Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2001 № 09

Поле катушки Томпсона допустимо рассматривать и как сверхдлинную электромагнитную волну. Но тогда мы должны рассчитывать ее отталкивающее действие по формулам П.Н.Лебедева для светового давления и…получим величину, в миллион раз меньшую, чем наблюдаемую нами на практике! Но ведь формулы Лебедева проверены на опыте. Остается предположить, что школьный эксперимент указывает возможность иного типа взаимодействия электромагнитных волн с веществом. Когда силы взаимодействия значительно больше, чем наблюдаемые при обычном отражении или поглощении. Представьте себе, что прибор, чем-то похожий на катушку Томпсона, действует на сверхпроводящее кольцо и удерживает его на огромной высоте или даже выводит на орбиту! Над этим стоит подумать!

А.ИЛЬИН

Рисунки автора

Чаще всего случается именно так — повернули выключатель, и тут вспышка, щелчок и — темнота. Отчего нити накала перегорают именно в момент включения? Дело в том, что сопротивление холодной нити раз в десять ниже ее сопротивления в накаленном состоянии, отчего в момент включения создается значительный бросок тока; мгновенно выделяется тепловая энергия, на порядок выше номинальной мощности. И если вы «угадали» щелкнуть выключателем в тот миг, когда сетевое напряжение достигает амплитудного значения, возникают электродинамические силы, способные разорвать перегруженную нить.

Нетрудно догадаться, что сохранить лампу помогло бы включение последовательно с лампой некоего токопроводящего элемента, начальное сопротивление которого существенно выше «холодного» сопротивления нити накала. По мере ее прогрева сопротивление «пускового» элемента должно падать до нуля, чтобы далее лампа нормально светила.

Как изменяется во времени сопротивление нити, показывает кривая 1 на рисунке 1.

Видно, что быстрый рост сопротивления нити происходит примерно через 0,03 секунды после подачи напряжения, а выход на близкий к номинальному уровень — примерно через 1 секунду. В качестве токоограничителя R1 еще несколько лет назад у нас была разработана кремниевая «таблетка» массой 0,007 г с начальным сопротивлением 110 Ом. Ее Ом-секундная характеристика изображена на рисунке 1 кривой 2 .

Характер изменения общего сопротивления «таблетки» и нити 100-ваттной лампы ELI иллюстрирует кривая 3 на том же рисунке. Поскольку общее начальное сопротивление возрастает вчетверо, во столько же раз снижается ток, чем значительно облегчается «стартовый» режим работы лампы. Кремниевые токоограничители можно монтировать как внутри ламповой колбы, так и встраивать в токопроводящий патрон. Как показал эксперимент, «таблетки» увеличивают срок службы ламп накаливания до двух лет. Однако «таблеток» пока нет, и вряд ли они скоро появятся в продаже. Продлить век ламп накаливания могут несложные токоограничители из доступных электронных узлов. Принципиальная схема одной из подобных конструкций приведена на рисунке 2.

Устройство может быть выполнено в виде приставки, монтируемой внутри подставки настольной лампы или корпуса бра. Здесь функцию резистора с переменным сопротивлением, включенным последовательно с лампой ELI, выполняет тринистор VS1, включенный за выпрямителем VD3.

Импульсную команду на управляющий электрод тринистора подает аналог однопереходного транзистора, построенный на доступных биополярных транзисторах VT3, VT4.

Плавное, в течение 5…10 секунд нарастание тока лампы (и яркости ее свечения) задается цепочкой R1, C1; растущее на конденсаторе С1 напряжение постепенно приоткрывает составной транзистор VT1, VT2, все более ускоряя моменты срабатывания пары VT3, VT4 и отпирания тринистора.

Не исключено, что в перспективе может найти место необычный метод первоначального ограничения тока ламп, используя аналоги самовосстанавливающихся предохранителей типа MF-R, MF-S, выпускаемых фирмой Bourns . Они имеют небольшое сопротивление при номинальном токе, но уже при пятикратном броске тока их сопротивление возрастает до нескольких мегом. На рисунке 3 видно, что для защиты нити лампы предохранитель FU1 включается параллельно ей.