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.

Вторым электродом является окружающая стеклянная сфера или даже сам человек, если он прикасается к шару.

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.

Попросили отремонтировать игрушку "плазменный шар" - она работает с перебоями или вообще не работает. Весит мало, внутри почти пусто, звук не очень, но при работе создаёт приличные эффекты. После вскрытия обнаружил неприпаянный провод, аккуратно припаял, а заодно и сфоткал что мог, нарисовал схему. На фотографии хорошо видно место ремонта.

Конструкция представляет собой корпус, на котором закреплена основная лампа сферической формы, под ней внутри корпуса расположена вторая лампа в виде изогнутой кольцом трубки. Имеются две фиксирующиеся кнопки: включение и выключение звука. Питается от сети ~220 В.

Блок питания - конденсаторный, преобразователь - однотранзисторный блокинг-генератор, создаёт на выходе трансформатора высоковольтное , которое подаётся на обе лампы одновременно.

Лампы представляют собой запаянные стеклянные колбы без впаянных электродов. В качестве электродов использованы крепёжные элементы и покрытие на внутренней поверхности внутренней сферы.

При работе нижняя лампа светится равномерно, внутри сферы происходят разряды по всему объёму между внутренней и наружной сферами. Приближением руки можно изменять распределение разрядов в сфере. При касании сферы разряд идёт к месту касания, чувствуется слабое тепло, слышно изменение частоты блокинг-генератора.

Лампы, торшеры. Они дарят тепло и уют, дополняют интерьер. Поэтому подобрать необычный источник света так, чтобы он прекрасно вписывался в дизайн комнаты - дело ответственное. Прекрасным украшением для квартиры может стать оригинальный светильник «Плазменный шар», который обладает множеством полезных функций.

Описание

Внешне светильник напоминает магический шар на подставке, похожий на артефакт из фантастических фильмов. При его изготовлении применяются современные технологии, поэтому качество оригинального изобретения соответствует самым высоким стандартам. Из замечательных свойств, которыми обладает светильник, можно назвать его способность снимать стрессы и усталость.

Когда «Плазменный шар» включен, внутри него можно наблюдать Они похожи на цветной фейерверк, который распространяется из центра светильника. Словно волшебная вещица, способен реагировать на звуки, прикосновения и голоса. Когда рука касается шара, электрические молнии внутри него собираются в один поток и начинают бить в то место, до которого дотронулись ваши пальцы. Наблюдать за этим зрелищем можно долго, оно завораживает своей красотой. Причем движения разрядов никогда не повторяются.

Светильник можно использоваться не только для релаксации, «Плазменный шар» способен стать замечательным дополнением интерьера квартиры. Его приятно подарить друзьям, родственникам и знакомым. Если любоваться на электрические разряды внутри стеклянного шара, то можно почувствовать умиротворение и покой. Им можно постоянно восхищаться как красивой и необычной вещицей, которая займет в квартире мало места, но привнесет в ее оформление немного магии.

Способ работы

Светильник кажется волшебным предметом. Чтобы развеять это впечатление, достаточно рассмотреть устройство, которое имеет «Плазменный шар», принцип работы прибора. Диаметр колбы светильника может варьировать от восьми до двадцати сантиметров. Внутри декоративного ночника помещен электрод, на который подается ток под высоким напряжением. Поэтому внутри лампы и возникают молнии. Этим и объясняется название светильника, ведь именно так светится плазма. В стеклянном шаре лампы содержится разряженный который придает свечению определенный оттенок. При работе светильник потребляет мало электричества. Тем не менее нельзя, чтобы он работал более двух-трех часов, иначе возможен перегрев.

Приобретая такой необычный осветительный прибор, не забывайте о технике безопасности. Необходимо следовать инструкции по его эксплуатации. Прибор можно подзаряжать от USB-порта или розетки в 220В. Светильник «Плазменный шар» поможет отдохнуть напряженным глазам после долгой работы за компьютером. Лампа может стать полезной вещью в вашем доме, способствовать расслаблению нервной системы и избавить вас от последствий стрессов.

Светильник изготавливается в разном оформлении, в том числе и весьма оригинальном. Например, в виде черного дракона, который обхватывает крыльями «Плазменный шар», что делает его еще более притягательным и волшебным.

В роли нашего плазменного шара будет обычная лампа накаливания, ну а источник высокого напряжения высокой частоты довольно прост. Кроме того из нашего источника можно построить не только плазменный шар, но и демонстрировать красивые эксперименты с высоким напряжением: дуговые и коронные разряды, лестница Иакова, лампа дневного света, загорающаяся в руке и т.п.

Электрически ток не игрушка! Прежде чем приступить к работе я настоятельно рекомендую ознакомится с техникой безопасности в статье про лестницу Иакова .

Источник высокого напряжения высокой частоты

Назначение

Демонстрация красивых экспериментов с высоким напряжением: дуговые и коронные разряды, лестница Иакова, лампа дневного света, загорающаяся в руке и т.п.

Краткое описание

Основной элемент - ТВС (Трансформатор Выходной Строчный). Благодаря оригинальной автогенераторной схеме удалось получить напряжение около 90 кВ , высокие мощность, надежность и КПД. Схем генератора на строчнике - блокинг-генератор - приведена ниже:

В этой схеме используется переделанный трансформатор от лампового телевизора ТВС-110Л6 или ТВС-110ЛА. Первичную обмотку снимают и заменяют самодельной, с небольшим числом витков. Выпрямительный блок вольт на 12 и ток до 5 ампер. Витки ТВС где-то 1-2 = 5 витков, 3-4 = 25 витков провода диаметром 1мм. Вообще всё подбирается экспериментальным путём.

Транзистор по мощней типа кт 927 или любой другой с хорошим коэффициентом усиления и мощности.

Собранная схема может выглядеть так:

На базе данного преобразователя можно провести свои первые опыты в области высокого напряжения. Это и маленькие лестницы Иакова, ионный двигатель, получение озона, электроподжиг, поджигание дуги, которой можно легко прожечь стекло, и многое другое.

Приветствуем Вас, наши дорогие покупатели и желаем всем доброго здоровья и приятных подарков! Сегодня мы расскажем о необычном предмете интерьера -это , который также можно найти в интернете по запросам: плазма шар, шар Тесла, домашняя катушка Теслы, "шар с молниями", ну и собственно "магический шар". Почему мы склоняемся к названию "магический шар"? Как ни странно, но в последнее время подавляющее большинство покупателей этого девайса, составляют всевозможные работники магических салонов, гадалки и, великие и ужасные "маги и чародеи".

И это не случайно,испокон веков центральным предметом любого "волшебного" салона являлся хрустальный шар, в котором гадалки и предсказатели, якобы, видели прошлое и будущее человека. Раньше это были обычные шары из стекла или хрусталя, чаще сплошные, иногда полые, которые некоторые предприимчивые "маги" перед сеансом наполняли дымом и затыкали пробкой. В наши же дни, для создания атмосферы мистики и всепронизывающей магии всё чаще используются именно плазменные шары. Согласитесь, разноцветные всполохи молний переливающиеся в хрупком сосуде, выглядят куда как эффектней обычной стеклянной сферы и позволяют "окучивать" клиента на более профессиональном уровне.

Изобретение плазменного светильника и принцип работы.

Давайте разбираться что это за чудо-шар такой и откуда он появился. Изобретение плазма шара приписывают выдающемуся физику и ученому Николе Тесла (1856-1943 г.г.). В 1894 году Тесла подробно описал устройство плазменной лампы, состоящей из стеклянной колбы и электрода, на который подавался переменный ток, в результате чего, на его конце возникало свечение. Тесла назвал своё изобретение "Одноконтактная лампа" или "Газоразрядная трубка". В те времена это не выглядело так эффектно как сегодня, потому как технология использования инертных газов была ещё не доступна. Свой современный вид плазма-шар получил благодаря другому изобретателю Джеймсу Фалку, который уже в 70-х годах нашего века, конструировал необычные светильники, в принципе работы которых лежали разработки Теслы, и продавал их в научные музеи и коллекционерам. В наши дни пространство между внешней колбой и электродом заполняют инертным газом, благодаря чему и создаётся эффект непрерывного пульсирования разноцветных молний.

Плазма-шар в подарок.

Шар Теслы - это идеальный подарок. Ведь его завораживающая красота придется по вкусу всем без исключения, независимо от пола и возраста. Взрослым будет приятно украсить дом стильным и необычным предметом интерьера, а дети очень любят трогать поверхность шара и любоваться миниатюрными молниями, бьющими в место соприкосновения с рукой. Мерное, успокаивающее свечение, окажет благоприятное воздействие на нервную систему и поможет снять усталость после тяжёлого трудового дня. А ещё, с помощью магического шара, можно показывать детям фокусы и проводить вместе с ними различные физические опыты, например такие как в этом видео.

Нас часто спрашивают, опасны ли магические шары для окружающих, а особенно для детей. Отвечаем - нет, не опасны, нужно лишь соблюдать несколько основных правил предосторожности:

• Не подносить к поверхности шара электронные и радио устройства (мобильные телефоны, плееры тачпады и т.д.)
• Не класть на поверхность шара металлические предметы (за исключением случаев, когда это необходимо для опытов)
• Не прикасаться одновременно к поверхности шара и заземлённому объекту (батарее например)
• Естественно, не стучать по шару и не ронять его.
• Рекомендуется отключать светильник на 10-15 минут, через каждые 3-4 часа непрерывной работы.

Итак. Плазменный светильник "Магический шар" - вещь очень необычная и притягивающее внимание. Он будет отличным подарком для Ваших друзей, шикарным предметом интерьера в Вашем доме и увлекательным развлечением для Ваших детей... и...

=) домашних питомцев =).