Юный техник, 2009 № 06

«Висит груша, нельзя скушать» — эта загадка про электролампочку уже устарела. Сегодня лампочки бывают не только грушевидной формы, но и шаровидные, в виде длинных трубок, а иногда те же трубки для компактности скручены в спираль…

Различаются лампочки и по принципу своей работы. В лампах накаливания источником света является раскаленная током спираль, в люминесцентных лампах светится инертный газ, а в светодиодах свечение дают полупроводниковые переходы…

Какой источник света выбрать? Каковы преимущества и недостатки того или иного светильника? Давайте попробуем разобраться.

Конечно, любой электрический светильник лучше факела, лучины, свечи, керосиновой лампы или газового рожка. Это люди поняли еще в начале XX века, отдав предпочтение электричеству.

Поначалу источником света служила электрическая дуга. Ею пользовались, например, в прожекторах. А вот для обычного освещения больше подошла лампа накаливания Эдисона. Американский изобретатель, проделав около 1000 опытов, не только нашел лучший материал для нити накаливания, но и организовал первое массовое производство электроламп. Скажем ему за это спасибо.

Лампы накаливания со времен Эдисона исправно служат и по сей день. Это самые дешевые источники света. Цена обычной электролампочки — от 9 рублей, а обещанное время горения — около 1000 часов. Немаловажное значение имеет и то обстоятельство, что промышленность ныне выпускает огромное количество самых разнообразных светильников именно для таких ламп.

Но есть, конечно, у этих ламп и недостатки. Прежде всего, они имеют КПД, как у паровоза, — на свет приходится всего около 5 % потребляемой энергии, а все остальное переводится в тепло. Для зимы это, может, и неплохо, а вот летом такая «грелка» ни к чему. Кроме того, лампы накаливания крайне чувствительны к повышению напряжения и могут сразу же перегореть. А вот если питать такую лампочку с недокалом, через понижающий реостат, она может гореть годами. Правда, не забывайте, что сам реостат тоже берет на себя часть энергии, так что экономия может оказаться иллюзорной.

Люминесцентные лампы дневного света потому и получили распространение примерно полвека тому назад, что имеют высокую светоотдачу. Например, люминесцентный светильник мощностью 23 Вт дает столько же света, сколько и 100-ваттная лампа накаливания. Кроме того, срок службы таких ламп — до 20 000 часов, и они практически не греются. Стоят тоже не так уж дорого — от 50 рублей.

Недостатки же таковы. Сами лампы имеют очень большие габариты. Для включения они требуют специальный пускорегулирующий блок. При работе довольно часто начинают мигать, что вызывает раздражение. Но даже если люминесцентная лампа и работает нормально, свет ее все же мерцает, что вызывает повышенную утомляемость глаз. Многим также не нравится слишком холодный, мертвенный свет, который дают такие светильники. Требовательны они и к стабильности напряжения — при пониженном могут не загореться, а при повышенном быстро выходят из строя. Кроме того, многие из таких светильников содержат ртуть, так что разбивать их нельзя, а по выходе из строя следует утилизировать специальным образом…

Галогенные лампы накаливания имеют КПД почти вдвое выше обычных лампочек. Время работы — до 4000 часов. Однако такие лампы требуют специального светильника и блока питания, поскольку их рабочее напряжение — 12 В, в то время как в стандартной электросети обычно 220 (или 127) В. Для питания лампочек, встроенных, например, в подвесной потолок, такой блок стоит от 400 руб. Кстати, модуль питания должен входить в комплект поставки светильника.

Еще одна особенность: браться за поверхность стекла лампы пальцами нельзя. Она работает при очень высокой температуре, и отпечатки пальцев приводят к тому, что стекло треснет. Если вы случайно коснулись рабочей части колбы, тщательно смойте отпечатки пальцев до включения лампы в сеть. Непривычен и спектр света такой лампы. Он не желтоватый, как обычно, а скорее с фиолетовым оттенком.

1. Нить лампочки накаливания.

2. Современная люминесцентная лампа.

3. Галогенная лампа.

4. Плазменная лампа.

Энергосберегающие лампы все больше входят в обиход. КПД у них достигает 20 %, срок работы — до 10 000 часов. Вот только стоят они дороговато — от 100 рублей. Но цена, если верить рекламе, с лихвой себя окупит продолжительностью эксплуатации.

Однако практика показала, что, во-первых, такие лампы загораются в полную силу не сразу, а через 1–2 минуты после включения. Во-вторых, из-за своих габаритов они помещаются далеко не во всякий светильник. В-третьих, рабочий ресурс такой лампы резко снижается при частых включениях-выключениях. В-четвертых, эти лампочки в зависимости от цветовой температуры дают свет разного оттенка — от желтоватого до мертвенно-белого, даже синеватого, чего многие не любят.

Наконец, в-пятых, сами лампочки — неженки; они не переносят холода и при температурах ниже 0 градусов Цельсия быстро выходят из строя. Так что делайте выводы сами…

Мы же к сказанному выше добавим, что освещение в доме зависит не только от типа лампочки и светильника, но и от их расположения. Это раньше комнату освещала одна-единственная лампочка, которую размещали под потолком в центре комнаты и прикрывали абажуром. Сейчас дизайнеры предлагают наряду с общим освещением использовать зоновое. Например, если вы сидите за рабочим столом, то включайте настольную лампу; ложитесь спать — используйте прикроватный светильник, расположенный на стене.

Такие лампы не всегда экономят деньги.

Особый уют придают лампочки в матовых или молочных колбах, дополнительно прикрытые плафоном белого или зеленоватого цвета. Удобно, когда домашняя электросеть имеет регулятор накала. Тогда вы можете регулировать яркость освещения; кроме того, лампы, горящие вполнакала, служат дольше.

Имейте также в виду: одна лампочка мощностью, например, в 100 Вт, дает световой поток больше, чем две лампочки по 50 Вт. Так что многорожковые люстры себя, по большому счету, не оправдывают.

Публикацию подготовил С. КАЛУГИН

Кстати…

«ВЕЧНЫЕ» ЛАМПОЧКИ

О том, что некоторые лампочки накаливания могут гореть если не вечно, то очень долго, вовсе не анекдот. У одного из сотрудников нашей редакции такая лампочка прослужила четверть века. И служила бы, наверное, еще, если бы ее случайно не разбили при переезде.

А вот у англичанки Роуз Ален такая лампочка исправно служит и по сей день, уже 66 лет. Она купила 40-ваттную лампочку в 1943 году в универмаге «Вулворт». Лампочка пережила и Вторую мировую войну, и сам универмаг, который разорился сравнительно недавно.

Самое интересное, специалисты не могут сказать, почему эти лампочки оказались долговечнее других. Ведь они сделаны точно по той же технологии, как и остальные, срок службы которых редко превышает год.

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Винтовка СВД — снайперская винтовка Драгунова — была разработана в 1958 году, а в 1963 году поступила на вооружение Советской армии и используется по настоящее время.

По принципу действия СВД отчасти напоминает автомат Калашникова, похожа у них и форма затвора. Ударный механизм — куркового типа, с такой же формой боевой пружины, как у АК-47. Центр тяжести заряженной винтовки располагается почти точно на уровне магазина. Для удобства прицеливания на приклад крепится регулируемая «щека». Для рукопашного боя к СВД может крепиться штык-нож. Магазин вмещает десять патронов, расположенных в шахматном порядке.

В конце восьмидесятых годов прошлого века появился вариант СВД со складывающимся прикладом — СВД-С а в 90-х гг. — модификация СВУ (снайперская винтовка укороченная).

Кроме стран бывших республик СССР, снайперская винтовка Драгунова состоит на вооружении ряда других стран. В Румынии, Китае и Ираке производили или производят собственные варианты СВД. От российского образца они отличаются незначительно.

Тактико-технические характеристики:

Длина оружия… 1225 мм

Длина ствола… 620 мм

Калибр… 7,62 мм

Патрон…7,62x54R

Масса без патронов…4,30 кг

Скорострельность… 30 выстрелов/мин

Прицельная дальность… 1200 м

Начальная скорость пули… 830 м/с

Емкость магазина… 10 патронов

Спортивное купе Nissan Z было впервые представлено публике в 1966 году и выпущено с тех пор в количестве почти миллион экземпляров. А в 2002 году место на конвейере заняло новое поколение этой модели — Nissan 350Z.

Резкие очертания, длинная колесная база и широкий кузов в сочетании с вертикальными ксеноновыми фарами создают впечатление агрессивности, а шестицилиндровый мотор мощностью 260 л.с., 6-ступенчатая механическая коробка передач (может быть установлен, правда, 5-диапазонный автомат) и особая тормозная система говорят о спортивном характере автомобиля. Даже выхлопная система настроена таким образом, чтобы подчеркнуть низкий рев мотора.

Основные материалы внутри салона — кожа и алюминий. Сиденья имеют ярко выраженный спортивный профиль. Педали сделаны из перфорированного алюминия; они жестче и информативнее, чем у обычного автомобиля.

Технические характеристики:

Длина автомобиля… 4,315 м

Ширина… 1,815 м

Высота… 1,325 м

Дорожный просвет… 110 мм

Колесная база… 2,650 м

Снаряженная масса… 1537 кг

Допустимая полная масса… 1820 кг

Объем двигателя 3498 см3

Мощность двигателя… до 358 л.с.

Максимальная скорость… 250 км/ч

Объем топливного бака… 80 л

Диаметр разворота… 11 м

Время разгона до 100 км/ч… 6 с

Средний расход топлива… 11,7 л/100 км

ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА

О чем рассказала старая книга

Наука и техника так быстро шагают вперед, что иногда без внимания остаются поистине удивительные находки ученых. В редакцию попала редкая книга, написанная семьдесят восемь лет назад. Автор ее, наш старейший и уважаемый академик Абрам Федорович Иоффе. Для того, кто сможет в ней разобраться, эта книга читается, как приключенческий роман.

Физики в то время все делали сами: электронные лампы, источники питания, измерительные приборы. Без помощи электроники они измеряли тысячные доли вольта приборами с потрясающими даже по современным меркам параметрами. Сами делали очень легкие высоковольтные конденсаторы, которые при включении в высокочастотную цепь начинали вести себя как громкоговорители, управляли многоамперными токами посредством токов в миллионы раз меньших и делали это при помощи очень странных устройств. Вот одно из них.

Представьте: закругленная пластина из шифера, литографского камня или агата толщиною около 10 мм. С плоской стороны к ней приклеена медная обкладка, а с другой, закругленной, закреплена гибкая тонкая фольга из алюминия или бронзы.

При подаче постоянного напряжения 220 В на этот своеобразный конденсатор листок фольги прижимался к диэлектрику с силой порядка одного килограмма! Попробуйте посчитать эту силу через формулы из учебника, и у вас получится сила примерно в миллион раз меньше!

Академик А. Ф. Иоффе (1880–1960).

Комментируя это удивительное устройство, академик писал: «Мы не можем останавливаться… на причинах этого весьма интересного явления, заметим только, что эти силы могут быть объяснены тонким, плохо проводящим переходным слоем между полупроводником и металлом, на который и «садится» все напряжение…»

Агат, типографский камень и шифер в то время называли полупроводниками. Но смысл в это слово вкладывали совсем не тот, что сегодня. Тогда он означал лишь то, что электрическое сопротивление этих веществ меньше, чем у изоляторов, но больше, чем у металлов.

Но вернемся к описанию устройства. Получаемая в нем сила применялась для замыкания контактов, через которые могли проходить токи порядка нескольких ампер. Получалось реле, которое потребляло не более 0,00011 Вт.

На подобном принципе работало и другое реле. На металлический вал надевали цилиндр из литографского камня, а сверху легко прижимали к нему гибкую стальную ленту. Цилиндр вращали от электромотора, и при обычных условиях сила трения ленты о цилиндр была очень мала. Но стоило подать напряжение, как она возрастала в сотни раз, и электромотор начинал тянуть ленту. Такое устройство могло переключать токи в сотни ампер, но этим его возможности не исчерпывались.

Сверхчувствительное конденсаторное реле, использующее необычный эффект в камне:

_{Y — верхний контакт; I — гибкая пластина из фольги; Н — слой камня; II — нижняя обкладка; J — нижний контакт.}

Реле с механическим усилением мощности:

_{J — металлический вал; I — агатовый цилиндр.}