Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 12 dotazů obsahujících »zářivk«
7) Proč je v síti frekvence 50Hz?
07. 01. 2004
Dotaz: Zajímalo by mě, proč má elektrická síť frekvenci frávě 50Hz. Jak přišli na to,
že to má být zrovna 50Hz, když je to frekvence dost nevýhodná. Například pro
trafa při ní vychází velký počet závitů a velké jádro, takže je trafo neúčinné a
rozměrné. U tlumivek a kondenzátorů je to podobné. Zde by byla lepší frekvence
zhruba několik set Hz. Druhá věc je, že 50Hz je vidět, takže nekvalitní nebo
staré žárovky, zářivky a výbojky blikají (pokud není frekvence dokonale sdružena
na 100Hz). Také televize při 50Hz má blikavý obraz. Zde by bylo na místě alespoň
tak 70 až 90Hz (nebo rovnou 100, aby se to zaokrouhlilo). 50Hz není výhodné ani
pro motory (jsou rozměrné) a usměrňovače - opět obrovské kondenzátory. atd. Tak
by mě tedy zajímalo, jak se přišlo zrovna na 50Hz? (Dan)
Odpověď: Marně hledám historickou odpověď na otázku, proč má střídavé napětí v Evropě
užívané 50Hz a v Americe, v Japonsku a jinde 60 Hz. Průkopníkem střídavého
proudu byl Nikola Tesla. Zabýval se točivým magnetickým polem, měl
patentovány motory, transformátory a přenos elektrické energie vůbec pomocí
střídavého proudu. Přenos elektrické energie po transformaci na vysoké
napětí se všeobecně prosadil vzhledem ke snížení ztrát Jouleovým ohřevem i
když vytrvalým zastáncem stejnosměrného proudu byl sám Thomas Alva Edison.
Nenalezl jsem však nikde zmínku o tom, že by to měl být střídavý proud právě
o 50 nebo 60 Hz. Může to souviset s tehdejší běžnou rychlostí otáčení
generátorů se 3 cívkami a frekvence pak byla konvenčně zavedena tak, aby se
dala dobře realizovat. Nyní s ohledem na propojení energetických soustav je
globální možnost změny frekvence nereálná, být by přinášela některé výhody.
Lokálně, tam, kde je to výhodné (úsporné zářivky, střídačové napájecí
zdroje), se pracuje s vyššími frekvencemi. Pokud by se pro dálkový přenos
používaly výrazně vyšší frekvence, vznikaly by problémy s vyzařováním,
interferencemi a také s nepřizpůsobením délky vinutí a vlnové délky
střídavého proudu.
Dotaz: Reaguji tímto na dotaz "Modrá zářivka". Možná se mýlím, ale
nepřipadá mi, že by tato zářivka nějak intenzivně zářila v UV oblasti. UV
záření se prozradí intenzivní vůní ozónu (zkuste si to s "horským sluníčkem",
nebo i s EPROM eraserem, který má výkon okolo 1 W). I tyto "modré" zářivky
jsou plněny rtuťovými parami a žádný ozón u nich cítit není. Možná, že sklo
zářivky zadržuje kromě viditelného světla i tvrdší UV, které je schopno
produkovat ozón. Ionizační energie kyslíku je poměrně vysoká, 13,6 eV, tudíž
bych předpokládal poněkud vyšší energii fotonů vhodných pro výrobu ozónu,
měkké UV na to asi nestačí. Rtuť má ve spektru několik čar v UV, zejména na
2537 A, vznikající přechodem 3P1-> 1S0, ale nemyslím, že tato by byla
zodpovědná za výše dotazovaný efekt. Amatérskými prostředky (CDčkem) jsem
zjistil ve rtuťovém spektru jednu čáru (nebo dvě těsně vedle sebe) téměř
přesně na hranici mezi UV a viditelným světlem (fialovější než fialová
:-).Pokud by existovala silnější čára ve velmi blízké UV oblasti, pak pro
přesun fotonů do viditelného světla by pak možná stačil Comptonův jev. (??) (Slavibor Mělnický)
Odpověď: Myslím, že si sám odpovídáte. Samozřejmě že "ultrafialové světlo" je
široký pojem; pro můj účel stačí cokoli, co má sice dostatečnou
intenzitu pro nějakou tu fluorecsenci, ale přitom už je to natolik mimo
oblast citlivosti oka, že si to neuvědomujeme. A nemusí to být ani tak
"tvrdé", aby to vytvářelo ozon, aby nám to vyrábělo rakovinu kůže apod.
Comptonův efekt to nebude, to si spočítejte z energiových úvah. Ale je
to fluorescence - molekula nebo jiná mikrostruktura je jedním UV fotonem
odpovídajícím frekvenci f a nesoucím tedy energii E=hf uvedena do
vzbuzeného stavu s energií E, ale než dojde k přechodu zpátky (a tím
vyzáření fotonu odpovídající frekvence), ztratí molekula vhodným
mechanismem část energie a má tedy energii jen o E1 < E větší než
nenabuzený stav. Vyzářený foton tedy odpovídá světlu s nižší frekvencí f1
= E1/h < f, a už ho proto můžeme vidět.
Dotaz: Nedávno mě zaujal efekt "modré zářivky", která zvýrazní hlavně bílé
plochy objektů (případně i jiné barvy), ale sama o sobě vydává minimální
viditelné světlo. Na jakém principu tento jev funguje? Jedná se o triviální
modrý filtr nebo jde o speciální zářivku s jiným spektrem světla? Jaké
vlastnosti musí splňovat povrch tělesa, aby "bylo také zvýrazněno", tzn. aby
se jevilo jako zdroj světla při tomto osvětlení? (Pavel Faltýnek)
Odpověď: "Modrá zářivka" by se spíš mohla jmenovat "ultrafialová" (UV), aby bylo
ihned jasné, čím to je. Stačí k tomu rtuťová výbojka, ta vydává hodně UV
světla. My UV světlo přímo nevidíme, takže se nám zdá, že je naprostá
tma. Mnoho látek ale fluoreskuje - přijme UV světlo (které má díky
kratší vlnové délce fotony s větší energií) a vydá světlo viditelné, s
delší vlnovou délkou (a s fotony o energii menší než bylo to UV). Tím se
stane, že "v naprosté tmě září různé předměty pestrými barvami".
Jásavé barvy (zvláště modrou a fialovou) dávají nejrůznější
bělidla, co
se dávají do prádla při praní. Proro vám bude bílá košile třeba oslnivě
bleděmodře zářit. Ale pozor, tuk a pot taky fluoreskují, zpravidla se
mastné fleky projeví na jásavě modrém podkladu jako žlutavé skvrny,
nikterak půvabné.
Dotaz: Zajímalo by mně, jaké maximální napětí a proud může dávat školní Ruhmkorfův
induktor, a jestli je toto napětí nebezpečné. Pokud není nebezpečné, může
Teslův transformátor připojený k tomuto induktoru být nebezpečný ?
V souvislosti s Teslovým transformátorem jsem slyšel o "bezpečnostním jiskřišti".
Co to je ? Jak se dá multimetrem změřit proud v obvodu vysokého napětí ?
(Pavel Tomáško)
Odpověď: Napěťový pík běžných školních tranformátorů je řádově desetitisíce
voltů, Teslova transformátoru k němu připojeného pak asi o řád
vyšší. Ani v jednom případě však nejde o nebezpečí vážného úrazu při
manipulaci. Proudy z Ruhmkorfova induktoru jsou malé (nic příjemného
to neni, ale ne bezprostředně nebezpečné, leda z leknutí), napětí z
Teslova transformátoru je vysokofrekvenční a tam dokonce ani nic
neucítíme, protože tyto proudy běží po povrchu (skinefekt). Při
předvánoční produkci pro mladé debrujáry si to všichni účastníci sami
vyzkoušeli a hrdě mávali zářivkou, která jim svítila v ruce.
Dotaz: Proč jsou starší typy zářivek lidskému zraku škodlivé ? Jde o vlnovou délku světla? (Tomas Voltr)
Odpověď: "Škodlivé zářivky" je asi trochu silné slovo, ale
škodlivé vlivy jsou nevhodné spektrální složení
viditelného světla, eventuálně pronikající ultrafialová
složka a "mrkání" zvláště déle používaných
zářivek.
