lamp

Все латвийский эксперимент в одной квартире

Сторонники экономичных лампочек, не поддерживающие ни одну компанию-производителя, подсчитали, что если все латвийские семьи откажутся от обычных лампочек и перейдут на экономичные, то Latvenergo через год получит на 16 миллионов латов меньше.

Программа «Инициатива эффективного освещения» – это не реклама производителей лампочек, а акция Всемирного фонда среды. «Зеленые» считают одной из причин глобального потепления – миллиарды лампочек, которые горят по всему миру и превращают часть своей энергии не только в свет, но и в тепло. Сейчас, когда экономичные лампочки перестали быть «диковинкой» и роскошью и вместо 10 латов стоят от трех с половиной до семи, программу фонда среды стали внедрять и в Латвии.

А чтобы было нагляднее, выбрали одну среднестатистическую семью, заменили им все обычные лампочки на экономичные, а через месяц сравнили счета за электричество в октябре этого года и в октябре прошлого.

Эйнарc и Илзе Мерпали участвовать в эксперименте согласились с радостью. С одной стороны, конечно, глобальное потепление волновало, но с другой – уверения, что такие лампочки дольше служат и потребляют в несколько раз меньше энергии.

Итак, средняя семья – это мама, папа и двое детей, которые живут в трехкомнатной квартире. Одна лампочка горит в коридоре, по одной в ванной и туалете, четыре в гостиной, три в спальне, четыре в детской, одна на кухне. Итого 15 штук.

Прошел месяц. Взглянув на счет за октябрь прошлого года – 390 киловатт, то есть 15 латов 21 сантим – глава семьи, вместе с координаторами программы отправился к счетчику. 180 киловатт на 7 латов и 2 сантима. Для чистоты эксперимента было подсчитано, сколько «накручивает» бытовая техника: телевизор, музыкальный центр, компьютер, холодильник, тостер, кофеварка, микроволновка. Оказалось, что в среднем это 127,5 киловатта. Значит, в прошлом году лампочки съели 262,5 – на 10 латов 24 сантима, а в этом – только 52,5 киловатта, на 2 лата 5 сантимов.

Конечно, считать, сколько вы сэкономили, можно лишь после того, как окупятся затраты на лампочки. Но если учесть, что срок службы фирменной (!), а не китайской экономичной лампочки – 5000-15 000 часов, вместо 1000 часов обычной, они и окупиться успеют, и посветить с экономией для кошелька.

А вот в Америке губернаторам и мэрам крупных городов поручили бесплатно раздавать населению полезные лампочки. Правда, мотивы у них не такие высокие и со спасением мира не связаны. Просто президент Буш провозгласил режим экономии электроэнергии и решил поощрять ресурсосберегающие технологии.

Даже ярче, чем лампа накаливания

Компактные и экономичные лампочки от Megaman были представлены в прошлом году на профессиональных выставках DIY'TEC в Кельне и Light&Building во Франкфурте на Майне. В новых лампочках Megaman Compact 2000 использованы новые газосветные трубки и электроника, что делает их значительно меньше, чем раньше, и ярче, чем соответствующие электрические лампы накаливания.

Новые экономические лампочки Megaman Compact 2000 (на цоколе Е 27) имеют модели по 9, 11, 15, 20, 23 и 40 Ватт. Трубочки лампы построены по новому принципу и благодаря новому высокоэффективному светящемуся веществу теперь намного короче. Трубочки спроектированы в виде трех U-образных изгибов (так называемая SU-форма) и, несмотря на низкую посадку, дают больше света.
Благодаря этому лампочки Megaman Compact 2000 не только сильнее в сравнении с другими образцами экономичных лампочек. Некоторые модели даже ярче и светлее соответствующих газосветных ламп (AGL). Это явное преимущество, так как раньше экономичные лампочки уступали в светосиле лампам AGL.

Для экономии места также служит новый цоколь и новые электронные элементы. Круглая форма цоколя была изменена на квадратную, что обеспечивает более низкую посадку. Megaman Compact 2000 ощутимо короче, чем даже лампочки Megaman серий Compact 2 и Compact 3, которые также отличались малыми размерами. Срок эксплуатации новых экономичных лампочек составляет до 10.000 часов. Электронный нагрев дает высокую устойчивость от перепадов напряжения. Модели по 40 Ватт позволяют также замену только перегоревших трубочек без смены цоколя.
Фирма Megaman поставляет к своим экономичным лампочкам и экономичные светильники с алюминиевыми рефлекторами, которые обеспечивают еще больший срок службы и делают экономию еще ощутимее. Они спроектированы специально для ярких экономичных лампочек и предназначены для использования в витринах магазинов, в торговых залах и на выставках.

Тлеющий разряд

Существует ещё одна форма самостоятельного разряда в газах – так называемый тлеющий разряд. Для получения этого типа разряда удобно использовать стеклянную трубку длиной около полуметра, содержащую два металлических электрода (рис. 1).

рис. 1

Присоединим электроды к источнику постоянного тока с напряжением несколько тысяч вольт (годиться электрическая машина) и будем постепенно откачивать из трубки воздух. При атмосферном давлении газ внутри трубки остаётся тёмным, так как приложенное напряжение в несколько тысяч вольт недостаточно для того, чтобы пробить длинный газовый промежуток. Однако когда давление газа достаточно понизится, в трубке вспыхивает светящийся разряд. Он имеет вид тонкого шнура (в воздухе – малинового цвета, в других газах других цветов), соединяющего оба электрода. В этом состоянии газовый столб хорошо проводит электричество.

При дальнейшей откачке светящийся шнур размывается и расширяется, и свечение заполняет почти всю трубку. При давлении газа в несколько десятых миллиметра ртутного столба разряд имеет типичный вид, схематически изображённый на рис. 1. Различают следующие две главные части разряда: 1) несветящуюся часть, прилегающую к катоду, получившую название тёмного катодного пространства; 2) светящийся столб газа, заполняющий всю остальную часть трубки, вплоть до самого анода. Эта часть разряда носит название положительного столба. При подходящем давлении положительный столб может распадаться, а отдельные слои, разделённые тёмными промежутками, так называемые страты.

Описанная форма разряда называется тлеющим разрядом. Почти всё количество света, испускаемого при разряде, исходит от его положительного столба. При этом цвет свечения зависит от рода газа. При тлеющем разряде газ хорошо проводит электричество, а значит, в газе всё время поддерживается сильная ионизация. Причинами ионизации газа в тлеющем разряде являются ионизация электронным ударом и выбивание электронов с катода положительными ионами (вторичная электронная эмиссия с катода).

В настоящее время трубки с тлеющим разрядом находят практическое применение как источник света – газосветные лампы. Для целей оснащения с успехом применяются газосветные лампы, в которых разряд происходит в парах ртути, причём вредное для зрения ультрафиолетовое излучение поглощается слоем фосфоресцирующего вещества, покрывающего изнутри стенки лампы. Фосфоресцирующее вещество начинает светиться видимым светом, который добавляется к собственному свечению паров ртути, давая в результате свет, близкий по характеристикам к дневному свету (газосветные лампы дневного света). Такие лампы не только дают очень приятное “естественное” освещение, но и значительно (в 3-4 раза) экономичнее лампочек накаливания.

Газосветные лампы применяются также для декоративных целей. В этих случаях им придают очертания букв, различных фигур и т. д. и наполняют газом с красивым цветом свечения (неоном, делающим оранжево – красное свечение, или аргоном с синевато – зелёным свечением).

Важнейшее применение тлеющий разряд получил в сравнительно недавно созданных квантовых источниках света – газовых лазерах.

Плазма и ее применение

Если любое вещество накалить до очень высокой температуры или пропускать через него сильный электрический ток, его электроны начинают отрываться от атомов. То, что остается от атомов после отрыва электрона, имеет положительный заряд и называется ионом, сам процесс отрыва электронов от атомов называется ионизацией. В результате ионизации получается смесь свободных частиц с положительными и отрицательными зарядами. Эту смесь назвали плазмой.

При отрыве электронов разрываются и все связи, которые удерживают частицы в кристалле или жидкости. Казалось бы, в движении частиц не должно остаться никакого порядка. И действительно, плазма во многом похожа на газ. Иногда ее так и называют – газом из заряженных частиц или ионизованным газом. Но самые замечательные свойства плазмы проявляются тогда, когда на нее действует магнитное поле. При этом в движении частиц плазмы проявляется некоторого рода порядок, и свойства плазмы становятся совсем другими, чем у газа. По этому плазму и называют четвертым состоянием вещества.

Порядок, который вносит магнитное поле в движение частиц плазмы, – совсем особенный порядок. Его можно назвать винтовым. Заряженная частица может свободно двигаться вдоль направления магнитного поля. Но при этом она быстро вращается вокруг направления магнитного поля. Это вращение происходит по тому же закону, что и в круговом ускорителе заряженных частиц – циклотроне. Поэтому вращение частиц плазмы вокруг направления магнитного поля так и называют – циклотронным вращением. Из сочетания свободного движения вдоль поля и циклотронного вращения поперек поля получается винтовое движение частиц плазмы. Если плазма не слишком плотная, то частицы редко сталкиваются между собой: каждая движется по своему винту. В поперечном направлении такая плазма может двигаться только вместе с магнитным полем. Для наглядности говорят, что магнитное поле как бы вморожено в плазму. Но снаружи магнитное поле не может проникнуть в плазму. Если снаружи возникает сильное магнитное поле, оно давит на плазму с силой, которую так и называют – силой магнитного давления. Отсюда следует, что плазму можно удерживать “магнитной стенкой”, толкать “магнитным поршнем”. Можно сказать: если вдоль магнитного поля плазма движется как газ, то при движении поперек магнитного поля она обретает в известной степени свойства твердого тела. На этих свойствах плазмы основаны многие природные явления, которые начинают использовать в технике.

Солнце – громадный шар, состоящий из раскаленной плазмы. С поверхности Солнца непрерывно стекает спокойный поток плазмы – так называемый солнечный ветер. Время от времени на поверхности Солнца происходят вспышки. При каждой такой вспышке в космос выплескивается кратковременный поток плазмы. Эти плазменные потоки, достигая атмосферы земли, вызывают в ней много замечательных явлений: полярное сияние, магнитные бури, нарушение радиосвязи. Дело в том, что и вокруг Земли есть плазменная оболочка, только эта оболочка находится высоко. Ведь Солнце, на ряду с видимым светом, посылает невидимые ультрафиолетовые лучи. Эти лучи воздействуют на атомы воздуха и отрывают электроны, т.е. производят ионизацию. Так получается, что верхние слои атмосферы – ионосфера - состоят из ионизированного воздуха, иначе говоря, из плазмы. Плазма с каждым годом все чаще применяется в технике. В обычной пока электрической лампочке светится раскаленная нить металла. А в лампах дневного света светится плазма, заполняющая стеклянною трубку. Начинают входить в употребление плазменные горелки для сварки и резки металлов.