Плазменные лампы - удивительное зрелище. Они состоят из одного высоковольтного электрода, установленного внутри герметичной стеклянной сферы, окруженной инертным газом при почти атмосферном давлении. На электрод лампы подается высокое напряжение (2000-5000 В) от одного из вторичных выводов импульсного трансформатора, работающего на частоте 30-40 кГц, размещенного внутри пластикового корпуса лампы.
Трансформаторы плазменных ламп похожи на проволочные трансформаторы, используемые в старых мониторах и ЭЛТ-телевизорах. Высокое напряжение ионизирует молекулы газа (обычно неона) в колбе, создавая плазму, отсюда и название "плазменная лампа". Движущиеся ионы газа вызывают несколько небольших разрядов, похожих на молнии.
Эти молнии танцуют вокруг электродов лампы и меняют цвет в зависимости от типа газовой смеси в лампе. Длина молнии также зависит от потенциала электродов и степени разряженности газов в колбе. Поскольку нить накаливания отсутствует, качество электроники в основании лампы и уход владельца ограничивают срок ее службы. Потребляемая мощность декоративных плазменных ламп зависит от размера колбы и обычно не превышает 20 Вт.
Наиболее распространенными плазменными лампами, представленными сегодня на рынке, являются сферические или конические плазменные лампы, не превышающие 30 см. Некоторые плазменные лампы имеют ручку для регулировки мощности, подаваемой на "танцующую молнию". При самой низкой мощности в лампе образуется только одна тонкая светящаяся нить. По мере постепенного увеличения мощности нити становятся все ярче и ярче, пока, наконец, одна нить не наполняется энергией, в этот момент появляется вторая нить и начинает отталкиваться друг от друга подобно одноименному заряду. Светящиеся нити тонкие, потому что окружающее их магнитное поле вызывает магнитогидродинамический эффект, такой как самофокусировка, при которой собственное магнитное поле плазменного канала действует как сжимающая сила.
Изобретателем первого прототипа, названного плазменной лампой, был Никола Тесла (1856-1943), американский инженер-электрик, родившийся в Австрийской империи. Хотя в патенте США № 514170 от 1894 года она была описана как "электрический источник света", она принципиально отличалась от обычных ламп накаливания. Тесла предложил принципиально новую лампу. Это была одноэлектродная лампа, питающаяся от высоковольтного резонансного трансформатора Теслы.
Идея плазменной лампы как декоративной лампы в форме шара (коммерческая идея "плазменная сфера") была популяризирована в 1970-х годах изобретателем из Пенсильвании Джеймсом Фальком (родился в 1954 году). В его время, в отличие от работы Теслы над лампой, уже появилась технология создания газовых смесей различного состава на основе ксенона, неона и криптона, которые можно было использовать для получения плазмы разного цвета в колбе. Люминесценция обусловлена коронными разрядами в газе, вызванными током, проходящим через емкость цепи "лампа-воздух-земля". Земля источника высокого напряжения светильника - это точка нулевого потенциала, которая присутствует при подаче питания от электрической розетки. Считается, что когда человек касается пальцем стекла работающей лампы, через его тело проходит поток энергии, как бы соединенный последовательно с резистором в 1000 Ом и конденсатором в 150 пф (стеклянная колба выступает в роли диэлектрика). Ток в плазменной лампе имеет довольно высокую частоту и поэтому не убивает людей. В любом случае, при контакте с плазменными лампами необходимо соблюдать осторожность!
На самом деле, электрическое поле переменного тока действует не только на провода высоковольтного источника лампы, но и за пределами колбы. Металлические предметы вблизи лампы заряжаются электрическим полем переменного тока, и прикосновение к таким предметам может привести к незначительному поражению электрическим током или ожогам. Человек, который прикоснулся к лампе и случайно заземлился, например, схватившись за батарею, может получить удар током. Это связано с тем, что электронное оборудование боится индуцированных токов и может легко выйти из строя при воздействии переменного электрического поля высокой интенсивности, создаваемого электродами лампы.
