ь быстрее, а крутящий момент может быть поменьше — водитель (или автомат) переключает коробку скоростей на более высокую передачу.
Электродвигатель постоянного тока с последовательным, или, иначе, с сериесным возбуждением, сам автоматически обеспечивает этот режим, и ради него, ради этого двигателя на всём электрическом транспорте, в частности, в метро, трамвае, электропоездах, невзирая на некоторые дополнительные сложности и неудобства, используют именно постоянный ток. Уже одного этого факта достаточно, чтобы задуматься о разнообразии и, так сказать, индивидуальных особенностях разных типов электрических двигателей.
Т-182. Да будет свет! К числу электрических профессий, сильно изменивших жизнь человека, конечно же, нужно отнести электрическое освещение. Всего лишь сто с небольшим лет назад неизбежными казались длинные вечера со свечой или керосиновой лампой и кромешная тьма на городских окраинах, а тем более на деревенских улицах. Сравните это с нынешним изобилием чистого и яркого электрического света, фактически продлевающего наш день.
Об уместности слова «изобилие» косвенно говорит то, что 10 % всей производимой электроэнергии расходуется на освещение или, по строгому определению, на создание световых условий для труда и отдыха. Главный работник здесь всё ещё электрическая лампа накаливания, в народе ласково именуемая лампочкой. О ней, вроде бы, и рассказывать нечего — устройство простое, производство полностью автоматизировано и ежегодно поставляет жителям планеты 30–40 миллиардов лампочек. И всё же об электрической лампочке стоит сказать несколько слов, сделав короткое и важное предисловие.
ВК-223.Увеличивая частоту радиопередатчика в 10 раз, мы обнаружили бы те же 10 раз более короткую электромагнитную волну.
Р-96. СОЛНЦЕ И ВЕТЕР ДЛЯ ДАЧНОГО ДОМА. Это часто бывает в нашей повседневной жизни — новое дело, в котором что-то можно сделать своими руками, порождает мощную волну любительства. Так, стремление своими руками построить простейший приёмник стало началом радиолюбительства для многих тысяч будущих великих инженеров. Сегодня большой интерес молодежь проявляет к бесплатному электричеству, к тому, чтобы в своем деревенском или дачном доме иметь независимый источник электроэнергии. Например, ветрогенератор или солнечный генератор, а ещё лучше и тот и другой. Если с центральным электроснабжением не всё в порядке, то об этом действительно стоит подумать.
Для того чтобы серьёзно заняться собственным электроснабжением, нужно обязательно добыть специальное пособие, где обо всём рассказано подробно и конкретно. Ну а общие сведения о предстоящем деле мы всё же представим, как говорится, для кругозора. На этом рисунке в упрощённом виде показано то, что в итоге должно быть сделано. Ветер вращает лопасти ветрогенератора (ВГ), и на его выходе появляется напряжение. Аналогично Солнце освещает фотоэлементы солнечного генератора (СГ), и на его выходе тоже появляется напряжение. Оба генератора ВГ и СГ как источники энергии имеют один и тот же недостаток — выходное напряжение у них непредсказуемо меняется. Усилился ветер — и напряжение ВГ резко выросло, набежали тучи — и напряжение СГ резко упало, не говоря уже о том, что ночью оно всегда равно нулю. Чтобы из-за этих изменений не менялось напряжение нашей внутренней сети, вводится аккумуляторная батарея. Круглые сутки ВГ и СГ заряжают её разным током, какой в данный момент есть, таким и заряжают. А аккумуляторы всегда выдают одинаковое постоянное напряжение, которое мы в дальнейшем превратим в неизменное сетевое. Сделает это один из самых дорогих блоков всей системы — инвертор. Он получит постоянное напряжение от аккумуляторов и с помощью своего внутреннего генератора превратит его в стандартное переменное напряжение 220 вольт, 50 герц.
Свет, как уже не раз говорилось, это свободно несущиеся в пространстве электромагнитные волны, то есть сгустки электрических и магнитных полей, которые следуют друг за другом, подобно гребням морских волн. Но только у видимого нами света длина волны ничтожно малая, расстояние между соседними электромагнитными «гребнями» меньше микрона. Напомним, что микрон — это тысячная доля миллиметра, то есть у светового луча на участке длиной миллиметр можно насчитать более тысячи электромагнитных «гребней».
Наш мир наполнен самыми разными электромагнитными излучениями — от радиоволн, у которых длина волны измеряется километрами, до гамма-лучей, у которых длина волны ещё в миллиарды раз меньше, чем у видимого света. Мы никак не чувствуем, не воспринимаем все эти электромагнитные волны, кроме одной очень небольшой их части с длиной волны примерно от 0,4 до 0,8 микрона (400–800 нанометров). Именно этот очень небольшой участок огромного электромагнитного спектра носит имя «видимый свет», и именно его с помощью сложных электрохимических процессов регистрируют живые организмы в системе, которая именуется зрение.
Почему живая природа выбрала именно этот участок спектра? Почему мы видим только электромагнитные волны длиной от 0,4 до 0,8 микрона? Да потому, что Солнце, которое генерирует и отправляет в пространство практически все электромагнитные волны, от радиоволн до гамма-лучей, с особой силой излучает в световом диапазоне — излучает электромагнитные волны длиной от 0,4 до 0,8 микрона. И именно в этих сравнительно сильных солнечных лучах легче всего видеть окружающий мир. А отсюда вывод: создатели искусственного света, по сути дела, должны имитировать Солнце, должны применять приборы, которые излучают именно в световом участке электромагнитного спектра.
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 обык