Llums de plasma: com s’ordenen i funcionen

Una vista sorprenent és una làmpada de plasma. Una bombeta de vidre segellada amb un sol elèctrode d’alta tensió instal·lada al seu interior, envoltada d’un gas inert a pressió gairebé atmosfèrica.

L’elèctrode de la làmpada es subministra d’alta tensió (de 2000 a 5.000 V) d’un dels terminals del bobinat secundari d’un transformador d’impulsos que funciona a una freqüència de 30-40 kHz, que s’instal·la a l’interior de la carcassa de la làmpada de plàstic. Un transformador de làmpada de plasma és similar a un transformador de línia, que es pot trobar en un monitor antic o un televisor de tubs de raigs catòdics.

L’alta tensió ionitza les molècules de gas (generalment de neó) dins de la bombeta: resulta el plasma, d’aquí el nom de la làmpada - “làmpada de plasma”. Es generen múltiples descàrregues, similars a petits llamps, en moure ions de gas.

El color d’aquests llamps que ballen al voltant de l’elèctrode dins de la bombeta pot ser diferent, que depèn del tipus de gasos que componen la barreja amb la que s’omple la bombeta. Quant a la longitud del llamp, depèn del potencial que hi ha a l’elèctrode i del grau de descàrrega del gas que omple el matràs.

Com podeu veure, no hi ha cap fil incandescent, de manera que la vida útil d’aquests dispositius està limitada només per la qualitat de l’electrònica instal·lada a la base de la làmpada, així com per la precisió del seu propietari.

El consum de làmpades de plasma decoratives depèn de la mida de la bombeta i no sol superar els 20 watts. Les làmpades de plasma esfèriques i còniques més habituals existents al mercat tenen avui dia unes dimensions de no més de 30 cm.

Hi ha làmpades de plasma amb poms per ajustar la potència subministrada al "llamp ballador": a la potència més baixa, només es forma un fil lluminós prim dins de la làmpada.

Si la potència augmenta gradualment, el fil es tornarà més brillant i, finalment, quan un fil es desbordi de l’energia subministrada a través d’aquest, apareixerà en aquest moment el segon fil i començaran a repel·lir-se els mateixos com les mateixes càrregues.

Els filaments lluminosos són prims, ja que els camps magnètics que els envolten tenen un efecte magnetohidrodinàmic com l’autofocament: el camp magnètic intrínsec del canal de plasma crea una força que actua sobre la seva compressió.

L’inventor del primer prototip del dispositiu, que avui anomenem làmpada de plasma, va ser un científic Nikola Tesla (1856-1943), enginyer elèctric nord-americà, natural de l’Imperi austríac.

En la patent nord-americana núm. 514170 de 1894, la làmpada, tot i que es diu "font de llum elèctrica", és tanmateix una diferència fonamental respecte a una làmpada incandescent convencional. Tesla va proposar una làmpada fonamentalment nova: una làmpada amb un elèctrode, que seria alimentada del transformador ressonant d’alta tensió de Tesla.

El popularitzador de la idea d’una làmpada de plasma com a làmpada decorativa en forma de bola (la idea comercial d’un “globus de plasma”) va ser als anys 70, l’inventor de Pennsilvània, James Falk (nascut el 1954).

Al seu temps, a diferència dels temps en què Tesla treballava en la seva làmpada, la tecnologia de crear barreges de gas de diverses composicions (a base de xenó, neó i kripton) ja ha aparegut, permetent obtenir plasma de diversos colors en matràs.

La resplendor aquí es crea a causa de la descàrrega de corona al gas, pràcticament a causa del corrent mitjançant la capacitança del circuit làmpada-aire-terra. Com a terra per a la font d’alta tensió de la làmpada, s’utilitza un punt de potencial zero, disponible quan el dispositiu s’encén des de la presa de llum.

Es creu que quan una persona toca el vidre d’una làmpada de treball amb el dit, el flux d’energia passa pel cos, com si tingués una resistència de 1000 Ohms i estigués connectat en sèrie amb un condensador de 150 pF (el vidre de la bombeta actua com a dielèctric).No mata a una persona, ja que el corrent d’una làmpada de plasma és de freqüència força alta.

D’una manera o altra, en contacte amb la làmpada de plasma, observeu les mesures de seguretat. El fet és que un camp elèctric altern no actua només en els cables d’una font de llum de gran tensió, sinó també fora de la bombeta.

Un objecte metàl·lic situat a prop de la làmpada s’electrifica per un camp elèctric altern, i tocar un objecte pot provocar una petita descàrrega elèctrica i fins i tot una cremada. Si una persona, tocant la làmpada, resulta accidentalment posada a terra, per exemple, amb la bateria, rebrà una descàrrega elèctrica.

A més, no s’ha de situar cap dispositiu electrònic a prop d’una làmpada de plasma en funcionament, perquè qualsevol electrònica té por als corrents elèctrics induïts i fallarà fàcilment si entra en un camp elèctric altern d’alta tensió, l’origen de l’elèctrode dins de la làmpada.