0
Корзина пуста

Светодиодное  Освещение и Светотехника

7 интересных фактов о лампах

Факт №1: среди ламп есть долгожители



Как известно, лампочки накаливания недолговечны. Однако существуют среди них долгожители. Так, в городке Ливермор в Калифорнии на пожарной станции есть обычная лампочка, которая работает беспрерывно (точнее, с небольшими перерывами) уже на протяжении 115 лет. Впервые ее включили летом 1901 года. Лампочка занесена в Книгу Рекордов Гинесса как самая долговечная лампочка. Компания General Electric подтвердила этот факт специально проведенным техническим аудитом.


«Столетняя лампочка» или «лампочка из Ливермора», как прозвали ее в народе, горит непрерывно на малой мощности (4 Bаттa), в глубоком недокале, при очень низком КПД. Первоначально она использовалась для ночного освещения и пару раз меняла место расположения. Последний раз в 1976 году, для чего она выключалась на 22 минуты.


Пожарная станция Ливермор-Пезантон не планирует замену своей знаменитой лампочки. Несмотря на то, что польза от лампочки минимальна, она стала знаменита, сделав таким образом обычный городок Ливермор известным на весь мир. На пожарной станции организованы экскурсии, лампочку посещают множество людей. На нее круглосуточно направлена веб-камера. Для «лампочки Ливермора» создали вебсайт и музей.


Сотый день рождения лампочки отмечался в 2001 году большим мероприятием с барбекю и живой музыкой. Три группы играли музыку пятидесятых и начала ХХ века. Жители городка Ливермор, на который благодаря лампочке внезапно свалилась популярность, решили отмечать дни ее рождения городскими праздниками.


Ливерморская лампочка поучаствовала в фильме про запланированное устаревание и сговор производителей. На заре капитализма инженеры действительно старались проектировать качественные и долговечные предметы потребления, и у них это получалось, пока им этого не запретили хозяева фабрик, заинтересованные в том, чтобы лампочки перегорали чаще и чтобы, соответственно, их можно было больше продавать. Поэтому сейчас таких долгоиграющих лампочек уже нет. Аналогичные современные лампы накаливания работают примерно тысячу часов, и это считается нормой.


Когда же ливерморская лампочка в конце-концов перегорит, то ее не выбросят на свалку. Музей Рипли стоит первым в очереди на останки самой долгоживущей лампочки в истории человечества.

Факт №2: суд над электрической лампочкой



Внедрение научно-технических достижений в повседневную практику нередко сталкивалось с таким противодействием, что поборникам нового приходилось порой использовать форму судебного процесса с обвинителями, защитниками и судьями для доказательства преимуществ новой техники.


Удивительно, но факт, что с помощью судебного процесса пришлось доказывать широкой публике, казалось бы, очевидные преимущества электрического освещения. Для этого в марте 1879 года английский парламент учредил комиссию, которая должна была положить конец кривотолкам и нелепым слухам, распускавшимся противниками электричества – газовыми компаниями. Комиссия обладала значительными полномочиями: она имела право вызывать всех свидетелей, каких сочтёт нужными, и на тех же правах, на которых их вызывает суд. Дознание производилось так же, как судебное следствие. Ответчиком было электричество.


Свидетели давали показания относительно его свойства и действий, стенографисты записывали их. Члены комиссии занимали судейские места. Стол с вещественными доказательствами был заставлен различными электрическими приборами, с которыми тут же проводились опыты. Стены покрывали чертежи и диаграммы.


Доводы свидетелей обвинения были следующими. По мнению художников, электрический свет “холоден и представляет мало экспрессии”. Английские леди находили, что он придает “какую-то мертвенность лица и, кроме того, затрудняет выбор одежды, так как освещенные электрическим светом костюмы кажутся иными, чем при вечернем освещении”. Торговцы Биллинсгсэтского рынка жаловались на то, что “электрический свет придает дурной вид рыбе и просили снять устроенное у них освещение”. Многие жаловались на резь в глазах и мигание света. Свидетели защиты терпеливо разъясняли, что следует смотреть не на фонари, а на освещенные ими предметы, что смотреть прямо на солнце еще больнее, но никто не ставит это в вину солнечному свету. Что мертвенность лица замечается только “при смешении газового света с электрическим”. Что “мигание” дуги в лампах от некачественно изготовленных электродов. И т.д. и т.п.


В приговоре комиссия постановила, что электрический свет вышел из области опытов и проб и ему необходимо предоставить возможность конкуренции с газовым освещением. Комиссия запретила передавать электрическое освещение газовым компаниям, “как некомпетентным в вопросах электротехники”.


Что же касается экономичности, то электротехнике предстояло пройти еще длительный путь – к созданию центральных электрических станций, линий электропередачи и распределительных устройств.

Факт №3: самый мощный источник искусственного света


Самым мощным источником постоянного света является аргонная дуговая лампа высокого давления с потребляемой мощностью 313 кВт и силой света 1,2 млн. кандел, изготовленная фирмой «Вортек индастриз» в Ванкувере (Канада) в марте 1984 г.



Самый мощный прожектор выпускался во время второй мировой войны, в 1939...1945 гг., фирмой «Дженерал электрик». Он был разработан в Научно-исследовательском центре Херста (Лондон, Англия). При потребляемой мощности в 600 кВт он давал яркость дуги в 46'500 кд/см2 и максимальную интенсивность луча 2,7 млн. кандел от параболического зеркала диаметром 3,04 м.

Факт №4: КПД лампы накаливания составляет всего 5%



На заре появления ламп накаливания, до начала их массового производства, было установлено, что при температуре 3400К коэффициент полезного действия лампы 60 Вт максимален – 15%, при этом время горения лампы всего несколько часов. При температуре 2700К КПД = 5%, время горения порядка 1000 часов. Поэтому производителям ламп накаливания необходимо было выбрать между КПД и временем горения лампы. И сейчас общепринятым стандартом лампы накаливания считается температура 2700К при КПД 5% и временем горения около 1000 часов. Это значит, что всего 5% от всей потребляемой электрической энергии лампа преобразует в энергию света. А остальные 95% - в тепловую энергию! По сути, лампа накаливания - это скорее тепловой прибор, чем источник света.

Факт №5: яркость лампы накаливания сильно зависит от напряжения в сети


Раньше в России в основном использовался стандарт сетевого напряжения 220 вольт. С 2005 года по ГОСТу в сети должно быть напряжение 230 В ±10%, то есть от 207 до 253 вольт. Старый стандарт 220 В попадает в этот диапазон, поэтому фактически со старым оборудованием никто ничего не делал - в большинстве розеток нашей страны как было 220, так и осталось.


Был измерен световой поток обычной лампочки накаливания при разных напряжениях, задавая их с помощью ЛАТРа. Для эксперимента использовалась матовая лампа 230V 60W Osram CLAS A FR60 230V E27, на упаковке которой указано значение светового потока 710 Лм.


Ниже представлен график полученных измерений светового потока 60-ваттной лампы на разных напряжениях:



Как следует из полученных данных, при изменении номинального напряжения 230 V на 10% в обе стороны, световой поток данной лампы изменяется более чем на 30%! При минимально допустимом напряжении по ГОСТу 207 V световой поток уже соответствует 40-ватной лампе. И даже при нормальном напряжении 230 V лампа не выдаёт световой поток, заявленный в характеристиках. Напомним, что это лампа OSRAM (Германия). Что уж говорить про наши отечественные лампочки...


Стоит отметить, что светодиодные лампы такой зависимостью не страдают. Они дают постоянный световой поток при изменении напряжения питания в очень большом диапазоне. Весь секрет в том, что в конструкцию светодиодных ламп входит миниатюрный драйвер питания, который и является стабилизирующим элементом.

Факт №6: зажечь 60-ватную лампу без проводов можно на расстоянии в несколько метров от источника



Чтобы передать 60 ватт электричества на расстояние более двух метров (при бытовом напряжении 220 В) приходится использовать медные магнитные устройства 60 сантиметров в диаметре. Уменьшение их габаритов позволительно лишь с использованием более дорогостоящих проводящих материалов. Именно такой опыт совсем недавно провел процессорный гигант Intel.


Используя явление магнитного резонанса, эффект Зеемана и специальные улавливающие антенны (все "новшества" были придуманы еще в XIX веке), доцент кафедры физики Массачусетского Технологического Университета Марин Солячич совместно со своими коллегами и студентами СМОГ ЗАЖЕЧЬ 60-ВАТТНУЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЛАМПУ, НАХОДЯСЬ В НЕСКОЛЬКИХ МЕТРАХ ОТ ИСТОЧНИКА (такая технология передачи энергии получила название WiTricity). К источнику и приемнику "прикрутили" настроенные на одну и ту же частоту медные катушки. Одна из них (источник) подключалась к розетке, а другая улавливала энергию, даже когда между устройствами находилось тонкое бумажное ограждение. Частота резонирования катушек составляет всего 10 МГц.

Факт №7: лампа, горящая под ЛЭП



В подмосковном городе Красногорске есть участок высоковольтной 500-киловольтной линии электропередач, где очень сильно провисают провода. Настолько сильно, что под ними попросту страшно ходить: расстояние до них от земли составляет всего около 5 метров. При езде на велосипеде от руля сильно бьет током, а пройтись в дождь с зонтиком в тех местах решится только сумасшедший. Причем, провода расположены не на пустыре, а прямо в жилой зоне. Рядом дома и больница.


Но речь здесь не о санитарных нормах, а о физике. Дело в том, что ЛЭП создает довольно сильное электрическое поле, которое в комбинации с низковисящими проводами может дать интересный эффект: люминесцентная лампа горит без всяких проводов и других ухищрений под линией электропередач. Лампа самая обыкновенная, точно такие же используются для освещения в офисах. Лампа горит не только на земле, но и просто в воздухе, а также в руках.


Почему светится лампа? Из-за напряжения на ее концах, которое в свою очередь возникает из-за электромагнитного поля, создаваемого ЛЭП. Электростатический потенциал на проводах очень высок, а потенциал на земле, как известно, нулевой. Иными словами, между проводами и землей существует разность потенциалов, или напряжение. И на концах лампы тоже существует разница потенциалов, потому что один из концов стоящей вертикально лампы всегда ближе к проводам, а второй дальше от них либо находится на земле.

Но эта разность потенциалов все же достаточно мала, чтобы дать ток такой силы, который представлял бы опасность для человека. А раз ток такой слабый, то и лампу он зажечь не должен. Кроме того, люминесцентные лампы устроены не так-то просто: внутри расположены специальные стартеры, которые зажигают ее особым способом. Почему же лампа горит?

Потому что такие лампы в принципе горят по другим причинам. Вместо раскаленной вольфрамовой дуги внутри стеклянной трубки имеются пары ртути, которые создают ультрафиолетовое излучение (преобразовываемое в видимый свет белым люминофором на стекле) за счет напряжения, но не на концах лампы, а на протяжении всей ее длины, то есть и на контактах, и на самой ртути. Поле под линией электропередач создает разность потенциалов на парах ртути внутри лампы, заставляя их светиться. Поэтому для свечения не нужен стартер, поэтому под ЛЭП не светятся обычные лампы накаливания и поэтому человека не убивает ударом тока. Просто в основу наблюдаемого эффекта положена несколько иная природа.


Лампа светится очень сильно, если воткнуть ее в землю, немного слабее, если держать ее вертикально в руках и еще слабее, если держать ее горизонтально. Причина в разном напряжении на лампе: воткнутый в землю конец дает моментальный путь для стекания тока, а вертикальное положение создает большую разницу потенциалов за счет разного расстояния от концов лампы до проводов.