Lámparas de plasma: cómo se organizan y funcionan

Una vista increíble es una lámpara de plasma. Una bombilla de vidrio sellada con un único electrodo de alto voltaje instalado en el interior, rodeado por un gas inerte a presión casi atmosférica.

Se suministra alto voltaje (de 2000 a 5000 V) al electrodo de la lámpara desde uno de los terminales del devanado secundario de un transformador de pulso que funciona a una frecuencia de 30-40 kHz, que se instala dentro de la carcasa de plástico de la lámpara. Un transformador de lámpara de plasma es similar a un transformador de línea, que se puede encontrar en un monitor antiguo o en un televisor con tubo de rayos catódicos.

El alto voltaje ioniza las moléculas de gas (generalmente de neón) dentro del bulbo: resulta el plasma, de ahí el nombre de la lámpara: "lámpara de plasma". Las descargas múltiples, similares a los pequeños rayos, se generan al mover iones de gas.

El color de estos relámpagos que bailan alrededor del electrodo dentro del bulbo puede ser diferente, lo que depende del tipo de gases que componen la mezcla con la que se llena el bulbo. En cuanto a la longitud del rayo, depende del potencial en el electrodo y del grado de descarga del gas que llena el matraz.

Como puede ver, no hay filamento incandescente, por lo que la vida útil de dichos dispositivos está limitada solo por la calidad de la electrónica instalada en la base de la lámpara, así como por la precisión de su propietario.

El consumo de lámparas decorativas de plasma depende del tamaño de la bombilla y generalmente no supera los 20 vatios. Las lámparas de plasma esféricas y cónicas más comunes en el mercado actual tienen dimensiones de no más de 30 cm.

Hay lámparas de plasma con botones para ajustar la potencia suministrada al "rayo danzante": a la potencia más baja, solo se forma un delgado hilo luminoso dentro de la lámpara.

Si el poder aumenta gradualmente, el hilo se volverá más y más brillante, finalmente, cuando un hilo se desborde con la energía suministrada a través de él, el segundo hilo aparecerá en ese momento, y comenzarán a repelerse entre sí como las mismas cargas.

Los filamentos luminosos son delgados, ya que los campos magnéticos que los rodean tienen un efecto magnetohidrodinámico como el autoenfoque: el campo magnético intrínseco del canal de plasma crea una fuerza que actúa sobre su compresión.

El inventor del primer prototipo del dispositivo, que hoy llamamos una lámpara de plasma, fue un científico. Nikola Tesla (1856-1943), ingeniero eléctrico estadounidense, nativo del Imperio austríaco.

En la patente de los Estados Unidos Nº 514170 de 1894, la lámpara, aunque se llama una "fuente de luz eléctrica", es, sin embargo, una diferencia fundamental de una lámpara incandescente convencional. Tesla propuso una lámpara fundamentalmente nueva: una lámpara con un electrodo, que sería alimentada del transformador resonante de alto voltaje Tesla.

El popularizador de la idea de una lámpara de plasma como lámpara decorativa en forma de bola (la idea comercial de un "globo de plasma") fue en la década de 1970, el inventor de Pennsylvania, James Falk (nacido en 1954).

En su tiempo, a diferencia de los tiempos en que Tesla trabajaba en su lámpara, la tecnología de crear mezclas de gases de varias composiciones (basadas en xenón, neón y criptón) ya ha aparecido, lo que permite obtener plasma de varios colores en matraces.

El resplandor aquí se crea debido a la descarga de la corona en el gas, prácticamente causada por la corriente a través de la capacitancia en el circuito de la lámpara-aire-tierra. Como la tierra para la fuente de alto voltaje de la lámpara, se utiliza un punto de potencial cero, que está disponible cuando el dispositivo se alimenta desde la toma de corriente.

Se cree que cuando una persona toca el cristal de una lámpara que funciona con el dedo, el flujo de energía atraviesa el cuerpo, como si tuviera una resistencia de 1000 ohmios y estuviera conectado en serie con un condensador con una capacidad de 150 pF (el cristal de la bombilla actúa como dieléctrico).No mata a una persona, ya que la corriente de una lámpara de plasma es de muy alta frecuencia.

De una forma u otra, en contacto con la lámpara de plasma, observe las medidas de seguridad. El hecho es que un campo eléctrico alterno actúa no solo en los cables de una fuente de lámpara de alto voltaje, sino también fuera de la bombilla.

Un objeto metálico ubicado cerca de la lámpara se electrificará por un campo eléctrico alterno, y tocar dicho objeto puede causar una ligera descarga eléctrica e incluso una quemadura. Si una persona, tocando la lámpara, resulta accidentalmente a tierra, por ejemplo, sosteniendo la batería, recibirá una descarga eléctrica.

Además, ningún dispositivo electrónico debe ubicarse cerca de una lámpara de plasma en funcionamiento, porque cualquier electrónica tiene miedo de las corrientes eléctricas inducidas, y fallará fácilmente si entra en un campo eléctrico alterno de alta tensión, cuya fuente es el electrodo dentro de la lámpara.