Электричество шаг за шагом
- Автор: Сворень Рудольф Анатольевич
- Год: 2019
- Язык: русский
- Год: "ДМК Пресс"
- ISBN: 978-5-97060-604-9
- Жанр: Детское образовательние
Электронная книга - «Электричество шаг за шагом». Краткое содержание книги:
Используя 400 специально разработанных иллюстраций, автор рассказывает об истории изучения электричества, о сложившихся основных системах постоянного и переменного тока и о той важной роли, которая досталась электричеству в энергетике нашего мира.
Рудольф Анатольевич Сворень — автор многих популярных книг о физике и электронике, известный научный журналист, радиоинженер и кандидат педагогических наук, много лет проработавший в редакции журнала “Наука и жизнь” заместителем главного редактора.
В электрической лампочке (Р-79) свет излучает нить из вольфрама (или его сплавов), нагретая проходящим по ней током до примерно 2–3 тысяч градусов. Когда-то, чтобы нить не сгорела при столь высокой температуре, в баллоне лампы создавали вакуум и, откачивая воздух, удаляли кислород. Сейчас баллон наполняют инертным газом, например криптоном, и благодаря этому у лампочки увеличивается срок службы — криптон препятствует испарению металла, которое в итоге как раз и выводит лампу из строя.
ВК-224. Полёт завершён. О чём говорят молодые авиаторы? Наверное, о том, что современная авиация насыщена электрическими системами и радиоэлектроникой.
Если при изготовлении вольфрамовой нити какой-то её участок оказался чуть тоньше, то с него металл испаряется особенно интенсивно по двум причинам. Во-первых, у этого участка меньше поверхность теплоотдачи, и во-вторых, у него чуть больше сопротивление, а значит, выше напряжение и выделяемая на этом участке электрическая мощность. В итоге тонкий участок нагревается сильнее, быстрее теряет массу, и именно в этом месте нить со временем перегорает. Из-за всего этого очень опасно подавать на лампочку повышенное напряжение — если превысить его на 10 %, то время жизни лампочки сократится в 5 раз.
Важная характеристика электрической лампочки — светоотдача. Это световой поток, который в нормальном её режиме создаёт каждый ватт электрической мощности. Единица светового потока — люмен, сокращённо лм (от латинского слова люмен — свет), очень приближённо его эквивалентом можно считать световой поток от небольшой свечки: когда-то единица силы света называлась свеча. У хороших современных лампочек светоотдача составляет 1 лм/Вт, у некоторых типов 2 лм/Вт. Для особых случаев, например для недолгой фотосъёмки, выпускают лампы-перекалки, в них температура повышена до 3400 градусов, светоотдача возрастает до 10 лм/Вт, но срок службы небольшой. Очень высокую светоотдачу при немалом сроке службы имеют пока сравнительно дорогие галогеновые лампы. Их баллон заполнен инертным газом ксеноном с примесью соединений водорода и какого-либо галогена (фтор, хлор, йод, бром), и благодаря этому на поверхности вольфрама создаётся тонкий защитный слой, который препятствует испарению металла и позволяет поднять его температуру. При температуре плавления вольфрама светоотдача превысила бы 50 лм/Вт.
ВК-225. В рассказе о появлении телеграфа (ВК-209) была упомянута азбука Морзе, и нужно, пожалуй, привести её полностью, по крайней мере, для русского алфавита. Кстати, в этой азбуке многие латинские буквы, в частности А, В, W, G, D, Е, Z, I, К, L, М, N, О, Р, R, S, Т, U, F, С, имеют ту же кодировку, что и их русские аналоги. Существуют простые программы и схемы, преобразующие обычный буквенный текст в коды азбуки Морзе. Но многие радиолюбители просто знают её и используют, общаясь с любителями других континентов.
Уже много лет на простую и привычную электрическую лампочку накаливания успешно наступают световые приборы с иным механизмом излучения света (Р-79), мы все хорошо их знаем под именем люминесцентные лампы, или, по простому, лампы дневного света.
Эти лампы были изобретены около 100 лет назад, примерно через 20–30 лет в виде длинных белых трубок они начали широко применяться, и особо широко лет 20 назад, когда появились небольшие лампы дневного света с цоколем, как у обычной лампочки, — их можно просто ввинтить в старый патрон. Как выяснилось, привыкание к этим новым осветительным приборам, несмотря на их экономичность, происходит довольно медленно, и сейчас может совсем остановиться в связи с появлением новых электрических осветителей с полупроводниковыми диодами.
Уже хорошо знакомая всем белая светящаяся трубка лампы дневного света по процессам, которые в ней происходят, намного сложней и интересней обычной лампочки. Прежде всего, внутри трубки между двумя электродами, находящимися в противоположных её концах, создаётся тлеющий электрический разряд, его поддерживает газ низкого давления, содержащий пары ртути. В результате в трубке появляется невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, в свою очередь, заставляет светиться люминофор — белое вещество, покрывающее трубку изнутри. В зависимости от состава люминофора у него могут быть разные цвета и оттенки свечения, что отражено в названии лампы. Так, буквы БК означают белый цвет излучаемого света, АД — дневной свет, ЛТБ — тёплый оттенок, ЛДЦ и ЛДЦЦ — освещение с улучшенной цветопередачей, ЛГ — голубой, ЛЗ — зелёный, ЛР — розовый свет и так далее. Каждая люминесцентная лампа имеет ряд вспомогательных элементов, управляющих режимом её включения и продолжительной работы. Конструкторы сделали так, что в большинстве моделей пользователь не касается этого оборудования, даже в небольших моделях, заменяющих обыкновенную лампочку, оно спрятано в цоколь лампы. Одно из достоинств ламп дневного света, в том числе и небольших, они создают ту же освещённость, что и обычные лампочки накаливания, но расходуют на это примерно в 5 раз меньшую электрическую мощность. Для отдельной квартиры в этом может быть и не столь большая экономия по абсолютной величине, но для города — огромная.