные электрические токи для получения желаемых эффектов, они представляют ряд потенциальных опасностей для операторов и других электрических устройств, широко используемых сегодня.Например, внешний стеклянный шар может нагреваться до опасных температур, которых недостаточно для определения неисправности устройства, но достаточно, чтобы вызвать легкие ожоги. Плазменные лампы — идеальные источники статического заряда, который может вызвать высоковольтный разряд даже через пластиковый защитный кожух.

Высокая частота тока, соответственно 35 килогерц, создает паразитные частоты в радиочастотном спектре, которые могут повлиять на работу нескольких бытовых приборов, таких как сенсорная панель ноутбука или правильное функционирование нескольких других цифровых устройств.Например, сотовые телефоны поглощают радиочастоты, которые могут помешать им правильно интерпретировать введенные команды, поэтому при вводе числа устройство ответит выполнением случайной команды.

Также озон, токсичный для человека, может образовываться на внешней поверхности стеклянного шара уже через несколько минут работы, который может накапливаться до опасного уровня, если над плазменной лампой будут помещены контейнеры.

Как работают катушки Тесла | RealClearScience

Тесла на заднем плане изучает хвастовство.(Фото: Викимедиа)

Представьте себе затворника, всю ночь истекающего потом в темной лаборатории, освещенного только потрескивающими искрами, которые вылетают из огромных машин и бросают лиловое сияние на его лицо. Это Никола Тесла, архетип безумного ученого. Его изобретения наполняют мир вокруг нас; они играют важную роль в нашей современной электросети. Это тихие, надежные, незаметные машины.

Но, пожалуй, самым известным его изобретением является катушка Тесла (см. Фото выше), устройство, которое производит красивые летающие дуги электрической энергии.Как это работает?

Принципы, лежащие в основе катушки Тесла, относительно просты. Просто имейте в виду, что электрический ток — это поток электронов, а разница в электрическом потенциале (напряжении) между двумя точками — это то, что толкает этот ток. Ток подобен воде, а напряжение — холму. Большое напряжение — это крутой холм, по которому потечет поток электронов. Небольшое напряжение похоже на почти плоскую равнину, на которой почти нет потока воды.

Мощность катушки Тесла заключается в процессе, называемом электромагнитной индукцией , т.е.е., изменяющееся магнитное поле создает электрический потенциал, который заставляет ток течь. И наоборот, протекающий электрический ток создает магнитное поле. Когда электричество протекает через намотанную катушку с проволокой, оно генерирует магнитное поле, которое заполняет область вокруг катушки по определенной схеме, показанной линиями ниже:

Фотография изменена из Национальной лаборатории Лос-Аламоса.

Аналогичным образом, если магнитное поле течет через центр свернутого в спираль провода, в проводе генерируется напряжение, которое вызывает протекание электрического тока.

Электрический потенциал («холм»), создаваемый в катушке с проволокой магнитным полем, проходящим через ее центр, увеличивается с количеством витков проволоки. Изменяющееся магнитное поле внутри катушки из 50 витков будет генерировать в десять раз больше напряжения, чем в катушке всего из пяти витков. (Тем не менее, меньший ток может фактически протекать через более высокий потенциал, чтобы сохранить энергию.)

Именно так работает обычный электрический трансформатор переменного тока, который можно найти в каждом доме. Постоянно колеблющийся электрический ток, протекающий из электросети, наматывается через серию витков вокруг железного кольца для создания магнитного поля.Железо обладает магнитной проницаемостью, поэтому магнитное поле почти полностью содержится в железе. Кольцо направляет магнитное поле (обозначено зеленым цветом ниже) вокруг и через центр противоположной катушки с проводом.

Фото: Викимедиа

Соотношение катушек на одной стороне к другой определяет изменение напряжения. Чтобы перейти от напряжения домашней стены 120 В к, скажем, 20 В для использования в адаптере питания ноутбука, на выходной стороне катушки будет в 6 раз меньше витков, чтобы снизить напряжение до одной шестой от исходного уровня.

Катушки

Тесла делают то же самое, но с гораздо более резким изменением напряжения. Во-первых, они используют предварительно изготовленный высоковольтный трансформатор с железным сердечником для перехода от настенного тока со 120 В до примерно 10 000 В. Провод с напряжением 10 000 вольт наматывается на одну очень большую (первичную) катушку с небольшим количеством витков. Вторичная катушка содержит тысячи витков тонкой проволоки. Это увеличивает напряжение от 100000 до одного миллиона вольт. Этот потенциал настолько велик, что железный сердечник обычного трансформатора не может его вместить.Вместо этого между катушками есть только воздух, что можно увидеть на катушке Тесла ниже:

Большая (первичная) катушка с несколькими витками находится внизу. Вторичная обмотка с тысячами витков — это вертикально стоящий цилиндр, отделенный от нижней обмотки воздухом. (Фото: Викимедиа)

Катушка Тесла требует еще одного: конденсатора, который накапливает заряд и зажигает все это одной огромной искрой. Схема катушки содержит конденсатор и небольшое отверстие, называемое искровым разрядником.Когда катушка включена, электричество течет по цепи и наполняет конденсатор электронами, как батарея. Этот заряд создает в цепи собственный электрический потенциал, который пытается перекрыть искровой промежуток. Это может произойти только тогда, когда в конденсаторе накоплен очень большой заряд.

В конце концов, накопилось столько заряда, что нарушается электрическая нейтральность воздуха в середине искрового промежутка. Цепь замыкается на мгновение, и огромное количество тока вырывается из конденсатора и проходит через катушки.Это создает очень сильное магнитное поле в первичной катушке.

Катушка вторичного провода использует электромагнитную индукцию для преобразования этого магнитного поля в электрический потенциал, настолько высокий, что он может легко разорвать молекулы воздуха на его концах и толкнуть их электроны в диких дугах, производя огромные пурпурные искры. Купол в верхней части устройства заставляет вторичную катушку проводов более полно получать энергию от первой катушки. С помощью некоторых тщательных математических расчетов количество передаваемой электроэнергии может быть увеличено до максимума.

Летящие синие стримеры электронов стекают с катушки через горячий воздух в поисках проводящего места для приземления. Они нагревают воздух и превращают его в плазму светящихся ионных нитей, прежде чем рассеяться в воздухе или попасть в ближайший проводник.

Создается потрясающее световое шоу, а также громкое жужжание и потрескивание, которые можно использовать для воспроизведения музыки. Электрическое зрелище настолько ошеломляет, что Тесла, как известно, использовал свое устройство, чтобы напугать и заворожить посетителей своей лаборатории.

Тесла, возможно, не изобрел луч смерти или бесплатную бесконечную силу, но он разработал простую, но блестящую машину, чтобы продемонстрировать чистую мощь и красоту электричества.

Хронология электроснабжения | Джонсборо Сити Уотер энд Лайт

Фалес, грек, обнаружил, что когда янтарь натирают шелком, он становится электрически заряженным и притягивает предметы.Первоначально он открыл статическое электричество. Верх 1600: Уильям Гилберт (Англия) первым ввел термин «электричество» от греческого слова «электрон», обозначающего янтарь. Гилберт писал об электризации многих веществ. Он также был первым, кто использовал термины электрическая сила, магнитный полюс и электрическое притяжение. 1660: Отто фон Герике (Германия) описал и продемонстрировал вакуум, а затем изобрел машину, производящую статическое электричество. 1675: Стивен Грей (Англия) различал проводники и непроводники электрических зарядов. Верх Бен Франклин (США) привязал ключ к веревке воздушного змея во время грозы и доказал, что статическое электричество и молния — одно и то же. Верх Алессандро Вольта (Италия) изобрел первую электрическую батарею. Параметр «вольт» назван в его честь. Верх 1820: Отдельные эксперименты Ганса Христиана Эрстеда (Дания), Андре-Мари Ампера (Франция) и Франсуа Араго подтвердили связь между электричеством и магнетизмом. 1821: Майкл Фарадей (Англия) открыл принцип электромагнитного вращения, который позже станет ключом к разработке электродвигателя. 1826: Георг Ом (Германия) определил взаимосвязь между мощностью, напряжением, током и сопротивлением в Законе Ома. Верх 1831: Используя свое изобретение индукционного кольца, Майкл Фарадей (Англия) доказал, что электричество может быть индуцировано (произведено) изменениями в электромагнитном поле. Эксперименты Фарадея о том, как работает электрический ток, привели к пониманию электрических трансформаторов и двигателей. Джозеф Генри (США) отдельно открыл принцип электромагнитной индукции, но не опубликовал свою работу. Он также описал электродвигатель. 1835: Джозеф Генри (США) изобрел электрическое реле, которое могло передавать электрические токи на большие расстояния. 1837: Томас Дэвенпорт (США) изобрел электродвигатель, изобретение, которое сегодня используется в большинстве электроприборов. Верх 1841: Джеймс Прескотт Джоуль (Англия) показал, что энергия сохраняется в электрических цепях, включая протекание тока, термический нагрев и химические превращения.В его честь была названа единица тепловой энергии Джоуль. 1844: Сэмюэл Морс (США) изобрел электрический телеграф, устройство, которое могло отправлять сообщения на большие расстояния по проводам. Верх 1860-е: Опубликована математическая теория электромагнитных полей. Максвелл (Шотландия) создал новую эру физики, объединив магнетизм, электричество и свет. Четыре закона Максвелла электродинамики («уравнения Максвелла») в конечном итоге привели к появлению электроэнергии, радио и телевидения. Верх 1878: Джозеф Свон (Англия) изобрел первую лампу накаливания (также называемую «электрической лампой»). Его лампочка быстро перегорела. Томас Эдисон (США) основал Edison Electric Light Co. (США) в Нью-Йорке. Он приобрел ряд патентов на электрическое освещение и начал эксперименты по разработке практичной долговечной лампочки. 1879: После многих экспериментов Томас Эдисон (U.С.) изобрел лампочку накаливания, которая могла работать около 40 часов, не перегорая. К 1880 году его лампы можно было использовать в течение 1200 часов. Электрические фонари (дуговые лампы Brush) были впервые использованы для уличного освещения в Кливленде, штат Огайо. California Electric Light Company, Inc. в Сан-Франсиксо была первой электроэнергетической компанией, которая начала продавать электроэнергию потребителям. Компания использовала два небольших генератора Brush для питания 21 дуговых ламп Brush. Верх 1881: Электрический трамвай изобрел Э.W. v. Siemens 1882: Томас Эдисон (США) открыл электростанцию ​​на Перл-стрит в Нью-Йорке. Станция Перл-Стрит была одной из первых центральных электростанций в мире и могла питать 5000 ламп. Станция Перл-Стрит была системой постоянного тока (DC), в отличие от энергосистем, которые мы используем сегодня, которые используют переменный ток (AC). Первая гидроэлектростанция открылась в Висконсине. Эдвард Джонсон впервые зажег елку электрическими лампочками. 1883: Никола Тесла (иммигрант из США из Австрийской империи) изобрел «катушку Тесла» — трансформатор, который переводил электричество с низкого напряжения на высокое, облегчая транспортировку на большие расстояния. 1884: Никола Тесла (иммигрант из США из Австрийской империи) изобрел электрический генератор переменного тока для производства переменного тока. До этого времени электричество вырабатывалось с использованием постоянного тока (DC) от батарей. Сэр Чарльз Алджернон Парсонс (Англия) изобрел паротурбинный генератор, способный вырабатывать огромное количество электроэнергии. 1886: Уильям Стэнли-младший (США) разработал трансформатор с индукционной катушкой и электрическую систему переменного тока. 1888: Никола Тесла (иммигрант из США из Австрийской империи) продемонстрировал первую многофазную электрическую систему переменного тока. Его система переменного тока включала в себя все необходимое для производства и использования электроэнергии: генератор, трансформаторы, систему передачи, двигатель (используемый в бытовой технике) и фонари. Джордж Вестингауз, глава Westinghouse Electric Company, купил патентные права на систему переменного тока.Чарльз Браш (США) первым использовал большую ветряную мельницу для выработки электроэнергии. Он использовал ветряную мельницу для зарядки аккумуляторов в подвале своего дома в Кливленде, штат Огайо. Верх 1893: Компания Westinghouse Electric использовала систему переменного тока для освещения Всемирной выставки в Чикаго. Была открыта линия электропередачи переменного тока длиной 22 мили, по которой электричество отправлялось из электростанции Folsom Powerhouse в Калифорнии в Сакраменто. 1895-1896: Открытие гидроэлектростанции Ниагарский водопад.Первоначально он обеспечивал электричеством местность. Год спустя, когда была открыта новая линия электропередачи переменного тока (AC), электроэнергия из Ниагарского водопада была отправлена ​​потребителям более чем в 20 милях от города Буффало, штат Нью-Йорк. 1897: Джозеф Джон Томсон (Англия) открыл электрон. Верх 1911: W. Carrier (США) изобрел электрический кондиционер. 1913: А.Госс изобрел электрический холодильник. 1943 — 1946: Построен первый электронный цифровой компьютер общего назначения, ENIAC (электронный числовой интегратор и компьютер). 1950: Джон Хоппс (Канада) обнаружил: если сердце перестает биться из-за охлаждения, оно может быть снова запущено путем искусственной стимуляции с использованием механических или электрических средств. Это привело к его изобретению первого в мире кардиостимулятора. 1953: IBM 701 EDPM был первым коммерчески успешным компьютером общего назначения. 1961: Первыми настольными электронными калькуляторами были Anita Mk VII и Mk 8, в которых использовалась технология электронных ламп. 1962: Стив Рассел (США) изобрел космическую войну! Первая игра, предназначенная для использования на компьютере. 1972: Аркадная игра «Понг» была создана Ноланом Бушнеллом. 1993: Первые КПК или персональные цифровые помощники выпущены корпорацией Apple (США). 1998: Эрикссон, IBM, Intel и Nokia совместно разработали технологию Bluetooth, которая обеспечивает беспроводную связь между мобильными телефонами, ноутбуками, ПК, принтерами, цифровыми камерами и игровыми консолями. Верх 2001: iPOD, портативный медиаплеер, был выпущен корпорацией Apple. 2004: С полным цветовым диапазоном мощных светодиодов были разработаны более совершенные архитектурные проекты, а также сценическое и студийное освещение. Цветные светодиоды снижают энергопотребление. Верх

История лампочки

Более 150 лет назад изобретатели начали работу над яркой идеей, которая оказала огромное влияние на то, как мы используем энергию в наших домах и офисах.Это изобретение изменило способ проектирования зданий, увеличило продолжительность среднего рабочего дня и дало толчок развитию новых предприятий. Это также привело к новым прорывам в области энергетики — от электростанций и линий электропередач до бытовой техники и электродвигателей.

Как и все великие изобретения, лампочку нельзя приписать одному изобретателю. Это была серия небольших улучшений идей предыдущих изобретателей, которые привели к созданию лампочек, которые мы используем сегодня в наших домах.

Лампы накаливания освещают путь

Задолго до того, как Томас Эдисон запатентовал — сначала в 1879 году, а затем годом позже, в 1880 году — и начал коммерциализацию своей лампы накаливания, британские изобретатели продемонстрировали, что электрический свет возможен с дуговыми лампами.В 1835 году был продемонстрирован первый постоянный электрический свет, и в течение следующих 40 лет ученые всего мира работали над лампой накаливания, возясь с нитью накала (часть лампы, излучающей свет при нагревании электрическим током) и лампой накаливания. атмосферу колбы (независимо от того, откачивается ли воздух из колбы или она заполнена инертным газом, чтобы предотвратить окисление и выгорание нити). Эти первые лампы имели чрезвычайно короткий срок службы, были слишком дороги в производстве или потребляли слишком много энергии.

Когда Эдисон и его исследователи из Menlo Park вышли на сцену освещения, они сосредоточились на улучшении нити накала — сначала тестировали углерод, затем платину, прежде чем наконец вернуться к углеродной нити. К октябрю 1879 года команда Эдисона изготовила лампочку с обугленной нитью из хлопковой нити без покрытия, которая могла работать 14,5 часов. Они продолжали экспериментировать с нитью накала, пока не остановились на ней, сделанной из бамбука, что дало лампам Эдисона срок службы до 1200 часов — эта нить накала стала стандартом для ламп Эдисона на следующие 10 лет.Эдисон также внес другие улучшения в лампочку, в том числе создал более совершенный вакуумный насос для полного удаления воздуха из лампы и разработал винт Эдисона (который сейчас является стандартным патроном для лампочек).

(Историческая сноска: нельзя говорить об истории лампочки, не упомянув Уильяма Сойера и Албона Мэна, получивших патент США на лампу накаливания, и Джозефа Свана, который запатентовал свою лампочку в Англии. дебаты о том, нарушали ли патенты Эдисона на лампочки патенты этих других изобретателей.В конце концов, американская осветительная компания Эдисона объединилась с Thomson-Houston Electric Company — компанией, производящей лампы накаливания по патенту Сойера-Мэна — и образовала General Electric, а английская осветительная компания Эдисона объединилась с компанией Джозефа Свона и образовала Ediswan в Англии.)

Что делает вклад Эдисона в электрическое освещение настолько выдающимся, так это то, что он не остановился на улучшении лампочки — он разработал целый ряд изобретений, которые сделали использование лампочек практичным.Эдисон смоделировал свою технологию освещения на основе существующей системы газового освещения. В 1882 году на виадуке Холборн в Лондоне он продемонстрировал, что электричество можно распределять от расположенного в центре генератора через серию проводов и трубок (также называемых трубопроводами). Одновременно он сосредоточился на улучшении выработки электроэнергии, разработав первую коммерческую энергосистему под названием Pearl Street Station в нижнем Манхэттене. А чтобы отслеживать, сколько электроэнергии потребляет каждый покупатель, Эдисон разработал первый электросчетчик.

Пока Эдисон работал над всей системой освещения, другие изобретатели продолжали делать небольшие успехи, улучшая процесс производства нити накала и эффективность лампы. Следующее большое изменение в лампе накаливания произошло с изобретением вольфрамовой нити накаливания европейскими изобретателями в 1904 году. Эти новые лампы накаливания прослужили дольше и имели более яркий свет по сравнению с лампами с углеродной нитью. В 1913 году Ирвинг Ленгмюр выяснил, что размещение инертного газа, такого как азот, внутри колбы удваивает ее эффективность.В течение следующих 40 лет ученые продолжали вносить улучшения, которые снизили стоимость и повысили эффективность лампы накаливания. Но к 1950-м годам исследователи еще только выяснили, как преобразовать около 10 процентов энергии, используемой лампой накаливания, в свет, и начали фокусировать свою энергию на других осветительных решениях.

Дефицит энергии ведет к прорыву флуоресценции

В 19 веке два немца — стеклодув Генрих Гайсслер и врач Юлиус Плюкер — обнаружили, что они могут производить свет, удаляя почти весь воздух из длинной стеклянной трубки и пропуская электрический ток. ток через нее, изобретение, которое стало известно как трубка Гейслера.Эти газоразрядные лампы не пользовались популярностью до начала 20 века, когда исследователи начали искать способ повышения эффективности освещения. Газоразрядные лампы стали основой многих технологий освещения, в том числе неоновых ламп, натриевых ламп низкого давления (типа, используемого в наружном освещении, например, уличных фонарей) и люминесцентных ламп.

И Томас Эдисон, и Никола Тесла экспериментировали с люминесцентными лампами в 1890-х годах, но ни один из них никогда не производил их в коммерческих целях.Вместо этого именно прорыв Питера Купера Хьюитта в начале 1900-х годов стал одним из предшественников люминесцентной лампы. Хьюитт создал сине-зеленый свет, пропустив электрический ток через пары ртути и включив балласт (устройство, подключенное к лампочке, которое регулирует ток через трубку). Хотя лампы Cooper Hewitt были более эффективными, чем лампы накаливания, они практически не находили подходящего применения из-за цвета света.

К концу 1920-х — началу 1930-х годов европейские исследователи проводили эксперименты с неоновыми трубками, покрытыми люминофором (материалом, который поглощает ультрафиолетовый свет и преобразует невидимый свет в полезный белый свет).Эти открытия послужили толчком к осуществлению программ исследований люминесцентных ламп в США, и к середине и концу 1930-х годов американские осветительные компании демонстрировали люминесцентные лампы для ВМС США и на Всемирной выставке 1939 года в Нью-Йорке. Эти фонари прослужили дольше и были примерно в три раза эффективнее, чем лампы накаливания. Потребность в энергоэффективном освещении американских военных заводов привела к быстрому внедрению люминесцентных ламп, и к 1951 году в США больше света производилось линейными люминесцентными лампами.

Еще одна нехватка энергии — нефтяной кризис 1973 года — заставила инженеров-осветителей разработать люминесцентные лампы, которые можно было бы использовать в жилых помещениях. В 1974 году исследователи из Сильвании начали исследовать, как можно миниатюризировать балласт и вставить его в лампу. Хотя они разработали патент на свою лампочку, они не могли найти способ ее производства. Два года спустя, в 1976 году, Эдвард Хаммер из General Electric придумал, как изгибать люминесцентную лампу в форме спирали, создав первую компактную люминесцентную лампу (КЛЛ).Как и Sylvania, General Electric отложила этот дизайн, потому что новое оборудование, необходимое для массового производства этих фонарей, было слишком дорогим.

Первые компактные люминесцентные лампы появились на рынке в середине 1980-х годов по розничным ценам от 25 до 35 долларов, но цены могли сильно различаться в зависимости от региона из-за различных рекламных акций, проводимых коммунальными предприятиями. Потребители указали на высокую цену как на препятствие номер один при покупке КЛЛ. Были и другие проблемы — многие КЛЛ 1990 года были большими и громоздкими, они плохо вписывались в светильники, имели низкую светоотдачу и непостоянные характеристики.С 1990-х годов улучшение характеристик КЛЛ, цены, эффективности (они потребляют примерно на 75 процентов меньше энергии, чем лампы накаливания) и срока службы (они служат примерно в 10 раз дольше) сделали их жизнеспособным вариантом как для арендаторов, так и для домовладельцев. Спустя почти 30 лет после того, как КЛЛ были впервые представлены на рынке, КЛЛ ENERGY STAR® стоит всего 1,74 доллара за лампу при покупке в упаковке по четыре штуки.

Светодиоды: будущее уже здесь

Одна из самых быстро развивающихся технологий освещения сегодня — это светодиоды (или LED).Тип твердотельного освещения, светодиоды используют полупроводник для преобразования электричества в свет, часто имеют небольшую площадь (менее 1 квадратного миллиметра) и излучают свет в определенном направлении, что снижает потребность в отражателях и рассеивателях, которые могут улавливать свет.

Это также самые эффективные фонари на рынке. Эффективность лампочки также называется световой эффективностью. Это мера излучаемого света (люмены), деленная на потребляемую мощность (ватты). Лампа, которая на 100 процентов эффективна при преобразовании энергии в свет, будет иметь эффективность 683 лм / Вт.Чтобы поместить это в контекст, лампа накаливания мощностью от 60 до 100 Вт имеет эффективность 15 лм / Вт, эквивалентная CFL имеет эффективность 73 лм / Вт, а текущие сменные лампы на основе светодиодов на рынке варьируются от 70 до 120 лм / Вт со средней эффективностью 85 лм / Вт.

В 1962 году, работая в General Electric, Ник Холоняк-младший изобрел первый светодиод видимого спектра в виде красных диодов. Затем были изобретены бледно-желтые и зеленые диоды. По мере того, как компании продолжали совершенствовать красные диоды и их производство, они начали появляться в

Что такое катушка Тесла, как она работает?

Катушка Тесла, одно из самых важных изобретений Николы Тесла, направлено на беспроводную передачу электрической энергии путем увеличения электрического напряжения, с выходом с высокой частотой низкой плотностью тока.

С этим принципом , изобретение радиоантенны , флуоресцентные и неоновые лампы и магнитный резонанс (магнитный резонанс-MR) , рентгеновский снимок , основа устройств , используемых в беспроводной передаче данных был основан.

Катушка Тесла состоит из: высоковольтного трансформатора , искрового разрядника , высоковольтного конденсатора , первичной обмотки , количество витков меньше , чем вторичная обмотка и вторичная обмотка , подключенная к , выход энергии высокого напряжения проводника (тороид).

Провод первичной обмотки имеет большую площадь поперечного сечения , чем вторичная обмотка. Проводящий провод наматывается вокруг диэлектрика заданного диаметра, и магнитное поле создается путем обеспечения потока тока проводника в спиральной форме .

Рисунок 1 — Схема катушки Тесла

Функционирование катушки Тесла можно резюмировать следующим образом: Рисунок 1 ; Трансформатор высокого напряжения заряжается конденсатором высокого напряжения .Как только напряжения на искровом промежутке, отрегулированные в соответствии с пиковым напряжением конденсатора, выравниваются, между искровыми промежутками возникает короткое замыкание , . И первичная катушка с конденсатором становится параллельной цепью .

Первичная катушка полностью заряженного конденсатора находится под напряжением, а вторичная катушка находится под действием энергии и магнитного поля . Вторичный резонансный контур, состоящий из первичного параллельного резонансного контура в форме LC и емкости тороида с высоковольтным выходом вторичной катушки относительно линии заземления,

резонанса попадают в частоту.

Следовательно,

и

условие будет выполнено.

Высокое напряжение Электрическая энергия с высокой резонансной частотой возникает на выходе схемы, а рассеяние дуги происходит на тороиде. Таким образом, Никола Тесла мог производить высокочастотную электрическую энергию высокого напряжения, чего не могли достичь генераторы, используя катушки с воздушным сердечником .

По переключению катушки Тесла; Катушка Тесла с искровым зазором , Твердотельная катушка Тесла с использованием полупроводниковых силовых компонентов, таких как транзистор-MOSFET-IGBT, и осциллятор с обратной связью , подающий синусоидальный ток на трансформатор.

Катушка

Тесла имеет электромагнитное поле вокруг тороидной части. Электроны в соседней люминесцентной лампе движутся, и лампа загорается. Однако из-за потерь эффективность освещения будет низкой.

В рабочей системе катушек Тесла; высокое напряжение , высокое электромагнитное поле , дуги, которые могут достигать больших расстояний , взрыв конденсатора высокого напряжения , производство токсичного озона , горение и пожар и другие чрезвычайные опасности.Следовательно, , эксперименты с катушкой Тесла не должны проводиться людьми, у которых недостаточно технических знаний.

.