Как работает светофор

Свет, который «несёт» сигнал

Светофор — светосигнальный аппарат для регулирования движения транспорта и пешеходов. Он разрешает или запрещает движение в определённом направлении на небольшое время^[1]. Название составлено из русского «свет» и греческого φορέας — «несущий»^[1].

Светофоры есть не только на дорогах: ими регулируют движение на железной дороге, на воде и на пешеходных переходах ^[1].

Три огня и их порядок

Самый привычный светофор — три круглых сигнала^[1]:

• красный — запрещает ехать за стоп-линию;
• жёлтый — предупреждает, что сейчас загорится красный, нужно сбросить скорость;
• зелёный — разрешает движение.

Во многих странах, и в России тоже, перед зелёным на короткое время загораются красный и жёлтый вместе, а мигающий зелёный предупреждает о скором жёлтом^[1].

Порядок огней строго закреплён: при вертикальном расположении красный всегда сверху, зелёный снизу; при горизонтальном красный слева, зелёный справа^[1]. Так сигнал можно узнать не только по цвету, но и по положению. А в Осло для пешеходов на красном сигнале рисуют сразу две стоящие фигуры, чтобы его поняли и люди с дальтонизмом^[1].

Кто переключает огни

Внутри светофорного шкафа на перекрёстке стоит контроллер. Простейшие работали по таймеру, как часы. Современные получают сигналы от датчиков: например, от индукционных петель в асфальте, которые «чувствуют» машину над собой, и переключают огни по фактическому потоку^[2].

Между зелёным для одного направления и зелёным для другого обязательно есть пауза — несколько секунд, часто «всем красный». Она нужна, чтобы перекрёсток успел освободиться. Её длина зависит от размера перекрёстка и составляет обычно от 2 до 5 секунд^[2].

Если светофоры на улице связаны, их можно настроить на «зелёную волну»: машина, которая едет с нужной скоростью, попадает на зелёный на каждом перекрёстке^[2][1]. В СССР централизованное управление светофорами и «зелёная волна» появились к 1970-м годам^[1].

Лондон, 1868: светофор, который взорвался

Первый светофор поставили в декабре 1868 года в Лондоне у здания Парламента. Придумал его Джон Пик Найт — специалист по железнодорожным семафорам. Это и был семафор: две стрелки, поднятые горизонтально, значили «стоп», опущенные на 45° — «двигайтесь осторожно». В темноте светил вращающийся газовый фонарь — красным или зелёным. Управлял им вручную полицейский^[1][2].

Но уже 2 января 1869 года газовый фонарь взорвался и ранил полицейского. Светофор убрали ^[1][2].

Электричество и жёлтый сигнал

Электрический светофор с красным и зелёным огнями разработал в 1912 году полицейский из Солт-Лейк-Сити Лестер Вайр^[1][2]. 5 августа 1914 года в Кливленде на перекрёстке 105-й улицы и Евклид-авеню поставили четыре электрических светофора. При переключении они подавали звуковой сигнал, а управлял ими полицейский из стеклянной будки^[1].

Жёлтый сигнал появился в 1920 году: трёхцветный светофор на четыре стороны сделал Уильям Поттс в Детройте^[2][1]. В Европе такие светофоры впервые поставили в 1922 году — в Париже и Гамбурге^[1].

Светодиоды

Раньше в светофоре стояла обычная лампа накаливания с зеркальным отражателем и цветным стеклом ^[2]. В середине 1990-х появились достаточно яркие зелёные светодиоды, и светофоры стали светодиодными^[1]. Они потребляют меньше энергии и не гаснут целиком: если сгорит один светодиод, сигнал просто станет чуть тусклее^[2].

Но есть и неожиданная проблема: светодиоды почти не греются, и снег на них не тает. Поэтому для зимы придумали светофоры с подогревом стекла^[2].

Как устроены сами светодиоды — в статье «Как работает светодиодная лампа».