Плазменный шар: конструкция и принцип работы. Плазменный шар. Научные игрушки Плазменный шар описания работы электросхемы

Украсить свой дом можно легко с помощью различных настольных, настенных или напольных светильников. При этом они могут выступать как яркими дизайнерскими элементами, так и быть незаметными со стороны. Но в любом случае осветительные приборы в доме должны подходить под уже имеющийся интерьер помещения. Иначе их свет или просто присутствие привнесут в стиль дисгармонию, что явно будет негативным исходом вашей задумки.
Сегодня многие люди используют как элемент декора такие необычные светильники, как плазменные лампы-шары.

Плазменная лампа-шар

Такой светильник имеет необычный вид и создает свет нестандартного типа. Поэтому подобное приобретение послужит отличным декоративным элементом, но только в случае, если его выбор и размещение в комнате был грамотным. Этому вопросу сегодня и будет посвящена наша статья.

История создания

Появлению столь необычного осветительного прибора, как плазменная лампа-шар, мир обязан известному изобретателю с мировым именем — Никола Тесла.

Никола Тесла

Именно Тесла, который прославился своими экспериментами с электричеством, соорудил серную лампу еще в 19 веке. На основе данного прибора в дальнейшем и появились первые декоративным лампы подобного вида.

Обратите внимание! На сегодняшний день существуют не только плазменные лампы, но и прожекторы и другие светильники, предназначенные для общественного освещения. Однако они еще не очень сильно распространены в мире в связи с достаточно сложной конструкцией.

Теперь, после того как небольшой исторический экскурс завершен, можно более детально разобраться с устройством столь необычного светильника.

Особенности строения плазменного светильника

Плазменная лампа-шар представляет собой специфический светильник. Плафон светильника круглый и прозрачный, а внутри сферы происходит настоящая «магия». Из центра лампы к периферии прозрачного плафона отходят многочисленные плазменные разряды, которые завораживают своими яркими переливами и изгибами, которые не поддаются прогнозам и кажется, что они живут своей собственной жизнью. Можно сказать, что внешне такая лампа похожа на шар предсказаний цыганской гадалки, дающим наставления тем, кто может их прочесть.

Обратите внимание! Плазменная лампа-шар станет отличной заменой для ночника в детской комнате.

Плазменная лампа в качестве ночника

Благодаря такому необычному и магическому внешнему виду такая вот «плазма» даст многое:

• придаст атмосферу загадочности и необычности;
• станет экзотическим дизайнерским элементом;
• светильник способен своей работой нормализовать психическую деятельность человека, снять стресс и усталость;
• да и в целом это станет оригинальной изюминкой интерьера, которую можно встретить далеко не в каждом доме или квартире.

Стоит отметить, что в отличие от стандартных осветительных приборов, плазменная лампа-шар станет необычным и оригинальным подарком на день рождения.
Итак, плазменная лампа представляет собой прозрачный шар на подставке, внутри которого бьются энергетические разряды. Они способны реагировать на прикосновения человека к прозрачной сфере или даже голосу.

Обратите внимание! Плазменные разряды внутри лампы похожи на небольшие фейерверки, заключенные в стеклянную сферическую «ловушку».

Реакция лампы на прикосновение

При прикосновении к такой лампе разряды внутри нее начинают концентрироваться и «бить» в место, к которому притронулся палец. Это очень красивое зрелище, которое способно завораживать на долгие часы.
Этот предмет больше похож на элемент фантастического фильма, нежели на светильник. Для получения такого эффекта используются современные технологии, что позволяет добиться высокого качества данной осветительной продукции.

Принцип работы плазменного шара

Плазменная лампа-шар в своей сердцевине имеет электрод, который и позволяет ей создавать плазменные разряды внутри прозрачной сферы. Принцип работы устройства заключается в следующем:

• высокое переменное напряжение, характеризующееся частотой примерно в 30 кГц, попадает на электрод;
• сфера лампы внутри содержит разреженный газ;

Обратите внимание! Для наполнения сферы могут использоваться различные газовые смеси, которые будут различаться между собой цветовыми характеристиками формируемых плазменных разрядов. Они могут иметь синий, розовый, желтый, зеленый, малиновый и другие цвета.

Вариант цвета плазменного разряда лампы

• благодаря попаданию на электрод напряжения в парах газа и формируются плазменные разряды.

Сам светильник, работающий по такому принципу, будет потреблять мало электроэнергии (примерно 5-10 Вт). Поэтому если с ним правильно обращаться, то он прослужит десятилетия. О том, как за таким прибором следует следить, мы поговорим в следующем разделе.

Особенности эксплуатации плазменного шара

Чтобы ваша «плазма» могла приносить вам радость и умиротворение на протяжении многих лет, за ней нужен правильный уход, который предполагает следующее:

• запрещается класть на лампу разнообразные металлические предметы. Часто, из любопытства, на сферу кладут монетки различного номинала. Даже небольшая монетка может послужить причиной удара током. При этом сама сфера может лопнуть и выпустить наружу уже не столь красивые и безопасные разряды;
• лампа должна подключаться к сети питания на 220 В. Также для ее питания можно использовать и USB-порт (если имеется такая возможность). Такой разъем можно подсоединить своими руками, если у вас имеется старая модель светильника;
• время работы лампы не должно превышать более двух часов. Иначе это может привести к перегреву, а это негативным образом скажется на прочности прозрачной колбы и в дальнейшем может привести к нарушению ее герметичности.

Обратите внимание! При нарушении правил эксплуатации плазменных светильников, разряды, формируемые ими, могут вырваться за пределы прозрачной сферы. И починить лампу своими руками уже не получится.

Как видите, правила более чем просты и понятны. Главное здесь следить, чтобы дети, которых плазменные разряды будут неизменно притягивать, не повредили сферу с газом и не выпустили «фейерверки» наружу.

Комплектация плазменного светильника

Современные лампы-шары, формирующие у себя внутри плазменные разряды, содержат в себе:

• сам плазменный светильник. У современных моделей должен иметься разъем для USB. У страх моделей такой разъем можно сделать своими руками, отрезав вилку для розетки и подсоединив к ней USB от старого шнура. Только перед проведением таких работ своими руками убедитесь в том, что USB разъем работает нормально;
• USB-кабель. Это обязательный элемент всех современных моделей;
• инструкция по эксплуатации. С помощью инструкции вы сможете выяснить все нюансы и тонкости работы прибора, возможность его починки своими руками, а также другие важные моменты, которые приводят производители.

Набор плазменной лампы

Покупая такой светильник, необходимо обязательно убедиться в исправности лампы (особенно прозрачной сферы). Ее прозрачная часть не должна быть повреждена, покрыта царапинами или трещинами. При их наличии обязательно требуйте замену продукции.
Обычно осветительный прибор имеет следующие технические характеристики:

• питание – 220 В (стандартное);
• мощность - 8 Вт;
• материалы изготовления: пластик, стекло и электронные компоненты.

Технические характеристики лампы должны быть указаны как на упаковке, так и в инструкции к ней.
Приобретая плазменный светильник нужно знать, что диаметр его сферической колбы может варьироваться в достаточно широком диапазоне (от 8 до 20 см).

Варианты внешнего вида

Несмотря на то, что лампа-шар, создающая плазменные разряды, всегда будет иметь сферическую колбу и стандартную конструкцию, ее внешний вид может быть задекорирован различным образом.

Декоративная плазменная лампа

Дополнительный декор поможет более гармонично вписать лампу в интерьер помещения, избегнув при этом риска несоответствия стилей.

Обратите внимание! Такая лампа может быть задекорирована, например, под дракона, который будет охватывать своими крыльями и хвостом шар, делая его менее выразительным на общем фоне конструкции светильника. При этом такой декор не повлияет на притягательность шара и его плазменных разрядов в целом.

Поэтому в плане выбора плазменного светильника обязательно необходимо учитывать его внешний вид, ведь обычная сферическая лампа может не подойти под большинство интерьерных стилей, используемых в современном мире.

Лампа с разрядами и интерьер

Установка плазменного светильника в доме или квартире будет отличным решением по следующим причинам:

• лампа имеет компактные размеры и хорошо впишется как на полку, так и на журнальный столик;
• возможность декорирования внешнего вида прибора расширяет перечень стилей, в которые он сможет гармонично вписаться, не нарушив общий замысел;
• это отличный ночничок, который способен создать атмосферу таинственности и сказки;лампа способствует снятию раздражения, усталости и стрессов.

Плазменная лампа-шар и дети

Несмотря на то, что это очень красивый и практичный ночник, в детской размещение такого прибора не рекомендуется, так как из-за подвижных игр дети могут повредить его стеклянную часть и порезаться. Лучшим решением будет размещение лампы на специальной полке и выставление ее на стол для выполнения функции ночника уже в вечерние часы. Таким образом, вы и порадуете своего ребенка, и убережете его от травм.
Кроме детской, подобный светильник станет оригинальным решением для спальни или гостиной. Наиболее подходящими стилями для размещения такой лампы будет «хай-тек», «эклектика», «минимализм», «классика». При этом «хай-тек», как наиболее приближенный стиль к тесловским творениям, будет самым лучшим решением. В стиле «ретро» такая лампа также займет свое достойное место.

Обратите внимание! В этих стилях оформление лампы-шара с плазменными разрядами можно оставаться стандартным, без декорирования.

Интерьер в стиле хай-тек

А вот для других стилей (например, «ампир», «готика» и т.д.) необходимо дополнительная стилизация светильника.
Помните, цвет свечения разрядов стоит выбирать под цвет стен, потолка и мебели. Например, на фоне кофейных стен фиолетовые вспышки будут смотреться просто отлично.
Кроме этого плазменная лампа отлично впишется ориентальный дизайн, где превалируют темные цвета отделки стен, мебели, штор и занавесок.

Заключение

Плазменная лампа-шар, при правильном подходе к ее выбору, станет эффектным дополнением практически любого интерьера и стиля. При этом она будет радовать глаз и не надоест вам даже через несколько лет работы. Такой светильник можно смело использовать как эффективный способ борьбы с усталостью и чрезмерной напряженностью, от чего страдают многие из нас.

Светодиодные светильники своими руками

Создание "Плазменного шара"

Если вы хотите сделать красивое устройство в духе Теслы, которое бы демонстрировало красоту электрического тока, то можете попробовать создать "плазменный шар". Устройство состоит из двух частей: это генератор высокого напряжения и лампа накаливания. Но по сути "плазменный шар" это лампа накаливания, в которой вместо стандартного света вы будете видеть электрические дуги идущие от центра к точке прикосновения пальцев на поверхности лампы. Согласитесь, довольно красиво? Все что вам требуется, чтобы создать это устройство - это следовать инструкциям предоставленным в этой статье. Ну и конечно же небольшой набор материалов, список которых, вы сможете обнаружить ниже.

Для изготовления подобной игрушки, которая несомненно украсит ваш интерьер, нам понадобится:
1) Стандартная лампа накаливания,которая и станет "плазменным шаром".
2) Адаптер питания на 12 вольт и 5 ампер.
3) Мощный транзистор вроде КТ-927 или аналогичный. Главное, чтобы коэффициент мощности и усиления не уступал.
4) Так же в можно работать с трансформатором от ТВС-110 Л6 или ТВС-110 ЛА, их можно получить из старых ламповых телевизоров, или поискать в магазине радиодеталей. Они будут использованы для изготовления источника высокого напряжения для питания собственно лампы.

Кстати, изготовленный на базе этих трансформаторов источник, возможен к использованию, как для генерации тока высокого напряжения для "плазменного шара", но так же пригодится для демонстрации иных великолепных экспериментов с током: коронные и дуговые разряды, лампа дневного света зажигающаяся в руках, лестница Иакова и многих других.

Необходимо помнить о мерах предосторожности при работе с электрическим током. Перед началом работ по созданию этого приспособления , автор рекомендует всем ознакомиться с техникой безопасности.

Для начала приступим к изготовлению генератора высокого напряжения. Главным элементом будет служить трансформатор выходной строчный,он же ТВС-110 ЛА. Ниже будет приведена схема, следуя которой, автор добился напряжения примерно 90 кВ, отличную мощность, а так же надежность.

Трансформатор ТВС нуждается в переделке под наши нужды. Необходимо снять обмотку и установить заново,но с меньшим количеством витков. Намотка витков для ТВС должна быть примерно 1-2 = 5 витков, 3-4 = 25 витков проволоки,диаметр которой равен 1мм. Но весь подбор идет сугубо экспериментальным путем, так как все зависит как от модели транзистора, так и от состояния обмотки.

Собственно в сборе схема будет выглядеть примерно таким образом:

Другой вариант:

Собственно собрав этот источник высокого напряжения и подключив через выход модернизированного трансформатора к нему лампу накаливания,мы получим "Плазменный шар", который и хотели собрать.

Внизу представлена картинка, где вы можете увидеть разряд в лампе накаливания, электродами которому служат палец и внутренняя спираль лампы. Стоит заметить, что атмосфера лампы наполнена газом агроном под низким давлением.

В заключение немаловажный факт: благодаря собранному преобразователю, который послужил источником питания для "плазменного шара", возможно проведения и немало других, не менее интересных опытов в сфере высокого напряжения. Поверьте, ионный двигатель, маленькие лестницы Иакова, электрическая дуга будут весьма красочной демонстрацией работы электрического тока.

На этой странице мы расскажем о конструкции и принципе действия плазменного шара

Состоит из внешней стеклянной сферы, электрода и блока генерации высокого напряжения

Внутри большой стеклянной колбы находится смесь разреженных инертных газов, вещество которых ионизируется подачей тока высокого напряжения на сферическую верхушку центрального электрода

Разряд с электрода создает пробой электрической дуги сквозь ионизированный газ, а вещество на пути пробоя переходит в состояние плазмы. Видимое свечение же связано с переходом электронов из состояния с высокой энергией в низкоэнергетическое состояние - высвобождаемая при этом энергия излучается в видимом диапазоне света. Цвет же свечения зависит от состава смеси газов, находящихся внутри внешней сферы.

Видимые внутри плазменных шаров светящиеся сполохи являются не чем иным, как плазмой - четвертым агрегатным состоянием вещества. Состояние плазмы характерно тем, что в нем вещество в равной степени состоит из положительно и отрицательно заряженных частиц и в этом состоянии находится 99% видимого вещества нашей Вселенной.

Северное сияние, молнии, ионосфера Земли, межзвездные туманности, Солнце и другие звезды - не полный список знакомых всем проявлений плазмы в природе. Но благодаря изобретательности человеческого разума, создавшего , каждый теперь может созерцать частичку этих Вселенских явлений у себя дома в любой момент времени

Хитроумные изобретения всегда заинтересовывают простых людей. То ли это сложный механизм, то ли что-то необычное, все равно всегда с увлечением можно смотреть на их работу. Иногда возникает идея о создании своего проекта. Ведь это так интересно! Сегодня популярным девайсом можно считать так называемый шар с молниями, по-другому - плазменная лампа. Выглядит такое изобретение очень эффектно. Поэтому немудрено, что многие самоделкины пытаются самостоятельно соорудить плазменную лампу. В теории нет ничего сложного, но как её сделать на практике?

Компоненты

Первый вопрос, который надо решить: «Что понадобится при создании этого агрегата?» Ведь плазменная лампа не валяется в гараже!

Для шара молний понадобится несколько важных компонентов. Первый - это обычная Чем больше она в размерах, тем дольше можно наблюдать разряды. По поводу вольтажа: тут он особой роли не играет. Ну, если придираться, то лампа на сто ватт сгодится отлично. Вторая деталь - плата, называемая предельным трансформатором. Этот компонент является одним из главных в данной схеме. От него будет зависеть все. Где можно найти такую плату? Для этого не нужно далеко ходить. Любой старый ламповый монитор от компьютера или «толстый» телевизор оснащен этой платой. Третий компонент - корпус. О нем заботиться не стоит, так как оболочка не влияет на работу плазменной лампы. Но для соблюдения техники безопасности, да и в целях эстетики картонный, деревянный или пластмассовый корпус не помешает. Также стоит знать об инструментах. Главным помощником при создании станет паяльник. Благодаря ему схема плазменной лампы сможет соединиться.

Правила безопасности

Соблюдение простых правил поможет уберечь себя и окружающих от непредвиденных травм. Следует помнить, что электрический ток - это не игрушка. Первое правило очень простое: к оголенным проводам голыми руками не прикасаться. Контакт производить только при помощи изолированных инструментов. Второе правило также касается проводов.

Только теперь стоит позаботиться о жизнеспособности схемы. Нужно располагать так, чтобы они при случае не касались друг друга. Иначе возможно краткое замыкание, которое приведет к неприятным последствиям. И еще одно важное правило, относящееся в большей мере к любителям попить кофе или чай во время работы. Очень не рекомендуется присутствие жидкостей на рабочем месте.

Плазменная лампа своими руками

Итак, настало время практики, ведь плазменная лампа уже ждет. Для начала стоит достать из старого монитора нужную для проекта плату. Для этого следует снять заднюю крышку монитора. От кнопки выключения должен отходить толстый, в большинстве случаев белый проводок.

Если проследить за ним далее, то он приведет к нужной плате. С помощью обычных кусачек стоит обрезать те провода, что мешают достать преобразователь. Они не нужны, поэтому работать можно грубо. Если все получилось, то можно переходить на следующий, более ответственный уровень. В дело вступает паяльник, потому что теперь задача номер один - припаять провода питания. Если перевернуть плату вверх ногами, то сбоку можно увидеть два черных проводка. Их нужно очистить от изоляции и подготовить к дальнейшему процессу.

Шнур питания стоит припаивать очень аккуратно, так как провода, отходящие от платы, очень тонкие. Одно неловкое движение, и можно испортить всю работу. После окончания место спайки нужно качественно обмотать изоляционной лентой. Но рано оставлять паяльник. Этот инструмент поможет еще в одном важном деле.

Сама лампа еще не присоединена к цепи. Для неё остался последний, самый толстый провод. Его также нужно припаять, только теперь к лампочке. Вот почти все приготовления окончены. В подготовленный корпус стоит поместить все устройства так, чтобы сверху осталась одна лампа. Тревожный момент - время проверки. Шнур питания вставляем в розетку, палец - на стекло. Если внутри появились молнии, значит, всё сделано правильно.

Проект

Как сделать плазменную лампу? Теперь этот вопрос не приведет в растерянность. Каждый, кто увлекается инженерией, просто обязан смастерить данный девайс. Он не только позволит не скучать, но и станет трофеем, который будет украшать почетный ряд изобретений.

На таймере 555 серии есть море интересных и простых радиолюбительских конструкций. Одной из таких конструкций является обратноходовый или однотактный преобразователь напряжения. Конструкция самого преобразователя достаточно проста и надежна в работе. Внутри микросхемы нет дополнительного усилителя по напряжению, поэтому выходной сигнал микросхемы нужно дополнительно усилить.

В качестве усилительного каскада использована комплементарная пара отечественных маломощных транзисторов серии КТ3102 и КТ3107, хотя можно и использовать более мощные пары, например КТ814 и КТ815, КТ816 и КТ817. Без усилителя, напряжения на выходе микросхемы может быть недостаточным для срабатывания полевого транзистора.
На конденсаторе 68нФ и резисторе 120 Ом собран фильтр для гашения обратного напряжения. Без фильтра может из строя выйти мосфет.

Резистор фильтра желательно использовать с мощностью 1-2 Ватт, его номинал можно отклонить в ту или иную сторону на 10%, на работу устройства это не повлияет.

Диод КД212 можно заменить на импортный быстродействующий диод серии UF4007.
В схеме можно использовать полевой транзистор IRF3205 илиIRL3705, заранее укрепленный на теплоотвод. В ходе работы резистор 120 Ом и полевой транзистор должны греться, это вполне нормально.

В качестве трансформатора использован строчник - трансформатор от строчной развертки отечественного телевизора, трансформатор буквально любой. Вторичная обмотка заводская, а первичную придется мотать самим - 5 витков провода с диаметром 1.5-2мм, для удобства обмотка намотана двумя жилами многожильного провода в силиконовой изоляции.

В качестве шара использована обыкновенная лампа накаливания (мощность не важна), лампы можно использовать как рабочие, так и вышедшие из строя.

Внимание! Не советуется долго играть с плазменным шаром, иногда температура дуги расплавляет стеклянную оболочку лампы, тогда вы рискуете получить удар тока в 2-4 киловольт и с нешуточной силой тока в 90 мА! Это может привести к очень серьезным последствиям. Ни в коем случае не дотрагивайтесь концов вторичной обмотки строчника, это смертельно опасно!

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Программируемый таймер и осциллятор	NE555	1			В блокнот
	Биполярный транзистор	КТ3102	1	КТ814, КТ816		В блокнот
	Биполярный транзистор	КТ3107А	1	КТ815, КТ817		В блокнот
	MOSFET-транзистор	IRL3705N	1			В блокнот
	Диод	КД212А	1	UF4007		В блокнот
	Конденсатор	10 нФ	2			В блокнот
	Конденсатор	68 нФ	1			В блокнот
	Резистор	1.2 кОм	1			В блокнот
	Резистор	6.8 кОм	2			В блокнот
	Резистор	120 Ом	1			В блокнот
	Строчный трансформатор		1	Первичная обмотка 5 витков провода диаметром 1.5-2 мм