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 кон 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.
Это уж не игрушка из лампочки и строчника, и даже не откачанная колбочка с воздухом. Моя старая мечта сделать настоящий, классический, чуть менее, чем полностью самодельный плазменный шар наконец-то исполнилась. Придуманы технологии, найдены материалы, и, наконец, сделан рабочий образец из химической круглодонной колбы. Плазменные шары как таковые впервые были придуманы и сделаны в США в середине восьмидесятых неким Биллом Паркером, назывались «Light Sculptures» и достаточно активно производились его фирмой в разнообразных, чрезвычайно красочных исполнениях, причём составы большинства газовых смесей пределов головы самого Билла Паркера так и не покинули. То, что сейчас имеется на рынке — китайская стандартизованная отрыжка, не идущая ни в какое сравнение с его шедевральными работами. Более впечатляющие (относительно китайских) девайсы делаются командой Страттмана и химиком Майком Дэвисом, но у первых заоблачные цены, а второй принципиально их не продаёт. И, хотя ресурсов для создания стеклянных сфер у меня нет, я попытался хотя бы приблизиться возможными в домашней лабе средствами к творениям Билла. Если в двух словах, то суть моего самодельного плазменного шара очень проста: берём большую химическую стеклянную колбу, впаиваем в её горло центральный электрод и штенгель (узкая трубка, через которую производится откачка из рабочего объёма и которая заплавляется при отпайке вакуумного прибора от насоса), откачиваем воздух, напускаем нужную газовую смесь, отпаиваем и подключаем источник высокого напряжения высокой частоты. На деле же имеется масса трудностей и нюансов, которые попытаюсь рассказать, поскольку нигде и сети не видел достойной инструкции такого рода.
1. Работа со стеклом.
Стекло — очень необычный для того, кто не пробовал работать с его жидкой фазой материал. По стеклодувному делу есть довольно много неплохих книг, и для желающих попробовать свои силы можно неплохо изучить по ним матчасть. В применении к плазменному шару нам требуются два предмета: стеклянная трубка и шаровая химическая колба (важно: необходимо точное совпадение марок стекла! если колба пирекс, то трубка — тоже, если колба «жёлтая» (молибденовое стекло, скажем, С52), то трубка тоже. В противном случае растрескивание при остужении и провал всей работы почти неизбежны), а в качестве инструментов — графитовые палочки примерно 5-6 мм в диаметре, длинноносые пассатижи, хорошая пропановая горелка (необходим полновесный пропановый баллон хотя бы на 5 литров: все одноразовые мелкие баллоны не подойдут из-за требований к расходу газа и охлаждения баллона вследствие этого), способная прогреть достаточно большую рабочую область и водородная горелка, без которой я бы скорее всего не справился вообще (не знаю как работают без неё ортодоксальные стеклодувы, обходящиеся смесью природного газа и кислорода).
Работа со стеклом, включая изготовление электровакуумных приборов, довольно подробно описана в некоторых книгах, например в «Технике лабораторного эксперимента». Рекомендую её к изучению всем интересующимся.
Для начала следует сделать центральный электрод. Берём трубку (у меня имеется стандартная 15 мм диаметром) и на максимальном режиме работы горелки сворачиваем оплавлением на её конце каплю и выдуваем,(ртом головы) в небольшой шарик, раза в 2-3 больше диаметра трубки. За подробностями процесса могу только предложить обратиться к книгам по стеклодувке и к собственной практике. Затем в шарик проталкивается комочек стальной ваты или мочалки, и засыпается серебряной пудрой, которая налипает на стекло и обеспечивает равномерное распределение коронного разряда. Следующая операция — сужение горла колбе. нам необходимо сузить его до такой степени, чтобы оно обхватило трубку центрального электрода и при этом там было место для штенгеля. Лучший способ, который мне удалось придумать: колба зажимается в штативе перпендикулярно пламени горелки, включенной на полную мощность, и проворачивается по мере сужения, а края, размягчённые пламенем, заворачиваются фантиком внутрь при помощи пассатижей. Когда диаметр отверстия приблизится к диаметру сделанного ранее шарика, начинается самое интересное: требуется обпаять стекло колбы вокруг стекла электрода, не погнув его, не заплавив и не испортив. Я делал так: брал второй штатив, в который крепил графитовый стержень, засунутый в электрод (графит не смачивается стеклом и может быть невозбранно извлечён), и необходимый для обеспечения непрогибания электрода при его нагреве и спайке, и насколько мог точно выверял центровку шарика посередине большой колбы, после чего просто грел вместе и электрод и горловину колбы, замазывая пробелы и дырки при помощи водородной горелки, сильно разжижающей стекло, и пассатижей. Незадолго до окончания процесса запайки необходимо впаять штенгель — другой кусок трубки того же стекла, через который будет происходить откачка воздуха и напуск газа, и который и будет отпаян при окончательной герметизации шара. Делается это либо на весу при помощи водородной горелки, либо с закреплением его в штативе — последний вариант позволяет меньше дёргаться в процессе — штенгель не пытается оплыть и согнуться — но более заморочен.
После окончания работы по впайке убеждаемся в отсутствии дырок, особенно микроскопических. С этим я намучился больше всего: они могут быть совершенно незаметны в разжиженном стекле, но проявить себя при откачке и придётся заново всё прогревать и заделывать их. Затем отжигаем спай, чтобы снять напряжения в стекле (за теоретическими основами опять отсылаю к книгам, а я делал так: включаю пропановую горелку на режим коптящего пламени, и держу в нём спай около 3-5 минут, после чего плотно укутываю каолиновой ватой и даю остыть естественным образом. Вата нужна для теплоизоляции и обеспечения отсутствия обдува воздухом, который будет охлаждать стекло слишком быстро). В результате должно получиться что-то наподобие этого: корявый, весь в саже и страшновато выглядящий, но вакуумопрочный и герметичный стеклянный спай двух трубок и колбы, причём одна из трубок (боковая) идёт в объём колбы, а вторая — в изолированный от неё стеклом шарик центрального электрода.
2. Работа с вакуумом (более подробно можно прочесть в отдельной статье по ссылке).
Перед напуском газов из получившегося пока ещё не плазменного шарика надо удалить воздух. К сожалению, про водоструйные насосы и компрессоры от холодильника сразу можно забыть: их не хватит для обеспечения чистоты газа, каковая критична. Но не всё так сложно, для шара с ксеноновым или криптоновым наполнением полностью хватит качественного форвакуумника типа
2НВР-5Д (возможно, хватит даже китайского, типа Z-1,5, но, скорее всего, придётся промывать колбу газом, тратя его впустую, чтобы добиться нужной чистоты): он откачивает почти до 5*10^-2 торр, в то время как рабочее давление ксенона/криптона в шаре — десятки торр. Но, вообще говоря, необходимо подключать турбомолекулярный или диффузионный насос, и откачивать шар до глубокого вакуума (исчезновения разряда). Вакуумная техника — ещё более хитрая область, чем стеклодувное дело, и навряд ли я смогу рассказать про неё лучше, чем это сделано в специализированных изданиях, поэтому воздержусь от подробных описаний схемы: имеющие представление о матчасти, типах компонентов и особенностях технологии смогут сделать всё сами, не имеющим же описание пользы не принесёт никакой, и только породит массу новых вопросов, поэтому поступлю так же, как делают химики при описании реакций, и просто использую в описании массу ключевых слов.
В моём вакуумном посте использованы 2НВР-5ДМ в качестве форвакуумного насоса и стеклянный грибковый насос (от стеклянного быстро перешёл на качественный Edwards EO50 с воздушным охлаждением) на полифениловом эфире в качестве диффузионного. Соединение выполнено вакуумными шлангами (толстая резина), между насосами стоят металлические краны-шиберы, нержавейка+фторопласт (к Edwards шланг идёт напрямую). В дифнасос впаян коваровый ввод (прикреплён через быстросъёмные соединения манифолд с качественным краном большого сечения), к которому припаян (прикреплён через того же стандарта быстросъёмы) нержавеющий сильфон (любая резина будет загаживаться откачиваемыми веществами и гадить потом во всю систему, не позволяя достичь хоть сколько-то глубокого вакуума), оканчивающийся ещё одним краном (восхитительным в своём удобстве соединением типа UltraTorr. Всячески рекомендую). Метрология как таковая отсутствует (калибровалось по ВИТ-2 с ПМТ-4М и ПМИ-2), все измерения проводятся на основании положения кольца ПФЭ в сопле дифнасоса (степени и характера свечения разряда в трубке от качера, который позволяет с точностью до порядка измерить глубину вакуума вплоть до 10^-5 торр) и характера разряда от ВЧ генератора в откачиваемом объёме. Основные принципы работы с вакуумом — а) это медленно, б) газит почти всё (исключения — качественная нержавейка, например), в) напустить воздух намного легче чем откачать его, г), самое важное: насос не «засасывает» молекулы газов, как это может представляться, он всего лишь не пропускает их в обратную сторону. Поэтому надо обеспечить все условия для их попадания внутрь насоса: трубки как можно шире, подогрев газа, чистое масло в дифнасосе и форваке, и т.д. и т.п. Для контроля уровня разрежения рекомендую использовать источник высокочастотного поля, если нет хороших калиброванных вакууметров и обвески к ним. Лучше всего — качер.
3. Работа с электроникой.
Основная задача — обеспечить высокое напряжение высокой частоты и не очень большой мощности. С этим идеально справляется обычный однотактный генератор на 555 со строчником на выходе полевика, вот только одна проблема: для достижения большого напряжения у этой схемы необходим резонансный режим строчника, и резонанс должен достигаться на частотах в сотни килогерц, чтобы обеспечивать красивые разряды в шаре. Эту проблему пока решить так и не удалось, и приходится обходиться относительно низкими частотами — около 30-40 кГц. На худой конец можно сделать просто блокинг-генератор или мультивибратор, но я тешу себя надеждой, что сумевший дойти уже до запитывания шара читатель может сделать ген на 555 таймере самостоятельно
