Исследовательский проект "Мигающий светодиод" (10 класс, программа дополнительного объединения "Мехатроника"

Муниципальное  общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 1 Исследовательский проект  по теме «Мигающий светодиод» выполнил ученик  10 А класса – Фадеев Олег руководитель: педагог дополнительного образования  «Мехатроника» Зобнов Михаил Федорович г. Егорьевск 2019 г Содержание 1. Введение 2.Основная часть. Ход исследований. 2. 1 Устройство и принцип работы осветительных ламп   Лампы накаливания  Галогенные лампы накаливания  Люминесцентные лампы    Энергосберегающие лампы  Светодиодные лампы    Сравнительная характеристика осветительных ламп. Экономический эффект Достоинства и недостатки ламп накаливания, галогенных, люминесцентных,  светодиодных ламп  Влияние осветительных ламп на здоровье человека 2. 2  Исследовательский этап  Интервью с работниками магазина «Свет» г. Егорьевска Опыт по выявлению освещенности и коэффициента пульсации ламп 3. Заключение.  4. Источники информации Введение Светодиодные лампы в наше время являются популярными. Поскольку они  подходят всем, кто ценит свои финансы и любит жить в комфорте, не думая каждый раз,  когда в следующий раз надо будет менять лампочку в осветительных приборах. Анализ табличных данных, несложные расчёты показывают: настоящее и будущее — за светодиодами! Цель исследования: изучить устройство и работу осветительных ламп, оценить их  достоинства и недостатки, влияние на здоровье человека и сделать брошюру о них. Объект исследования: использование в быту осветительных ламп. Предмет исследования: экология и здоровье человека при использовании осветительных  ламп Гипотеза: если найти хорошие во всех отношениях осветительные лампы, то можно  сохранить здоровье человека и экономно расходовать электроэнергию. Задачи: 1.Изучить устройство и принцип работы осветительных ламп: накаливания, галогенных,  люминесцентных (энергосберегающих), светодиодных. 2.Выявить экономический эффект при использовании этих ламп. 3.Рассмотреть их преимущества и недостатки. 4.Изучить влияние осветительных ламп на здоровье человека. ПЛАН     РАБОТЫ Подобрать литературу по вопросу. Изучить теорию вопроса. Посетить специализированный магазин по продаже светотехнического  оборудования. Взять интервью у работников магазина по проблеме исследования. Провести эксперимент по этому вопросу Обработать информацию. Анализ и оценка полученных результатов. Сделать вывод. Участвовать в школьной научно­ практической конференции «Открытие». 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Основная часть 2. 1 Устройство и принцип работы осветительных ламп 1.Принцип действия и устройство ламп накаливания Принцип действия ламп накаливания это преобразование электрическойэнергии в световую  энергию. Нить разогретой лампы достигает температуры2600 ­ 3000  ºС и не плавится, т.к. температура плавления вольфрама (3200 –  3400) превышает температуру плавления нити накала. В лампах накалапреобладает желтый  и красный спектр лучей. Баллоны ламп заполняются  инертным газом, в среде которого вольфрамовая нить не окисляется. При включении лампы накаливания, нить из вольфрамовой проволокираскаляется (2600 ­  3000ºС) проходящим  через нее током, и лампа начинаетсветиться. Спираль укреплена на электродах, и один из н их припаян кметаллической гильзе цоколя, другой – к металлической контактнойпластине.  Их разделяет между собой изоляция. Ток, преодолеваяэлектрическое сопротивление нити,  раскаляет ее. Для того чтобы спиральбыстро не перегорела, стеклянный баллон заполняетс я инертным газом:криптоном; азотом; аргоном; смесью азота, ксенона, аргона. Лампы накаливания вакуумируются  или заполняются, и имеют своебуквенное обозначение: Г­газонаполненная; Б– без спиральн ая; В–вакуумная; БК–без спиральная криптоновая; ДБ–диффузная; МО­ местногоосвещения. 2.Галогенная лампа накаливания Галогенная лампа от лампы накаливания отличается тем, что имеет меньшие габаритные  размеры, более высокий КПД и в несколько раз больший срок службы. Практически это та  же лампочка "Ильича", но улучшена с учетом последних достижений науки и техники.  Колба галогенной лампочки сделана из кварцевого стекла и заполнена под давлением  парами галогенов брома или йода, благодаря чему срок службы галогенных лампочек  доведен до 4000 часов, а температура накала спирали достигает 3000°К. В галогенной лампочке вольфрамовая нить тоже при нагреве испаряется, но в отличие от  простой лампочки накаливания, облачко из вольфрама благодаря вступлению в  химическую реакцию с галогенами при высокой температуре, возвращается опять на нить  накала. Благодаря такому процессу, появилась возможность изготавливать миниатюрные  лампочки большой мощности, повысить КПД до 15% и увеличить срок эксплуатации до  4000 часов, а с применением ограничителей броска тока при включении галогенной  лампочки (сопротивление нити накала в холодном состоянии в десять раз меньше, чем в  нагретом) до 12000 часов. Спектр излучения галогенных лампочек более естественный, чем простых лампочек накаливания и они являются идеальным искусственным источником  света для выполнения работ, связанных с цветом, например для художников. Так как колба лампочки сделана из кварцевого стекла, то она при свечении излучает ультрафиолетовые  лучи, что позволяет под ней даже загорать. Рекомендации по эксплуатации галогенных лампочек: Галогенные лампочки, рассчитанные на напряжение 220     В, подключатся непосредственно к   эклектической сети, а так как в бытовой сети случаются броски напряжения, то лампочки  быстро перегорают. Поэтому советую применять галогенные лампочки на напряжение 12       В с понижающим трансформатором или пускорегулирующим устройством. Для исключения преждевременного выхода из стоя галогенной лампочки, недопустимо  загрязнение колбы, так как она и так разогревается до температуры 250°С, а грязь  ухудшает отвод тепла и лампочка перегревается. При установке галогенной лампочки в  светильник не допускается прикосновение к колбе руками, так как на ней остаются  потожировые следы, которые обгорая, нарушают равномерность нагрева колбы, в  результате происходит напряжение стекла и колба может разрушиться. Если случайно  прикоснулись, то грязь с колбы необходимо удалить растворителем или моющим  средством и обязательно просушить, прежде чем подключать лампочку к питающей сети. 3.Устройство и принцип действия люминесцентных ламп Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, световой поток которого  определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового  излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов. 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.  Особенности подключения С точки зрения электротехники, люминесцентная лампа — устройство с отрицательным  сопротивлением (чем больший ток через неё проходит — тем больше падает её сопротивление).  Поэтому при непосредственном подключении к электрической сети лампа очень быстро  выйдет из строя из­за огромного тока, проходящего через неё. Чтобы предотвратить это,  лампы подключают через специальное устройство (балласт). В простейшем случае это может быть обычный резистор, однако в таком балласте теряется значительное количество энергии. Чтобы избежать этих потерь при питании ламп от сети  переменного тока в качестве балласта может применяться реактивное сопротивление  (конденсатор или катушка индуктивности). В настоящее время наибольшее  распространение получили два типа балластов — электромагнитный и электронный.  Как загорается люминесцентная лампа В начале ознакомимся со схематическим изображением устройства светильника с одной  лампой \рис.1\, состоящего из: люминесцентной лампы, представляющей собой цилиндрическую стеклянную  трубку \1\;  электродов,  с закрепленной на них вольфрамовой спиралью \2\; неоновой лампочки стартера с двумя электродами \3, 4\; стартера \Ст\; дросселя \Д\; конденсатора \С\. Люминесцентная лампа В начальный момент, при включении люминесцентного светильника, для лампы не хватает  напряжения чтобы создать разряд  в самой люминесцентной лампе.   Как­же создать  электрический разряд в люминесцентной лампе? — Для этого необходимо ознакомиться: с устройством люминесцентной лампы; с принципом работы стартера люминесцентной лампы и понять, — для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе. Устройство люминесцентной лампы На двух торцах люминесцентной лампы \рис.2\  расположены вваренные стеклянные ножки, на каждой ножке смонтированы электроды \5\, электроды выведены к цоколю \2\ и          соединены с контактными штырьками, на самих электродах \по обоим торцам лампы\  закреплена вольфрамовая спираль.    Устройство люминесцентных ламп На внутреннюю поверхность лампы нанесен тонкий слой люминофора \4\,  колба лампы \1\  после откачки воздуха заполняется аргоном с небольшим количеством ртути \3\. Для чего нужен дроссель в люминесцентной лампе Дроссель в схеме люминесцентного светильника служит для броска напряжения.    Рассмотрим отдельную электрическую схему, которая не относится к схеме люминесцентного светильника.  Электрическая схема без люминесцентного сватильника Для данной схемы, при размыкании ключа, лампочка на короткое мгновение загорится ярче и затем погаснет.   Явление это связано с возникновением ЭДС самоиндукции катушки  \правило Ленца\.   Чтобы увеличить свойства проявления самоиндукции, катушку  наматывают на сердечник —  для увеличения электромагнитного потока. Дроссель светильника Схематическое изображение рисунка 4 дает нам полное представление об устройстве дросселя для отдельных типов  светильников  с люминесцентными лампами.  Схематическое устройство дросселя Магнитопровод \сердечник\ дросселя собирается из пластин электротехнической стали,  две обмотки в дросселе — между собой соединены последовательно. Принцип работы стартера люминесцентной лампы Стартер в электрической схеме выполняет работу быстродействующего ключа, то­есть им  создается замыкание и размыкание электрической цепи.  Стартеры для люминесцентного светильника При включении стартера \замыкании ключа\ происходит разогрев катодов, а при  размыкании цепи создается импульс напряжения, необходимый для зажигания лампы.    Стартер в разобранном виде представляет из себя так называемую лампу тлеющего разряда с биметаллическими электродами.  Современные энергосберегающие лампы — принцип работы Энергосберегающие лампы очень компактны, им совсем не нужны стартеры для запуска  освещения, не приходится слушать гудящие дроссели и к тому же не нужно подолгу  вставлять контактные штырьки лампы в цоколь. Современные энергосберегающие лампы оборудованы чаще всего резьбовым цоколем и не  доставляет большого труда установить их  в осветительное оборудование. Как работает энергосберегающая люминесцентная лампа? Лампа содержит пары ртути, а также газы аргон, неон, иногда криптон. При подаче  электроэнергии на лампу, мощность нагревает катод и он начинает излучать электроны.  Электроны ионизируют газовую смесь до образования плазмы. Плазма излучает  ультрафиолетовый свет, который человеческому глазу не видим, он “заставляет” светится  люминофор, которым покрыты стенки трубки, в итоге, люминофор выдает готовый  продукт – видимый свет. Из всего сказанного можно сделать вывод: нет необходимости сторонится  энергосберегающей лампы, которые благотворно влияют на физическое и психическое  здоровье, да и к тому же существенно экономят электроэнергию. Как устроена современная энергосберегающая лампа Компактные люминесцентные лампы — разновидность привычных нам люминесцентных  ламп. Большинство энергосберегающих ламп, представленных в наших магазинах, созданы  с целью заменить устаревшие лампы накаливания, не меняя при этом сам светильник.  Лампы такого типа стремительно вошли в нашу жизнь на стыке XIX и XXI веков, и, видимо уже в скором времени, мы будем называть их просто "лампой", а не "энергосберегающей  лампой". Несмотря на свою простоту, для многих работа лампы все еще является загадкой.  Попробуем разобраться в устройстве современной компактной флюоресцентной лампы и  принципе ее работы Устройство энергосберегающих ламп (КЛЛ). Энергосберегающая лампа Elektrostandard «Компактный винт (FS) укороченный»  24 Вт E27 2700K.Цоколь. Обеспечивает электрический контакт лампы с сетью питания.  В России распространены несколько типов цоколей: Е14, Е27, GU10, G5.3, G4. Корпус лампы. В корпусе размещается пускорегулирующее устройство (ПРА), предохранитель и  соединительные провода. На поверхности корпуса наносится маркировка, в которой  указаны напряжение питания, мощность, цветовая температура. Предохранитель. Применяется для защиты компонентов электронной платы от возгорания в случае скачков  напряжения в сети питания. Электронная плата.На небольшой плате спрятанной внутри корпуса лампы смонтирован  ПРА (пускорегулирующий аппарат). Он обеспечивает запуск и немерцающее свечение  лампы. ПРА современных ламп оснащен помехозащитным фильтром, который  предотвращает появление помех в сети электропитания. Корпус лампы.Корпус лампы изготавливается из негорючего пластика. В верхней части  корпуса крепится колба люминисцентной лампы Светодиодные лампы. Устройство и принцип работы. Малый размер светодиодов, позволяет конструировать самые разнообразные форме лампы. На сегодняшний день лампы на основе светодиодов готовы заменить лампы любых типов.  Светодиодные лампы применяются как в бытовых светильниках, так и в промышленном  освещении. Распространенная форма исполнения светодиода. Светодиодные лампы достаточно просты по своей конструкции, но работа основного  элемента – светодиода (LED ­ Light­emitting diode) – сложный физический процесс. Светодиод – полупроводниковый прибор с p­n переходом или контактом металл­ полупроводник. При прохождении прямого тока через p­n переход происходит инжекция  неосновных носителей заряда (электронов или дырок) в базовую область диодной  структуры. Процесс самопроизвольной рекомбинации инжектированных неосновных носителей заряда, происходящих как в базовой области, так и в самом p­n переходе, сопровождается  переходом их с высокого энергетического уровня на более низкий. В результате этого  процесса избыточная энергия выделяется в виде излучения кванта света. Высвобождение электроном энергии происходит во многих типах радиоэлектронных  приборов, но видеть свет мы можем только в том случае, если прибор собран из  определённых материалов. Спектральные характеристики излучаемого света зависят в  большей степени от химического состава использованных в нём полупроводников. Крепление рассеивателя. Рассеиватели светодиодных ламп имеют различную конструкцию. На рисунке представлена одна из распространенных конструкций рассеивателя. Рассеивающий элемент.Светодиод дает достаточно узконаправленный луч света.  Рассеиватель предназначен для увеличения угла рассеивания света. Корпус лампы.Корпус изготавливается из металла. На корпусе мощных ламп имеются  ребра охлаждения, которые не позволяют перегреваться светодиодам внутри лампы. Плата со светодиодами.В зависимости от типа лампы, на плате может быть установлено  от одного до десятков светодиодов. Электронная плата.Миниатюрная печатная плата содержит стабилизатор напряжения и  диодный мост. Обеспечивает выпрямление, сглаживание и стабилизацию напряжения  необходимого для питания светодиодов. Цоколь.Современные светодиодные лампы выпускаются в различных корпусах и со всеми  популярными видами цоколей: Е14, Е27, GU10, G5.3, G4.  Сравнительная характеристика осветительных ламп,  экономический эффект. Я расскажу о выгоде использования светодиодных ламп по сравнению с люминесцентными  (их часто называют "энергосберегающими"), галогенными и лампами накаливания.  Экономическая эффективность светодиодных ламп настолько очевидна, что Вам не  потребуется никаких специальных знаний для того, чтобы самостоятельно сделать выводы. Для начала, не вдаваясь в технические и конструктивные особенности, расскажем о  перечисленных выше типах ламп.   Типы ламп 1. Традиционная лампа накаливания — не многие знают такой интересный  факт, что из потребляемой электрической мощности лампы данного типа расходуют  непосредственно на освещение около 20% мощности, а остальные 80% уходят на нагрев ­  именно поэтому обычные лампочки так сильно нагреваются при включении. На сегодняшний день эти лампочки уходят в прошлое, объемы их производства постоянно  снижаются, несмотря на то, что их стоимость значительно ниже других типов ламп.  Причина в том, что другие типы ламп, о которых я расскажу ниже, при аналогичном уровне освещения тратят иногда в 10 раз меньше электроэнергии, а служат гораздо дольше, что  при их изначально более высокой стоимости все равно приводит к окупаемости примерно  за год эксплуатации.  2. Галогенная лампа ­ по своей конструкции и принципу действия похожа на  обычную лампу накаливания, то есть непосредственно источником света является  вольфрамовая нить, но в отличие от обычных лампочек эта нить помещена в специальную  колбу, в которую добавлен буферный газ: пары галогенов (брома или йода). Это позволяет  существенно повысить светоотдачу и увеличить срок жизни лампы до 2000—3000 часов,  что как минимум вдвое больше, чем у обычной лампы накаливания. 3. Люминесцентная лампа или как ее еще часто называют  "энергосберегающая", относится к более современному типу ламп с более низким  уровнем потребления электроэнергии (отсюда и их название). Их активное внедрение в  бытовой домашний свет в России началось примерно с 2010 года, при том, что  люминесцентные лампы в производственных и офисных помещениях используются уже  несколько десятков лет, чаще всего в виде широко известных "трубок". Люминесцентная  лампа ­ это газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в  парах ртути создает ультрафиолетовое излучение, которое преобразовывается в видимый  свет с помощью люминофора — смеси галофосфата кальция с другими элементами.  Энергоэффективность этих ламп примерно в 5 раз выше, чем у ламп накаливания, но при  этом на 30­40% ниже, чем у светодиодных ламп, речь о которых пойдет ниже. 4. Светодиодная лампа ­ с точки зрения эволюции источников света,  наиболее современный и энергоэффективный тип ламп. Это становится наиболее очевидно из таблицы сравнения с другими лампами в следующем разделе. Название этого типа ламп говорит о том, что в качестве источника света используются светодиоды.  Кроме экономических плюсов, светодиодная лампа является еще одним из наиболее  экологичных источников света, поскольку принцип светодиодного свечения позволяет  изготавливать их с использованием безопасных для экологии составляющих.   Сравнение светодиодных ламп с люминесцентными, галогенными и лампами  накаливания Наиболее наглядное сравнение можно провести с помощью таблицы, содержащей наиболее  важные эксплуатационные характеристики трех описанных выше ламп. Для чистоты  сравнения мы определили величину светового потока (упрощенно ­ уровень освещенности  помещения) в 700­800 люмен. Такую светоотдачу дает наиболее распространенная лампа  накаливания мощностью 75 Ватт. То есть, в сравнении участвуют лампы четырех разных  типов,       обеспечивающих одинаковый уровень освещенности помещения. Проведу короткий анализ данных таблицы по каждому параметру сравнения: Потребляемая электрическая мощность разных типов ламп при одинаковом уровне  освещенности (светоотдаче) различается в разы, а в случае между лампой накаливания и  светодиодной ­ практически на порядок. На практике это означает, что за одинаковый  промежуток времени свечения светодиодная лампа израсходует энергии в 7,5 раз меньше,  что моментально отражается в счетах за электричество. Примечательно, что, так  называемая, энергосберегающая лампа (люминесцентная) при всей своей бережливости, все равно в полтора раза менее экономичная. Нагрев ­ очень интересный показатель, отражающий эффективность использования  электроэнергии. Все очень просто ­ чем сильнее греется лампа, тем больше средств мы  тратим на нагрев помещения, где находится лампа и это при том, что прямое назначение  лампы, это именно освещение. Лампа накаливания тратит на освещение только 20%  потребляемой мощности, а 80% на нагрев! Показатели галогенной лампы лучше, но не  кардинально  ­ примерно 35% на освещение и 65% на нагрев. Люминесцентная  (энергосберегающая) еще лучше: примерно 75% на освещение и 25% на нагрев. Лидером  является опять же светодиодная лампа: 95­98% мощности тратится на свет и только 2­5%  на нагрев и менее значимые транзитные потери. Прочность конструкции ­ первые два типа ламп очень легко разбить, что каждый из нас  знает. Ронять их нельзя даже с маленькой высоты. Причина в том, что колба, в которой  "горит" нить накаливания сделана из очень тонкого и хрупкого стекла. Люминесцентные  лампочки несколько более прочные, но с ними тоже нужно обращаться очень аккуратно,  еще и потому, что разбивать их вредно для здоровья, но об этом позже. Светодиодные  лампы гораздо прочнее и они не боятся падений с небольшой высоты ­ это обусловлено  относительно ударопрочным материалом колбы (пластик, поликарбонат и др.). Срок службы ­ здесь сложно что­то добавить, все слишком очевидно. Светодиодная лампа служит в 30­50 раз дольше, чем обычная лампа накаливания, т.е. она практически "вечная". Судя по цифрам, которые заявляют производители светодиодных ламп, эта лампа  прослужит не менее 30 лет, когда как средний срок службы лампы накаливания составляет  1 год. Впечатляющие цифры. Люминесцентные лампы по заявленным характеристикам  служат 7­10 лет, что тоже не мало. Простота установки/замены ­ здесь имеется в виду то, насколько просто в бытовом  смысле можно поменять лампочку. Так вот немногие знают, что обычные лампочки  накаливания и тем более галогенные нельзя трогать руками за стеклянную колбу, так как  они очень чувствительны к жировым загрязнениям. Причем, даже если перед заменой  лампы хорошо вымыть руки и вытереть ­ проблему это не решает. Ввиду сильнейшего  нагрева стеклянной колбы любые загрязнения поверхности (например, отпечатки пальцев) моментально сгорают в процессе работы, оставляя черные следы. Многие из нас  многократно видели их на лампах, не подозревая о причинах их появления. Все это в итоге  приводит к локальным повышениям температуры колбы, что зачастую становится  причиной её разрушения (именно по причине высоких температур, колбы в таких лампах  делают из кварцевого стекла). Такая особенность галогенных и в меньшей степени обычных ламп накаливания диктует  необходимость замены лампы без касания руками, т.е. в перчатках или с использованием  салфетки, что в условиях трудной доступности лампы в светильнике (такое бывает  часто) означает значительное усложнение процедуры замены. При этом люминесцентные  лампы и особенно светодиодные почти не греются и трогать их руками при установке  можно, не опасаясь их дальнейшего выхода из строя. Экологичность ­ бесспорно важная составляющая, по понятным причинам,  приобретающая все большее значение во всем мире. Обычные лампы накаливания и  галогенные лампы с точки зрения своих компонентов экологически чисты, их световой  спектр ­ не вреден для человека, но принимая во внимание объем их энергопотребления,  который тратится впустую (на нагрев), им поставлена оценка "хорошо". Люминесцентным  лампам поставлена оценка "удовлетворительно" по нескольким причинам: "плохой" световой спектр, не полезен для человека; свет таких ламп "мерцающий", что в свою очередь приводит к усталости глаз; содержание паров ртути в конструкции, что в случае разрушения лампы может  нанести вред человеку, а также означает повышенные требования к утилизации, что не  всегда делается должным образом.    Светодиодная лампа не имеет ни одного из недостатков, ни с точки зрения вреда экологии,  ни с точки зрения вреда человеку, который ими пользуется. Выводы Если Вы уже заменили лампы накаливания на люминесцентные (энергосберегающие), то  при выходе из строя их выгодно заменять на светодиодные. Если Вы все еще используете  для освещения обычные лампы накаливания, то имеет смысл сразу заменить все лампы на  светодиодные. При этом счета за электричество сразу упадут в несколько раз и примерно в  течение года­двух (максимум) Вы окупите приобретение светодиодных ламп. При  последующей эксплуатации, Вы просто будете тратить на свет ГОРАЗДО меньше средств и эффект замены ламп будет становиться все более заметным. Влияние осветительных ламп на здоровье человека Период внедрения светодиодного освещения в жизнь человека еще достаточно мал и  необходимое количество статистических данных для анализа еще не накоплено. Тем не  менее, на текущий момент имеется огромное количество фактов и мнений профессионалов в этой области, свидетельствующих об отсутствии какого­либо вреда от светодиодного  освещения. Более того, считается, что оно даже полезно. Однако, как всегда, есть  немногие, кто осторожен в оценках, либо заявляет о возможном вреде светодиодных ламп.  При этом, явных доказательств вреда пока нет. С другой стороны, есть интересный факт,  что во многих развитых странах лампы накаливания уже запрещены к производству,  люминесцентные "энергосберегающие" лампы находятся на пороге запрета либо просто не  "продвигаются" и не рекламируются. Светодиодному освещению при этом дан "зеленый  свет" и он повсеместно внедряется. Ниже приведем общепризнанные факты влияния (или  его отсутствия) светодиодного освещения на человека. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение        Инфракрасное или тепловое излучение само по себе безвредно для человека.  Особенно характерно для обычных ламп накаливания и полностью отсутствует у  светодиодных ламп. С ультрафиолетовым излучением сложнее. Самый известный источник ультрафиолета ­ солнечный свет. Не вдаваясь в детали, можно сказать, что этот тип  излучения в небольших количествах безвреден, но все мы знаем как влияет "избыточное"  солнце на кожу, поэтому такого спектра излучения при возможности лучше избегать. В  этой связи светодиодные лампы выглядят предпочтительнее, так как светодиоды белого  света (бытовые) с цветовой температурой 3000­4000 (теплый и нейтральный) и 5000­6500  (холодный белый) лишены ультрафиолетового спектра. Хотя при необходимости,  используя светодиоды, можно добиться самых разнообразных спектров излучения, в том  числе и ультрафиолетового. Радиактивные элементы и тяжелые металлы Лампы накаливания и галогенные лампы в этом смысле безопасны для человека, в  отличие от люминесцентных (их часто называют энергосберегающими), содержащих в себе  пары ртути. Если герметичность такой лампы не нарушена, то опасности она не  представляет, но в случае разрушения пары ртути могут вызвать поражение дыхательной  системы, почек и других внутренних органов. При длительном воздействии даже  относительно малых концентраций (порядка сотых и тысячных мг/м3) происходит  поражение нервной системы в отдельных случаях с летальным исходом. Именно по этой  причине люминесцентные лампы необходимо очень аккуратно эксплуатировать и не  допускать потери герметичности колбы. В случае выхода из строя, такие лампы требуется  утилизировать специальным образом, то есть их нельзя просто выбросить в мусорное  ведро. Светодиодные лампы не содержат в себе радиоактивных элементов, а содержание  тяжелых металлов в микросхемах лампы не более, чем в электронном будильнике или  радиоприемнике и может повредить человеку только при употреблении их (микросхем) в  пищу, причем в больших количествах. Таким образом, можно зафиксировать еще один  существенный плюс светодиодных ламп. Нагрев ламп, риск получения ожогов Даже дети знают, что трогать руками работающую лампу накаливания нельзя ­  можно получить сильнейший ожог кожи. Причем стеклянная колба лампы остывает  медленно и если не подождать после выключения 5­10 минут, то обжечься можно и об  неработающую лампу. Люминесцентные лампы тоже нагреваются, но намного меньше ламп  накаливания ­ их температура на поверхности колбы около 50­60 градусов цельсия, то есть ожога кожи можно не опасаться. Светодиодные лампы в процессе работы практически не  нагреваются. Небольшое количество выделяемого ими тепла уходит внутрь лампы и  поглощается специальными радиаторами. И в этом случае однозначная победа за  светодиодными лампами. Наличие стекла в конструкции, опасность порезов Всем известно насколько аккуратно нужно обращаться с лампами накаливания и  энергосберегающими лампами. Падение даже с очень маленькой высоты приводит к  разрушению стеклянной колбы лампы и образованию большого количества осколков, что  само по себе уже несет в себе опасность порезов. Ситуация осложняется еще и тем, что  применяемое в них стекло чрезвычайно тонкое, а осколки гораздо острее, чем у разбитого  стеклянного стакана. Светодиодные лампы гораздо прочнее по своей конструкции,  поскольку колба изготавливается из небьющихся материалов (пластик, поликарбонат и др). Эффект мигания (пульсации) ламп Заметить эти пульсации невооруженным глазом невозможно, поскольку они  происходят с высокой частотой и возникают из­за колебаний в подаваемом напряжении. Проблема в том, что попадая на сетчатку глаза, такая высокочастотная пульсация  корректируется и воспринимается зрением как ровный свет, тем не менее, многократно  доказано, что эти невидимые пульсации воспринимаются головным мозгом и вызывают  повышенную утомляемость, головную боль и плохое самочувствие. Некоторые  исследования подтверждают еще и отрицательное влияние пульсации на зрение.      Прямое попадание лучей света в глаза Смотреть на работающие лампы накаливания и энергосберегающие лампы не  рекомендуется, но большой опасности при непродолжительном воздействии в несколько  секунд они не несут. Однозначным риском для человека является даже кратковременное  прямое попадание направленного и очень яркого луча светодиода в глаза ­ это может  повлечь за собой повреждение сетчатки глаза. Необходимо избегать такого прямого  попадания. Бытовые светодиодные лампы всегда комплектуются специальным  рассеивателем, значительно снижающим этот риск, поэтому основное внимание нужно  обращать на другие бытовые устройства с относительно яркими светодиодами, в которых  рассеивателей нет: фонарики, брелоки, указки и пр.  Положительное влияние светодиодного освещения Исследования в области психиатрии отмечают, что мягкий и ровный свет  светодиодных ламп положительно сказывается на эмоциональном фоне человека,  успокаивает, поддерживает психическое здоровье. Всем владельцам офисов рекомендуется переходить именно на светодиодное освещение – это поможет повысить  работоспособность сотрудников, снизить напряжение в коллективе, улучшить настроение,  снять усталость глаз. Ряд исследований в области медицины показывает, что светодиодное освещение  ускоряет регенерацию тканей и нейронов, поэтому может успешно использоваться в  лечении и профилактике многих заболеваний. После обнаружения этого эффекта в  последние годы началось большое количество новых исследований и экспериментов уже по нескольким профильным медицинским направлениям и к 2015­2016 году у нас, возможно,  появится гораздо больше информации по этой теме. Исследователи из Германии Андрей Зоммер (Andrei P. Sommer) и Дань Чжу (Dan  Zhu) обнаружили, что при воздействии интенсивного света светодиодных источников  освещения, ежедневно в течение нескольких недель кожа становится более эластичной и  выглядит моложе, цвет лица улучшается, а глубина морщин значительно уменьшается.  Ученые также выяснили молекулярные основы такого действия света. Молекулы белка ­  эластина, формирующие эластичную основу кожи могут гидратироваться ­ покрываться  своеобразной "пленкой" из молекул воды. Гидратированные эластиновые волокна частично  утрачивают свою упругость, что приводит к снижению эластичности кожи. Оказалось, что  видимый свет большой интенсивности, испускаемый светодиодами, проникает в толщу  кожи и постепенно отщепляет воду от эластиновых волокон, возвращая коже упругость Интервью работников магазина «Свет» города Егорьевск Московской Исследовательский этап области   Продавцы  магазина «Свет»»  ответили на ряд вопросов. 1) Какие лампы имеют больший спрос? Большим спросом на сегодняшний день пользуются обычные лампы накаливания, а также  светодиодные. 2) Какая возрастная категория чаще всего приобретает энергосберегающие лампы? В основном люди от 30 до 50 лет. 3) Компактные энергосберегающие лампы, какого производителя чаще всего  пользуются спросом у населения? Лампы китайского производства предпочитают европейским аналогам из­за более низких  цен. 4) Пользуется ли спросом данный вид продукции отечественного производства? Пользуется, люди интересуются продукцией отечественного производства 5) Говорите ли вы о вредных парах ртути, которые содержатся в  энергосберегающих лампах? Говорим, если спрашивают. Предлагаем внимательно читать инструкцию. 6) Обращаются ли к вам покупатели, с вопросом утилизации испорченных  компактных энергосберегающих ламп? В Москве в ЖЭУ ставят контейнеры, в которые люди сдают испорченные компактные  энергосберегающие лампы, но у нас в Егорьевске люди не знают о таких пунктах  утилизации. Опыт по выявлению освещенности и коэффициента пульсации  ламп. Сравнение характеристик светодиодных ламп с лампами накаливания. Будем замерять освещенность   на расстоянии 1 м от ламп и коэффициент пульсации.   Освещенность – это световая величина, равная отношению светового потока, падающего  на малый участок поверхности, к его площади. Итоги опытов по измерению освещенности и коэффициента пульсации Светодиодные лампы по сравнению с лампами накаливания и компактными  люминесцентными лампами наиболее экономичны. При равном световом потоке они  потребляют электроэнергии в 2 раза меньше, чем компактные люминесцентные лампы и в 8 раз меньше, чем лампы накаливания. Одно замечание – для жилых помещений нужно  выбирать лампы теплого свечения, так как теплый свет является наиболее комфортным  для зрения. Теперь о коэффициенте пульсации. Как известно, коэффициент пульсации – это  величина, характеризующая изменение освещенности за единицу времени, выраженная в  процентах. Для жилых помещений российские нормы Сан Пин не нормируют коэффициент  пульсации, то есть, по мнению Минздрава, он может быть сколь угодно большим, достигать 100%. Однако, в соответствии с теми же нормами Сан Пин , на рабочих местах он не  должен превышать 10 – 20%. Коэффициент пульсации влияет на утомляемость зрения, на  утомляемость мозга. Человек теряет внимание, самочувствие его быстро ухудшается.  Читать или писать под лампой, имеющей коэффициент пульсации более 20%, не  рекомендуется. Поэтому будем выбирать лампы с наименьшим коэффициентом пульсации. Лампы №3 и №8 с большим коэффициентом пульсации можно ставить в подсобных помещениях, в коридорах, туалетах. Для жилых комнат, для рабочих столов выбираем  лампу №7 с коэффициентом пульсации 0,3 %. Теперь о победителе нашего эксперимента. По всем параметрам среди светодиодных  ламп побеждает лампа фирмы LEDCRAFT, мощность потребления ее 7 Вт,  коэффициент пульсации составляет 0,3%. При соответствующем расположении лампы,  чтобы световой поток падал в нужную нам область, освещенность. Создаваемая этой  лампой, будет не ниже, чем освещенность от лампы накаливания 60Вт. Выводы: Результаты своей работы о представил на школьной научно­ прктической  конференции «Открытие» Вот выводы работы: Светодиодные лампы в настоящее время используются для: Бытовых нужд, а именно для освещения жилых и подсобных помещений. Такие  лампы хоть и имеют небольшие мощности, но всё равно должны соответствовать  требованиям пожарной и энергетической безопасности; В осветительных приборах на выставках или в музеях; Освещения улиц. Такие светильники находятся в корпусах, которые не допускают  попадания внутрь влаги или птичьего помёта. Корпус выполняет такую функцию, как  теплоотвод; Службы ЖКХ, а именно для освещения дворов и парадных в домах. Оболочка ламп  сделана из поликарбоната. Такой материал защищает светильники от вандалов; Освещения офисов, магазинов и бизнес­центров. В использовании светодиодных светильников есть много плюсов: Данный вид светильников дольше служит, чем стандартные лампы; Такие лампы являются энергосберегающими. А такое свойство порадует каждого,  кто не хочет экономно потреблять электроэнергию; Время нагрева такой лампочки составляет около секунды; Светодиодные лампочки не раскалываются при ударе, поскольку имеют прочный  корпус; Светильники имеют очень лёгкий, потому что имеют маленький вес; При работе лампы не вырабатывают тепло; Свет лампочки не имеет ультрафиолетового свечения. Несмотря на все достоинства светодиодных ламп, есть у них и небольшие  минусы: 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. Цена, которая гораздо выше, чем стоимость обычных ламп. Но такой недостаток  сглаживается благодаря долговечности и экономии электроэнергии при использовании  таких лампочек; Некоторым потребителям не нравится мерцающий свет, который может исходить от включённой лампы; При частом использование светодиодных светильников во многих жилых и нежилых помещениях могут страдать энергетические предприятия. Это происходит из­за того, что  такие лампы значительно экономят наличность в кошельке у потребителей и поэтому счета за электроэнергию получаются меньше, чем при использовании обычной лампы  накаливания. Из написанного выше можно сделать вывод, что светодиодные лампы в наше время  являются популярными. Поскольку они подходят всем, кто ценит свои финансы и любит  жить в комфорте, не думая каждый раз, когда в следующий раз надо будет менять  лампочку в осветительных приборах. Анализ табличных данных, несложные расчёты показывают: настоящее и будущее — за светодиодами! Источники информации: Электричество, электротехника, энергетика – информационный портал  (http://elektri4estwo.ru/osveshenie/) Королевский электрик (http://elektrik­korolev.ru/luminischent.html) Онлайн журнал «Толковый электрик» (http://electric­tolk.ru/) Удобный дом (http://www.natrix­el.kz/) Интернет магазин световой и электротехнической продукции (http://svetovoy.su/) ЗАДИОДИМ (http://zadiodim.ru/) Магазин светодиодного освещения (http://svetlix.ru/) Правда о светодиодных лампах https://www.youtube.com/ svetex.ru