Plasma lampe

Plasmalampen (også kalt globus, kuppel eller mer vanlig plasmakule ) er en spesiell lysende elektrisk enhet, som ble kommersielt populær, spesielt rundt åttitallet av det tjuende århundre , hovedsakelig for vitenskapelig-pedagogiske eller estetisk-dekorative formål. Den består av en pære, vanligvis en kule av tynt gjennomsiktig glass (ca25  cm i diameter), der det er lavtrykks inerte gasser (200–500  Pa ), deretter en stor elektrisk høyspentelektrode i midten. Når enheten er slått på, er det høye elektriske feltet, kombinert med det lave trykket til de inerte gassene, i stand til å frigjøre suggestive filamenter - eller utladninger av lys - ganske lange, vanligvis av en fiolett-blå farge, hovedsakelig bestående av plasma . eller gass ionisert, som vil kollidere på den indre veggen av glasset.

Historie

Den første lignende elektriske enheten dukket opp for første gang rundt 1890 takket være Nikola Tesla , under hans eksperimenter med høyfrekvente elektriske strømmer i vakuumrør av glass , rettet mot å studere fenomener med høye elektriske spenninger , og som han generisk kalte " Inert gas " . [1] . I US patent 0514170 (" Electric Incandescent Light ", 6. februar 1894 ), beskriver Tesla en lampe med høy utladningsintensitet, ved bruk av glasspæren med det ledende elementet suspendert og eksitert ved høy spenning takket være spolen som bærer navnet hans , og dermed skape den diffuse elektriske utladningen. Han oppnådde patentet utelukkende på en spesiell form for lampe hvis lys kommer fra en liten kropp eller knapp av ildfast materiale, og støttet av en leder eller mottaker inneholdt i en vakuumpakket globus.

Den nåværende enheten ble i stedet perfeksjonert først i 1970 av studenten Bill Parker, ved Massachusetts Institute of Technology i USA , og derfor hovedsakelig ment for pedagogiske og estetiske formål, gjennom dagens moderne design som vi i dag finner på markedet i laboratorier og / eller spesialiserte pedagogiske og vitenskapelige spillbutikker.

Operasjon

Dekorative plasmalamper er tilgjengelige i forskjellige former, for eksempel sylindriske eller, mye oftere, sfæriske, vanligvis laget av tynt og gjennomsiktig glass, med en sfærisk elektrode i midten, alt plassert på en stabil støttebase. elektrisk isolert fra bakken, vanligvis i vanlig plast.

Teknologien som trengs for å lage gassblandingen som brukes i dagens plasmasfærer, hovedsakelig en kombinasjon av høyrente edelgasser , vanligvis argon , men også xenon , krypton eller neon , var knapt tilgjengelig på Teslas tid. Disse gassblandingene, formene på glasset og de integrerte elektroniske kretsene som driver den sentrale elektroden ble alle unnfanget, patentert og perfeksjonert av Bill Parker selv, på åttitallet og på de følgende nittitallet av det tjuende århundre .

Elektroden i midten av kulen er på sin side en liten kule laget av stål og grafittlegering , for å motstå den stigende temperaturen under genereringen av det elektriske feltet . Den er i sin tur koblet til finalen til en liten oscillerende elektronisk krets, vanligvis med en vekslende firkantbølge størrelse for å generere en frekvens på ca.35  kHz og en elektrisk spenning på12  V , hevet av en liten transformator opp til ca. 10 kV. Siden intensiteten av elektrisk strøm er svært lav (ca3  mA ), vil risikoen for et skadelig elektrisk støt være minimal.
Den høye elektriske spenningen ioniserer derfor den inerte gassen som finnes i glasspæren, for å generere tynne voltaiske buer som hovedsakelig består av plasma (den fjerde fysiske tilstanden til materie, kort sagt av den høyt ioniserte gassen), som manifesterer seg gjennom suggestive og tynne filamenter av synlige og lyse elektriske utladninger. På den annen side, nær den sentrale sfæriske elektroden, vil en tynn lysende glorie vises, hovedsakelig forårsaket av et elektrisk fenomen kalt koronaeffekten (ofte kjent i fortidens optikk og fotografering som Kirlian-effekten ).

Den typiske fiolettblå fargen på lys skyldes hovedsakelig tilstedeværelsen av argon , en edelgass som, når den går tilbake til elektrisk nøytrale atomer, frigjør stråling og lyser nøyaktig på denne spesifikke elektromagnetiske frekvensen til det synlige lysspekteret , samt en liten del av ultrafiolett stråling .
Mot utsiden kolliderer de elektriske utladningene ganske enkelt på den indre veggen av glasset, dette er ved null elektrisk potensial , eller direkte til jord/jord (alltid ved null elektrisk potensial ) hvis for eksempel kulen berøres med andre tilkoblede objekter å masse eller for eksempel med fingrene på hånden. I dette siste tilfellet vil en god del av energien til de elektriske utladningene være konsentrert på den punktlignende og korteste veien mot jordbakken , og derfor gå gjennom hele kroppen; som allerede nevnt, siden intensiteten til den elektriske strømmen er veldig lav, vil dette ikke forårsake skade på fysisk helse.
Hvis derimot glasskulen knuses, vil den suggestive effekten av de fiolettblå utladningene ikke lenger manifestere seg, da trykket og gassene rett og slett vil være atmosfæriske, og det elektriske feltet vil kun kunne generere en synlig hvit-gul elektrisk utladning, men bare noen få millimeter fra sentralelektroden .

Forholdsregler

Nær den ytre sfæriske overflaten av glasset, etter noen få minutters drift, vil det utvikles en svært liten prosentandel av ozon , en gass som er relativt skadelig for mennesker. Det er også nødvendig å ta hensyn til elektroniske enheter ( mobiltelefoner , PDAer , etc.) som, som kommer i kontakt med sfæren, kan bli skadet av den samme elektriske utladningen , samt å plassere vanlige og tynne metallgjenstander. Det er også viktig for de som har pacemaker å ikke ta på enheten, da det kan skade det medisinske utstyret.

Merknader

  1. ^ Lyspærer , på pacinottiarchimede.it (arkivert fra originalen 29. april 2014) .

Relaterte elementer

Andre prosjekter