Дуговая лампа. Виды газоразрядных ламп и область их применения

Главное техническое преимущество переменного тока в сравнении с постоянным заключается в том, что величину и напряжение переменного тока можно в широчайших пределах преобразовывать (трансформировать) без существенных потерь мощности. Для снижения бесполезного нагревания проводов по линиям электропередачи подают ток пониженной величины и повышенного до сотен тысяч вольт напряжения, а в местах потребления в тысячи раз снижают напряжение с соответственным повышением величины тока; этим достигается уменьшение потерь в линиях передачи в миллионы раз, так как выделение тепла пропорционально квадрату величины тока. Кроме того, дополнительная трансформация тока в разнообразных приборах, использующих ток, всегда позволяет иметь ток наиболее удобного напряжения и нужной величины.

Трансформатор (рис. 354) в основном состоит из двух катушек, намотанных на общий железный сердечник. Одна из этих катушек, называемая обычно первичной, приключается к линии, питаемой генератором переменного тока. Устройство, потребляющее электроэнергию, будь то электромоторы, лампы накаливания и т. д., подключается ко вторичной обмотке трансформатора.

I. Представим себе, что вторичная обмотка трансформатора разомкнута, т. е. трансформатор не нагружен. Тогда первичная обмотка будет представлять собой не что иное, как простую индуктивную катушку с железным сердечником.

В сердечнике мы получим синусоидально меняющийся магнитный поток, и трансформатор будет потреблять от сети реактивный ток, отстающий от напряжения

Рис. 354. Схема трансформатора

Какова будет электродвижущая сила на вторичной обмотке трансформатора?

Ее амплитуда и фаза определяются законом электромагнитной индукции. Так как первичная и вторичная обмотки связаны общим магнитным потоком, мы выберем этот поток в качестве основной величины. Предположим, что магнитный поток в сердечнике изменяется по закону

Тогда как в первичной, так и во вторичной обмотке мы получаем электродвижущие силы, пропорциональные скорости изменения потока и числу витков обмотки:

Подводимое к трансформатору внешнее напряжение - напряжение сети - в любой момент должно уравновешивать электродвижущую силу первичной обмотки, т. е. должно быть ей равно и противоположно по знаку:

Мы видим, что электродвижущая сила вторичной обмотки по фазе противоположна напряжению сети. Отношение их амплитуд легко получить:

Очевидно, что мы можем получить любое соотношение между первичным и вторичным напряжением, выбрав нужное отношение числа витков, или, как его обычно называют, коэффициент трансформации.

Построим (рис. 355) векторную диаграмму трансформатора на холостом ходу. Вектор напряжения сети и вектор вторичной электродвижущей силы прямо противоположны друг другу; отношение

их величин определяется коэффициентом трансформации. Вектор магнитного потока и находящийся с ним в фазе вектор реактивного намагничивающего тока I в первичной обмотке («ток холостого хода») отстают от вектора напряжения сети на Нагрузим вторичную обмотку, приключив к ее концам активное сопротивление (рис. 356); при этом в ней должен возникнуть ток находящийся в фазе со вторичной электродвижущей силой. Этот вторичный ток создаст в сердечнике магнитный поток, находящийся в фазе с током

Рис. 355. Векторная диаграмма трансформатора на холостом ходу.

Рис. 356. Векторная диаграмма для нагруженного трансформатора.

Но магнитный поток всецело (по величине и по фазе) определяется при заданной конструкции трансформатора напряжением внешней сети:

и при неизменном значении он не может измениться.

Нарушенное равновесие восстанавливает первичная обмотка; в ней возникает ток в каждый момент намагничивающий сердечник в направлении, противоположном тому, которое создается током вторичной обмотки. Этот ток в первичной обмотке противоположен по фазе вторичному, т. е. он совпадает по фазе с напряжением сети и, следовательно, является активным током.

Общий ток первичной обмотки слагается теперь из неизменно присутствующего реактивного намагничивающего тока и рабочего активного тока.

Соотношение между амплитудами (или эффективными значениями) первичного и вторичного активных токов легко найти из условия, что магнитодвижущая сила, создаваемая активным током первичной обмотки, должна быть по величине равна той магнитодвижущей силе, которая создается вторичной обмоткой (по направлению, как было сказано выше, она противоположна ей). Иначе говоря, в любой момент ампервитки обмоток равны друг другу:

Величины токов, как мы видим, обратно пропорциональны числам витков обмоток.

Мощность, отдаваемая вторичной обмоткой (если не учитывать омических потерь в обмотках и потерь на вихревые токи в сердечнике), равна той мощности, которую трансформатор берет от сети. Действительно, по формулам (25) и (26)

Это можно было, конечно, предвидеть, основываясь на законе сохранения энергии.

Для нагруженного трансформатора (см. рис. 356) сдвиг фаз между напряжением сети и суммарным током первичной обмотки тем меньше, чем меньше реактивный ток по сравнению с активным, т. е. чем больше индуктивность первичной обмотки трансформатора. Однако значительное увеличение индуктивности во многих случаях невыгодно экономически, так как требует больших объемов железа сердечника и большой затраты меди на изготовление обмоток. Поэтому трансформаторы небольших мощностей и дешевого типа зачастую обладают плохим

Трансформаторы - трансформация переменного тока

Переменный ток выгодно отличается от постоянного тока тем, что он хорошо поддается трансформированию, т.е. преобразованию тока относительно высокого напряжения в ток более низкого напряжения, или наоборот. Трансформаторы позволяют передавать переменный ток по проводам на большие расстояния с малыми потерями энергии. Для этого переменное напряжение, вырабатываемое на электростанциях генераторами, с помощью трансформаторов повышают до напряжения в несколько сотен тысяч вольт и «посылают» по линиям электропередачи (ЛЭП) в различных направлениях. С повышением напряжения уменьшается сила тока в ЛЭП при одной и той же передаваемой мощности, что и приводит к снижению потерь и позволяет применять провода меньшего сечения. В городах и селах на расстоянии сотен и тысяч километров от электростанций это напряжение понижают трансформаторами до более низкого, которым и питают лампочки освещения, электродвигатели и другие электрические приборы. Трансформаторы широко применяют и в радиотехнике . Схематическое устройство простейшего трансформатора показано на (рис. 5). Он состоит из двух катушек из изолированного провода, называемых обмотками, насаженных на магнитопровод, собранный из пластин специальной, так называемой трансформаторной стали . Обмотки трансформатора изображают на схемах так же, как катушки индуктивности, а магнитопровод - линией между ними . Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток, текущий по одной из обмоток трансформатора, создает вокруг нее и в магнитопроводе переменное магнитное поле. Это поле пересекает витки другой обмотки трансформатора, индуцируя в ней переменное напряжение той же частоты. Если к этой обмотке подключить какую - либо нагрузку, например лампу накаливания, то в получившейся замкнутой цепи потечет переменный ток - лампа станет гореть. Обмотку, к которой подводится переменное напряжение, предназначаемое для трансформирования, называют первичной, а обмотку, в которой индуцируется переменное напряжение - вторичной .

Напряжение, которое получается на концах вторичной обмотки, зависит от соотношения чисел витков в обмотках. При одинаковом числе витков напряжение на вторичной обмотке приблизительно равно напряжению, подведенному к первичной обмотке. Если вторичная обмотка трансформатора содержит меньшее число витков, чем первичная, то и напряжение ее меньше, чем напряжение, подводимое к первичной обмотке. И наоборот, если вторичная обмотка содержит больше витков, чем первичная, то развиваемое в ней напряжение будет больше напряжения, подводимого к первичной обмотке. В первом случае трансформатор будет понижать, во втором повышать переменное напряжение. Напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, можно довольно точно подсчитать по отношению чисел витков обмоток трансформатора: во сколько раз она имеет большее (или меньшее) число витков по сравнению с числом витков первичной обмотки, во столько же раз напряжение на ней будет больше (или меньше) по сравнению с напряжением, подводимым к первичной обмотке. Так, например, если одна обмотка трансформатора имеет 1000 витков, а вторая 2000 витков, то, включив первую обмотку в сеть переменного тока с напряжением 220 В, мы получим во второй обмотке напряжение 440 В - это повышающий трансформатор. Если же напряжение 220 В подвести к обмотке, имеющей 2000 витков, то в обмотке, содержащей 1000 витков, мы получим напряжение 220 В - это понижающий трансформатор. Обмотка, имеющая 2000 витков, в первом случае будет вторичной, а во втором случае - первичной. Но, пользуясь трансформатором, вы не должны забывать о том, что мощность тока (P = UI), которую можно получить в цепи вторичной обмотки, никогда не превышает мощности тока первичной обмотки. Это значит, что получить от вторичной обмотки одну и ту же мощность можно, повышая напряжение и уменьшая ток, либо потребляя от нее пониженное напряжение при увеличенном токе. Следовательно, повышая напряжение мы проигрываем в значении тока, а выигрывая в значении тока, обязательно проигрываем в напряжении. Для питания радиоаппаратуры от сети переменного тока часто используют трансформаторы с несколькими вторичными обмотками с различным числом витков (рис. 6).

С помощью таких трансформаторов, называемых сетевыми, или трансформаторами питания, получают несколько напряжений, питающих разные цепи. Наибольшая мощность тока, которая может быть трансформирована, зависит от размера магнитопровода трансформатора и диаметра провода, из которого выполнены обмотки. Чём больше объем магнитопровода, тем большая мощность может быть трансформирована. Практически же в трансформаторе всегда бесполезно теряется часть мощности. Поэтому мощность в цепи вторичной обмотки (или сумма мощностей, получаемых от всех вторичных обмоток) всегда несколько меньше мощности, потребляемой первичной обмоткой. Нужно запомнить: трансформаторы постоянный ток не трансформируют . Если, однако, в первичной обмотке трансформатора течет пульсирующий ток, то во вторичной обмотке будет индуцироваться переменное напряжение, частота которого равна частоте пульсаций тока в первичной обмотке. Это свойство трансформатора используется для индуктивной связи между разными цепями, разделения пульсирующего тока на его составляющие и ряда других целей, о которых разговор будет впереди. Все трансформаторы со стальными магнитопроводами и магнитопроводами из железоникелевых сплавов (пермаллоя) называют низкочастотными трансформаторами , так как они пригодны только для преобразования переменного напряжения низкочастотного диапазона. На схемах низкочастотные трансформаторы обозначают буквой Т, а их обмотки - римскими цифрами. Принцип действия высокочастотных трансформаторов, предназначаемых дня трансформации колебаний высокой частоты, также основан на электромагнитной индукции . Они могут быть как с сердечниками, так и без сердечников. Их обмотки (катушки) располагают на одном или разных каркасах, но обязательно близко одну к другой (рис. 7). При появлении тока высокой частоты в одной из катушек вокруг нее возникает переменное магнитное поле, которое индуцирует во второй катушке напряжение такой же частоты. Как и в низкочастотных трансформаторах, напряжение во вторичной катушке зависит от соотношения чисел витков в катушках.

Для усиления связи между катушками в высокочастотных трансформаторах используют сердечники в виде стержней или колец (рис. 8), представляющие собой спрессованную массу из неметаллических материалов. Их называют магнитодиэлектрическими или высокочастотными сердечниками. Наиболее распространены ферритовые сердечники. Ферритовый сердечник не только усиливает связь между катушками, но и повышает их индуктивность, поэтому они могут иметь меньше витков по сравнению с катушками трансформатора без сердечника. Магнитодиэлектрический сердечник высокочастотного трансформатора не зависимо от его конструкции и формы обозначают на схемах так же, как магнитопровод низкочастотного трансформатора, - прямой линией между катушками, а обмотки, как и катушки индуктивности, - латинскими буквами (L).

К дуговым лампам сверхвысокого давления (ЛСВД) относят лампы, работающие при давлении от 10 × 10 5 Па и выше. При высоких давлениях газа или пара металла при сильном сближении электродов сокращаются прикатодные и прианодные области разряда. Разряд концентрируется в узкой веретенообразной области между электродами, причем его яркость, особенно вблизи катода, достигает очень больших значений.

Такой дуговой разряд представляет собой незаменимый источник света для приборов проекторного и прожекторного типов, а также ряда специальных областей применения.

Использование в лампах паров ртути или инертного газа придает им ряд особенностей. Получение паров ртути при соответствующем давлении, как это видно из сделанного рассмотрения высокого давления, в статье " ", достигается за счет дозировки ртути в колбе лампы. Разряд зажигается как ртутный низкого давления при температуре окружающей среды. Затем по мере разгорания и нагревания лампы давление возрастает. Рабочее давление определяется установившейся температурой колбы, при которой подводимая к лампе электрическая мощность становится равной мощности, рассеиваемой в окружающем пространстве излучением и теплоотдачей. Таким образом, первой особенностью ртутных ламп сверхвысокого давления является то, что они довольно легко зажигаются, но имеют сравнительно длительный период разгорания. При их погасании повторное зажигание может быть осуществлено, как правило, лишь после полного остывания. При наполнении ламп инертными газами разряд после зажигания практически мгновенно входит в установившийся режим. Зажигание разряда в газе при высоком давлении представляет определенные трудности и требует применения специальных зажигающих устройств. Однако после погасания лампа может быть зажжена вновь практически мгновенно.

Второй особенностью, отличающей ртутный разряд сверхвысокого давления с короткой дугой от соответствующих газовых, является его электрический режим. Вследствие большой разницы между градиентами потенциала в ртути и инертных газах при одинаковом давлении напряжение горения таких ламп существенно выше, чем с газовым наполнением, благодаря чему при равных мощностях ток последних значительно больше.

Третьим существенным различием является спектр излучения, который у ламп с газовым наполнением соответствует по спектральному составу дневному свету.

Отмеченные особенности привели к тому, что дуговые лампы часто используют для киносъемок и кинопроекции, в имитаторах солнечного излучения и других случаях, когда требуется правильная цветопередача.

Устройство ламп

Шаровая форма колбы ламп выбрана из условия обеспечения большой механической прочности при высоких давлениях и малых расстояниях между электродами (рисунок 1 и 2). Шаровая колба из кварцевого стекла имеет две диаметрально расположенные длинные цилиндрические ножки, в которых запаяны вводы, соединенные с электродами. Большая длина ножки необходима для удаления вывода от горячей колбы и предохранения его от окисления. В ртутных лампах некоторых типов имеется дополнительный электрод поджига в виде впаянной в колбу вольфрамовой проволоки.

Рисунок 1. Общий вид ртутно-кварцевых ламп сверхвысокого давления с короткой дугой различной мощности, Вт:
а - 50; б - 100; в - 250; г - 500; д - 1000

Рисунок 2. Общий вид ксеноновых шаровых ламп:
а - лампа постоянного тока мощностью 100 - 200 кВт; б - лампа переменного тока мощностью 1 кВт; в - лампа переменного тока мощностью 2 кВт; г - лампа постоянного тока мощностью 1 кВт

Конструкции электродов различны в зависимости от рода тока, который питает лампу. При работе на переменном токе, для которого предназначены ртутные лампы, оба электрода имеют одинаковую конструкцию (рисунок 3). Они отличаются от электродов трубчатых ламп той же мощности большей массивностью, обусловленной необходимостью снижения их температуры.

Рисунок 3. Электроды ртутных ламп переменного тока с короткой дугой:
а - для ламп мощностью до 1 кВт; б - для ламп мощностью до 10 кВт; в - сплошной электрод для мощных ламп; 1 - керн из торнированного вольфрама; 2 - покрывающая спираль из вольфрамовой проволоки; 3 - оксидная паста; 4 - газопоглотитель; 5 - основание из спеченного вольфрамового порошка с добавкой оксида тория; 6 - деталь из кованного вольфрама

При работе ламп на постоянном токе важное значение приобретает положение горения лампы, которое должно быть только вертикальным - анодом вверх для газовых ламп и предпочтительно анодом вниз - для ртутных ламп. Расположение анода внизу уменьшает устойчивость дуги, что важно, связано с противопотоком электронов, направленных вниз, и горячих газов, поднимающихся вверх. Верхнее положение анода вынуждает увеличивать его размеры, так как помимо его нагрева за счет большей мощности, рассеиваемой у анода, он дополнительно нагревается потоком горячих газов. У ртутных ламп анод располагают внизу в целях обеспечения более равномерного нагрева и соответственно сокращения времени разгорания.

Благодаря малому расстоянию между электродами ртутные шаровые лампы могут работать на переменном токе от сети напряжением 127 или 220 В. Рабочее давление паров ртути составляет в лампах мощностью 50 - 500 Вт соответственно (80 - 30) × 10 5 , а в лампах мощностью 1 - 3 кВт - (20 - 10) × 10 5 Па.

Лампы сверхвысокого давления с шаровой колбой чаще всего наполняют ксеноном из-за удобства его дозировки. Расстояние между электродами составляет у большинства ламп 3 - 6 мм. Давление ксенона в холодной лампе (1 - 5)× 10 5 Па для ламп мощностью от 50 Вт до 10 кВт. Такие давления делают лампы сверхвысокого давления взрывоопасными даже в нерабочем состоянии и требуют применения для их хранения специальных кожухов. Из-за сильной конвекции лампы могут работать только в вертикальном положении независимо от рода тока.

Излучение ламп

Высокие яркости ртутных шаровых ламп с короткой дугой получаются вследствие увеличения тока и стабилизации разряда у электродов, препятствующих расширению канала разряда. В зависимости от температуры рабочей части электродов и их конструкции можно получить различное распределение яркости. Когда температура электродов недостаточна для обеспечения тока дуги за счет термоэлектронной эмиссии, дуга стягивается у электродов в яркие светящиеся точки малых размеров и приобретает веретенообразную форму. Яркость вблизи электродов достигает 1000 Мкд/м² и более. Малые размеры этих областей приводят к тому, что их роль в общем потоке излучения ламп незначительна.

При стягивании разряда у электродов яркость растет с ростом давления и тока (мощности) и с уменьшением расстояния между электродами.

Если температура рабочей части электродов обеспечивает получение тока дуги за счет термоэлектронной эмиссии, то разряд как бы расползается по поверхности электродов. В этом случае яркость более равномерно распределяется вдоль разряда и по-прежнему возрастает с ростом тока и давления. Радиус канала разряда зависит от формы и конструкции рабочей части электродов и почти не зависит от расстояния между ними.

Световая отдача ламп возрастает с ростом их удельной мощности. При веретенообразной форме разряда световая отдача имеет максимум при определенном расстоянии между электродами.

Излучение ртутных шаровых ламп типа ДРШ имеет линейчатый спектр с сильно выраженным непрерывным фоном. Линии сильно расширены. Излучений с длинами волн короче 280 - 290 нм нет вообще, а благодаря фону доля красного излучения составляет 4 - 7 %.

Рисунок 4. Распределение яркости вдоль (1 ) и поперек (2 ) оси разряда ксеноновых ламп

Шнур разряда шаровых ксеноновых ламп постоянного тока при их работе в вертикальном положении анодом вверх имеет форму конуса, опирающегося своим острием на кончик катода и расширяющегося кверху. Около катода образуется маленькое катодное пятно очень высокой яркости. Распределение яркости в шнуре разряда остается одинаковым при изменении плотности тока разряда в весьма широких пределах, что дает возможность построить единые кривые распределения яркости вдоль и поперек разряда (рисунок 4). Яркость прямо пропорциональна мощности, приходящейся на единицу длины дугового разряда. Отношение светового потока и силы света в заданном направлении к длине дуги пропорционально отношению мощности к этой же длине.

Спектр излучения шаровых ксеноновых ламп сверхвысокого давления мало отличается от спектра излучения .

Мощные ксеноновые лампы имеют возрастающую вольт-амперную характеристику. Наклон характеристики растет с увеличением расстояния между электродами и давления. Анодно-катодное падение потенциала у ксеноновых ламп с короткой дугой составляет 9 - 10 В, причем на долю катода приходится 7 - 8 В.

Современные шаровые лампы сверхвысокого давления выпускают в различных конструктивных исполнениях, в том числе с разборными электродами и водяным охлаждением. Разработана конструкция специальной металлической разборной лампы-светильника типа ДКсРМ55000 и ряд других источников, применяемых в специальных установках.

Фильм «Дуговая лампа » был снят киностудией «ХХ век Фокс» при участии «Юнайтед Пикчерз» и вышел на экраны США 27 декабря 2012 года.
Его мировая премьера состоялась тремя днями позже. Как несложно было узнать из журналов вроде «Эмпайр» или «Синема», бюджет фильма побил рекорд всех трех «Терминаторов» вместе взятых. Озвученное через шесть недель количество номинаций ленты на «Оскары» было большим, чем для «Титаника»: и не только ранга «за спецэффекты», но и главных – «за лучший фильм», «за лучшую режиссуру», «за лучшую операторскую работу»…
Гонорары актеров первого плана исчислялись десятками миллионов долларов. Это было тем более показательно, что действительно известных актеров в фильме появилось на удивление мало. В одном из многочисленных интервью, ставших частью организованной киностудиями предрелизной подготовки, режиссер сообщил, что это вызвано желанием показать миру лица не «примелькавшихся звезд», а «таких же людей, как мы с вами». Сам он тоже был фигурой неожиданной для картины такого масштаба и с таким бюджетом.
Но снявший до этого несколько получивших ограниченную известность и с трудом окупившихся лент режиссер оказался действительно талантлив. Фильм собрал более четверти своего гигантского бюджета в первый уикенд проката на территории США, заморских территорий и Канады.
Вторая четверть была получена за последующие два дня, пришедшиеся почти идеально – на канун Нового года и сам Новый год. И это тоже было сборами только с североамериканских кинотеатров. К моменту завершения рождественских/новогодних каникул в Европе, то есть к воскресенью 6 января 2013 года, картина окупилась почти целиком, а где-то к 9 января уже начала приносить чистую прибыль. Показательно, что после короткого периода спада к началу третьей недели проката была отмечена даже некоторая тенденция к увеличению числа решивших посмотреть этот фильм зрителей. А вот это уже было признаком именно его качества. Становилось ясно: «Дуговая лампа» – один из наиболее успешных фильмов в истории американского и мирового кинематографа.
Вышедший в 1984 году и ставший основой для сценария роман Эрика Харри в свое время получил не слишком благоприятную критику. В 2012–2013 годах его новое, в «увеличенном формате обложки» издание (правообладатель – «Саймон энд Шустер») купили, по некоторым оценкам, до пяти процентов посмотревших кинофильм, что само по себе было впечатляющим показателем. После того как интерес к фильму пошел на спад, издательство выбросило на рынок ту же книгу в стандартном карманном формате, а затем переиздало и второй роман того же автора «Вторжение», торопясь догрести остатки прибыли.
Надо признать, что роман действительно был «ничего особенного». До двух третей датированных второй половиной 90-х годов (то есть основанных именно на тексте книги) ссылок на веб-сайтах «Амазона» и «Барнс энд Ноблс» не оценивали роман выше «двух звезд». Фактические ошибки, вроде упоминания о пулемете М60 на танке М1А1 «Абрамс» (на самом деле на месте заряжающего устанавливался М240) и прочего, были в новом издании исправлены, но дело было не в этом. Фильм дал книге не просто «второе дыхание» – он вдохнул в нее яркие, страшные в своем реализме краски. Бесшумно-белые вспышки ядерных взрывов, сметающие пшеничные поля Оклахомы, превращающие в стекло рассеченные замерзшими реками леса Аляски, – все это было снято и подано так, что у зрителя сжималось сердце. Ни один монстр из фильмов ужасов, ни один пришелец с клыками и когтями во всех взятых вместе фильмах категории «B» не вызывал такого потрясения и страха, какое вызвало у зрителя волевое, смелое лицо генерала Зорина, вжимающего кнопку ввода команды о нанесении «ограниченного ядерного удара» по США… Удара, сочтенного «ответным» после того, как утратившие контроль за собственными спутниками русские решили, что встающие над их страной разрывы китайских ядерных боеголовок – это американский удар. Кровавый, дикий в своей беспощадности путч с бронетранспортерами, давящими людей на улицах Москвы, ужас оставшегося безымянным, показанного лишь в течение 5–6 секунд человека, увидевшего, как над спроецированным на фоне горизонта силуэтом авиабазы «Форт-Вэлли» в тишине встает сияющий белый шар, но еще не почувствовавшего дрожь земли от подхода ударной волны… Такого зрители не видели еще никогда, но одно это тоже никогда не вписало бы «Дуговую лампу» в историю.
В фильме не было ожидаемых штампов. Показанные в нем русские военные были не в ушанках и не носили на груди по «Золотой Звезде» каждый. Американский президент не был чернокожим с философски-печальными глазами мудреца: он был нормальным и похожим на настоящего, как были похожи на своих условных прототипов все, сыгравшие в этом выдающемся фильме. Потрясающий, до сих пор мало кем достигнутый драйв не отпускал каждого пришедшего в зал кинотеатра, купившего фильм на ДВД-диске, заказавшего его просмотр по платному каналу кабельного телевидения до самого конца: до бойни на дальневосточных пляжах, где «такие же люди, как мы с вами» молча валились в холодный песок, пытаясь преодолеть полосу сплошной рекой текущего огня, до схватки на польской границе, где нанесшая ответный удар американская армия показала, что безнаказанным не останется никакое зло, до прорыва к Москве, когда на розовые от вечернего солнца башни старинной русской крепости впервые с болью посмотрели глаза почерневшего от усталости и гари рейнджера, облокотившегося на броневой щит турельного пулемета головного «ХАМВИ» американской колонны.
Основное послание зрителям, которое с таким успехом донесли создатели фильма, было простым и доступным: «Русским нельзя иметь ядерное оружие». Потом, позже, некоторые начали вести отсчет именно с этого момента, с 27.12.2012, – с выхода ставшего столь популярным фильма на экраны американских кинотеатров. На самом деле это было, конечно, ерундой.
Настоящий и тоже уже далеко не предварительный отсчет начался многими месяцами раньше.

Такого фильма в реальности НЕ СУЩЕСТВУЕТ. Это в альтернативной реальности С. Анисимова он присутствует, придуманный самим автором, а все вышеизложенное -отрывок книги "За день до послезавтра", книга 1

Изучая свойства электрического тока, В.В.Петров присоединил медной проволокой к полюсам построенной им батареи два угольных стерженька (электрода) и сблизил их концы. Он увидел, как между ними появилась яркая дуга и осветила лабораторию. Когда ученый стал вводить в нее кусочки металлов, то они очень быстро расплавлялись. Явление электрического разряда между концами слегка разведенных углей Петров наблюдал как в воздухе, так и в других газах и вакууме. Это была так называемая вольтова дуга. Таким образом, честь открытия вольтовой дуги принадлежит В.В. Петрову, что следует из его книги «Известие о гальвани-вольтовских опытах», вышедшей в 1803 г.

В своей книге Петров не только описал открытое им явление, но и указал на возможность использования этого явления для освещения, плавки и восстановления металлов из их окислов, а тем самым впервые высказал мысль о практическом применении электрического тока. Однако электричество в те времена не стало ещё областью практических применений и поэтому исследования по электричеству в России не были продолжены.

В.В. Петров так описал открытое им явление: «Если на стеклянную плитку или скамеечку со стеклянными ножками будут положены два или три древесных угля, способные для произведения светоносных явлений посредством Гальвани-Вольтовской жидкости, и если потом металлическими изолированными направителями, сообщенными с обоими полюсами огромной батареи, приближать оные один к другому на расстояние от одной до трех линей, то является между ними весьма яркие белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются и от которого темный покой довольно ясно освещен быть может».

С этого момента и нужно начинать историю электротехники как самостоятельной отрасли техники. Из-за того, что книга Петрова была издана на русском языке, многие иностранные ученые не смогли ознакомиться с его открытием. Открытие Петрова было на десятилетие забыто, а имя В.В. Петрова, первого в мире человека, посмотревшего на электричество с позиций технических – с точки зрения пользы, которую электричество могло бы принести людям, было в то время вообще не известно за рубежом.

И только позднее, в 1810 г., эти опыты повторил английский ученый сэр Хэмфри Дэви, удостоившийся великого звания первооткрывателя электрической дуги и прославившийся тем, что самым гениальным его «открытием» был его ученик, великий Майкл Фарадей. Дэви приводил в соприкосновение два заостренных угля, которые были соединены с полюсами батареи, состоящей из 2000 элементов (рис. 7.1). Благодаря огромному выделению тепла угли накаливались докрасна. Когда же Дэви удалял их концы друг от друга, ток продолжал передаваться через раскаленный воздух от одного угля к другому, распространяя ослепительный свет, получивший название света Дэви, или вольтовой дуги. При этом источником света являлась не сама дуга, а раскаленные добела концы углей (рис. 7.2). Поскольку угли, между которыми образуется дуга, постепенно сгорают (положительный примерно вдвое быстрее отрицательного), впоследствии было изобретено устройство, автоматически приближавшее один уголь к другому, оставляя расстояние между ними все время постоянным.

Устройство, позволяющее поддерживать более-менее постоянное горение вольтовой дуги, послужило прообразом первых электрических источников света или так называемых дуговых электрических ламп.

Впервые вне лаборатории и классной комнаты электрическая дуга была применена в 1845 году в Парижской опере, чтобы воспроизвести эффект восходящего солнца. Успех был полный!!!

Самые первые электрические лампы – угольные дуговые – были созданы сэром Хэмфри Дэви в 1809 году. Два угольных стержня подключались к клеммам огромной батареи. В точке соприкосновения эти стержни раскалялись добела. Когда же их разводили на расстояние около 10 см друг от друга, между ними вспыхивала ослепительно белая световая дуга. Однако практическое применение угольные дуговые лампы нашли значительно позже. Первая стационарная лампа была установлена в 1862 году на маяке Дандженесс.

Павел Николаевич Яблочков (1847– 1894) – российский электротехник, изобретатель и предприниматель. По окончании Николаевского инженерного училища в 1866 году был направлен для прохождения офицерской службы в Киевский гарнизон, но из-за болезни вынужден был уйти в отставку. Изобрел (патент 1876 года) дуговую лампу без регулятора – электрическую свечу («свеча Яблочкова»), работал над созданием электрических машин и химических источников тока.

Первый дуговой источник света сконструировал в 1844 году французский физик Жан Бернар Леон Фуко. В ходе разработки конструкций дуговых ламп возникла задача регулировать расстояние между электродами. Наиболее простыми регуляторами были электромагнитные – первые электроавтоматические приборы. Получили распространение лампы с регуляторами комбинированного действия (электромагнитного и механического), например дуговая лампа русского изобретателя А.И. Шпаковского. В 1856 году эти лампы впервые успешно использовались для освещения большой площади перед Лефортовским дворцом во время коронационных торжеств в Москве. Но необходимо было так усовершенствовать конструкции дуговых ламп, чтобы они были простыми и надежными, доступными для широкого потребления. Успешное решение этой проблемы тесно связано с изобретением П.Н. Яблочковым «электрической свечи» – дуговой лампы без регулятора.

П.Н. Яблочков изобрел оригинальную дуговую электрическую лампу (рис.7.3), в которой угольные стержни были расположены не друг против друга, а параллельно, что позволило значительно надежнее сохранять неизменное расстояние между их концами. Угольные стержни были разделены изолирующей прослойкой. Концы стержней соединялись угольной пластинкой. При пропускании тока пластинка сгорала и между концами угольных стержней появлялась электрическая дуга. По мере сгорания углей изолирующая прослойка испарялась и светящаяся дуга не затухала. Изобретение П.Н. Яблочкова позволило включать источники света последовательно в общую цепь. Одна электрическая свеча могла гореть около 2 часов. При установке нескольких свечей в специальном фонаре, оборудованном переключателем для включения очередной свечи вместо перегоревшей, можно было обеспечить бесперебойное освещение в течение более длительного времени. Яблочков также установил, что для питания свечи лучше применять переменный ток, в этом случае при электродах одинакового диаметра получалась вполне устойчивая дуга.

В 1876 г. Яблочков получил патент на свое изобретение, названный «Система распределения токов для электрического освещения». Простота и удобство свечей Яблочкова (или, как их называли в мире, «русского света»), заменивших дорогие, сложные и громоздкие дуговые фонари с регуляторами для непрерывного сближения сгорающих углей, вызвали их повсеместное распространение, и вскоре они зажглись на улицах и площадях Парижа, Лондона и Берлина, а также Америки и даже Азии.

«Из Парижа, – писал Яблочков, – электрическое освещение распространилось по всему миру, дойдя до дворца шаха Персидского и до дворца короля Камбоджи». Это было подлинным триумфом русского изобретателя. В 1877 г.

Яблочков получил еще два патента на конструкцию электрической свечи и на систему распределения токов с использованием конденсаторов. В апреле 1879 г. в Петербурге на заседании Российского технического общества Яблочков сделал доклад о своих последних работах в области электрического освещения, а через две недели там же прочел публичную лекцию на тему «Об электрическом освещении». Именно 1879 г. был годом наибольших успехов и наибольшей славы Яблочкова.

Впоследствии Кертинг и Маттисен в Лейпциге создали усовершенствованную конструкцию дуговой лампы (рис. 7.4), в которой обеспечивается постоянство сопротивления вольтовой дуги. Регулировочный механизм состоит из двойной катушки а, соединенной с системой зубчатых колес b . Вся система может поворачиваться вокруг неподвижной оси f , а также отклоняться вправо и влево под влиянием силы натяжения сердечника c . Если при возникновении тока угли соприкасаются, то возникающий сильный ток приводит в действие отклоняющую систему, разводящую угли на строго фиксированное расстояние. По мере сгорания углей вольтова дуга удлиняется и отклоняющая система реагирует на изменяющийся ток, плавно уменьшая расстояние между углями. Плавность перемещения углей обеспечивается наличием воздушного тормоза l с противовесом m из тяжелых металлических пластинок.

Однако из-за серьезных технических проблем, возникших в процессе эксплуатации (наличие открытой дуги, необходимость применения только переменного электрического тока для достижения равномерного сгорания угольных стержней, сложность механической конструкции и др.), а также в связи с появлением электрических ламп накаливания применение электрических свечей оказалось весьма ограниченным. В частности, серьезным недостатком конструкции дуговых ламп было значительное испарение угля стержней под воздействием кислорода на открытом воздухе при возникновении вольтовой дуги.

Практичный американец Джандус первым преодолел эту трудность поразительно просто, поместив под колпаком не всю лампу, а только вольтову дугу, оставив контакты угольных стержней вне закрытого сосуда. При возникновении дуги угольный пар, окисляясь небольшим количеством кислорода, имеющимся в замкнутом объеме, образует угольную кислоту. Кислота, смешиваясь с азотом воздуха, образует нейтральную атмосферу, в которой и происходит дальнейшее горение вольтовой дуги. Кроме того, в этом случае значительно изменяется весь характер процесса горения. Угольные стержни сгорают абсолютно одинаково, само горение проходит более плавно и устойчиво, а длительность горения при одинаковом размере стержней увеличивается в 10–20 раз.

На рис. 7.5 показана усовершенствованная лампа Кертинга с закрытой дугой, имевшая широкое распространение в Германии в конце XIX века.

С привлечением дуговых ламп различной конструкции были проведены первые опыты уличного освещения с помощью электрического тока (рис. 7.6, 7.7).

Однако из-за большой сложности конструкции, необходимости мощного источника тока для образования вольтовой дуги и невозможности гибкого «дробления света» дуговые лампы использовались преимущественно в качестве мощных источников освещения (например на морских маяках). На рис. 7.8 показан общий вид такого морского маяка, свет от мощных дуговых ламп которого был виден на расстоянии в 17 морских миль.