Почему горит лампочка?
Времена, когда все электрические лампочки выглядели практически одинаково, уже ушли в прошлое. Если еще лет двадцать назад при слове «лампочка» любой человек сразу же мысленно представлял себе классическую стеклянную грушу со спиралью внутри, то нынче старая добрая лампочка накаливания утратила свою былую популярность, уступив место новым, более экономным и долговечным лампам. Весь современный ассортимент электрических ламп в зависимости от принципа их действия можно разделить на три большие группы:
- лампы накаливания;
- газоразрядные лампы;
- светодиодные лампы.
Почему горит лампочка накаливания
В лампочках накаливания свет излучает проводник, нагревающийся при прохождении по нему электрического тока. После замыкания электрической цепи нить накала разогревается до 3000*С и начинает излучать энергию в видимой части спектра.
Конструкция лампы накаливания
Конструкция такой лампочки очень проста. Лампа состоит из:
- цоколя;
- электродов;
- нити накала.
В качестве материала для изготовления нити накала в современных лампочках используют вольфрам – очень тугоплавкий и относительно недорогой металл. Из вольфрама делают тончайшую проволоку, которую для уменьшения размера нити накала закручивают в спираль. Иногда эту спираль для увеличения мощности лампы закручивают в спираль второго уровня. Лампы, в которых установлена такая двойная спираль, называют биспиральными.
Вольфрамовая спираль крепится внутри колбы крючками – держателями, изготовленными из молибдена. Концы спирали припаиваются к электродам, которые выводятся на цоколь лампы.
Стеклянная колба герметично запаивается. Перед запаиванием из колбы полностью откачивается воздух. Делается это для того, чтобы продлить срок службы нити накаливания, так как в воздушной среде вольфрам очень быстро окисляется, в результате чего нить разрушается и лампа перегорает. В лампах малой мощности в колбах создается вакуум, в более мощных лампах колбы заполняют инертным газом (в дешевых
elhow.ru
Как горит лампочка? – статья – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)
Статьи
Внеурочная деятельность
Разновидностей электрических лампочек немного. Существуют лампы накаливания, люминесцентные, галогенные и на светодиодах. Наиболее популярными до сих пор остаются грушевидные лампы накаливания, так называемые «лампочки Ильича». Почему они получили такое название и как работают? Разбираемся вместе.16 октября 2018
Почему «Ильича»?
Первоначально понятие «лампочка Ильича» было связано с электрификацией СССР, в частности в деревнях и сёлах. Существовала даже фраза: «Была коптилка да свеча — теперь лампа Ильича». Устойчивое выражение характеризовало перемены «электрического плана», а также пропагандировало советскую власть.
Первые «лампочки Ильича» представляли собой свободно свисающие лампы накаливания, подвешенные за патрон проводом к потолку. В наше время понятие продолжает относиться к лампе накаливания, но уже вне зависимости от наличия плафона при ней.
Почему «накаливания»?
Своё название лампочка получила в честь принципа действия. Сама лампа — это соединение колбы из стекла, металлического патрона и «пестика». Если внимательно взглянуть на саму лампу, то можно заметить некие рожки, соединённые между собой мостиком. Это и есть проводная нить. Она представляет собой либо металлическую спираль, чаще всего вольфрамовую, либо угольную нить. Электрический ток следует по проводнику, тем самым осуществляя физическую реакцию — тепловое действие тока.
Почему электричество даёт свет?
Вы когда-нибудь наблюдали за тем, как горит дерево? Сначала оно становится красным и даже ослепительно белым, от горящих поленьев исходит жар и свет. Подобная ситуация происходит и с проводником лампочки. Вольфрам, намного прочнее дерева, быстро не сгорает, а способен при накаливании нагреваться и долгое время выделять свет (разный по степени яркости в зависимости от мощности) и небольшое количество тепла.
Почему? Самые интересные детские вопросы о природе, науке и мире вокруг нас
Книга написана для детей-почемучек, которым все интересно, а также для их родителей. Она поможет вам найти ответы на самые разные «почему».
КупитьСила тока влияет на температуру накаливания. Чем ток сильнее, тем выше температура. В зависимости от этого нить может менять свой цвет от жёлтого до ярко-белого.
В целом, вольфрамовый»мостик» является проводником мощнейшей энергии. Как известно, энергия не появляется внезапно и также не исчезает в никуда. Она меняет своё состояние, преобразовывается, переходит в другой вид. Энергия, проходящая через вольфрамовую «пружинку», также преобразовывается. Одна её часть переходит в тепловые волны (и мы чувствуем тепло, исходящее от лампочки), другая часть — в электроволны (лампочка даёт свет).
А можем ли мы влиять на степень освещения? Из вышесказанного следует, что если мы повысим температуру накаливания, то и света будет больше. Однако нельзя не принимать во внимание материал, из которого изготовлен проводник. Если вольфрам начать слишком сильно нагревать, то проводник может «перегореть». Слишком сильный нагрев и является одной из причин «лопнувших» лампочек. Если посмотреть на перегоревшую лампочку, то можно увидеть и повреждённый проводник. В сгоревшем состоянии он представляет собой нить из двух частей с повиснувшими концами.
Почему лампочка такая хрупкая?
Когда мы несём лампочки из магазина домой, то двигаемся всегда аккуратно, следим за своей покупкой. Лампочки — это эквивалент яиц по хрупкости. Зачем же лампочки изготавливают такими «нежными» и бьющимися?
Первый ответ — самый очевидный — прозрачность. Стекло с лёгкостью пропускает свет сквозь себя, поэтому мы получаем максимальное количество освещенности, которое может подарить нам лампочка. Второй ответ скрывается в улучшенных условиях для проводника. Для того чтобы вольфрамовой пружинке сильнее раскалиться, нужно сократить количество воздуха вокруг неё. Именно поэтому проводник помещают в стеклянную «грушу», заранее откачав оттуда воздух.
Вот так обычная лампочка, по сути являясь проводником мощной энергии, несёт в наши дома свет. И теперь мы знаем о лампочках чуть больше, нежели, например, говорится в детской загадке: «Провели под потолок удивительный шнурок. Привинтили пузырёк — загорелся огонёк».
Что? Когда? Зачем? Почему?
Хотите разбираться в тех вопросах, которые раньше оставались без ответов? Легко! На страницах этой книги вы найдете много новой интересной информации на самые разные темы — Вселенная и космос, человек и его здоровье, животные, наука и техника, окружающий мир. Что такое «жидкие гвозди», когда люди начали строить города, зачем верблюду горб, почему одни люди левши, а другие правши? На эти и другие вопросы вы получите четкие ответы, сопровождаемые забавными иллюстрациями. Поверьте, читая эту книгу, вы не только приобретете новые знания, но еще и получите массу удовольствия!
Купитьrosuchebnik.ru
Вечная лампа накаливания работает уже 113 лет
17.11.14
Вечная лампа накаливания
Непостижимая история 113-летней лампочки накаливания
Среднестатистическая лампа накаливания работает в течении 1000 – 2000 часов, по истечении которых перегорает. Длительность работы светодиодных (LED) ламп колеблется в пределах 25000 – 50000 часов.
Но есть в калифорнийской пожарной части одна лампа, время работы которой насчитали 989 000 часов – почти 113 лет. Установлена эта лампа была в 1901 году. С тех пор многое изменилось, поменялось много сотрудников противопожарной службы, но неизменной осталась одна “вечная лампа накаливания”. Долговечность ее работы до сих пор остается загадкой.
Краткая история лампочки накаливания
Карбоновая лампа Томаса Эдисона
Считается, что Томас Эдисон изобрел первую лампочку в 1879 году. Хотя и ранее изобретатели экспериментировали в этом направлении.
В 1802 году британский химик Гэмфри Дэви придумал лампу накаливания, подавая ток на платиновые полоски. В последующие 75 лет изобретатели повторяли и усовершенствовали нить накала.
Известен шотландский изобретатель Джеймс Боуман Линдсей, который в 1835 году хвастался своей новой лампочкой, позволяющей ему «читать книгу на расстоянии полутора метров», но позже он переключился на беспроволочную телеграфию.
Пять лет спустя за эксперименты с платиновыми нитями накаливания взялась уже целая группа ученных. И хотя высокая цена платины не позволила создать устройство для массового производства, но разработанная ими конструкция легла в основу первого патента лампы накаливания, полученного в 1841 году.
Американский изобретатель Джон У. Старр заменил дорогие платиновые нити накаливания на более дешевые угольные, но вскоре умер от туберкулеза, не успев довести до ума свою разработку.
Несколько лет позже британский физик Джозеф Сван, используя идеи Старра, создал рабочий экземпляр лампы, и в 1878 году стал первым человеком в мире, который украсил свой дом лампочками накаливания.
Томас Эдисон в Америке работал над усовершенствованием угольных нитей накала. Увеличив степень вакуума в колбе лампы, совместно с усовершенствованной угольной нитью накала, в 1880 году удалось добиться 1200 часов работы лампы и запустить ее в массовое производство в количестве 130000 лампочек в год.
В это же время родился человек, которому суждено было создать самую долговечную лампочку в мире.
The Shelby Electric Company
Адольф Шайе
Родившийся в 1867 году Шайе проживал в Париже и имел возможность наблюдать, как растет популярность электрических лампочек. В 11 лет он решил зарабатывать собственные деньги и стал сопровождать своего отца, шведского иммигранта и владельца небольшой компании, производящей лампы накаливания. Шайе увлекся физикой и закончил обучение сразу в двух академиях наук – немецкой и французской. После обучения Шайе занимался проектированием нитей накаливания в крупной немецкой энергетической компании, а в 1896 году переехал в США, где некоторое время работал в General Electric, но затем ему удалось получить 100000$ инвестиций (что в 2014 году эквивалентно сумме $2750000) и открыть фабрику по производству ламп Shelby Electric Company.
Чтобы показать превосходящее качество своей продукции Шайе решил провести публичное испытание. Лампочки разных производителей были размещены рядом и все были подключены к одному источнику питания, напряжение в котором постепенно повышалось. Western Electrician в 1897 году рассказывает, что произошло дальше:
«Лампы различных марок стали сгорать и взрываться, пока лаборатория не осталась освещаться только лампами Шелби, ни одна из которых не пострадала даже при достаточно высоком напряжения во время столь наглядного испытания».
Патент Шайе
Компания Шелби заявляла, что ее лампочки работают на 30% больше и горят на 20% ярче, чем любые другие лампы в мире. Это способствовало взрывному успеху компании. В 1897 г. журнал Western Electrician сообщил, что компания «получила столько заказов на первое марта [1897], что пришлось работать ночами напролет и резко увеличить размеры завода». К концу года производительность компании выросла в два раза – с 2000 до 4000 ламп в день, а «преимущества использования ламп Шелби были настолько очевидными, что без сомнения не остались незамеченными даже среди наиболее скептически настроенных потребителей».
Выпуск продукции продолжался все следующее десятилетие. За это время появились новые технологии с вольфрамовыми нитями накала и новые производители. Компания Шелби не смогла вовремя модернизировать свое производство и оказалась не в состоянии конкурировать с новыми производителями. В 1914 году они были выкуплены General Electric, а выпуск лампочек Шелби был прекращен.
The Centennial Light
В 1972 году начальник пожарной инспекции в городе Ливермор в Калифорнии сообщил местной газете об одной странности. Лампочка Шелби, находящаяся на потолке его станции непрерывно горит вот уже в течение десятилетий. Эта лампочка уже давно стала легендой в пожарной части и никто не знает наверняка, как долго он горит и откуда взялась. Майк Данстан, молодой репортер с Tri-Valley Herald, занялся расследованием данного вопроса и то, что он нашел, было действительно впечатляющим.
Собрав десятки устных рассказов и письменных историй, Данстан определил, что эта лампочка была приобретена Деннисом Берналем в компании Livermore Power and Water Co. (первая энергетическая компания города) примерно в конце 1890-х годов, а затем передана в пожарную часть города в 1901 году, после того, как Берналь продал компанию.
В первые годы использования лампочка, известная как Centennial Light или «Столетний свет» была перемещена всего несколько раз: несколько месяцев она висела в помещении пожарного отдела, а затем, после краткого пребывания в гараже и мэрии, была перенесена в пожарное депо Ливермора. «Она оставалась включенной по 24 часа в день, чтобы осветиться темный путь для сотрудников компании, – рассказал Данстан тогдашний начальник пожарной станции Джек Бейрд».
Хотя Бэрд признал, что ее все-таки однажды выключали «примерно на неделю, когда сотрудники управления общественных работ, созданного Рузвельтом, провели реконструкцию пожарной части еще в 30-е годы», представители Книги Рекордов Гиннесса все-таки установили, что выдутая вручную лампа на 30-ватт достигла 71-летнего строка эксплуатации и была «старейшей лампой накаливания в мире».
Помимо реконструкции пожарной части в 1930-м году, лампочка выключалась еще пару раз – в 1976 году, когда ее привезли в новую пожарную часть Ливермора № 6. В сопровождении «эскорта, состоящего из множества полицейских и пожарных машин» лампочка прибыла на встречу к большой толпе жаждущих увидеть, как она вновь зажжется.
После установки лампы на новом месте за ней стали вести видеонаблюдение, чтобы убедиться, что последняя действительно горит без перерыва. В последующие годы, в интернете появилась онлайн камера под названием «BulbCam», демонстрирующая работу лампы в реальном времени. В прошлом году, поклонники лампочки (из которых на Facebook присутствует почти 9000 человек) страшно напугались, когда она перестала светиться.
Поклонники лампочки в фейсбуке
Сначала показалось, что она, наконец, закончила свою работу, но после девяти с половиной часов, было обнаружено, что вышли из строя источники бесперебойного питания лампочки. Как только их работа была восстановлена лампочка вновь начала освещать собой помещение. Таким образом, 113-летняя лампа накаливания пережила свой блок питания (впрочем, она также пережила три камеры видеонаблюдения).
Сейчас лампа-долгожительница имеет свой собственный сайт www.centennialbulb.org, на котором, в числе прочего, можно следить за ее работой через веб-камеру (снимки делаются с интервалом 10 секунд).
За лампочкой следит видеокамера
Сегодня лампа все еще сияет, хотя один отставной пожарник-волонтер как-то сказал, что «она уже не дает много света» (всего около 4 Вт). Но владельцы хрупкого кусочка истории относятся к нему с большой ответственностью: пожарные Ливермора ухаживают за маленькой лампочкой, как за фарфоровой куклой. «Никто не хочет, чтобы эта лампочка вышла из строя на их глазах, – как-то сказал бывший начальник пожарной охраны Стюарт Гари. – Если бы она сломалась, в то время как я все еще был главным, это не очень хорошо отразилось бы на моей карьере».
Они ведут себя не так как обычно
Каждый, начиная от «Разрушителей мифов» и заканчивая Национальным Общественным Радио, выдвинул свои объяснения причин долголетия лампочки Шелби. Но, в общем, тут есть только один ответ – полнейшая загадка, ведь патент Шайе большую часть процесса оставил необъясненным.
Некоторые, как например, профессор по электротехнике из Калифорнийского университета в Беркли, Дэвид Це, откровенно сомневается в подлинности лампочки. Другие же, как студент инженерного факультета Генри Слонски, утверждают, что это, скорее всего, связано с тем, что когда-то все вещи делали с огромным запасом прочности, нежели сегодня. «В то время, – говорит он, – люди делали все куда более прочным, чем требовалось».
Джастин Фелгар, один из студентов доктора Кац, дополнительно изучил лампочку и опубликовал в 2010 году свой труд под названием «Нить накала лампы Centennial». В нем Фелгар пишет, что ему удалось выяснить одну любопытную закономерность: чем сильнее нагревается лампа Шелби, тем большее количество электроэнергии проходит через нить накаливания Centennial Light (а это полная противоположность того, что происходит с современными вольфрамовыми нитями). Фелгар утверждает, что для того, чтобы определить точную причину несгораемости нитей накаливания лампы Шелби, было бы необходимо «оторвать один кусочек» и пропустить его через ускоритель частиц в Военно-морской академии, однако это очень дорогостоящий процесс, а потому он до сих пор остается не проверенным.
В конечном счете, Кац и ее коллеги так и не имеют точного объяснения этой загадке. «Я думала, что наверняка все физические процессы должны, в конце концов, заканчиваться, – говорит она. – Но, возможно, с этой конкретной лампочкой произошло нечто случайное». Экс-заместитель начальника пожарной охраны Ливермора согласен с ней. «Реальность такова, что вероятно перед нами просто очередная ошибка природы, – сказал он журналистам NPR в 2003 году, – лишь одна из миллиона лампочек может вот так продолжать светится год за годом».
Ламповый картель
Сегодня средняя лампа накаливания работает около 1500 часов, тогда как первоклассные светодиодные лампочки (ценой по 25 $ каждая) излучают свет около 30 000 часов. Независимо от того, имела ли столетняя лампочка секретную формулу работы или нет, она горела в течение 113 лет – то есть около 1 миллиона часов. Так почему же мы не можем создать точно такую же долговечную лампочку?
Такие ламповые компании, как The Shelby Electric Company гордились длительным сроком работы своих изделий, причем настолько, что долговечность их продукции постоянно была в центре внимания их маркетинговых кампаний. Но к середине 1920-х годов способы ведения бизнеса несколько изменились и в них начало преобладать новое правило:
«Продукты, которые не изнашиваются – трагедия для бизнеса». Это направление мысли называется «запланированное устаревание», в рамках которого производители намеренно сокращают период эксплуатации своих товаров, что приводит к их более быстрой замене.
В 1921 году многонациональный производитель лампочек Osram сформировал «Internationale Glühlampen Preisvereinigung” (Международная ассоциацию по формированию цен на лампочки), чтобы регулировать цены и ограничить конкуренцию. General Electric вскоре отреагировал на это, основав в Париже «Международную компанию General Electric». Вместе эти организации торговали патентами и информациях о продажах, чтобы укреплять свои позиции на рынке освещения.
В 1924 году Osram, Philips, General Electric и другие крупные электроэнергетические компании встретились и образовали картель «Феб» под видом общего сотрудничества, якобы направленного на стандартизацию лампочек. Вместо этого они начали заниматься запланированным устареванием. Для достижения последнего компании согласились ограничить продолжительность жизни лампочек на 1000 часов – а это меньше, чем даже длительность работы ламп Эдисона (1200 часов). Любая компания, которая производит лампочку, работающую более 1000 часов, будет оштрафована.
До своего роспуска во время Второй мировой войны, картель якобы в течение двадцати лет останавливал все исследования, направленные на создания лампочек с более длительным сроком использования.
***
Независимо от того, стоит ли до сих пор запланированное устаревание на повестке дня у производителей лампочек, этот вопрос является весьма спорным и о том, что все это происходило (или происходит) на самом деле не существует никаких точных доказательств. В любом случае, производство ламп накаливания постепенно сокращается по всему миру: эта тенденция начала просматриваться в Бразилии и Венесуэле в 2005 году, а многие страны последовали их примеру (Европейский союз, Швейцария и Австралия резко сократили выпуск таких ламп в 2009 году, Аргентина и Россия – в 2012 году, а Соединенные Штаты, Канада, Мексика, Малайзия и Южная Корея – в 2014 году).
Как только появились более эффективные технологии (галогенные, светодиодные, компактные люминесцентные лампы, магнитные индукционные светильники), старые лампы с нитями накаливания постепенно превращаются в пережиток прошлого. Но свисающая с белого потолка пожарной станции Ливермора № 6 невероятно старая лампочка как никогда актуальна и по-прежнему отказывается выходить из строя.
– По материалам из priceonomics.com –
Комментарии:
Газовое озеро КивуДорога из солнечных панелей в Нидерландах
www.altsyn.com
Почему светодиодные лампы горят при выключенном выключателе
Если вы столкнулись с проблемой, что светодиодная лампа горит при выключенном выключателе, не удивляйтесь. Это говорит о том, что через светодиоды протекает ток. Яркость свечения зависит лишь от его силы.
С одной стороны у такого явления есть положительная сторона, если освещение находится в туалете или коридоре можно использовать в качестве ночной подсветки. А если в спальне? Возможен вариант, что свет не тлеет, а периодически мигает.
Причин такого явления может быть несколько:
- Использование выключателей с подсветкой;
- неисправности электропроводки;
- особенности схемы питания.
Выключатель с подсветкой
Наиболее частой причиной свечения лампы после выключения являются выключатели с подсветкой.
Внутри такого выключателя находится светодиод с токоограничивающим резистором. Светодиодная лампа тускло светится при выключении света, поскольку даже при выключении основного контакта через них продолжает проходить напряжение.
Почему светодиодная лампа горит в полнакала, а не на полную мощность? Благодаря ограничительному резистору сила тока, протекающая по электрической цепи, крайне незначительна и недостаточна для свечения электрической лампы накаливания либо розжига люминесцентных.
Потребляемая мощность светодиодов в десятки раз ниже аналогичных параметров обыкновенной лампы накаливания. Но даже незначительный ток, протекающий через диод подсветки, достаточен для слабого свечения светодиодов в светильнике.
Вариантов свечения может быть два. Либо светодиодная лампа горит после выключения непрерывно, значит, через светодиодную подсветку выключателя протекает достаточный ток, либо свет периодически вспыхивает. Так обычно происходит, если ток, протекающий по цепи, слишком незначительный для постоянного свечения, но он подзаряжает сглаживающий конденсатор в цепи схемы питания.
Когда на конденсаторе постепенно накапливается достаточное напряжение, происходит срабатывание микросхемы стабилизатора и лампа на мгновение вспыхивает. С таким миганием необходимо однозначно бороться, где бы лампа ни находилось.
В таком режиме работы ресурс компонентов платы питания значительно сократится, поскольку даже у микросхемы количество циклов срабатывания не бесконечное.
Способов устранения ситуации, когда светодиодная лампочка горит при выключенном выключателе несколько.
Наиболее простым является удаление из выключателя подсветки. Для этого разбираем корпус и откручиваем либо откусываем кусачками провод, идущий к резистору и светодиоду. Можно заменить выключатель на другой, но без такой полезной функции.
Другим вариантом может стать впайка шунтирующего резистора параллельно лампе. По параметрам он должен быть рассчитан на 2-4 Вт и иметь сопротивление не более 50 кОм. Тогда ток будет течь через него, а не через драйвер питания самой лампы.
Приобрести такой резистор можно в любом магазине радиотоваров. Установить резистор не представляет сложности. Достаточно снять плафон и зафиксировать ножки сопротивления в клемнике подсоединения сетевых проводов.
Если вы не особо дружны с электрикой и опасаетесь самостоятельно «влазить» в проводку, еще одним способом «борьбы» с выключателями с подсветкой может быть установка в люстру обычной лампы накаливания. Ее спираль при выключении и будет выполнять роль шунтирующего резистора. Но этот способ возможен лишь, если у люстры несколько патронов.
Неисправности с электропроводкой
Почему светодиодная лампа светится после выключения, даже если не используется кнопка с подсветкой?
Возможно, при монтаже электропроводки изначально была допущена погрешность и к выключателю вместо фазы подводится ноль, тогда после отключения выключателя проводка всё равно остаётся «под фазой».
Подобную сложившуюся ситуацию необходимо сразу ликвидировать, поскольку даже при плановой замене лампы можно получить чувствительный удар электрическим током. Любой минимальный контакт с «землёй» в данной ситуации будет вызывать слабое свечениесветодиодов.
Особенности схемы питания
Ради увеличения яркости свечения и минимизации пульсации освещения в схему драйвера питания могут устанавливать конденсаторы повышенной ёмкости. Даже при отключении питания в нем остаётся заряд, достаточный для свечения светодиодов, но его хватает буквально на несколько секунд.
Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)
svetodiodinfo.ru
Почему горит лампочка или О чем умалчивают уже 100 лет: kactaheda
Помните, что 100 лет назад говорил нам великий ученый Никола Тесла?
И как его за это невзлюбил магнат Морган, которому было не выгодно такое положение вещей — ведь он контроллировал тогда рынок медных проводов. Кому была бы нужна его медь, если бы электричество передавалось без проводов?
Но это было предисловие — а слово будет впереди…
Прочитал сегодня интересную статью и решил поделиться с Вами. Репостера не помню — зато есть непосредственный источник.
Итак…
Почему горит лампочка?
Вначале предисловие о том, как вообще появилась эта статья.
Лет пять тому назад я зарегистрировался на каком-то студенческом форуме и опубликовал там статью о том, какие ошибки допускает наша академическая наука в трактовке многих базовых положений, как эти ошибки исправляет альтернативная наука, и как академическая наука воюет с альтернативной, приклеивая ей ярлык «лженауки» и обвиняя во всех смертных грехах. Моя статья провисела в свободном доступе около 10 минут, после чего была скинута в отстойник. Меня же сразу отправили в бессрочный бан и запретили появляться у них. Через несколько дней я решил зарегистрироваться на других студенческих сайтах, чтобы повторить свою попытку с публикацией данной статьи. Но оказалось, что я уже нахожусь в черном списке на всех этих сайтах и в регистрации мне отказывают. Насколько я понимаю, между студенческими форумами происходит обмен информацией о нежелательных персонах и попадание в черный список на одном сайте означает автоматический вылет со всех других.
Тогда я решил выйти на журнал «Квант», специализирующийся на научно-популярных статьях для школьников и студентов ВУЗов. Но так как на практике этот журнал больше ориентируется все же на школьную аудиторию, статью пришлось значительно упрощать. Я выкинул оттуда все про лженауку и оставил только описание одного физического явления и дал ему новую трактовку. То есть статья превратилась из технически-публицистической в чисто техническую. Но на мой запрос никакого ответа из редакции я не дождался. А раньше ответ из редакций журналов мне всегда был, даже если редакция отклоняла мою статью. Отсюда я сделал вывод, что в редакции я тоже нахожусь в черном списке. Так моя статья и не увидела свет.
Прошло пять лет. Я решил снова обратиться в редакцию «Квант». Но и через пять лет на мой запрос ответа не последовало. Значит, я до сих пор нахожусь у них в черном списке. Поэтому я решил больше не воевать с ветряными мельницами, а публикую статью здесь на сайте. Конечно жалко, что подавляющее большинство школьников ее не увидит. Но тут я уже ничего поделать не могу. Итак, вот сама статья….
Наверное, не найдется такого населенного пункта на нашей планете, где не будет электрических лампочек. Большие и маленькие, люминесцентные и галогенные, для карманных фонариков и мощных военных прожекторов — они настолько прочно вошли в нашу жизнь, что стали привычны также, как привычен нам воздух, которым мы дышим. Принципы действия электрических лампочек кажутся нам настолько ясными и очевидными, что практически никто не задумывается над механикой их работы. А тем не менее, в этом феномене таится огромная загадка, которая до сих пор не решена в полной мере. Попробуем разгадать ее сами.
Пусть у нас будет бассейн с двумя трубами, по одной из которых вода вливается в бассейн, по другой она из него выливается. Примем, что в бассейн каждую секунду поступает 10 килограммов воды, а в самом бассейне 2 килограмма из этих десяти каким-то волшебным способом перерабатывается в электромагнитное излучение и выбрасывается наружу. Вопрос: сколько воды уйдет из бассейна по другой трубе? Наверное, даже первоклассник ответит, что будет уходить 8 килограммов воды в секунду.
Немного изменим пример. Пусть вместо труб будут электрические провода, а вместо бассейна электрическая лампочка. И снова рассмотрим ситуацию. По одному проводу в лампочку входит, скажем, 1 миллион электронов в секунду. Если мы полагаем, что часть из этого миллиона преобразуется в световое излучение и выбрасывается из лампы в окружающее пространство, тогда по другому проводу будет уходить из лампы меньшее количество электронов. А что покажут измерения? Они покажут, что электрический ток в цепи не меняется. Ток — это поток электронов. И если электрический ток одинаков в обоих проводах, это означает, что количество уходящих из лампы электронов равно количеству электронов, входящих в лампочку. А световое излучение — это разновидность материи, которая не может появиться из совершенной пустоты, но может появиться только из другой разновидности. И если в данном случае световое излучение не может появиться из электронов, тогда откуда же появляется материя в форме светового излучения?
Этот феномен свечения электической лампочки также вступает в противоречие с одним очень важным законом физики элементарных частиц — законом сохранения так называемого лептонного заряда. Согласно данному закону, электрон может исчезнуть с испусканием гамма-кванта только в реакции аннигиляции со своей античастицей позитроном. Но в лампочке никаких позитронов как носителей антивещества быть не может. И тогда мы получаем буквально катастрофическую ситуацию: все электроны, входящие в лампочку по одному проводу, без всяких реакций аннигиляции уходят из лампочки по другому проводу, но при этом в самой лампочке возникает новая материя в форме светового излучения.
А вот еще интересный эффект, связанный с проводами и лампами. Много лет назад известный физик Никола Тесла выполнил загадочный эксперимент передачи энергии по одному проводу, который в наше время повторил российский физик Авраменко. Суть эксперимента состояла в следующем. Берем самый обыкновенный трансформатор и первичной обмоткой подключаем его к электрогенератору или сети. Один конец провода вторичной обмотки просто болтается в воздухе, второй конец тянем в соседнее помещение и там подсоединяем к мостику из четырех диодов с электролампочкой в середине. Подаем напряжение на трансформатор и лампочка загорелась. Но ведь к ней тянется всего один провод, а для работы электрической цепи нужно два провода. При этом, как утверждают исследующие этот феномен ученые, идущий к лампочке провод совершенно не нагревается. Настолько не нагревается, что вместо меди или алюминия можно использовать любой металл с очень высоким удельным сопротивлением, и он все равно останется холодным. Более того, можно толщину провода уменьшить до толщины человеческого волоса, и все равно установка будет работать без проблем и без выделения тепла в проводе. До сих пор этот феномен передачи энергии по одному проводу без каких-либо потерь так никто и не сумел объяснить. И сейчас я попробую дать свое объяснение данному явлению.
Есть в физике такое понятие — физический вакуум. Его не нужно путать с техническим вакуумом. Технический вакуум — это синоним пустоты. Когда мы удаляем из сосуда все молекулы воздуха, мы создаем технический вакуум. Физический вакуум — это совсем иное, это некий аналог всепроникающей материи или среды. Все ученые работающие в данной области, не сомневаются в существовании физвакуума, т.к. его реальность подтверждается многими хорошо известными фактами и явлениями. Спорят о наличии в нем энергии. Кто-то говорит об исключительно малом количестве энергии, другие склоняются к мысли о сверхогромном количестве энергии. Дать точное определение физвакууму невозможно. Но можно дать примерное определение через его характеристики. Например такое: физический вакуум — это особая всепроникающая среда, которая формирует пространство Вселенной, порождает вещество и время, участвует во многих процессах, имеет огромнейшую энергию, но не видима нами из-за отсутствия нужных органов чувств и потому кажущаяся нам пустотой. Надо особенно подчеркнуть: физвакуум не есть пустота, он только кажется пустотой. И если встать на такую позицию, тогда очень многие загадки достаточно легко решаются. Например, загадка инерции.
Что такое инерция — до сих пор не ясно. Более того, феномен инерции даже противоречит третьему закону механики: действие равно противодействию. По этой причине инерционные силы иной раз даже пытаются объявить иллюзорными и фиктивными. Но если мы в резко тормознувшем автобусе упадем под действием инерционных сил и набьем себе шишку на лбу, насколько эта шишка будет иллюзорна и фиктивна? В реальности инерция возникает как реакция физвакуума на наше движение.
Когда мы сидим в автомобиле и давим на газ, мы начинаем двигаться неравномерно (ускоренно) и таким движением гравитационного поля своего организма деформируем структуру окружающего нас физвакуума, сообщая ему некоторую энергию. А вакуум реагирует на это созданием сил инерции, которые тянут нас назад, чтобы оставить в состоянии покоя и тем самым исключить вносимую с него деформацию. Для преодоления сил инерции требуется затратить много энергии, что выливается в большой расход топлива на разгон. Дальнейшее равномерное движение никак не действует на физвакуум, и потому он сил инерции не создает, поэтому затраты топлива при равномерном движении меньше. А когда мы начинаем тормозить, мы снова движемся неравномерно (замедленно) и снова деформируем физвакуум своим неравномерным движением, и он снова реагирует на это созданием сил инерции, которые тянут нас вперед, чтобы оставить в состоянии равномерного прямолинейного движения, когда деформация вакуума отсутствует. Но теперь уже не мы передаем энергию вакууму, а он отдает ее нам, и эта энергия выделяется в форме тепла в тормозных колодках автомобиля.
Такое ускоренно-равномерно-замедленное движение автомобиля является не чем иным, как единичным тактом колебательного движения низкой частоты и огромной амплитуды. На стадии ускорения в вакуум вносится энергия, на стадии замедления вакуум энергию отдает. И самое интригующее состоит в том, что вакуум может отдать энергии больше, чем ранее принял ее от нас, т.к. он сам обладает огромным запасом энергии. При этом никакого нарушения закона сохранения энергии не происходит: сколько энергии вакуум нам отдаст, ровно столько энергии мы от него получим. Но вследствие того, что физвакуум кажется нам пустотой, нам будет казаться, что энергия возникает из ниоткуда. И такие факты кажущегося нарушения закона сохранения энергии, когда энергия появляется буквально из пустоты, в физике давно известны (например, при любом резонансе выделяется настолько огромная энергия, что резонирующий предмет может даже разрушиться).
Движение по окружности также является разновидностью неравномерного движения даже при постоянной скорости, т.к. в этом случае меняется положение вектора скорости в пространстве. Следовательно, такое движение деформирует окружающий физвакуум, который реагирует на это созданием сил сопротивления в форме центробежных сил: они всегда направлены так, чтобы распрямить траекторию движения и сделать ее прямолинейной, когда деформация вакуума отсутствует. И для преодоления центробежных сил (или для поддержания вызываемой вращением деформации вакуума) приходится тратить энергию, которая уходит в сам вакуум.
Теперь можно возвратиться к феномену свечения лампочки. Для ее работы в цепи обязательно должен присутствовать электрогенератор (даже если будет батарея, она все равно когда-то заряжалась от генератора). Вращение ротора электрогенератора деформирует структуру соседнего физвакуума, в роторе возникают центробежные силы, а энергия на преодоление этих сил уходит от первичной турбины или иного источника вращения в физвакуум. Что касается движения электронов в электрической цепи, это движение происходит под действием создаваемых вакуумом центробежных сил во вращающемся роторе. Когда электроны входят в нить накаливания электрической лампочки, они интенсивно бомбардируют ионы кристаллической решетки, и те начинают резко колебаться. В ходе таких колебаний структура физвакуума снова деформируется, и вакуум реагирует на это испусканием световых квантов. Так как сам вакуум является разновидностью материи, отмеченное ранее противоречие появления материи из ниоткуда снимается: одна форма материи (световое излучение) возникает из другой ее разновидности (физический вакуум). Сами же электроны в таком процессе не исчезают и не трансформируются во что-то иное. Поэтому сколько электронов в лампочку войдет по одному проводу, ровно столько же выйдет по другому. Естественно, что энергия квантов также берется из физвакуума, а не от входящих в нить накаливания электронов. Сама же энергия электрического тока в цепи не меняется и остается постоянной.
Таким образом, для свечения лампы нужны не электроны сами по себе, а резкие колебания ионов кристаллической решетки металла. Электроны играют всего лишь роль инструмента, который заставляет ионы колебаться. Но инструмент можно заменить. И в эксперименте с одним проводом как раз это происходит. В знаменитом эксперименте Николы Тесла по передаче энергии через один провод таким инструментом выступало внутреннее переменное электрическое поле провода, которое постоянно меняло свою напряженность и тем самым заставляло ионы колебаться. Поэтому выражение «передача энергии по одному проводу» в данном случае не удачно, даже ошибочно. Никакой энергии через провод не передавалось, энергия выделялась в самой лампочке из окружающего физвакуума. Вот по этой причине и сам провод не нагревался: невозможно нагреть предмет, если энергию к нему не подводить.
В итоге вырисовывается довольно заманчивая перспектива резкого снижения стоимости строительства линий электропередачи. Во-первых, можно обойтись одним проводом вместо двух, что сразу снижает капитальные затраты. Во-вторых, можно вместо сравнительно дорогой меди использовать любой самый дешевый металл, хоть ржавое железо. В-третьих, можно уменьшить сам провод до толщины человеческого волоса, а прочность провода оставить неизменной или даже повысить, заключив его в оболочку из прочного и дешевого пластика (кстати, это также защитит провод от атмосферных осадков). В-четвертых, из-за снижения общей массы провода можно увеличить расстояние между опорами и тем самым снизить количество опор на всю линию. Реально ли это осуществить? Конечно реально. Была бы политическая воля руководства нашей страны, а ученые не подведут.
Источник
kactaheda.livejournal.com
Горит ли столетняя лампочка сейчас ?
В одном из пожарных отделений Ливермора (Калифорния, США) с 1901 года работает самая старая лампочка в мире, выполняющая функцию технической подсветки. 4-ваттная лампа ручной работы называется «Столетней» и даже имеет свой сайт , на котором любой пользователь сети Интернет может, в частности, следить за ней через веб-камеру – свежий снимок устройство делает каждые 10 секунд.
Посмотрите сами горит ли лампочка и узнайте о ней подробнее …
Секрет долговечности лампы, которая занесена в Книгу рекордов Гиннеса как самая старая из работающих, — в том, что её практически никогда не выключали. По всей вероятности, лампочка была установлена в середине июня 1901 года, а выключалась всего на 22 минуты в 1976 году, когда её перевели на другой объект из соображений безопасности. К слову, почетный эскорт при перевозке лампочки возглавлял капитан пожарной части; в нем также участвовали другие сотрудники подразделения и полицейские.
🙁 скрипт в ЖЖ не работает. Смотрите тут — http://voweb.net/blog/samaya_staraya_lampochka_smotret_39_veb_kameru/2008-10-22-166 или тут http://www.centennialbulb.org/cam.htm
Примечательно, что лампочка была изготовлена ShelbyElectricCo не по чертежам изобретателя Томаса Алвы Эдисона, а в соответствии с работой его главного конкурента, Адольфа Шайе. В качестве элемента накаливания в устройстве служит угольная нить, а стеклянный корпус выдут вручную. Дебора Катц, профессор физики из американской Naval Academy (Индианаполис) для объяснения секрета безотказности лампы приводит результаты исследования винтажных ламп производства ShelbyElectric. Принципиальными отличиями изделий, выпускаемых в те годы, была, во-первых, толщина нити накаливания (она в 8 раз толще, чем у современных ламп), и использование в качестве неё полупроводника, вероятнее всего, на основе углерода. Отметим, что когда в лампах накаливания, производимых сегодня, перегревается светонесущая спираль, она перестает проводить электричество, в то время как изделия от ShelbyElectric горели тем сильнее, чем больше нагревались нити накаливания.
Таким образом, отсутствие циклов включения-выключ
Технологически, в чуде вечной лампы из Ливермора нет ничего необычного. В мире известны и другие лампы-долгожители. Так, в изданной 1970 году книге рекордов Гиннеса упоминалась работающая из магазина в Нью-Йорке, изготовленная в 1912. В настоящий момент судьба ее, правда, неизвестна. А вот за Ливерморской лампочкой наблюдает целый общественный комитет, который так и называется — Livermore Lightbulb Centennial Committee (Ливерморский Комитет Вековой Лампочки). В планах комитета — и дальше поддерживать работу лампы как можно дольше. Так что, возможно, она всех нас еще пересветит.
Кстати говоря, обычная электрическая лампочка живет всего-то около 1000 часов.
Известно, что основной личиной перегорания лампочек является постепенный износ вольфрамовой нити. Эта нить нагрета почти до температуры плавления вольфрама (3300°С), иначе не получить интенсивный световой поток. При такой температуре атомы вольфрама в кристаллической решетке интенсивно колеблются и некоторые из них отрываются и уходят в пространство, оседая на стенках колбы. Постепенно нить истончается, и в самом тонком месте температура переходит рубеж плавления, нить перегорает.
Очевидно, что для повышения срока службы лампочки необходимо устанавливать более толстую нить. Но при этом для сохранения сопротивления нити нужно увеличивать ее длину. Увеличение диаметра нити в два раза приводит к увеличению массы вольфрама в 8 раз. А вольфрам — дорогой металл, поэтому нынешние производители лампочек стараются его экономить.
Но есть еще одна причина износа ламп, о которой почти никто не знает. Дело в том, что тонкое стекло колбы в нагретом состоянии пропускает газ. Имеются таблицы для различных стекол и различных газов при различных температурах. Например, 1 см2 поверхности стекла толщиной 1 мм за 1 с и при разности давлений в 1 мм рт.ст. пропускает при температуре 600°С 6,5*10 в (-12) степени см3 азота (основной части воздуха).
Рассчитаем температуру колбы стандартней 40-ватной лампочки, у которой площадь поверхности колбы 200 см2, а площадь поверхности вольфрамовой нити (ориентировочно) 0,3 см2, т.е. разница в 660 раз.
Используя методику расчетов по закону Стфана-Больцмана и учитывая, что все инфракрасное излучение нити греет колбу (видимый свет составляет не более 3%), получаем температуру колбы порядка 400°С (в том, что это так, каждый может убедиться, прикоснувшись к колбе светящейся лампочки). Далее, приняв толщину стекла колбы колбы 0,5 мм, разность давлений 760 мм рт.ст. и время 1 год, получим проникновение газа в лампу порядка 4-5 см.
За несколько лет, если не перегорит нить накала, то лампа заполнится газом, возникнет газовый разряд, а вместе с ним ионная бомбардировка нити накала. Тогда эта нить будет истончаться быстрее. Таким образом, чтобы создать лампу накаливания с большим сроком службы необходимо: установить толстую вольфрамовую нить, увеличить площадь поверхности колбы лампы (при этом температура колбы станет ниже и просачивание газа уменьшается), увеличить толщину стекла колбы лампы.
Очевидно, эти условия и были выполнены в лампе-долгожительнице. А нынешние производители эти условия выполнять не хотят, во-первых, из соображений экономии (вольфрама и стекла), во-вторых, производителям просто не интересно выпускать «вечные» лампочки (иначе они «прогорят»).
Давайте я вам еще что нибудь напомню из интересного: вот например Великая алмазная афёра 1872 года, а вот Цитаты с Уолл-стрит и Занимательные логические парадоксы. Вспомните про Символы, утратившие своё первоначальное значение и Как появилась буква Ё Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=55804
masterok.livejournal.com
Почему горит лампочка?
Обычно, задавая вопрос «почему горит лампочка?» или «как горит лампочка?», имеют в виду именно так называемую лампочку накаливания. Самую обычную, которую можно до сих пор найти в любом доме, в каждом подъезде.
Именно эту лампочку, грушевидной формы, изображают на любом рисунке, когда необходимо проиллюстрировать слово «лампочка». В общем-то, лампа накаливания потому так и называется, что принцип ее действия основывается на методе накаливания, то есть нагревания проводника. Каждая лампочка накаливания состоит из стеклянной колбы, металлического «патрона» и внутреннего «пестика».
Если хорошо присмотреться, то внутри это стеклянной «груши» есть два рожка. А между ними как бы «натянута» мостиком металлическая пружинка. Это проводник. И на самом деле она изготовлена из вольфрама и так и называется – «вольфрамовая нить». Ток проходит по проводнику, вольфрамовой нити, и проявляется физическая реакция – тепловое действие тока. Вольфрамовая нить нагревается.
Точно так же, как сгорают, накаляясь, дрова. Они тоже сначала становятся красными и прозрачными, дают тепло и свет. Так же и с вольфрамовым проводником. Только за счет того, что он изготовлен из другого материала, более прочного, нежели дерево, спиралька не сгорает так быстро, а, накаливаясь, просто дает на протяжении длительного времени яркий (или не очень, в зависимости от мощности) свет и немного тепла. Когда по нити проходит ток, его температура очень резко возрастает. И чем сильнее ток, тем выше температура накаливания, тем ярче (белее, светлее) становится сама эта «пружинка». Фактически, вольфрамовая пружинка проводит энергию, и очень мощную. А почти вся энергия, которая проходит через нить, преобразуется. Мы же все прекрасно знаем, правда ведь, что энергия не является ниоткуда и не уходит в никуда. Энергия разве что может преобразовываться, то есть видоизменяться, переходя из одного вида и состояния в другие. Вот и этот вид энергии, проходя через проводник, превращается: часть – в тепловые волны, а другая часть – в электроволновые, то есть, попросту – свет. Что делать, чтобы лампочка светила ярче? Увеличивать долю излучения, повышать температуру накаливания. Но, к сожалению, возможности материала проводника небезграничны. Накаливать вечно до бесконечности его не получится физически. И если переборщить с температурой накаливания, проводник может просто «перегореть». Что, впрочем, однажды и случается. И тогда возникает необходимость покупать новую лампочку.
Но не спешите выбрасывать старую: рассмотрите ее внимательно, и вы увидите тот самый проводник, теперь как бы «разделенный» на две части, края которого свисают. Почему же именно в стеклянную колбу помещают эту всю конструкцию, ведь она хрупкая и бьется? Во-первых, стекло – материал прозрачный, а значит, световые волны будут легко проходить сквозь него, даря нам свет в квартире. А во-вторых – на воздухе, в незакрытом состоянии, вольфрамовый проводник не раскаляется до такого предела. Потому его и помещают в стеклянный футлярчик, предварительно откачав оттуда воздух.
Вы можете посмотреть комментарии или написать свой.
kotikit.ru