Опубликовано

Самая мощная лампочка

Содержание

Самые мощные лампы

История освещения

Современное освещение появилось на свет благодаря бельгийцу Жобару, который в 1838 году изобрёл самую первую в мире угольную лампу. С тех пор свет делает победное шествие по планете, заставляя сиять города сильнее и ярче.

История освещения мощными лампами началась ещё в конце 19 – го века. Первых посетила мысль французов, что неплохо бы при ночном ведении войны ослеплять противника. И они сделали 12 – ти дюймовый прожектор с паровым генератором на конной тяге. О мощности источника излучения история умалчивает, но доподлинно известно, что свет от такой лампы бил на расстояние больше 2,5 километров. А в 1906 году впервые были применены подобные прожекторы англичанами в Южной Африке против зулусов. Как следствие, восстание было подавлено. Во время первой мировой войны светоизлучатели поставлялись для полевых частей. Мощность такой прожекторной установки достигала 56 тысяч свечей. Правда эффекта они не имели.

Свет на вооружении

На берегах туманного Альбиона в 1932 году был опробован прожектор, который рисовал на облаках сетку артиллеристам для стрельбы по самолётам. Поговаривали, что мощность источника света была порядка 3 – х миллиардов ватт. Но такая цифра так и осталась на уровне разговоров и никем не была подтверждена. А вот мощность прожектора Б – 200, применявшегося войсками ПВО СССР во второй мировой войне, составляла 30000 ватт.

Его электродуговая лампа горела всего лишь 18 – 20 минут, но дальность светового луча достигала 35 километров. Во время работы прожектора отдельные металлические части разогревались до 1000°C. А заменив 3 – 4 раза светоизлучающий элемент, 2 – х метровое зеркало отмывали от копоти спиртом. Такие установки существуют по сей день, и используются как военными, так и во время массовых шоу. А в 50 – х годах была сделана прожекторная установка АПМ – 90 меньшей мощность. Но в ней электродуговое горение могла заменить лампа накаливания мощностью более 10 кВт.

Источники света большой мощности

Современные источники света большой мощности, как правило, это галогеновые лампы. Благодаря заполнению колбы инертным газам служат такие лампы по несколько тысяч часов. Дискотеки и рок концерты, стадионы и площади – везде для освещения применяются мощные лампы. При создании светового шоу часто используют следящие прожекторы, так называемые световые пушки. Фокусирующие линзы, цветные светофильтры и мощные лампы (до 2500 ватт) дают им сильный луч с точной направленностью.

На таких мероприятиях общее освещение обеспечивается большим количеством прожекторов с лампами по 2 – 2,5 кВт. Также для наружного освещения некоторых зданий используют сильное освещение. Так для освещения небоскреба Майами-Тауэр (в недалёком прошлом) применялось 382 галогеновых лампы мощностью по 1000 ватт каждая. На сегодняшний день они заменены светодиодными. А для поиска рыбных косяков используют специальные всепогодные судовые прожекторы. Мощность ламп в них достигает 3000 ватт. Но существуют объекты, для освещения которых применяются ещё более мощные приборы.

На сегодняшний день разработано довольно большое количество прожекторов оснащёнными одной или несколькими лампами. Их мощность может достигать 5000 ватт. Они применяются для внешней подсветки зданий старинной и новой архитектуры, соборов. Но основное их предназначение это освещение больших открытых пространств.

Дуговые трубчатые лампы

Самые мощные лампы – это дуговые трубчатые. Они сделаны из кварцевой трубки длиной около 2 – х метров, в которую закачан под давлением инертный газ ксенон. Мощность ламп ДКсТ – 10000 и ДКсТ – 20000 соответственно 10 и 20 кВт. Основное их предназначение это освещение карьеров, морских портов и везде, где нужно хороший свет в очень больших масштабах. Спектр излучения у них естественный, солнечный, поэтому они ещё используются как имитаторы солнечного света.

При высокой температуре нагрева рентабельно их использование в промышленности. Но лидером этой серии ламп является ДКсТ – 50000 мощностью 50 кВт. Такие лампы не способны загореться просто от розетки. Для их запуска необходим дополнительный высоковольтный источник импульсного напряжения на 30 киловольт. Но благодаря высоким технологиям, способность возвращать испарившийся вольфрам обратно на спираль увеличивает работу ламп до 2000 часов.

При открытии самого высокого небоскрёба в мире в городе Дубай ( ОАЭ) на 10 – ти километровую высоту светили 320 мощных прожектора. А само здание подсвечивал самый мощный в мире источник света на 72 кВт. Но всё более грандиозное ещё впереди.

Рекорды в науке и технике. Предельные значения величин

Самая высокая температура

Она получена в центре взрыва термоядерной бомбы – около 300…400 млн°C. Максимальная температура, достигнутая в ходе управляемой термоядерной реакции на испытательной термоядерной установке ТОКАМАК в Принстонской лаборатории физики плазмы, США, в июне 1986 г., составляет 200 млн°C.

Самая низкая температура

Абсолютный нуль по шкале Кельвина (0 K) соответствует –273,15° по шкале Цельсия или –459,67° по шкале Фаренгейта. Самая низкая температура, 2·10–9 K (двухбиллионная часть градуса) выше абсолютного нуля, была достигнута в двухступенчатом криостате ядерного размагничивания в Лаборатории низких температур Хельсинкского технологического университета, Финляндия, группой учёных под руководством профессора Олли Лоунасмаа (род. в 1930 г.), о чём было объявлено в октябре 1989 г.

Самый миниатюрный термометр

Д-р Фредерик Сакс, биофизик из Государственного университета штата Нью-Йорк, Буффало, США, сконструировал микротермометр для измерения температуры отдельных живых клеток. Диаметр наконечника термометра – 1 микрон, т.е. 1/50 часть диаметра человеческого волоса.

Самый большой барометр

Водяной барометр высотой 12 м был сконструирован в 1987 г. Бертом Болле, хранителем Музея барометров в Мартенсдейке, Нидерланды, где он и установлен.

Самое большое давление

Как сообщалось в июне 1978 г., в Геофизической лаборатории Института Карнеги, Вашингтон, США, в гигантском гидравлическом прессе с алмазным покрытием было получено самое высокое постоянное давление в 1,70 мегабар (170 ГПа). Было также объявлено, что в этой лаборатории 2 марта 1979 г. получили твёрдый водород под давлением 57 килобар. Ожидается, что металлический водород будет металлом серебристо-белого цвета с плотностью 1,1 г/см3. По расчётам физиков Г.К. Мао и П.М. Белла, для этого эксперимента при 25°C потребуется давление в 1 мегабар.

В США, как сообщалось в 1958 г., при использовании динамических методов с ударными скоростями порядка 29 тыс. км/ч было получено мгновенное давление 75 млн атм. (7 тыс. ГПа).

Самая высокая скорость

В августе 1980 г. сообщалось о том, что в Исследовательской лаборатории ВМС США, Вашингтон, США, пластиковый диск был разогнан до скорости 150 км/с. Это максимальная скорость, с которой когда-либо двигался твёрдый видимый объект.

Самые точные весы

Самые точные весы в мире – «Сарториус-4108» – были изготовлены в Гёттингене, ФРГ, на них можно взвешивать предметы до 0,5 г с точностью в 0,01 мкг, или 0,00000001 г, что соответствует приблизительно 1/60 веса типографской краски, потраченной на точку в конце этого предложения.

Самая большая пузырьковая камера

Самая крупная в мире пузырьковая камера стоимостью 7 млн долл. была построена в октябре 1973 г. в Уэстоне, штат Иллинойс, США. Она имеет 4,57 м в диаметре, вмещает 33 тыс. л жидкого водорода при температуре –247°C и снабжена сверхпроводящим магнитом, создающим поле 3 Тл.

Самая быстрая центрифуга

Ультрацентрифуга была изобретена Теодором Сведбергом (1884…1971), Швеция, в 1923 г.

Самая высокая скорость вращения, полученная человеком, составлявляет 7250 км/ч. С такой скоростью, как сообщалось 24 января 1975 г., вращается в вакууме 15,2 см конический стержень из углеродного волокна в Бирмингемском университете, Великобритания.

Самое точное сечение

Как сообщалось в июне 1983 г., высокоточный алмазно-токарный станок в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Ливерморе, штат Калифорния, США, может вдоль рассечь человеческий волос 3 тыс. раз. Стоимость станка 13 млн долл.

Самый мощный электрический ток

Самый мощный электрический ток был сгенерирован в Научной лаборатории Лос-Аламоса, штат Нью-Мексико, США. При одновременном разряде 4032 конденсатора, объединённые в суперконденсатор «Зевс», в течение нескольких микросекунд дают вдвое больший электрический ток, чем генерируемый всеми энергетическими установками Земли.

Самое горячее пламя

Самое горячее пламя получается при сгорании субнитрида углерода (C4N2), дающего при 1 атм. температуру 5261 K.

Самая высокая измеренная частота

Самой высокой частотой, которую воспринимает невооружённый глаз, является частота колебаний жёлто-зелёного света, равная 520,206 808 5 терагерц (1 терагерц – миллион миллионов герц), соответствующая линии перехода 17 – 1 Р(62) йода-127.

Самая высокая частота, измеренная с помощью приборов, – частота колебаний зелёного света, равная 582,491 703 ТГц для b21 компонента R(15) 43 – 0 линии перехода йода-127. Решением Генеральной конференции мер и весов, принятым 20 октября 1983 г., для точного выражения метра (м) при помощи скорости света (c) устанавливается, что «метр – это путь, проходимый светом в вакууме за интервал времени, равный 1/299792458 секунды». В результате частота ( f ) и длина волны (λ) оказываются связанными зависимостью f·λ = c.

Самое слабое трение

Самый низкий коэффициент динамического и статического трения для твёрдого тела (0,02) имеет политетрафторэтилен (С2F4n), называемый ПТФЭ. Он равен трению мокрого льда о мокрый лед. Это вещество было впервые получено в достаточном количестве американской фирмой «Е.И. Дюпон де Немур» в 1943 г. и экспортировалось из США под названием «тефлон». Американские и западноевропейские домохозяйки обожают кастрюли и сковородки с антипригарным тефлоновым покрытием.

В центрифуге Университета штата Виргиния, США, в вакууме 10–6 мм ртутного столба со скоростью 1000 об/с вращается поддерживаемый магнитным полем ротор массой 13,6 кг. Он теряет лишь 1 об/с в сутки и будет вращаться в течение многих лет.

Самое маленькое отверстие

Отверстие диаметром 40 ангстрем (4·10–6 мм) удалось увидеть на электронном микроскопе JEM 100C при помощи устройства фирмы «Квантел электроникс» в отделении металлургии Оксфордского университета, Великобритания, 28 октября 1979 г. Обнаружить подобное отверстие все равно что найти булавочную головку в стоге сена со сторонами в 1,93 км.

В мае 1983 г. луч электронного микроскопа в Иллинойском университете, США, случайно прожёг в образце бета-алюмината натрия отверстие диаметром 2·10–9 м.

Самые мощные лазерные лучи

Впервые осветить другое небесное тело лучом света удалось 9 мая 1962 г.; тогда луч света отразился от поверхности Луны. Он был направлен лазером (усилителем света, основанным на вынужденном излучении), точность прицела которого координировалась 121,9 см телескопом, установленным в Массачусетском технологическом институте, Кембридж, штат Массачусетс, США. На лунной поверхности освещалось пятно диаметром около 6,4 км. Лазер был предложен в 1958 г. американцем Чарлзом Таунзом (род. в 1915 г.). Световой импульс подобной мощности при длительности 1/5000 сможет прожечь алмаз за счёт его испарения при температуре до 10 000°C. Такую температуру создают 2·1023 фотонов. Как сообщалось, лазер «Шива», установленный в лаборатории им. Лоуренса в Ливерморе, штат Калифорния, США, смог сконцентрировать световой пучок мощностью порядка 2,6·1013 Вт на предмете размером с булавочную головку в течение 9,5·10–11 с. Этот результат был получен при эксперименте 18 мая 1978 г.

Самый яркий свет

Самыми яркими источниками искусственного света являются лазерные импульсы, которые были сгенерированы в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, штат Нью-Мексико, США, в марте 1987 г. д-ром Робертом Грэмом. Мощность вспышки ультрафиолетового света длительностью в 1 пикосекунду (1·10–12 с) составила 5·1015 Вт.

Самым мощным источником постоянного света является аргонная дуговая лампа высокого давления с потребляемой мощностью 313 кВт и силой света 1,2 млн кандел, изготовленная фирмой «Вортек индастриз» в Ванкувере, Канада, в марте 1984 г.

Самый мощный прожектор выпускался во время второй мировой войны, в 1939…1945 гг., фирмой «Дженерал электрик». Он был разработан в Научно-исследовательском центре Херста, Лондон. При потребляемой мощности в 600 кВт он давал яркость дуги в 46 500 кд/см2 и максимальную интенсивность луча 2700 млн кд от параболического зеркала диаметром 3,04 м.

Самый короткий импульс света

Чарлз Шанк с коллегами в лабораториях компании «Америкэн телефон энд телеграф» (АТТ), штат Нью-Джерси, США, получил импульс света длительностью 8 фемтосекунд (8·10–15 с), о чём было объявлено в апреле 1985 г. Длина импульса равнялась 4…5 длинам волн видимого света, или 2,4 мкм.

Самая долговечная лампочка

Средняя лампочка накаливания горит в течение 750…1000 ч. Есть сведения о том, что пятиваттная лампа с угольной нитью, выпущенная фирмой «Шелби электрик» и недавно продемонстрированная г-ном Бернеллом в Пожарном управлении Ливермора, штат Калифорния, США, впервые дала свет в 1901 г.

Самый тяжёлый магнит

Самый тяжёлый в мире магнит имеет диаметр 60 м и весит 36 тыс. т. Он был сделан для синхрофазотрона мощностью 10 ТэВ, установленного в Объединённом институте ядерных исследований в Дубне, Московская обл.

Самый большой электромагнит

Крупнейший в мире электромагнит является частью детектора L3, используемого в экспериментах на большом электрон-позитронном коллайдере (LEP) Европейского совета ядерных исследований, Швейцария. Электромагнит 8-угольной формы состоит из ярма, изготовленного из 6400 т низкоуглеродистой стали, и алюминиевой катушки весом 1100 т. Элементы ярма, весом до 30 т каждый, были изготовлены в СССР. Катушка, сделанная в Швейцарии, состоит из 168 витков, закреплённых электросваркой на 8-угольной раме. Ток силой 30 тыс. А, проходящий по алюминиевой катушке, создает магнитное поле мощностью 5 килогауссов. Габариты электромагнита, превосходящие высоту 4 этажного здания, составляют 12х12х12 м, а общий вес равен 7810 т. На его изготовление ушло больше металла, чем на постройку Эйфелевой башни.

Магнитные поля

Самое мощное постоянное поле величиной 35,3 ± 0,3 Тесла было получено в Национальной магнитной лаборатории им. Фрэнсиса Биттера в Массачусетском технологическом институте, США, 26 мая 1988 г. Для его получения использовался гибридный магнит с гольмиевыми полюсами. Под его воздействием усиливалось магнитное поле, создаваемое сердцем и мозгом.

Самое слабое магнитное поле было измерено в экранированном помещении той же лаборатории. Его величина составила 8·10–15 Тесла. Оно использовалось д-ром Дэвидом Коэном для изучения чрезвычайно слабых магнитных полей, создаваемых сердцем и мозгом.

Самый мощный микроскоп

Растровый туннелирующий микроскоп (STM), изобретённый в Научно-исследовательской лаборатории фирмы ИБМ в Цюрихе в 1981 г., позволяет достичь увеличения в 100 млн раз и различить детали до 0,01 диаметра атома (3·10–10 м). Утверждают, что размеры растровых туннелирующих микроскопов 4-го поколения не будут превышать размера наперстка.

При помощи методов полевой ионной микроскопии наконечники зондов сканирующих туннелирующих микроскопов изготавливаются таким образом, чтобы на их конце был один атом – последние 3 слоя этой сотворённой руками человека пирамиды состоят из 7, 3 и 1 атома В июле 1986 г. представители Лаборатории концерна «Белл телефон систем», Марри Хилл, штат Нью Джерси, США, заявили о том, что им удалось перенести одиночный атом (скорее всего, германия) вольфрамового наконечника зонда растрового туннелирующего микроскопа на германиевую поверхность. В январе 1990 г. подобную операцию повторили Д. Эйглер и Е. Швейцер из Исследовательского центра компании ИБМ, Сан-Хосе, штат Калифорния, США. Используя сканирующий туннелирующий микроскоп, они выложили слово IBM одиночными атомами ксенона, перенеся их на никелевую поверхность.

Самый громкий шум

Самый громкий шум, полученный в лабораторных условиях, был равен 210 дБ, или 400 тыс. ак. Вт (акустических ватт), сообщило агентство НАСА. Он был получен за счёт отражения звука железобетонным испытательным стендом размером 14,63 м и фундаментом глубиной 18,3 м, предназначенным для испытаний ракеты «Сатурн V», в Центре космических полётов им. Маршалла, Хантсвилл, штат Алабама, США, в октябре 1965 г. Звуковой волной такой силы можно было бы сверлить отверстия в твёрдых материалах. Шум был слышен в пределах 161 км.

Самый маленький микрофон

В 1967 г. профессор Ибрагим Каврак из университета Богазичи, Стамбул, Турция, создал микрофон для новой методики измерения давления в потоке жидкости. Его частотный диапазон – от 10 Гц до 10 кГц, размеры – 1,5 мм х 0,7 мм.

Самая высокая нота

Самая высокая из полученных нот имеет частоту 60 гигагерц. Она была сгенерирована лазерным лучом, направленным на кристалл сапфира, в Массачусетском технологическом институте, США, в сентябре 1964 г.

Самый мощный ускоритель частиц

Протонный синхротрон диаметром 2 км в Национальной лаборатории ускорений им. Ферми к востоку от Батейвии, штат Иллинойс, США, является самым мощным в мире ускорителем ядерных частиц. 14 мая 1976 г. на нем была впервые получена энергия порядка 500 ГэВ (5·1011 электрон-вольт). 13 октября 1985 г. на нем в результате столкновения пучков протонов и антипротонов получена энергия в системе центра масс в 1,6 ГэВ (1,6·1011 электрон-вольт). Для этого понадобилось 1000 сверхпроводящих магнитов, работающих при температуре –268,8°C, поддерживаемой с помощью самой крупной в мире установки по сжижению гелия производительностью 4500 л/час, вступившей в строй 18 апреля 1980 г.

Поставленная ЦЕРНом (Европейская организация ядерных исследований) цель – обеспечить столкновение пучков протонов и антипротонов в протонном синхротроне на сверхвысокую энергию (SPS) с энергией 270 ГэВ · 2 = 540 ГэВ – была достигнута в Женеве, Швейцария, в 4 ч 55 мин утра 10 июля 1981 г. Эта энергия эквивалентна той, которая выделяется при соударении протонов, имеющих энергию 150 тыс. ГэВ, с неподвижной мишенью.

Министерство энергетики США 16 августа 1983 г. субсидировало исследования по созданию к 1995 г. сверхпроводящего суперколлайдера (SSC) диаметром 83,6 км на энергию двух протон-антипротонных пучков в 20 ТэВ. Белый дом одобрил этот проект стоимостью 6 млрд. долл. 30 января 1987 г.

Самое тихое место

«Мёртвая комната», размером 10,67 х 8,5 м в Лаборатории концерна «Белл телефон систем», Марри-Хилл, штат Нью-Джерси, США, является самой звукопоглощающей комнатой в мире, в которой исчезает 99,98% отражаемого звука.

Самые острые предметы и самые маленькие трубочки

Самыми острыми предметами, сделанными руками человека, являются стеклянные трубочки микропипеток, используемые в экспериментах с тканями живых клеток. Технологию их изготовления разработали и претворили в жизнь профессор Кеннет Т. Браун и Дейл Дж. Фламинг на кафедре физиологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско в 1977 г. Они получали конические наконечники трубок с наружным диаметром 0,02 мкм и внутренним диаметром 0,01 мкм. Последний был тоньше человеческого волоса в 6500 раз.

Мельчайший искусственный предмет

8 февраля 1988 г. фирма «Техас инструментс», Даллас, штат Техас, США, объявила о том, что ей удалось изготовить «квантовые точки» из индия и арсенида галлия диаметром всего лишь 100 миллионных долей миллиметра.

Самый высокий вакуум

Он был получен в Научно-исследовательском центре ИБМ им. Томаса Дж. Уотсона, Йорктаун-Хейтс, штат Нью-Йорк, США, в октябре 1976 г. в криогенной системе с температурами до –269°C и был равен 10–14 торр. Это эквивалентно тому, что расстояние между молекулами (размером с теннисный мяч) увеличилось с 1 м до 80 км.

Самая низкая вязкость

Калифорнийский технологический институт, США, объявил 1 декабря 1957 г., что жидкий гелий-2 при температурах, близких к абсолютному нулю (–273,15°C), не обладает вязкостью, т.е. имеет идеальную текучесть.

17 мая 1979 г. в корпорации «Нешнл электростатикс», Ок-Ридж, штат Теннесси, США, была получена в лабораторных условиях самая высокая разность электрических потенциалов. Она составила 32 ± 1,5 млн В.

Самое высокое напряжение

Получение напряжнения

Самая высокая разность электрических потенциалов была получена в лаборатории американской корпорации «National electrostatics». В ходе эксперимента, проводимого 17 мая 1979 года в Ок-Ридж (штат Теннеси), было достигнуто напряжение в 32 млн. В, погрешность при измерении оценивается в 1,5 млн. В. Такие результаты были получены на пеллетроне – электростатическом ускорителе, где частицы приобретают кинетическую энергию за счет огромной разности потенциалов.

Интерес для науки

Высоковольтный генератор располагался внутри огромного резервуара высотой около 30 м и диаметром в 10 м. В качестве диэлектрика был использован элегаз (Гексафторид серы, SF6) под давлением в более чем 5 атмосфер. Самое высокое напряжение было достигнуто в экспериментальных целях, стабильная работа Ок-Риджского пеллетрона обеспечивается при напряжениях до 25 млн. В.

Величины напряжения такого порядка представляют интерес, главным образом, для науки. Они широко используются в ядерной физике для изучения внутриатомной структуры вещества и ядерных реакций. Пеллетроны применяют также в ускорительной масс-спектрометрии, используемой, в частности, для прецизионного радиоуглеродного анализа.

На сегодняшний день

Высокие напряжения востребованы и в промышленной энергетике, правда, несколько иных порядков. На сегодняшний день самое высокое промышленное напряжение составляет 1330 тыс. В и используется при передаче электрической энергии постоянного тока на расстояние 1970 тыс. километров на участке ЛЭП «Pacific Intertie».

Вместе с тем следует заметить, что напряжение разряда молнии (разность потенциалов между поверхностью земли и грозовым облаком) может составлять до 500 млн. В. Такие данные получены в результате многолетней работы национальной сети обнаружения молний, станции которой рассредоточены по всей территории США. Так что приблизиться к пределу, сотворенному природой, человечеству пока не удалось.

Виктор Бактилов, Samogo.Net

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *