Юный техник, 2007 № 08
Шрифт:
Измерять силу света керосиновых, газовых, а потом и электрических ламп начали еще в XIX веке, взяв за стандарт немецкую парафиновую свечу с высотой пламени 50 мм.
Измерение силы света первых электрических ламп Эдисона с угольной нитью показало, что на каждый ватт подведенного к ним электрического тока они давали силу света, равную 7 свечам. Сегодня сила света измеряется не в свечах, а в люменах, но разница между ними так мала, что ей можно пренебречь. Современная лампа накаливания мощностью 15 Вт с рабочим напряжением 220 В имеет световую отдачу 7 люмен, считай 7 свечей, на ватт.
Представьте, что 8 комнате горит лишь одна такая лампа. Ее освещение мы никак не назовем роскошным, а ведь это свет 7x15 = 105
Так уж устроен человек, что света ему требуется все больше и больше. В СССР освещенность рабочего места машиностроительного предприятия увеличилась за последние пятьдесят лет его существования в пятьдесят раз. За последние 25 лет в США освещенность рабочего места служащего возросла более чем вдвое. И это не ложится тяжким бременем на экономику страны. Каждый рубль, вложенный в свет в промышленности, дает рубль сорок копеек прибыли!
Но, увы, даже к роскоши человек легко привыкает. И нам хочется, чтобы было светлее, но подешевле.
Проделаем несложный опыт. Нам понадобится торшер и фотоэкспонометр. Поставим в торшер одну лампу мощностью 100 Вт и отнесем от нее фотоэкспонометр на такое расстояние, чтобы его стрелка оказалась посередине (расстояние составит примерно 1,4 м). После этого включим лампу мощностью 25 Вт и снова поднесем к торшеру экспонометр так, чтобы стрелка оказалась посередине шкалы. Расстояние между прибором и лампой будет около 0,6 м. Если мы первое расстояние возведем в квадрат и разделим на квадрат второго (1,4) 2/(0,6) 2, то сможем узнать, во сколько раз первая лампа дает больше света, чем вторая: 1,96/0,36 = 5,44.
Что же получается? Первая лампа берет в четыре раза больше электричества, но света дает больше в пять с половиной раз. Это означает, что чем больше мощность лампы, тем она выгоднее.
Светотехники об этом знают давно и для освещения дворов и спортивных площадок стараются применять лампы накаливания большой мощности. Их знания секрета не составляют, но никто не потрудился донести их до рядовых граждан, и они много электроэнергии расходуют зря. Лампа мощностью 15 Вт — самая малая из тех, что ради экономии ставят в люстру — имеет, как сказано, световую отдачу 7 свечей на Вт. По силе света она, мы подсчитали, равна 105 свечам, а люстра, состоящая из пяти таких ламп — 515 свечей, — потребляет 75 Вт.
Лампа же мощностью 60 Вт имеет световую отдачу 11 л м/Вт и силу света 715 свечей! Еще выгоднее лампы мощностью 100 Вт. Они имеют световую отдачу 12,5 — 13,5 лм/Вт и силу света 1250–1350 свечей!
Люстра с лампами по 15 Вт — это крайний случай. Чаще встречаются лампы мощностью 25 Вт, но у них световая отдача 7,6–8,4 лм/Вт, а сила света около 190–220 стандартных немецких парафиновых свечей.
Из того факта, что световая отдача зависит от мощности, следует, что ставить в люстру одинаковые маломощные лампы расточительно. Нужно ставить разные по мощности и стараться включать наиболее сильные. Таким простым способом можно сэкономить 15–20 % энергии. Еще больше энергии можно сохранить, использовав люминесцентные лампы. Только не зимой.
Дело в том, что обычная лампа накаливания превращает в свет только 4 % электроэнергии. Оставшиеся 96 % превращаются в тепловые лучи и греют дом. Но и световое излучение лампы после многократных отражений от стен, в конце концов, превращается в тепло. Общая мощность одновременно работающих в доме ламп может достигать 500 и более Вт. А ведь это по величине всего лишь половина от мощности небольшого электрокамина. Поэтому летом от ламп жарко, а зимой их тепло во благо. И в холодное время, когда вы подогреваете дом электричеством, заменять лампы накаливания на более
Впрочем, если бы мы захотели получить столько же света, сколько дают обычные электрические лампы накаливания общей мощностью 500 Вт, с помощью обычных свечей или простейших керосиновых ламп, то их общая тепловая мощность достигла бы 12,5 кВт. Дом даже в самый жуткий мороз не нуждался бы в отоплении.
Любопытно, но в наше время к подобному способу освещения прибегли японцы. В одном из заводских цехов они поставили вместо электрических ламп газовые фонари. Пламя газа бесцветно. Поэтому горелки были снабжены приспособлением, которое изобрел немецкий ученый Ауэр фон Вельсбах (1850–1932). Это подвешенный на проволоке хлопчатобумажный колпачок, пропитанный солями редкоземельных элементов. Его нити сгорают, и остается «скелетик» из расплавленных солей. Он раскаляется и светится ослепительно ярким светом. Лампа с таким колпачком называется калильной. Световая отдача у нее 1,5 лм/Вт, а КПД не более 1 %. Но в данном случае это значения не имеет: цех получил и свет, и необходимое ему тепло.
Этот способ освещения, кстати, не так уж экзотичен. Ведь треть человечества живет без электричества. Увидеть, как работает калильная лампа, можно, если бросить в бесцветное пламя газовой горелки щепотку поваренной соли; оно вспыхнет ярко-желтым светом. Можно поступить иначе — сделать из марли колпачок, пропитать его раствором NaCl, высушить, а после прокалить на горелке. Он будет давать яркий желтый свет, лежащий в диапазоне наибольшей чувствительности глаза. Такой способ дешев, но в свете паров натрия глаз теряет способность различать цвета. Поэтому для пропитки колпачков Ауэра применяют составы, содержащие соли редкоземельных элементов (лантан, церий) и азотнокислый алюминий.
А. ВАРГИН
Рисунки автора
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Сигналы из подземелья
Разговаривать с приятелем из другого города вы можете по телефону. Можете общаться по радио в любительском диапазоне. Но, согласитесь, гораздо интереснее наладить такую связь, которой ни у кого нет и которую никто не сможет прослушать.
Речь — о подземной радиосвязи. Принято считать, что под землей радиоволны не проходят, но это не так, и вы можете сами в этом убедиться, собрав для начала телеграфный комплект связи.
Слева на рисунке 1 изображена схема передатчика, справа — схема приемника подземных сигналов.
Рис. 1
Генератором служит электромагнитное реле К1 с нормально замкнутым контактом К1.1, включенным последовательно с электромагнитной катушкой и источником питания — гальванической батарейкой GB1. При замыкании ключа SB1 якорь реле периодически размыкает и вновь замыкает контакт К1.1, благодаря чему в цепи возникает последовательность прямоугольных импульсов тока с частотой следования до нескольких сотен герц.