Задание 55

Физика А.В. Перышкин

Подготовьте доклад на одну из тем (по выбору):
 — История развития электрического освещения
 — Использование теплового действия электрического тока в устройстве теплиц и инкубаторов

История развития электрического освещения»

Электрическое освещение имеет сравнительно небольшой возраст — около 200 лет.

Сначала была получена электрическая дуга В. В. Петровым в 1802 г., которая до сих пор используется в мощных прожекторах. Затем была изобретена лампа А. Н. Лодыгина, примененная в Петербурге для освещения улиц в 1873 г. Т. Эди­сон усовершенствовал незначительно ее и запа­тентовал изобретение в 1879 г. как лампу на­каливания в баллоне с откаченным воздухом. Задолго до Эдисона, американец К. В. Штарр подал в 1845 году в Великобритании заявку на патент, в описании которой говорится о том, как, поместив тело накала в вакууме и подведя к нему два электрода, можно довести его до свечения. А в 1854 г, то есть за 25 лет до Эдисона владе­лец часового магазина в Нью-Йорке, германский эмигрант Генрих Гебель представил в Нью-Йорке первые, подходящие для практического примене­ния лампы накаливания с угольными нитями со сроком горения около 200 часов. Он впервые применил лампы для рекламных целей. Для ни­ти накаливания он применил тонкую обугленную бамбуковую нить, помещенную в вакуум. Вместо колбы Гебель из соображений экономии использо­вал сначала флаконы от одеколона, а позднее — стеклянные трубки. В начале XX века появились лампы накаливания, заполненные аргоном и крип­тоном, что значительно увеличило срок службы этих ламп.

Люминесцентная лампа — газоразрядный ис­точник света, световой поток которого опреде­ляется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разря­да. Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Срок службы люминесцентных ламп может до 20 раз превы­шать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропита­ния, балласта и соблюдения ограничений по числу коммутаций, в противном случае быстро выходят из строя. Наиболее распространённой разновид­ностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора. Широкого коммерческого использо­вания она достигла к 1938 году. При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы, возникает электрический разряд приводящий к по­явлению УФ-излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобра­зуют в видимый свет с помощью явления лю­минесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ-излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять отте­нок свечения лампы. В последнее время все чаще стали применяться лазеры (изобретение XX века), как квантовые источники света во всевозможных шоу, для получения объемных изображений — голограмм, в некоторых средствах отображения информации.

 

Обогрев теплиц и инкубаторов

Тепловое действие электрического тока исполь­зуется в сельском хозяйстве для обогрева теплиц и инкубаторов.

Теплица — это помещение, предназначенное для выращивания различных растений, съедобных и цветов, в котором поддерживается нужная для растений температура круглый год, что позволяет вне сезонов снимать урожаи неоднократно. Один из существующих способов обогрева теплиц — кабельный обогрев.

Кабельный обогрев — это относительно недо­рогой, экономичный и надежный способ обогрева теплиц, при котором для предотвращения ухо­да тепла в грунт необходим слой теплоизоляции, причем в качестве материала теплоизоляции вы­бирается материалы, которые не впитывают влагу, например, пенополистирол, либо пенополиэтилен толщиной 5—10 см. Сверху слой теплоизоляции закрывается полиэтиленовой пленкой, играющей роль гидроизоляции. Поверх укладывается слой песка толщиной примерно 10 см, внутри которо­го лежит нагревательный кабель так, чтобы слой песка над кабелем был не менее 5 см. Шаг уклад­ки кабеля примерно 15 см. Поверх слоя песка укладывается сетка-рабица для защиты кабеля от повреждений. Затем насыпается слой плодородного грунта толщиной 20—25 см. Для регулирования температуры используются терморегуляторы.

Икубатор представляет собой шкаф, где по ярусам на специальных лотках размещены яй­ца. Он обогревается с помощью нагревательных проволочных спиралей, по которым пропускается электрический ток. Автоматически поддерживается температура в интервале от 37,7 до 38°С, для это­го используют терморегуляторы с биметаллической пластинкой или другого типа. Биметаллическая пластинка терморегулятора сделана из двух раз­нородных металлических пластин, например же­лезной и из сплава инвара и закреплена с одно­го конца. Когда температура в инкубаторе ниже нормы, биметаллический терморегулятор замыка­ет контакты электрической цепи и ток проходит по нагревательным спиралям. Если температура терморегулятора больше заданной, биметалличе­ская пластина так изгибается в сторону менее удлинившегося слоя, что отходит от контакта. Электрическая цепь нагревателя размыкается; она остается в таком положении до тех пор, пока тем­пература не ниже нормы; тогда биметаллический терморегулятор снова замкнет цепь.