Обычно на Пикабу я тестирую лампы, сегодня хочется поговорить про них максимально просто и понятно.
Разбираю я лампочки давно. Прям много лет уже и, честно говоря, это напоминает постоянный поиск компромиссов. На 10 протестированных лампочек приходится только одна, которая более-менее неплохая.
Ну и, казалось бы, это просто лампочка, фиг бы с ним, как-то светит и ладно, зачем париться? А дело в том, что свет не такой уж безопасный как нам кажется. По ссылочке найдете статью, что пугает сбитыми циклами дня и ночи, головными болями, усталостями и провокациями разных очень плохих болячек.
Я не медик, но давайте поговорим про это на бытовом уровне. Вот мы - люди, эволюционно развивались под светом Солнца (вскоре будем эволюционировать под светом монитора, но еще есть время). Вся наша тысячами лет подстраивалась именно под такой спектр излучения.
Вроде логично, значит нам нужны лампы, которые максимально похожи по своим спектральным свойствам на наше светило.
Таким образом (очень упрощенно и именно для нашего контекста), вводится величина которая характеризует похожесть этого вот излучения лампы на излучение солнышка. И она называется индексом цветопередачи - или Cri (Ra), является безразмерной величиной и измеряется от 0-100. Хороший индекс цветопередачи начинается с 90, в лампах же сегодня мы наблюдаем в основном индекс равный 80. Но иногда попадаются и неплохие экземпляры.
Индекс цветопередачи - это конечно хорошо, но наш естественный источник света имеет очень разные свои спектральные характеристики и сам по себе, например, цветовая температура.
И правда, индекс цветопередачи привязан к цветовой температуре, условно он без нее не имеет особенного смысла, так как это значение становится конем в вакууме. И эту штуку тоже я измеряю.
Видите дугу на этой, так называемой, диаграмме цветности? Вот она называется дугой абсолютно черного тела.
Не будем углубляться в понятия, но я всегда находил забавным что спектр абсолютно черного тела теоретический, а наиболее близким к нему физическим объектом является Солнце.
Когда я измеряю спектр излучения лампы (точка на диаграмме), она должна бы попадать на эту дугу, иначе излучение от нее нельзя назвать естественным.
На удивление, тут обычно производители не косячат.
Прекрасно, а что еще в этих лампах есть? Ну например излучение. Оно вообще как бы непрерывное или как лазер из звездных волн запускает импульсы? Вот у Солнышка вполне непрерывное. А у ламп что?
И тут, конечно, проблема. Лампочки светодиодные выдают свет именно условными импульсами (да-да, это бластеры). А задача вашего мозга при этом сгладить такую картинку и сделать из нее удобоваримую. Чтобы все было гладенько. Конечно же это тоже надо измерять - это называется коэффициентом пульсации.
С ним не все так просто, ведь если пульсации большие, но при этом их частота велика, то вроде как мозгу и хорошо, потому придумали целую диаграмму для понимания что хорошо, а что - нет.
Я почти закончил.
Есть еще такая штука как световой поток. При прочих равных, это то, сколько света даст лампа. фактически представьте что лампочку запихивают в некий объем с датчиками которые понимают сколько света с нее приходят на заданную площадь и потом выдают их интегральную величину.
И эту штуку тоже надо мерить и проверять - тут производители очень часто обманывают.
Вот вроде быстренько мы и прошлись по световым характеристикам ламп. Да, лампочка с виду устройство простое. Оно и правда простое. Но при этом, данная вещь всегда присутствует в нашей жизни. Так уж получилось. Подходите к выбору их с умом.
Около 98% глобального интернет-трафика сегодня проходит по дну океанов и морей — через подводные кабели, которые соединяют континенты и передают данные в виде зашифрованных сигналов с помощью света. Первый кабель связи перекинули через Атлантику 165 лет назад благодаря упорству мечтателя по имени Сайрус Филд.
Мечта о «звонке» из-за океана
В середине XVIII века люди создали телеграф. Сначала он передавал сигнал по проводам, но по мере усовершенствования сообщения стали посылать с помощью радиоволн, света и других каналов.
В 1837 году изобретатель Уильям Кук и физик Чарльз Уитстон представили первую коммерческую версию электрического телеграфа: сразу после этого возникла идея обеспечить связью два континента. Перекинуть кабель из Евразии в Северную Америку предложил Сэмюэл Морзе — создатель знаменитой азбуки из точек и тире.
В деле прокладки подводных телеграфных кабелей Морзе не был пионером. Один из первых кабелей появился в 1839 году на дне индийской реки Хугли благодаря Уильяму О’Шонесси — директору Восточно-Индийской телеграфной компании, который до своей влюбленности в Индию успел стать химиком и хирургом.
Воплотить мечту о трансатлантическом кабеле удалось Сайрусу Уэсту Филду — человеку, который не был ни изобретателем, ни инженером. Он родился в семье священника и в 15 лет начал сам зарабатывать на жизнь: был разносчиком, работал в мастерской по изготовлению бумаги, которой позже попробовал торговать — и дело пошло. К 33 годам Филд сколотил небольшое состояние, которого могло бы хватить до конца жизни, и на время отошел от дел.
Однажды брат Филда, инженер-строитель, рассказал ему о Фредерике Гисборне, который прокладывал телеграфную линию от материковой Канады через прибрежный остров Ньюфаундленд. Филд увидел в этом деле невероятные перспективы и решил протянуть телеграф через Атлантический океан.
Идея на полтора миллиона долларов
В одиночку Филду было не справиться, поэтому он связался с Самюэлем Морзе и Мэтью Мори — морским офицером и океанографом, который независимо от Филда обдумывал реализацию трансатлантического телеграфа. Эксперты укрепили оптимизм Филда — оставалось лишь привлечь к затее других богачей.
Карта прокладки телеграфного кабеля через Атлантику. Фото wikipedia.org
Филд нашел компаньонов и увлек их своей идеей: впятером они основали компанию New York, Newfoundland & London Telegraph со стартовым капиталом в 1,5 миллиона долларов и получили права на земли американского побережья Атлантического океана. Попутно компания обратилась к европейским ученым — инженерам Джону Бретту и Чарльзу Брайту.
В результате в 1856 году открылась Атлантическая телеграфная компания, которую поддерживали государства обоих континентов. Впереди было самое сложное — реализация.
Груз в две тысячи тонн
В XIX веке мало что знали о передаче информации на большие расстояния и не представляли, какие параметры должны быть для этого у кабеля. Например, физик Уильям Томсон и Чарльз Брайт, ставший главным инженером Атлантической телеграфной компании, предлагали использовать медный сердечник большого диаметра, чтобы снизить сопротивление. Физик Майкл Фарадей и главный электрик компании Оранж Уайтхаус считали, что у кабеля должны быть тонкие жилы, чтобы уменьшить задержку сигнала и электрическую емкость провода.
Прокладка кабеля с борта судна. Гравюра iStock
Компания выбрала второй вариант, потому что он был проще и дешевле. Сердечник сделали из семи скрученных жил медной проволоки. Его обернули в гуттаперчу, затем в просмоленную пеньку, а поверх замотали в железную проволоку. Диаметр кабеля составил 16 миллиметров. Один лишь сердечник весил 550 килограммов на каждый километр, коих, по планам, должно было быть не менее 3,2 тысячи.
Поместить такой груз на одно судно было невозможно, так что для транспортировки кабеля переоборудовали два военных корабля: «Агамемнон» и «Ниагару». Погрузка кабеля, разделенного на две части, заняла три недели.
Три попытки
Насчет того, как прокладывать кабель, вышел спор. Главный инженер предлагал соединить два отрезка в середине океана и пустить суда в противоположных направлениях. Главный электрик считал, что надо прокладывать кабель от Ирландии, а на середине пути присоединить вторую часть и тянуть ее до Канады. Остановились на последнем.
5 августа 1857 года началась прокладка кабеля, но 11 августа он порвался — экипаж не уследил и превысил допустимое натяжение. Пришлось вернуться в порт, несколько месяцев дорабатывать механизм подачи кабеля и тренироваться правильно его разматывать. Для второй попытки выбрали другой план — разматывать кабель в двух направлениях с середины океана. Корабли встретились 25 июня, срастили кабель и двинулись к противоположным берегам Атлантики. Однако 29 июня кабель снова порвался — оказалось, ту его часть, что размещалась на палубе «Агамемнона», ранее повредил шторм.
Кабелеукладочная машина на корме «Ниагары». Иллюстрация из «Иллюстрированной газеты» Фрэнка Лесли, 1858 год / atlantic-cable.com
В результате неудачных попыток на дне остались лежать сотни километров кабеля. Проект отложили на год, в течение которого Филд убеждал совет директоров дать трансатлантическому телеграфу еще один шанс.
С третьего раза все получилось: 29 июля 1858 года кабель соединили на середине Атлантического океана и погрузили на глубину 2745 метров. 10 августа по нему шли тестовые сообщения, а 16 августа кабель был торжественно открыт: английская королева Виктория и американский президент Джеймс Бьюкенен обменялись поздравительными телеграммами.
Поздравление королевы, в котором было 103 слова, шло до Америки 16 часов, но это было намного быстрее пароходной почты.
Проработала линия недолго: по ней успели передать лишь 732 сообщения, и в сентябре того же 1858 года связь окончательно пропала. Долгое время считалось, что виноват в этом был инженер Уайтхаус, который для усиления сигнала чересчур повышал напряжение. Почти век спустя было установлено, что и сам кабель был изготовлен небрежно, так что не прослужил бы долго. Когда кабель вышел из строя, в проекте разочаровалось большинство инвесторов, но только не Филд: он смог получить деньги на новый из британской казны.
Имя Филда носят пик в Канаде и вид древнего роющего червя, который обитал на дне доисторического океана.
Новый кабель длиной 5100 километров, который проложили в 1866 году с помощью парохода «Грейт Истерн», успешно работал несколько десятилетий. Старый же кабель подняли со дна, отремонтировали и вернули в строй.
… и три расстояния до Луны
Сначала подводные кабели служили для телеграфной связи, потом обеспечивали телефонную, а теперь по ним передают цифровые данные. Сегодня в мире более 500 подводных коммуникационных кабелей. Есть и коротенькие, и очень длинные — как Pacific Crossing-1, который прошел по дну Тихого океана и растянулся на 21 тысячу километров, или EAC-C2C в 36,5 тысячи километров, который опутывает западное тихоокеанское побережье.
Если сложить все современные подводные кабели, их длина достигнет 1,3 миллиона километров — это в три с лишним раза больше, чем расстояние от Земли до Луны!
Главная часть современного кабеля — тонкое оптическое волокно. Это нить из прозрачного стекла или пластика, по которой можно передавать сигнал с большой скоростью путем отражения света. Оптоволокно помещают в медные трубки, заполненные водоотталкивающим гелем. Сверху трубки покрывают несколькими слоями полимеров, алюминием и стальной оплеткой.
Строение современного подводного оптического кабеля
По сравнению с XIX веком масса километра кабеля выросла почти в семь раз — до 3750 килограммов. Зато прокладывают его практически так же, как Филд: судно везет кабель, и экипаж понемногу его разматывает. Только сегодня людям помогают новые технологии, а специальные суда-кабелеукладчики строят под заказ (во всем мире их чуть более 60). Прокладке предшествует большая подготовительная работа: строится оптимальный безопасный маршрут, проходит геологическая разведка.
В прибрежной зоне современный кабель укладывается в траншею, с ростом глубины его укладывают на дно. За день можно проложить 10–12 километров кабеля. Сращивают кабели в специальных лабораториях прямо на борту судна, а в случае поломки на глубине чинят с помощью роботов.
В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ придумали, как генерировать электричество из «энергетического мусора». По словам ученых, потенциальным источником электроэнергии могут стать окружающие нас естественные вибрации.
Как объясняют разработчики, чем более стабильным будет источник вибрации, тем лучше. Идеальные кандидаты — трубопроводы, автомобильные и железнодорожные мосты и здания, но теоретически извлекать электричество можно даже из вибрации оконных стекол. Для этого необходимы конденсаторы переменной емкости.
Между заряженными обкладками конденсатора существует сила притяжения. Если вибрация разводит обкладки друг от друга, то она совершает работу против электрического поля. Таким образом механическая энергия преобразуется в электрическую, а в конденсаторе накапливается заряд.
— Дмитрий Остертак. Заведующий кафедрой полупроводниковых приборов и микроэлектроники НГТУ НЭТИ.
Вибрация от объекта передается через упругий подвес, связывающий корпус устройства с подвижной обкладкой. Подвесы можно спроектировать или настроить на определенную частоту или более широкий спектр частот, в зависимости от назначения.
Как отмечает Дмитрий Остертак, большие мощности таким образом сгенерировать не удается — для этого нужны большие конденсаторы и идеальные условия. Однако технологии вполне хватит, например, для подзарядки датчиков на железной или автомобильной дороге.
Проект находится на стадии тестирования лабораторных прототипов.
Такой вопрос (детский, без кавычек) поступил в почту журнала "Лучик". Прекрасный вопрос!
Помните, мы рассказывали про теорию катастроф? Там мы говорили про «точку катастрофы», по-научному – «точку бифуркации». Простейший пример: берём школьную пластмассовую линейку и сгибаем. Она пружинит в руках, стремится разогнуться обратно. Но если согнуть её слишком сильно, то она – рраз! – и сломается.
Учёные часто связывают «точку катастрофы» с таким понятием, как «предельно допустимая нагрузка». Предельно допустимая нагрузка существует абсолютно у всего на белом свете.
Если есть свободная минутка, сделайте забавную и поучительную игрушку. Возьмите пустую катушку из-под ниток... (Хм-м... Интересно, где же современные дети её возьмут?) Ну, возьмите что-то похожее, выпилите в ней 4 паза и вставьте туда 4 тоненькие фанерки или плотные картонки. Наденьте катушку на проволоку (или какую-то другую ось) – получилась вертушка, простейшая модель турбины.
Пустите из крана воду и подставьте лопасти вертушки под струю – вертушка начнёт вращаться. Если сделать воду послабее, вертушка будет вращаться медленнее; если пустить воду посильнее, то вращение будет быстрее... Но что, если мы подставим нашу вертушку под очень сильную струю воды – под «водяную пушку», которой пробивают подземные туннели? Катушка закрутится ну просто очень быстро-быстро – или она сломается, её сорвёт с оси и унесёт потоком?
Нетрудно догадаться, что произойдёт второе, а не первое, правда?
Заглянем теперь внутрь нашего компьютера, планшета или смартфона. Его «сердце» – это микропроцессор, микросхема, содержащая огромное количество тонюсеньких электрических проводов и невидимых глазу микродеталей – микротранзисторов, микродиодов, микрорезисторов, микроконденсаторов, микрокатушек индуктивности и так далее. Само собой, для работы всего этого хозяйства требуется электрический ток от аккумуляторной батареи или блока питания. А электрический ток – во многом очень похож на тот самый поток воды. (Потому-то мы и говорим «ток». «Ток» – это то, что «течёт по проводам»). Электрический ток может быть – в точности, как струя воды – «слабее» или «сильнее».
А как узнать, какой он? Как его измерить?
Единица количества электричества, называется «кулон» – в честь французского физика Шарля Кулона.
Электричество – это поток крохотных частиц, электронов. Так вот, в одном кулоне содержится ровно 6241509074460762608 электронов!
«Вы что-то путаете! – скажет кто-то. – Силу тока измеряют амперметром – «А»! Никаких «кулонов» на амперметре нет!
Школьный амперметр "для опытов"
Да, это так. В электронике и электротехнике намного чаще используется не кулон, а ампер. Ампер – это «скорость» или «напор» электрического тока – «кулон в секунду».
Любая электрическая схема рассчитана на строго определённую силу тока – если ток слабый, то схема работать не будет. А если слишком сильный? Может быть компьютер быстрее заработает? Ни в коем случае! Наоборот – схема не выдержит той самой предельно допустимой нагрузки (как та катушка) и выйдет из строя, «сгорит»! Перегреются и расплавятся тоненькие токоведущие дорожки – и всё, компьютер мёртв!
Ну а теперь поговорим о человеке. Скажем, идёте вы в поликлинику на медосмотр. Там вам прилепляют к телу какие-то провода с присосками и распечатывают какие-то загадочные кривые линии – электрокардиограмму. Если спросить у врача – а что это за линии, что на них изображено? – то он ответит: это электрические токи вашего сердца.
А ещё в поликлинике могут «снимать» электрические токи мозга – такая запись будет называться энцефалограмма.
Дело в том, что...
...всё наше тело пронизано электрическими проводами – нервами!
То, как мы двигаемся, как бьётся наше сердце, как дышат лёгкие; всё, что мы видим, слышим, ощущаем, чувствуем запахи, холод, тепло, боль – всё это электрические токи, электрические сигналы, которые путешествуют по проводам-нервам туда-сюда. В этом плане человек мало чем отличается от компьютера или смартфона!
«Биоробот» – засмеётесь вы. А вот ни капельки не смешно. С точки зрения электротехники человек – это очень сложный биоробот, с головы до ног напичканный проводами...
Токи человеческого организма очень слабые – скажем, напряжение в «проводах» головного мозга составляет примерно 40 микровольт. Однако «в целом» организм человека – довольно-таки мощная электрическая машина. Если волшебным образом собрать вместе всё электричество взрослого человека, мы получим примерно 100 ватт (или по-другому 100 вольт-ампер) электрической энергии. Вполне достаточно для того, чтобы засветить электрическую лампочку!
«Но откуда в организме берётся электричество?» – спросите вы. Источник энергии у человека – это... еда. Представить себе, как съеденная в парке булка с сосиской или стаканчик мороженого превращаются внутри человека в электроэнергию, сложно – тем не менее, так оно и есть! Путём сложных химических реакций наша пища превращается в энергию, благодаря которой мы можем ходить, бегать, играть, учиться, работать...
Теперь, думается, вы уже и сами начали догадываться, почему электрический ток от внешнего источника может быть опасен для человека. Потому что наши с вами био-провода рассчитаны на очень слабый ток!
Обратите внимание – мы пишем именно «ток», а не «напряжение». Обычно люди считают, что убивает (или причиняет вред организму) именно «высокое напряжение», а «низкое напряжение» совершенно неопасно. Это неправильно! Напряжение может быть очень высоким – скажем, на свечу зажигания в автомобильном двигателе подаётся до 30 тысяч вольт, но это не смертельно. Обыкновенная пьезозажигалка на кухне может «выдавать» напряжение между искровыми контактами 5-10 тысяч вольт – но она совершенно безопасна. Да что там пьезозажигалка – когда вы «стреляете» искрой статического электричества, побегав по пушистому ковру, снимая шерстяной свитер или скатившись с пластиковой горки, напряжение будет порядка 10 тысяч вольт. И ничего страшного! Опасен именно ток – тот самый, который измеряется в амперах, то бишь кулонах в секунду.
Безопасным для человеческого организма считается ток меньше 1 тысячной ампера (1 миллиампера). Уже ток в 5 миллиампер доставляет человеку весьма болезненные ощущения. Боль – это электрические сигналы, которые передаются по нашим нервам, так что неудивительно, что сильный ток мы воспринимаем как боль!
Ток от 9 до 25 миллиампер – это уже не просто боль, это судороги, то есть «вывод из строя» наших проводов-нервов. Мышцы сжимаются и уже не могут расслабиться – человек, нечаянно ухватившийся за оголённый провод с током такой силы, не сможет его отпустить!
Ток от 25 до 60 миллиампер вызывает паралич дыхания, ток свыше 60 миллиампер заставляет сердце биться часто и беспорядочно, а ток выше 4 ампер вызывает мгновенный паралич сердца, со всеми вытекающими отсюда печальными последствиями...
Обратите внимание – все приведённые нами цифры приблизительны. Эффект воздействия электричества зависит от возраста (детям электричество опаснее чем взрослым), веса, психологического состояния, влажности и толщины кожи – и даже от пола (в среднем женщин электричество поражает сильнее, чем мужчин, невероятно, но факт).
А вывод очень простой – обращаться с электричеством нужно всегдауважительно и крайне аккуратно.
Особенно если у вас мокрые руки или рядом есть вода! Мобильный телефон – хорошая вещь, но он может неожиданно стать самым настоящим убийцей!
Смартфоны и планшеты унесли уже не один десяток человеческих жизней, в том числе детских! А «всего-то» хозяин (или хозяйка) смартфона пользовались в ванной комнате, подключив к зарядному устройству...
Вода – прекрасный проводник электричества, мокрая кожа – тоже; удар током – и всё. «Точка катастрофы».
Специалисты Пермского политеха усовершенствовали перспективную технологию передачи электроэнергии по оптоволоконным линиям. Для этого ученые разработали цифровой двойник важнейшего элемента системы, который трансформирует оптическую энергию в электрический ток, — фотоэлектрического преобразователя.
Оптоволокно невосприимчиво к электромагнитным помехам, обладает высоким уровнем молние- и пожаростойкости, обеспечивает высокие скорость и качество передачи данных. Технология устроена так: лазер излучает свет, который передается по оптоволокну, а затем превращается в ток при помощи фотоэлектрического преобразователя. Это позволяет обеспечивать стабильное питание устройств, расположенных вдали от источников электроэнергии, — например, датчиков мониторинга газов в воздухе.
Основная проблема существующих преобразователей — в их низком КПД. Цифровой двойник позволяет смоделировать различные параметры работы устройства и за счет этого повысить эффективность.
Благодаря двойнику мы можем получить целый спектр оптимальных настроек системы: электрическую и оптическую мощность, выходное напряжение и ток нагрузки для максимизации КПД преобразователя.
— Алексей Гаркушин. Научный сотрудник кафедры общей физики Пермского политеха.
По словам ученых, с помощью цифрового двойника можно рассчитать рабочие характеристики и срок эксплуатации каждого важного элемента системы. Например, оценить влияние на них влажности и температуры — и перенастроить режим работы.
В перспективе создание цифрового двойника позволит улучшить качество электроснабжения удаленных объектов, а также сократит сроки и затраты на разработку технических решений, связанных с передачей данных и энергии по оптоволоконным линиям.
В этом посте вы увидите еще 10 удивительных картинок из книги Стефана Еллинека, пионера науки об электробезопасности. Его книга «Защита от электричества в 132 картинках» показывает, как электричество может быть смертельным или опасным для человека в разных ситуациях. Это уникальный документ эпохи, когда электричество стало массово доступным, а люди не имели достаточного опыта и знаний, чтобы обращаться с ним осторожно.
Ученые из Национального технологического института имени Сардара Валлаббая в Индии нашли оригинальный способ использовать карьеры, в которых раньше добывали уголь. Они предложили превращать их в резервуары для ГАЭС — гидроаккумулирующих электростанций.
По словам ученых, простаивающий карьер может стать нижним резервуаром станции, куда падает вода из верхнего и крутит турбины гидроагрегатов. В роли верхнего выступит русло соседней реки, от которой к станции можно проложить канал. Перекачивать воду из карьера обратно в реку планируют, задействуя энергию специально построенной для этого солнечной электростанции небольшой мощности.
Предварительные расчеты показали, что в сравнении с тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями ГАЭС сможет вырабатывать более дешевую электроэнергию. По ночам станция сможет быстро снижать выработку, не работая вхолостую. При этом использование карьера позволит сэкономить на строительстве огромного резервуара, а значит, и итоговой стоимости электроэнергии.
На сегодняшний день станция проектируется.
Первые гидроаккумулирующие электростанции появились в XIX веке. Для производства электроэнергии они используют два резервуара с водой, расположенных один над другим, например в верхнем и нижнем течении реки. Ночью, когда электричества потребляется меньше, станция перекачивает воду из нижнего в верхний резервуар насосами. Утром, днем и вечером, когда энергопотребление возрастает, воду сбрасывают обратно на турбины, и выработанная энергия поступает в электросеть.