Gutdver.ru

Отделка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лампа горит без проводов

Лампа горит без проводов

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 в этой статье пойдет 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.

Это люминесцентная лампа, которая горит без всяких проводов и других ухищрений под линией электропередач. Лампа самая обыкновенная, точно такие же используются для освещения в офисах. Разве что длина несколько больше — полтора метра вместо 75 сантиметров. 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 удар 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.

При этом можно обнаружить, что лампу достаточно взять за середину двумя руками, и тогда свечение перестает быть равномерным. В промежутке между руками оно угасает вовсе, а также сильно спадает на участке от руки до нижнего конца, если этот участок не слишком большой. Лампа не горит между рук потому, что в этом месте разность потенциалов слишком мала, чтобы зажечь пары ртути: потенциал с концов лампы проходит по ней и стекает через руки в землю, а между ними напряжения попросту недостаточно.

Аналогично ведет себя лампа, взятая со свободным нижним концом.

Кроме того, свечение лампы резко падает при поднесении к массивным железным конструкциям или широким кустам. Вероятно, эти объекты тоже способствуют стеканию потенциала в землю, «утягивая» поле рядом с собой.

Предлагаю также взглянуть на видеолекцию, где похожий эксперимент проводится с генератором Ван де Граафа.

Лампочка горит против законов физики

Принципы действия электрических лампочек кажутся нам настолько ясными и очевидными, что практически никто не задумывается над механикой их работы. А тем не менее, в этом феномене таится огромная загадка, которая до сих пор не решена в полной мере.

Вначале предисловие о том, как вообще появилась эта статья.

Читайте так же:
Как подключить одну лампочку через выключатель двухклавишный

Лет пять тому назад я зарегистрировался на каком-то студенческом форуме и опубликовал там статью о том, какие ошибки допускает наша академическая наука в трактовке многих базовых положений, как эти ошибки исправляет альтернативная наука, и как академическая наука воюет с альтернативной, приклеивая ей ярлык “лженауки” и обвиняя во всех смертных грехах. Моя статья провисела в свободном доступе около 10 минут, после чего была скинута в отстойник. Меня же сразу отправили в бессрочный бан и запретили появляться у них. Через несколько дней я решил зарегистрироваться на других студенческих сайтах, чтобы повторить свою попытку с публикацией данной статьи. Но оказалось, что я уже нахожусь в черном списке на всех этих сайтах и в регистрации мне отказывают. Насколько я понимаю, между студенческими форумами происходит обмен информацией о нежелательных персонах и попадание в черный список на одном сайте означает автоматический вылет со всех других.

Тогда я решил выйти на журнал “Квант”, специализирующийся на научно-популярных статьях для школьников и студентов ВУЗов. Но так как на практике этот журнал больше ориентируется все же на школьную аудиторию, статью пришлось значительно упрощать. Я выкинул оттуда все про лженауку и оставил только описание одного физического явления и дал ему новую трактовку. То есть статья превратилась из технически-публицистической в чисто техническую. Но на мой запрос никакого ответа из редакции я не дождался. А раньше ответ из редакций журналов мне всегда был, даже если редакция отклоняла мою статью. Отсюда я сделал вывод, что в редакции я тоже нахожусь в черном списке. Так моя статья и не увидела свет.

Прошло пять лет. Я решил снова обратиться в редакцию “Квант”. Но и через пять лет на мой запрос ответа не последовало. Значит, я до сих пор нахожусь у них в черном списке. Поэтому я решил больше не воевать с ветряными мельницами, а публикую статью здесь на сайте. Конечно жалко, что подавляющее большинство школьников ее не увидит. Но тут я уже ничего поделать не могу. Итак, вот сама статья….

Почему горит лампочка?

Наверное, не найдется такого населенного пункта на нашей планете, где не будет электрических лампочек. Большие и маленькие, люминесцентные и галогенные, для карманных фонариков и мощных военных прожекторов – они настолько прочно вошли в нашу жизнь, что стали привычны также, как привычен нам воздух, которым мы дышим. Принципы действия электрических лампочек кажутся нам настолько ясными и очевидными, что практически никто не задумывается над механикой их работы. А тем не менее, в этом феномене таится огромная загадка, которая до сих пор не решена в полной мере. Попробуем разгадать ее сами.

Пусть у нас будет бассейн с двумя трубами, по одной из которых вода вливается в бассейн, по другой она из него выливается. Примем, что в бассейн каждую секунду поступает 10 килограммов воды, а в самом бассейне 2 килограмма из этих десяти каким-то волшебным способом перерабатывается в электромагнитное излучение и выбрасывается наружу. Вопрос: сколько воды уйдет из бассейна по другой трубе? Наверное, даже первоклассник ответит, что будет уходить 8 килограммов воды в секунду.

Немного изменим пример. Пусть вместо труб будут электрические провода, а вместо бассейна электрическая лампочка. И снова рассмотрим ситуацию. По одному проводу в лампочку входит, скажем, 1 миллион электронов в секунду. Если мы полагаем, что часть из этого миллиона преобразуется в световое излучение и выбрасывается из лампы в окружающее пространство, тогда по другому проводу будет уходить из лампы меньшее количество электронов. А что покажут измерения? Они покажут, что электрический ток в цепи не меняется. Ток – это поток электронов. И если электрический ток одинаков в обоих проводах, это означает, что количество уходящих из лампы электронов равно количеству электронов, входящих в лампочку. А световое излучение – это разновидность материи, которая не может появиться из совершенной пустоты, но может появиться только из другой разновидности. И если в данном случае световое излучение не может появиться из электронов, тогда откуда же появляется материя в форме светового излучения?

Читайте так же:
Мерцают лампы выключатели со светодиодами

Этот феномен свечения электической лампочки также вступает в противоречие с одним очень важным законом физики элементарных частиц – законом сохранения так называемого лептонного заряда. Согласно данному закону, электрон может исчезнуть с испусканием гамма-кванта только в реакции аннигиляции со своей античастицей позитроном. Но в лампочке никаких позитронов как носителей антивещества быть не может. И тогда мы получаем буквально катастрофическую ситуацию: все электроны, входящие в лампочку по одному проводу, без всяких реакций аннигиляции уходят из лампочки по другому проводу, но при этом в самой лампочке возникает новая материя в форме светового излучения.

А вот еще интересный эффект, связанный с проводами и лампами. Много лет назад известный физик Никола Тесла выполнил загадочный эксперимент передачи энергии по одному проводу, который в наше время повторил российский физик Авраменко. Суть эксперимента состояла в следующем. Берем самый обыкновенный трансформатор и первичной обмоткой подключаем его к электрогенератору или сети. Один конец провода вторичной обмотки просто болтается в воздухе, второй конец тянем в соседнее помещение и там подсоединяем к мостику из четырех диодов с электролампочкой в середине. Подаем напряжение на трансформатор и лампочка загорелась. Но ведь к ней тянется всего один провод, а для работы электрической цепи нужно два провода. При этом, как утверждают исследующие этот феномен ученые, идущий к лампочке провод совершенно не нагревается. Настолько не нагревается, что вместо меди или алюминия можно использовать любой металл с очень высоким удельным сопротивлением, и он все равно останется холодным. Более того, можно толщину провода уменьшить до толщины человеческого волоса, и все равно установка будет работать без проблем и без выделения тепла в проводе. До сих пор этот феномен передачи энергии по одному проводу без каких-либо потерь так никто и не сумел объяснить. И сейчас я попробую дать свое объяснение данному явлению.

Есть в физике такое понятие – физический вакуум. Его не нужно путать с техническим вакуумом. Технический вакуум – это синоним пустоты. Когда мы удаляем из сосуда все молекулы воздуха, мы создаем технический вакуум. Физический вакуум – это совсем иное, это некий аналог всепроникающей материи или среды. Все ученые работающие в данной области, не сомневаются в существовании физвакуума, т.к. его реальность подтверждается многими хорошо известными фактами и явлениями. Спорят о наличии в нем энергии. Кто-то говорит об исключительно малом количестве энергии, другие склоняются к мысли о сверхогромном количестве энергии. Дать точное определение физвакууму невозможно. Но можно дать примерное определение через его характеристики. Например такое: физический вакуум – это особая всепроникающая среда, которая формирует пространство Вселенной, порождает вещество и время, участвует во многих процессах, имеет огромнейшую энергию, но не видима нами из-за отсутствия нужных органов чувств и потому кажущаяся нам пустотой. Надо особенно подчеркнуть: физвакуум не есть пустота, он только кажется пустотой. И если встать на такую позицию, тогда очень многие загадки достаточно легко решаются. Например, загадка инерции.

Что такое инерция – до сих пор не ясно. Более того, феномен инерции даже противоречит третьему закону механики: действие равно противодействию. По этой причине инерционные силы иной раз даже пытаются объявить иллюзорными и фиктивными. Но если мы в резко тормознувшем автобусе упадем под действием инерционных сил и набьем себе шишку на лбу, насколько эта шишка будет иллюзорна и фиктивна? В реальности инерция возникает как реакция физвакуума на наше движение.

Читайте так же:
Лампочка горит без тока

Когда мы сидим в автомобиле и давим на газ, мы начинаем двигаться неравномерно (ускоренно) и таким движением гравитационного поля своего организма деформируем структуру окружающего нас физвакуума, сообщая ему некоторую энергию. А вакуум реагирует на это созданием сил инерции, которые тянут нас назад, чтобы оставить в состоянии покоя и тем самым исключить вносимую с него деформацию. Для преодоления сил инерции требуется затратить много энергии, что выливается в большой расход топлива на разгон. Дальнейшее равномерное движение никак не действует на физвакуум, и потому он сил инерции не создает, поэтому затраты топлива при равномерном движении меньше. А когда мы начинаем тормозить, мы снова движемся неравномерно (замедленно) и снова деформируем физвакуум своим неравномерным движением, и он снова реагирует на это созданием сил инерции, которые тянут нас вперед, чтобы оставить в состоянии равномерного прямолинейного движения, когда деформация вакуума отсутствует. Но теперь уже не мы передаем энергию вакууму, а он отдает ее нам, и эта энергия выделяется в форме тепла в тормозных колодках автомобиля.

Такое ускоренно-равномерно-замедленное движение автомобиля является не чем иным, как единичным тактом колебательного движения низкой частоты и огромной амплитуды. На стадии ускорения в вакуум вносится энергия, на стадии замедления вакуум энергию отдает. И самое интригующее состоит в том, что вакуум может отдать энергии больше, чем ранее принял ее от нас, т.к. он сам обладает огромным запасом энергии. При этом никакого нарушения закона сохранения энергии не происходит: сколько энергии вакуум нам отдаст, ровно столько энергии мы от него получим. Но вследствие того, что физвакуум кажется нам пустотой, нам будет казаться, что энергия возникает из ниоткуда. И такие факты кажущегося нарушения закона сохранения энергии, когда энергия появляется буквально из пустоты, в физике давно известны (например, при любом резонансе выделяется настолько огромная энергия, что резонирующий предмет может даже разрушиться).

Движение по окружности также является разновидностью неравномерного движения даже при постоянной скорости, т.к. в этом случае меняется положение вектора скорости в пространстве. Следовательно, такое движение деформирует окружающий физвакуум, который реагирует на это созданием сил сопротивления в форме центробежных сил: они всегда направлены так, чтобы распрямить траекторию движения и сделать ее прямолинейной, когда деформация вакуума отсутствует. И для преодоления центробежных сил (или для поддержания вызываемой вращением деформации вакуума) приходится тратить энергию, которая уходит в сам вакуум.

Теперь можно возвратиться к феномену свечения лампочки. Для ее работы в цепи обязательно должен присутствовать электрогенератор (даже если будет батарея, она все равно когда-то заряжалась от генератора). Вращение ротора электрогенератора деформирует структуру соседнего физвакуума, в роторе возникают центробежные силы, а энергия на преодоление этих сил уходит от первичной турбины или иного источника вращения в физвакуум. Что касается движения электронов в электрической цепи, это движение происходит под действием создаваемых вакуумом центробежных сил во вращающемся роторе. Когда электроны входят в нить накаливания электрической лампочки, они интенсивно бомбардируют ионы кристаллической решетки, и те начинают резко колебаться. В ходе таких колебаний структура физвакуума снова деформируется, и вакуум реагирует на это испусканием световых квантов. Так как сам вакуум является разновидностью материи, отмеченное ранее противоречие появления материи из ниоткуда снимается: одна форма материи (световое излучение) возникает из другой ее разновидности (физический вакуум). Сами же электроны в таком процессе не исчезают и не трансформируются во что-то иное. Поэтому сколько электронов в лампочку войдет по одному проводу, ровно столько же выйдет по другому. Естественно, что энергия квантов также берется из физвакуума, а не от входящих в нить накаливания электронов. Сама же энергия электрического тока в цепи не меняется и остается постоянной.

Читайте так же:
Индикатор лампа постоянного тока

Таким образом, для свечения лампы нужны не электроны сами по себе, а резкие колебания ионов кристаллической решетки металла. Электроны играют всего лишь роль инструмента, который заставляет ионы колебаться. Но инструмент можно заменить. И в эксперименте с одним проводом как раз это происходит. В знаменитом эксперименте Николы Тесла по передаче энергии через один провод таким инструментом выступало внутреннее переменное электрическое поле провода, которое постоянно меняло свою напряженность и тем самым заставляло ионы колебаться. Поэтому выражение “передача энергии по одному проводу” в данном случае не удачно, даже ошибочно. Никакой энергии через провод не передавалось, энергия выделялась в самой лампочке из окружающего физвакуума. Вот по этой причине и сам провод не нагревался: невозможно нагреть предмет, если энергию к нему не подводить.

В итоге вырисовывается довольно заманчивая перспектива резкого снижения стоимости строительства линий электропередачи. Во-первых, можно обойтись одним проводом вместо двух, что сразу снижает капитальные затраты. Во-вторых, можно вместо сравнительно дорогой меди использовать любой самый дешевый металл, хоть ржавое железо. В-третьих, можно уменьшить сам провод до толщины человеческого волоса, а прочность провода оставить неизменной или даже повысить, заключив его в оболочку из прочного и дешевого пластика (кстати, это также защитит провод от атмосферных осадков). В-четвертых, из-за снижения общей массы провода можно увеличить расстояние между опорами и тем самым снизить количество опор на всю линию. Реально ли это осуществить? Конечно реально. Была бы политическая воля руководства нашей страны, а ученые не подведут.

Как горит лампочка?

Первоначально понятие «лампочка Ильича» было связано с электрификацией СССР, в частности в деревнях и сёлах. Существовала даже фраза: «Была коптилка да свеча — теперь лампа Ильича». Устойчивое выражение характеризовало перемены «электрического плана», а также пропагандировало советскую власть.

Первые «лампочки Ильича» представляли собой свободно свисающие лампы накаливания, подвешенные за патрон проводом к потолку. В наше время понятие продолжает относиться к лампе накаливания, но уже вне зависимости от наличия плафона при ней.

Почему «накаливания»?

Своё название лампочка получила в честь принципа действия. Сама лампа — это соединение колбы из стекла, металлического патрона и «пестика». Если внимательно взглянуть на саму лампу, то можно заметить некие рожки, соединённые между собой мостиком. Это и есть проводная нить. Она представляет собой либо металлическую спираль, чаще всего вольфрамовую, либо угольную нить. Электрический ток следует по проводнику, тем самым осуществляя физическую реакцию — тепловое действие тока.

Почему электричество даёт свет?

Вы когда-нибудь наблюдали за тем, как горит дерево? Сначала оно становится красным и даже ослепительно белым, от горящих поленьев исходит жар и свет. Подобная ситуация происходит и с проводником лампочки. Вольфрам, намного прочнее дерева, быстро не сгорает, а способен при накаливании нагреваться и долгое время выделять свет (разный по степени яркости в зависимости от мощности) и небольшое количество тепла.

Почему? Самые интересные детские вопросы о природе, науке и мире вокруг нас

Сила тока влияет на температуру накаливания. Чем ток сильнее, тем выше температура. В зависимости от этого нить может менять свой цвет от жёлтого до ярко-белого.

В целом, вольфрамовый»мостик» является проводником мощнейшей энергии. Как известно, энергия не появляется внезапно и также не исчезает в никуда. Она меняет своё состояние, преобразовывается, переходит в другой вид. Энергия, проходящая через вольфрамовую «пружинку», также преобразовывается. Одна её часть переходит в тепловые волны (и мы чувствуем тепло, исходящее от лампочки), другая часть — в электроволны (лампочка даёт свет).

А можем ли мы влиять на степень освещения? Из вышесказанного следует, что если мы повысим температуру накаливания, то и света будет больше. Однако нельзя не принимать во внимание материал, из которого изготовлен проводник. Если вольфрам начать слишком сильно нагревать, то проводник может «перегореть». Слишком сильный нагрев и является одной из причин «лопнувших» лампочек. Если посмотреть на перегоревшую лампочку, то можно увидеть и повреждённый проводник. В сгоревшем состоянии он представляет собой нить из двух частей с повиснувшими концами.

Читайте так же:
Источник тока для лампового

Почему лампочка такая хрупкая?

Когда мы несём лампочки из магазина домой, то двигаемся всегда аккуратно, следим за своей покупкой. Лампочки — это эквивалент яиц по хрупкости. Зачем же лампочки изготавливают такими «нежными» и бьющимися?

Первый ответ — самый очевидный — прозрачность. Стекло с лёгкостью пропускает свет сквозь себя, поэтому мы получаем максимальное количество освещенности, которое может подарить нам лампочка. Второй ответ скрывается в улучшенных условиях для проводника. Для того чтобы вольфрамовой пружинке сильнее раскалиться, нужно сократить количество воздуха вокруг неё. Именно поэтому проводник помещают в стеклянную «грушу», заранее откачав оттуда воздух.

Вот так обычная лампочка, по сути являясь проводником мощной энергии, несёт в наши дома свет. И теперь мы знаем о лампочках чуть больше, нежели, например, говорится в детской загадке: «Провели под потолок удивительный шнурок. Привинтили пузырёк — загорелся огонёк».

Дети из Барановичей показали лампочки, которые горят в руках без проводов

Как сообщает корреспондент портала Intex-press.by Юлия Ивашко, в конкурс знатоков радиоэлектроники приняли участие восемь команд из городов Брестской области. Конкурс состоял из трёх этапов: презентация своей конструкции, теоретический этап (кроссворд с вопросами по физике, радиоэлектронике и истории радиоэлектроники) и практический этап, в котором каждому участнику из предоставленных деталей необходимо было собрать простую электронную конструкцию. Барановичская команда стала лидером областного конкурса впервые за последние восемь лет.

Трансформатор Тесла

Шестиклассники Глеб Бичевский и Илья Лаврущик воссоздали катушку Тесла – высокочастотный резонансный трансформатор для передачи энергии на расстоянии. В электромагнитном поле трансформатора Тесла лампочка загорается.

Конструкцию составляли из подручных материалов – картонной основы от фотообоев, проводов с барахолки, списанного металлического шара из кабинета физики, стойки от нерабочего ЖК-телевизора и электронной начинки из запасов руководителя кружка радиоэлектроники.

При влюченнии катушки в сеть перегоревшие и рабочие лампочки в руках на расстоянии 10–15 см от трансформатора загораются без проводов. Секрет свечения заключен в том, что внутри лампы есть газ, который при попадании в электромагнитное поле катушки Тесла светится, поэтому получается лампа, которая как бы работает. Цвет свечения или молний в лампах зависит от того, какие газы, в каких пропорциях при каком давлении были использованы.

В обыденной жизни трансформатор используют в шоу-бизнесе для электрических шоу и в учебных заведениях на уроках физики.

Светодиодный анализатор спектра

Над вторым изобретением – светодиодным анализатором спектра – вместе трудились одиннадцатиклассник Андрей Холява и десятиклассник Артем Рогинский.

Сначала в интернете ребята нашли маленький эквалайзер, 20 на 30 см. Затем придумали, как его можно доработать и разместить в корпусе от телевизора.

На создание «светомузыки в телевизоре» у изобретателей ушло девять месяцев. Материалы для работы – светодиоды, микросхемы, корпус от отжившего своё телевизора – доставали по знакомым и покупали на рынке. Самое сложное в работе ребят было припаять светодиоды: они очень маленькие, и на то, чтобы закрепить один светодиод, порой уходило по несколько часов в день, а их в этом «телевизоре» – 400 штук.

В получившуюся конструкцию ребята встроили усилитель громкости, MP3-плеер, купленный в нерабочем состоянии на рынке и отремонтированный, и сделали вывод на внешней источник сигнала, телефон или флешку.

Шкатулка с сердцем

Единственная девочка в барановичской команде радиоэлектроников 12-летняя Виктория Сенюта придумала и сделала своими руками шкатулку, внутри которой мигает светодиодное сердце.

Чтобы сконструировать шкатулку со светодиодным сердцем, у Виктории Сенюты ушло полгода.

Шкатулка бабушкина, а всё остальное – светодиоды, микросхема, провода и корпус – из того, что нашлось под рукой в кабинете радиокружка. Девочка сама паяла, прикручивала болты.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector