Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2007 № 08

На рисунке показана схема прерывателя воздушного потока. Отметим, что частота следования перерывов в работе присоски тем выше, чем меньше ее объем. Это связано с резонансом воздушных колебаний в ее объеме. (Точнее говоря, она обратно пропорциональна квадратному корню из ее объема.) Поэтому сделаем присоску минимального объема и удлиненной формы. С такими, кстати, мадам Муше XXI века могла бы лихо носиться по потолку с батарейным пылесосом за спиной.

Присоска с прерывателем воздушного потока — вращающимся диском с отверстием. При достаточно больших его оборотах присоска может двигаться, не отрываясь от потолка.

Но посмотрим на нашу конструкцию шире. Если не откачивать воздух из присоски, а нагнетать в нее, она начнет скользить по полу, словно по льду. И чем ровнее пол, тем меньше потребуется воздуха.

На этом принципе несложно сделать забавный спортивный снаряд, изображенный на рисунке. Стоит на него встать, и, оттолкнувшись, легко проскользишь из угла в угол спортивного зала. Основная проблема — так подвести к пылесосу ток, чтобы не путаться в шнуре.

Пневматический самокат воздушной подушке.

А. ИЛЬИН

Рисунки автора

Летописцы, описывая балы европейских монархов, часто отмечали роскошь освещения: под сводами залов замка горели сотни свечей! Много это или мало?

Измерять силу света керосиновых, газовых, а потом и электрических ламп начали еще в XIX веке, взяв за стандарт немецкую парафиновую свечу с высотой пламени 50 мм.

Измерение силы света первых электрических ламп Эдисона с угольной нитью показало, что на каждый ватт подведенного к ним электрического тока они давали силу света, равную 7 свечам. Сегодня сила света измеряется не в свечах, а в люменах, но разница между ними так мала, что ей можно пренебречь. Современная лампа накаливания мощностью 15 Вт с рабочим напряжением 220 В имеет световую отдачу 7 люмен, считай 7 свечей, на ватт.

Представьте, что 8 комнате горит лишь одна такая лампа. Ее освещение мы никак не назовем роскошным, а ведь это свет 7x15 = 105 свечей. Ничуть не хуже, чем у европейского монарха! А если в люстре стоит не одна такая лампа, а пять?..

Так уж устроен человек, что света ему требуется все больше и больше. В СССР освещенность рабочего места машиностроительного предприятия увеличилась за последние пятьдесят лет его существования в пятьдесят раз. За последние 25 лет в США освещенность рабочего места служащего возросла более чем вдвое. И это не ложится тяжким бременем на экономику страны. Каждый рубль, вложенный в свет в промышленности, дает рубль сорок копеек прибыли!

Но, увы, даже к роскоши человек легко привыкает. И нам хочется, чтобы было светлее, но подешевле.

Проделаем несложный опыт. Нам понадобится торшер и фотоэкспонометр. Поставим в торшер одну лампу мощностью 100 Вт и отнесем от нее фотоэкспонометр на такое расстояние, чтобы его стрелка оказалась посередине (расстояние составит примерно 1,4 м). После этого включим лампу мощностью 25 Вт и снова поднесем к торшеру экспонометр так, чтобы стрелка оказалась посередине шкалы. Расстояние между прибором и лампой будет около 0,6 м. Если мы первое расстояние возведем в квадрат и разделим на квадрат второго (1,4) 2/(0,6) 2, то сможем узнать, во сколько раз первая лампа дает больше света, чем вторая: 1,96/0,36 = 5,44.

Что же получается? Первая лампа берет в четыре раза больше электричества, но света дает больше в пять с половиной раз. Это означает, что чем больше мощность лампы, тем она выгоднее.

Светотехники об этом знают давно и для освещения дворов и спортивных площадок стараются применять лампы накаливания большой мощности. Их знания секрета не составляют, но никто не потрудился донести их до рядовых граждан, и они много электроэнергии расходуют зря. Лампа мощностью 15 Вт — самая малая из тех, что ради экономии ставят в люстру — имеет, как сказано, световую отдачу 7 свечей на Вт. По силе света она, мы подсчитали, равна 105 свечам, а люстра, состоящая из пяти таких ламп — 515 свечей, — потребляет 75 Вт.

Лампа же мощностью 60 Вт имеет световую отдачу 11 л м/Вт и силу света 715 свечей! Еще выгоднее лампы мощностью 100 Вт. Они имеют световую отдачу 12,5 — 13,5 лм/Вт и силу света 1250–1350 свечей!

Люстра с лампами по 15 Вт — это крайний случай. Чаще встречаются лампы мощностью 25 Вт, но у них световая отдача 7,6–8,4 лм/Вт, а сила света около 190–220 стандартных немецких парафиновых свечей.

Из того факта, что световая отдача зависит от мощности, следует, что ставить в люстру одинаковые маломощные лампы расточительно. Нужно ставить разные по мощности и стараться включать наиболее сильные. Таким простым способом можно сэкономить 15–20 % энергии. Еще больше энергии можно сохранить, использовав люминесцентные лампы. Только не зимой.

Дело в том, что обычная лампа накаливания превращает в свет только 4 % электроэнергии. Оставшиеся 96 % превращаются в тепловые лучи и греют дом. Но и световое излучение лампы после многократных отражений от стен, в конце концов, превращается в тепло. Общая мощность одновременно работающих в доме ламп может достигать 500 и более Вт. А ведь это по величине всего лишь половина от мощности небольшого электрокамина. Поэтому летом от ламп жарко, а зимой их тепло во благо. И в холодное время, когда вы подогреваете дом электричеством, заменять лампы накаливания на более экономичные, люминесцентные, не стоит. Вам попросту придется дольше держать включенным электрокамин.

Впрочем, если бы мы захотели получить столько же света, сколько дают обычные электрические лампы накаливания общей мощностью 500 Вт, с помощью обычных свечей или простейших керосиновых ламп, то их общая тепловая мощность достигла бы 12,5 кВт. Дом даже в самый жуткий мороз не нуждался бы в отоплении.

Любопытно, но в наше время к подобному способу освещения прибегли японцы. В одном из заводских цехов они поставили вместо электрических ламп газовые фонари. Пламя газа бесцветно. Поэтому горелки были снабжены приспособлением, которое изобрел немецкий ученый Ауэр фон Вельсбах (1850–1932). Это подвешенный на проволоке хлопчатобумажный колпачок, пропитанный солями редкоземельных элементов. Его нити сгорают, и остается «скелетик» из расплавленных солей. Он раскаляется и светится ослепительно ярким светом. Лампа с таким колпачком называется калильной. Световая отдача у нее 1,5 лм/Вт, а КПД не более 1 %. Но в данном случае это значения не имеет: цех получил и свет, и необходимое ему тепло.