III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В БЫТОВЫХ УСЛОВИЯХ
Ионов Н.И.
Автор работы награжден дипломом победителя первой степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Еще в начале ХХ века помещения освещались керосиновыми лампами, свечами, лучинами. Благодаря массовой электрификации страны в 20-е годы

лампочка стала привычным и не заменимым предметом повседневного быта.

На наше счастье пришла эпоха электричества, которая дарит не только яркий свет, но и разнообразие освещения.

Во всем мире остро стоит проблема снижения электропотребления.

2017 год –это год экологии в России. Один из способов улучшить экологическую обстановку на Планете и сэкономить энергию- это переход от ламп накаливания к лампам энергосберегающим.

Это приведет не только к сокращению потребления нефти и природного газа, но и к финансовой экономии человека, так как идет постоянное повышение цен и тарифов на электроэнергию.

Выдвигаемая гипотеза: если знать все плюсы и минусы каждого вида ламп, то у нас представится возможность сделать правильный выбор при приобретении электролампы.

Цель моей работы: изучить достоинства энергосберегающих ламп, перед лампами накаливания.

Задачи работы:

- изучить строение и характеристики ламп накаливания и энергосберегающих ламп

- выявить преимущества и недостатки ламп.

- провести сравнительный анализ

1.Устройство лампы накаливания.

На рисунке 1 (см. приложение 1) изображена лампа накаливания (ЛН).

Концы спирали 1 приварены к двум проволокам, которые проходят сквозь стержень из стекла 2 и припаяны к металлическим частям цоколя 3 лампы: одна проволока – к винтовой нарезке, а другая- к изолированному от нарезки основанию цоколя 4. Для включения лампы в сеть её ввинчивают в патрон.

Внутренняя часть патрона содержит пружинящий контакт 5, касающийся основания цоколя лампы и винтовую нарезку 6, удерживающую лампу.

Пружинящий контакт и винтовая нарезка патрона имеют зажимы, к которым прикрепляют провода от сети.

Основная часть всякого нагревательного электрического прибора- нагревательный элемент. Нагревательный элемент представляет собой проводник с большим удельным сопротивлением, способный выдерживать, не разрушаясь, нагревание до высокой температуры. Чаще всего для изготовления нагревательного элемента применяют сплав никеля, железа, хрома и марганца, известный под названием «нихром». Удельное сопротивление нихрома примерно в 70 раз больше удельного сопротивления меди. Большое удельное сопротивление нихрома дает возможность изготовлять из него весьма удобные малые по размерам- нагревательные элементы.

2.Устройство люминесцентной лампы.

Газоразрядные- это лампы, в которых свечение создается вследствие электрического разряда в газе, парах металла или в смеси газа и паров металла. Люминесцентные лампы относятся к типу газоразрядных ламп низкого давления.

Люминесцентная лампа на рисунке 2 (См. приложение 2) представляет собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути и инертный газ-аргон. На внутреннюю поверхность трубки нанесено специальное вещество-люминофор. Сначала электрический разряд, воздействуя на пары ртути, генерирует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое люминофор преобразует в уже видимый человеческим глазом свет. Форма таких ламп бывает различной: спиралевидная или вилочная. На рис. 2 (См. приложение 2) показан вид вилочной формы.

На рис.3 изображена спиралевидная лампа (См. приложение 2)

Люминесцентная лампа соединила в себе лучшие свойства ламп накаливания и обычных люминесцентных ламп удлиненной формы.

3. Преимущества люминесцентной лампы перед лампой накаливания.

Изучение литературы по рассматриваемой теме помогло мне выяснить преимущества люминесцентной лампы:

а) Световая отдача компактных ЭСЛ в среднем в пять раз больше, чем у лампы накаливания. К примеру, световой поток люминесцентной лампы 20 Ватт приблизительно равняется световому потоку лампы накаливания в 100 Ватт. Компактные ЭСЛ потребляет примерно на 80% электроэнергии меньше без потери привычного уровня освещенности.

б) Строение и принцип работы компактных ЭСЛ принципиально отличаются от ЛН, поэтому срок ее работы в среднем в 6-15 раз выше, чем у лампы накаливания и составляет от 6 до 12 тысяч часов. Поскольку компактные ЭСЛ нужно заменять значительно реже, их удобно использовать в светильниках, расположенных в труднодоступных местах.

в) Компактная ЭСЛ светит, но не греет. ЭСЛ выделяют гораздо меньше тепла, чем ЛН. Поэтому их можно смело использовать в светильниках и люстрах чувствительных к перегреву – в таких светильниках от ламп накаливания с высокой температурой могут плавиться пластмассовая часть патрона, провод или элементы отделки.

г) Площадь поверхности компактных ЭСЛ больше, чем площадь поверхности спирали накаливания. Благодаря этому свет распределяется по помещению мягче и равномернее, что снижает утомляемость глаз.

д) Наконец, компактные ЭСЛ различаются по цвету свечения и могут давать теплый свет, подходящий для расслабления дома или в ресторане, дневной (белый с голубоватым оттенком) и естественный, который способствует концентрации и работе и подходит для офисов, торговых и спортивных залов.

4. Экспериментальная проверка выделения тепла

Порядок работы:

Шаг 1. Расстелить белую ткань на столе.

Установить светильник на столе у края ткани.

Шаг 2. Расположить термометр, так чтобы на него попадал свет, и измерить расстояние от лампочки до него.

Шаг 3. Убедиться, что лампа выключена из сети электропитания и ввернуть в нее наименее мощную лампу накаливания.

Шаг 4. Измерить начальную температуру и записать ее.

Шаг 5. Направить лампу на термометр и включить ее.

Шаг 6. Пусть лампа светит на термометр в течение 5 минут.

Шаг 7. Наблюдать, что происходит. Через пять минут посмотреть на термометр и записать итоговую температуру.

Шаг 8. Все измерения провести также с лампой энергосберегающей

Оборудование, которое я использовал в работе : (См. приложение 4 )

1. Настольный светильник.2. Лампочки накаливания различной мощности — 60 Вт, 75 Вт.3. Компактные флуоресцентные лампы мощностью — 15 Вт и 20 Вт.4. Термометр.5. Линейка для измерения расстояния от термометра до лампочки.6. Кусок белой материи.

7. Секундомер для замера времени (сотовый телефон)

При выполнении шагов 1-8 были получены следующие результаты:

(См. приложение 3, таблица№1 и №2)

Вывод: по результатам исследования лампочки накаливания помимо света вырабатывают и тепло. Чем больше мощность лампы, тем больше температура нагрева. Компактные люминесцентные лампочки в отличие от своих «родственников», выделяют небольшое количество тепла, а значит, являются более энергосберегающими. Люминесцентные лампы выделяют небольшое количество тепла потому, что не используют спирали, для накаливания которой используется высокое сопротивление.

5. Математические вычисления

В своей работе я так же проделал и математические вычисления. Рассчитав примерные часы горения ламп в квартире в день. Свои вычисления записал в таблицу. (См приложение 3, таблица №3 ). На основании этих расчетов можно сделать вывод, что экономия электроэнергии в год, очевидна.

Заключение

В своей работе я изучил выделение тепла лампами накаливания и энергосберегающими лампами. Лампочки накаливания помимо света вырабатывают и тепло. Чем больше мощность лампы, тем больше температура нагрева. Люминесцентные лампы выделяют небольшое количество тепла потому, что не используют спирали, для накаливания которой используется высокое сопротивление.

Люминесцентные лампы экономичнее в потреблении энергии и безопасны по сравнению с лампами накаливания.

Нашу жизнь невозможно представить без искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп. Экономия ресурсов потребовала создание инновационных решений в области энергии. Так и появились энергосберегающие лампы.

Оплата коммунальных услуг это главные расходы любой семьи, в число которых входит и плата за потребляемую электроэнергию.

Поэтому, всё изложенное выше позволяет задуматься о последствиях введения в оборот энергосберегающих ламп везде……..

Список литературы

1.Безель. журнал «Техника и оборудование» 2006г.

2.Домашний мастер «Электричество в доме и на даче»

3.Туровец. «Большая энциклопедия школьника»

4.Федеральный закон РФ от 23.11.209 №261-Ф3ст 10

5.Энциклопедия «Обо всем на свете»

6. Энциклопедия для мальчиков.

7.Росмэн «Наука энциклопедия»

8.Макарова Задачник по моделированию.

9.Wikipedia.ru

10. Словарь терминов

11. Плакаты, ролики, рекламы по пропаганде энергосбережения.

12. Квитанция по оплате коммунальных услуг.

13. Справочник школьника 5-11 класс.

14. Томилин Рассказы об электричестве

15. Журнал «Наука и техника»

Приложение 1. Рисунок 1

Приложение 2. Рисунок 2

Рисунок 3

Приложение 3

Таблица 1

Изменение температуры при использовании ламп накаливания

различной мощности

Первоначальная

температура, С

28

28

Итоговая

температура, С

30

32

Мощность лампы

накаливания,Вт

60

75

Таблица 2

Изменение температуры при использовании компактных люминесцентных ламп различной мощности

.

Первоначальная

температура, ˚С

28

28

Итоговая

температура, ˚С

28

28

Мощность

люминесцентной лампы, Вт

15

20

Таблица 3

Лампа накаливания

8часх365дней

2920часх60Вт

175200Вт

Лампа энергосберегающая

8часх365дней

2920часх12Вт

35040Вт

Приложение 4