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.

Plazmennye lampy 1

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.

Ustroistvo plazmennoi lampy

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.

Plazmennaia lampa

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.

Plazmennaia lampa 2

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:

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.

Plazmennye lampy v teplitsah

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.

Plazmennye lampy svetilniki

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.

Plazmennye lampy svetilniki 2

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.