Микроволновка: вред и польза

 

Государственное учреждение образования
«Суйковская средняя школа Витебского района»

 

Районная научно-практическая конференция
учащихся Витебского района

Физика

 

Эффективность использования

 энергосберегающих ламп

                                                          

                                                        Кукушкина Валерия
                                                          Александровна,
                                                                  учащаяся 10 класса 

                                                         

                                                                        Научный руководитель
                                                                                  Волкова Татьяна Васильевна,
                                                                                   учитель математики и физики

 

 

Витебск, 2016

 

Содержание

1.Введение………………………………………………………………………3-4

 

2.Основная часть……………………………………………………………….4

 Глава 1. Лампа накаливания

 1.1 История изобретения лампы накаливания………………………………4

 1.2 Устройство. Принцип действия…………………………………………..4

 1.3 Преимущества и недостатки лампы накаливания……………………….4-5

Глава  2. Энергосберегающая лампа

 1.1 История изобретения энергосберегающей лампы…….............................5-6

 1.2 Устройство. Принцип действия………………………………………….7-8

 1.3 Преимущества и недостатки энергосберегающей лампы……………...7-8

Глава 3. Эффективность использования энергосберегающих ламп……......8-9

Глава 4. Практическая часть……………………………………………...........10

 Глава 5.Что мы знаем об энергосберегающих лампах (опрос учащихся).10-11

 

3. Заключение……………………………………………………………….....12

 

4. Литература…………………………………………………………………..13

 

5. Приложение…………………………………………………………………14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Нашу жизнь невозможно представить без искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп. По данным статистики средняя белорусская семья тратит на оплату жилищно- коммунальных услуг около 8-10% своих доходов. Немалую долю этих затрат составляет оплата за электроэнергию. Прежде всего, за счет увеличения количества используемых нами бытовых приборов. Почти в каждой семье есть холодильник, телевизор, стиральная машина. Все чаще в наших квартирах «прописываются» компьютеры, посудомоечные машины, кухонные комбайны, электрочайники и другие приборы. Изрядное количество электроэнергии расходуется на освещение.  Она поступает в наши дома с электростанций различного типа и для ее производства сжигаются уголь, нефть, газ. Экономное использование электроэнергии позволит сократить объемы использования этих энергетических ресурсов, а значит снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, сохранить чистоту водоемом. Тем самым каждый из нас может внести свой посильный вклад в общее дело сохранения природы. Кроме того, увеличение эффективности использования электроэнергии – это и реальный способ снизить затраты на оплату счетов за электричество. Ведь стоимость электроэнергии напрямую связана со стоимостью топлива, запасы которого ограничены и цены, на которое постоянно растут. Отказаться от использования освещения и бытовых электроприборов в современном мире невозможно. Но существуют простые способы снижения потребления электроэнергии в быту доступные каждому. Так, по оценкам специалистов около 50 - 60% экономии электроэнергии в жилищно-бытовом секторе достигается за счет экономии на освещении. Свою работу я решила посвятить проблеме экономии электроэнергии и денежных средств за счет применения энергосберегающих ламп.

Актуальность: республика Беларусь относится к странам, не имеющим в достаточном количестве собственных топливно-энергетических ресурсов, таким как Дания, Швейцария, Япония и др. Опыт этих стран показывает, что экономика страны может динамично развиваться за счет эффективного использования топливно-энергетических ресурсов, введения энергосберегающих мероприятий, освоения передовых энергоэффективных технологий. Определить необходимость замены обычных ламп накаливания энергосберегающими лампами.

Гипотеза: я предполагаю, что энергосберегающие лампы помогают сэкономить на электроэнергии.

Цель работы:  выяснить, чем отличаются обычные лампы накаливания от энергосберегающих и какие из них более эффективны.

 

 

 Задачи исследования:

1.     Изучить характеристики энергосберегающих ламп;

2.     Изучить строение энергосберегающих ламп и ламп накаливания;

3.     Выявить преимущества и недостатки энергосберегающих ламп;

4.     Провести опрос учащихся об использовании энергосберегающих ламп в быту;

5.     Рассчитать, выгодно ли использовать данные лампы при сегодняшних тарифах на электроэнергию.

Объект исследования: учащиеся 7-10 классов ГУО «Суйковская средняя школа Витебского района»

Предмет исследования: энергосберегающие лампочки

Методы исследования:

·                   Изучение литературы по данной теме;

·                   Проведение анкетирования;

·                   Проведения эксперимента;

·                   Анализ полученных данных.

 

Основная часть

 

Глава 1. Лампа накаливания

 

     1.1. История появления и развития электрической лампы неотделима от истории электротехники, которая начинается с открытия электрического тока в 18 веке. Позже, в  19 веке, по всему миру прокатилась волна открытий, связанных с электричеством. Пошла как бы цепная реакция, когда одно открытие открывало дорогу последующим. Электротехника из раздела физики выделилось в самостоятельную науку, над развитием которой работали целая плеяда ученых и изобретателей:  француз Андре-Мари Ампер, немцы Георг Ом и Генрих Герц, англичане Майкл Фарадей и Джеймс Максвелл. Лампа накаливания была изобретена в 1872 году русским электротехником Александром Лодыгиным и усовершенствована в 1879 году американским изобретателем Томасом Эдисоном.

       1.2.Лампа накаливания знакома всем. Это стеклянная колба с излучателем из проволоки (обычно вольфрамовой) в виде нити или спирали, накаливаемой электрическим током. Различают лампы накаливания вакуумные (из колбы удален воздух) и наполненные газом (например, криптоном). Срок службы лампы накаливания достигает 1000 часов. В лампе накаливания используется эффект нагревания и свечения металлической нити при протекании через нее электрического тока. Главным параметром такой лампы является мощность, которую она потребляет.

 

1.3.Преимущества и недостатки ламп накаливания

Преимущества ламп накаливания:

 

·     малая стоимость;

·     небольшие размеры;

·     ненужность пускорегулирующей аппаратуры;

·     при включении они зажигаются практически мгновенно;

·                   отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации;

·                   возможность работы, как на постоянном токе (любой полярности), так и на переменном;

·                   возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт);

·     отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе;

·     непрерывный спектр излучения;

·     устойчивость к электромагнитному импульсу;

·     возможность использования регуляторов яркости;

·     нормальная работа при низкой температуре окружающей среды.

 

Недостатки ламп накаливания:

 

·                   низкая световая отдача;

·                   относительно малый срок службы;

·                   резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения;

·                   цветовая температура лежит только в пределах 2300—2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок;

·                   лампы накаливания представляют пожарную опасность (через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 40 Вт — 145°C, 75 Вт — 250°C, 100 Вт — 290°C, 200 Вт — 330°C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается еще сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут);

·                   световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4%.

 

 

Глава 2. Энергосберегающая лампа

  2.1.  Первым предком лампы дневного света были газоразрядные лампы. Считается, что первая газоразрядная лампа изобретена в 1856 год. Генрих Гайсслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида.

23 июня 1891 года Никола Тесла запатентовал систему электрического освещения газоразрядными лампами, которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп запатентованных им ранее. Аргоновые лампы используются и в настоящее время.

   В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет. Эта лампа имела умеренный успех.

   В 1901 году американский изобретатель Питер Купер Хьюитт создал первую ртутную лампу низкого давления, которая испускала свет сине-зеленого цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Но ее конструкция была очень близка к современной и имела намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эдисона.

   Усовершенствовал конструкцию лампы и запатентовал ее в 1926 году немецкий инженер Эдмунд Джермер. Он предложил увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет,  испускаемый возбужденной плазмой в более яркий однородно-белоцветный свет. Э. Джермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света.

   В СССР считается изобретателем люминесцентной лампы академик С. И. Вавилов. Под его руководством был разработан люминофор, преобразующий ультрафиолетовое излучение в видимое. В 1951 году Сергей Вавилов вместе с рядом других ученых за разработку люминесцентных ламп был удостоен Государственной премии СССР.

Первые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) появились на мировом рынке в конце 1980-х.

Патентная заявка на компактную люминесцентную лампу со встроенным электронным дросселем была подана в 1984 году.

   2.2. У энергосберегающих ламп есть  своё название – Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Как уже стало ясно из названия, принцип работы у них такой же, как и у люминесцентных ламп: трубка в форме спирали или система дуговых трубок, наполненная парами ртути и инертным газом (аргоном, ксеноном), а ее внутренние стенки покрыты люминофором. Под действием высокого напряжения в лампе происходит движение электронов. Ультрафиолетовое излучение, образующееся при столкновении электронов с атомами ртути, проходя сквозь люминофор, создает видимое нашему глазу свечение.

   Внешний вид и форма трубок у такой лампы не обязательно спиральная или дугообразная. Компактные люминесцентные лампы могут быть представлены в традиционных формах груши, свечи, шара или цилиндра. Единственное, что выдаёт их – это увеличенный в размерах цоколь. Цоколь увеличен не просто так, в него инженеры умудрились встроить стартер, тот самый стартер, который используется в лампах дневного света, только уменьшенный в размерах.

   2.3.Преимущества и недостатки энергосберегающих ламп

Плюсы  люминесцентных  ламп значительны. Их энергосберегающие способности невероятны. Скажем, 10-ваттная лампа накаливания может быть заменена 2-ваттной энергосберегающей лампой. Освещение останется неизменным, но на электросчетчике сумма в конце месяца уменьшится в пять раз, что сократит расходы на электроэнергию

   В отношении преимуществ для зрения можно выделить плюсы рассеянного света по сравнению с фокусированным. В лампах накаливания источником света является спираль, условно говоря, точка. Свет из такого источника распределяется по всему объему, но при любом препятствии создает заметную тень. В энергосберегающих лампах источником света является вся поверхность осветительного прибора. Благодаря тому, что освещение исходит от множества точек, тени становятся мягче. В итоге свет от ламп дневного освещения плавно и мягко ложится на освещаемые поверхности.       Учитывая, что лампы производятся различными по степени качества, в качестве среднего показателя можно взять 7000 часов. Обычные лампы служат не более 1000 часов, поэтому энергосберегающие лидируют в любом случае и подходят для использования дома.     

   Конструкция сберегающих ламп устроена таким образом, что при освещении отсутствует стробоскопический эффект, и световой поток остается стабильным даже при пульсациях напряжения. Благодаря этому глаза при свете устают значительно меньше.  

   Использовать энергосберегающие лампы можно даже в тех помещениях, где имеются ограничения температуры, поскольку эти светильники почти не нагреваются.

    Минусы люминесцентных ламп:

   Люминесцентные лампы стоят дороже обычных. Вполне качественными и конкурентоспособными являются российские изделия, их цена является наиболее адекватной.
    Трубка содержит пары ртути, поэтому категорически не рекомендуется разбивать такую лампу. Если же это произошло, необходимо незамедлительно проветрить помещение.
     Цокольная часть энергосберегающей лампы слегка превышает по размерам традиционную, поэтому она подходит не ко всем люстрам.
     Освещение энергосберегающей лампой выглядит необычно и может понравиться не всем. Свет от обычной лампы кажется немного желтым, в то время как энергосберегающая излучает практически белый свет, который покажется комфортным  не каждому.  Помните, что энергосберегающие лампы не переносят частых включений. Светильники мощностью до 13 Вт можно не выключать вообще. Они могут работать весь день, поскольку в итоге сокращение ресурса из-за лишних включений выйдет дороже.

 

 

Таблица.1.Плюсы  и минусы

энергосберегающих ламп и ламп и накаливания

 

 

Энергосберегающие лампы
Плюсы	Минусы
Экономия электроэнергии  и денежных средств	Высокая стоимость
Большой срок службы	Могут вредить здоровью
Создание света разного цвета	Особая утилизация
Не нагреваются при работе	Внешний вид не соответствует дизайну люстры
	Отрицательное воздействие на экологию – в трубке содержатся пары ртути
	Долгий запуск
	Чувствительность к жаре и морозу

 

 

 

Лампы накаливания
Плюсы	Минусы
Привычность	Небольшой срок службы
Не содержат вредных веществ	Низкая световая отдача
Низкая стоимость	Неэкономичность
Разная форма колбы	Нагревается при работе
	Раскаленная колба отличается повышенной взрывоопасностью

 

 

 

 

Глава 3. Эффективность использования энергосберегающей лампы в домашних условиях

    Мы сравнили обычную лампу 100 Вт, цена 5-7 тыс. руб.,  гарантийный  срок службы 1 год (1000 ч)  и энергосберегающую лампу мощностью 25 Вт по цене 70 тыс. руб. Срок службы 7 000 ч. Значит, 1 энергосберегающая лампа равна 4 обычным лампам в нашем случае. Будем считать, что лампу мы использовали по 6 часов в день (в среднем 180 часов в месяц).

 

Показатели	Энергосберегающая лампа	Лампа накаливания
Мощность Вт	25 Вт	100 ВТ
Срок службы, часы	7 000 часов	1 000
Цена, руб.	70 000	7 000
Затраты на электроэнергию на 1 лампу за месяц по тарифу 1 188 руб/ кВт	0,025кВт*180ч.*1188руб.= 5346руб.	0,1кВт*180ч.*1188руб= 21384руб.
Затраты за 1 год на 1 лампу, с учетом стоимости лампы	5384руб*12=64600руб+ 70000руб=134600руб	21384*12=256600руб +7000руб=263600руб
Экономия от 1 энергосберегающей лампочки равна 129000руб., экономия от 3 таких лампочек равна 387000 руб.

 

Из наших расчетов можно сделать вывод:  выгоднее использовать энергосберегающие лампочки.

Таблица 2. Сравнительные показания счетчика за один период

 

Лампа	Период	Показания счетчика кВт*ч	Экономия кВт*ч(руб.)
Лампа накаливания	декабрь январь	300	-

 

Вывод: за одинаковый период с энергосберегающими лампами мы сэкономили 140кВт электроэнергии. При тарифе 1188руб. за 1 кВт*ч это составляет 166000руб. Эффективность использования энергосберегающих ламп составила 53%.

 

Глава 4. Практическая часть:

 

   Мы попросили учащихся 7 класса нашей школы оценить влияние света ламп на зрительный аппарат. Ребятам было предложено прочитать текст с настольной лампой, в которую мы вкручивали разные лампочки.

   Вывод: наиболее благоприятное влияние на глаза оказала энергосберегающая лампочка,  на втором  месте – матовая лампа, на третьем – лампа накаливания. Хуже влияет на зрение – лампа накаливания – теплый свет.

   Так же мы изучили теплоотдачу ламп.  Для этого мы измерили температуру воздуха в классе, затем включили настольную лампу и положили на стол под ее свет термометр. За 1 минуту температура воздуха при использовании энергосберегающей лампы повысилась на 0,5градуса  Цельсия. У обычной лампы накаливания оказалась самая большая теплоотдача. За 1 минуту температура повысилась на 2 градуса Цельсия, у матовой чуть больше +1 градус Цельсия. Светодиодная лампа за 1 минуту температуру не изменила.

   Вывод: Самой большой теплоотдачей обладают лампы накаливания, а самой меньшей – энергосберегающие.

 

Глава 5. Что мы знаем об энергосберегающих лампах

 

   Далее мы  провели опрос в школе, чтобы выяснить, что знают учащиеся об энергосберегающих лампочках. Была проведена следующая анкета:

 

1. Что вы знаете об энергосберегающих  лампочках?

2. Как вы думаете, нужно ли обычные лампы накаливания  менять на энергосберегающие?

3.   Используете ли вы энергосберегающие лампы в своих квартирах, домах?

 

   На вопрос, что вы знаете об энергосберегающих лампочках, 100% ответили, что такие лампочки помогают сэкономить электроэнергию.

 

   В ходе опроса было выявлено, что 80% опрошенных используют энергосберегающие лампочки, а оставшиеся 20% не используют их.

 

 

На вопрос, нужно ли менять обычные лампочки накаливания на энергосберегающие лампочки, 90% опрошенных ответили, что нужно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение:

Проведя теоретическое исследование, я узнала, какие лампы более эффективны. Использование энергосберегающих ламп приносит положительный результат: плата за электричество снижается, происходит экономия электроэнергии.

      Следовательно, я убедилась в выгодности для семейного бюджета использования энергосберегающих  ламп.

      Но надо твердо запомнить, что НЕЛЬЗЯ выбрасывать энергосберегающие лампы в мусоропровод и уличные мусорные контейнеры, так как в них содержатся пары ртути. Отработанные  энергосберегающие лампы нужно собирать в специальные контейнеры для токсичных отходов. Поэтому для повсеместного применения энергосберегающих ламп надо сначала создать пункты приёма отработанных ламп в каждом городе и посёлке. На сегодняшний день такой пункт  в городе Витебске находится  в ЦУМе.

     Простота и доступность электроэнергии породили у многих людей представление о неисчерпаемости наших энергетических ресурсов, притупили чувство необходимости её экономии. Между тем, мы стоим на пороге энергетического и экологического кризиса. Поэтому старый «советский» призыв «Экономьте электроэнергию!» стал ещё более актуальным, и внедрять практические меры энергоэффективности — задача сегодняшнего дня.

Вывод:           

1.С точки зрения экономии электроэнергии и денежных средств  энергосберегающие лампы более предпочтительны.

2.Энергосберегающие лампы обеспечивают  большую освещённость, что положительно влияет на здоровье.

3.Я считаю, что, если не одномоментный, то постепенный, переход на новый вид ламп  был бы целесообразен.

   Полностью перейти на новый вид ламп мешает психологический фактор «привычности» и осторожного отношения ко всему новому, что подтверждает лапландская поговорка.

  «Не бери всего.  Используй  все, что бережет. Бери только то, что тебе необходимо».      

    В республике Беларусь утверждена государственная программа на 2016-2020 года «Энергосбережение». Госпрограммой определены цели деятельности в области энергосбережения. Среди них – дальнейшее внедрение   современных энергоэффективных  технологий.          

                            

Литература

1.Электротехническая энциклопедия. Том 2. / Глав.ред. А.Ф.Дымов. – М.: МЭИ, 2008 г. -  429 с.

2.Что такое. Кто такой. Том 3. / Глав. ред. А.Г.Банников. – М.: Педагогика, 1978 г. – 269 с.

3.Томилин А.Н. Рассказы об электричестве. – М.: Дет. Лит., 1987 г. – 302 с.

Электронный ресурс

http://ru.wikipedia.org/wiki/Лампа_накаливания.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Компактная_люминесцентная лампа

http://www.advicehome.ru/page9.php

 http://economit.ru/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1.Энергосберегающие лампы

 

 

 

 

Приложение 2. Лампа Лодыгина.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 3.  

Лампа Томаса Эдисона с нитью накала из угольного волокна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 4. Устройство современной лампы накаливания

 

 

Устройство современной лампы. На схеме: 1. колба; 2. буферный газ; 3. нить накала; 4 электрод (соединён с нижним контактом); 5. электрод (соединён с контактом на резьбе); 6. держатели нити; 7. стеклянный уступ держателей; 8. контактный проводник, 9. резьба; 10. изолятор; 11. нижний контакт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение №6. « Объявление об утилизации ртутьсодержащих ламп».

 

 

 

Скачано с www.znanio.ru