SURSE DE LUMINA CU PLASMA

Gliga Eliza IzabellaBoiciuc AndreeaFizica tehnologica

SURSE DE LUMINA CU PLASMA

Una dintre cele mai raspandite aplicatii ale fizicii gazelor ionizate sunt sursele de lumina cu plasma.

Lampile fluorescente

• Fluorescenta se defineste ca fiind proprietatea unor substante de a emite lumina vizibila atata timp cat sunt bombardate cu radiatii ultraviolete.

Designul lampilor fluorescente

Tuburile fluorescente se bazeaza pe un principiu de functionare diferit de cel intalnit in cazul becurilor cu incandescenta. O lampa

fluorescenta are la cele doua capete doi electrozi, filamente spiralate din tungsten care la temperaturi mari cedeaza usor electroni. Pe peretii

interiori ai tubului se depune un amestec fluorescent(silicati de zinc, beriliu sau cadmiu) dupa care acesta este inchis si vidat.

Dupa vidarea tubului filamentele sunt incalzite si se introduce argon si o cantitate mica de mercur lichid.

Stratul luminofor are proprietatea de a absorbi energia radiatiei ultraviolete generate la descarcarea electrica in vapori de mercur si

argon la presiune scazuta.La alimentarea cu energie electrica starterul permite aducerea

electrozilor la incandescenta si apoi intreruperea curentului de incalzire dupa ce lampa se aprinde.

Balastul realizeaza o supratensiune la bornele tubului necesara la amorsarea arcului electric in amestecul de gaze din interior.

Cum functioneaza lampile fluorescente?

La alimentarea lampii cu energie electrica, calea cu cea mai mica rezistenta este prin circuitul care are in componenta starterul. Curentul electric strabate cei doi electrozi ai lampii, incalzindu-I, ceea ce duce la

eliberarea de electroni in interiorul tubului, deci in consecinta la ionizarea argonului. Cand curentul electric alimenteaza initial circuitul

se genereaza un arc electric intre cei doi electrozi ai starterului, realizandu-se conexiunea, iar starterul se aprinde. Unul dintre cei doi

electrozi ai starterului este un bimetal care se indoie la caldura realizand contactul cu celalalt electrod al starterului. Dispare astfel arcul electric, gazul din interior nu mai este ionizat iar starterul se

stinge.

LAMPI CU VAPORI DE SODIULampile cu vapori de sodiu se construiesc pentru puteri cuprinse intre

75 W si 1000 W. Durata de functionare a acestora este de 6000-10000 ore.

PRINCIPIUL DE FUNCTIONARELampile cu vapori de sodiu de inalta presiune sunt cele mai eficiente surse de lumina alba comercializate in prezent. La aceste lampi tubul

de descarcare contine un amestec de xenon , sodiu si mercur. Xenonul se ionizeaza rapid si faciliteaza aparitia arcului electric la aplicarea tensiunii electrice la electrozi. Caldura degajata de arc

vaporizeza sodiul si mercurul. Vaporii de mercur sporesc presiunea si tensiunea de lucru iar vaporii de sodiu produc lumina.

Amorsarea descarcarii are loc in amestecul de xenon-vapori de mercur.

C-condensator(element de compensare a puterii reactive)B-balast(element de stabilizare)

DA-dispozitiv de aprindere (furnizeaza impulsuri de inalta tensiune(3-4 kV) si frecventa)

Afişaje cu plasmă

Afişajul monocrom cu plasmă a fost inventat la universitatea din Illinois în 1964 de către Donald Bitzer şi studentul Robert Wilson. Monitorul lor este prezentat în figură.

Cercetările au fost preluate de studentul Larry Weber şi în 1970 a înregistrat 15 patente în acest domeniu.

În 1992 Fujitsu a introdus primul monitor de 22 inch color, după care dimensiunea ecranului a crescut permenent. Astfel în 2008 a fost prezentat monitorul cu diagonala de 150 inch (381cm).

Faţă de LCD-uri afişajele cu plasmă oferă o luminozitate superioară (contrastul poate ajunge la 1.000.000:1), unghi de vedere mai mare, culori mai vibrante, timp de răspuns mai bun. Ca dezavantaje se poate menţiona că reflectă mai puternic lumina ambientală, timpul de viaţă este mai scăzut (20 de ani până la înjumătăţirea luminozităţii) şi consumul de curent este mai mare.. Preţul face ca afişajele cu plasmă să fie mai competitive la dimensiuni mari ale ecranului. Astfel în 2008 în primul trimestru în SUA au fost vândute 22 mil. televizoare CRT, 21 mil. LCD şi 3 mil. cu plasmă.

Afişaje cu plasmă - defecte

Un defect al afişajelor cu plasmă este imaginea fantomă. Această imagine apare acolo unde sunt zone grafice cu imagine fixă, ca în tabela de afişaj din figură. Celula de plasmă este permanent aprinsă ceea ce duce la scăderea luminozităţii şi la urme pe afişaj.

Alte dezavantaje sunt legate de faptul că procesul de fabricaţie duce la încălzirea globală din cauza gazelor utilizate. Consumul de energie este mai mare decât al afişajelor LCD.

Exemplu

Principiu: plasmă

Rezoluţia: 1365 x 768

Contrast: 15,000:1

Număr de culori: 18 bit

FULGERUL

In condițiile de la suprafața Pământului, (presiuni de aproximativ 10 5 N/m2, temperaturi de 300 K),

plasma nu există în mod obișnuit. Ea se formează în

timpul fulgerelor sau trăsnetelor, pentru scurt timp. Diferențele mari de

potențial între nori sau nori și pământ determină

ionizarea moleculelor din aer și apariția unui curent

electric. Atomii excitați emit radiație vizibilă.

PLASMA SOLARASe estimează că aproximativ 99% din materia Universului este plasmă. Stelele sunt alcătuite din plasme dense, fierbinți, în timp ce materia interstelară este o plasmă rarefiată și rece. Temperaturile ridicate din interiorul stelelor permit formarea reacțiilor de fuziune nucleară ce asigură eliberarea unor cantități imense de energie. Fenomenele care au loc în plasmă determină emisia de radiație electromagnetică în domeniul vizibil, de aici și strălucirea caracteristică stelelor.

AURORA BOREALAUn fenomen spectaculos ce are loc în ionosferă îl reprezintă aurorele polare. Acestea se formează în urma interacțiunii dintre particulele cuprinse în magnetosferă și cele din ionosferă. Particulele încărcate provenite din vântul solar sunt captate de câmpul magnetic al Pământului și dirijate spre poli, de-a lungul liniilor de câmp. Aici concentrația lor devine suficient de mare pentru a putea produce ionizări și excitări. Radiațiile emise de atomii excitați în urma ciocnirilor inelastice cu particulele energetice din plasmă pot avea lungimi de undă în domeniul vizibil. Astfel pot fi observate pe cer, cu ochiul liber, zone luminoase de diferite culori, în special roșu sau verde, datorate oxigenului atomic.