Проект по теме: "Электрические источники света".

Электрические источники света

Введение.

         Солнечный свет играет большую роль в жизни человека. Однако помимо солнечного света человек широко использует и искусственные источники, чтобы сделать окружающую среду более пригодной для работы и отдыха. В современном обществе роль света (естественного и искусственного) столь велика, что без него жизнь человека просто немыслима. Тысячи различных типов ламп и систем освещения дают людям свет и создают новую, более красивую среду существования. Однако ввиду богатого выбора, мы хотели бы ответить на вопросы: с чего же начать? И как подобрать нужный источник света?

         Областью наших исследований  являются физические принципы работы основных искусственных источников освещения, а предметом - их экономические показатели и влияние на здоровье человека.

         Цель исследования  - определение наиболее эффективных источников искусственного освещения для квартиры.

         Для достижения поставленной цели, были определены следующие задачи исследования:

ü узнать историю создания электрической лампочки,

ü проанализировать принципы работы основных источников искусственного света, сравнить их достоинства и недостатки,

ü выявить и обосновать наиболее эффективные с точки зрения экономии и влияния на здоровье человека источники искусственного света.

История создания электрической лампочки

         Во все времена ученые и изобретатели искали возможность создать долговечный и безопасный осветительный прибор. После того как человечество узнало об электричестве, исследования вышли на качественно новый уровень.

         В 1874 г. выдающийся ученый Александр Николаевич Лодыгин запатентовал свою лампу накаливания в России. Это была вакуумированная колба с угольным стержнем внутри.

         В 1879 г. американский патент получил изобретатель Томас Эдисон. Именно Эдисон создал первую промышленную компанию по производству ламп накаливания. Большой заслугой стало то, что он сумел добиться длительной продолжительности работы – более 1200 часов.

         Целый год профессор Василий  Петров проводил эксперименты с мощным устройством, состоявшим из 420 пар гальванических элементов, пока в 1908 году не открыл знаменитую электрическую дугу. Она представляет собой разряд, возникающий между угольными стержнями-электродами, разведенными на определенное расстояние. Тогда же и было предложено использовать электрическую дугу как источник света.

         Что касается массового электрического освещения, то здесь несомненный вклад внес наш соотечественник, выдающийся ученый Павел Николаевич Яблочков. Свои эксперименты он начал в России, а затем продолжил в Париже после эмиграции. Именно он создал простую, недорогую и долговечную «электрическую свечу». В 1876 году ученый представил свое изобретение на выставке в Лондоне. В том же году лампы, созданные Яблочковым стали появляться сначала на самых посещаемых улицах Парижа, а затем распространились на весь мир.

Принципы работы основных источников искусственного света, их достоинства и недостатки.

          А теперь рассмотрим виды основных источников искусственного света.

·        Ла́мпа нака́ливания — искусственный источник света, в котором свет испускает тело накала, нагреваемое электрическим током до высокой температуры. В качестве тела накала используется спираль из тугоплавкого металла (чаще всего — вольфрама) либо угольная нить. Чтобы исключить окисление тела накала при контакте с воздухом, его помещают в вакуумированную колбу, либо колбу, заполненную инертными газами или парами.

·        Энергосберегающая лампа (компактная люминесце́нтная ла́мпа) — газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути создаёт ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в  видимый свет с помощью люминофора.

·        Светодиодная лампа – это осветительный прибор бытового и промышленного назначения, в котором в качестве источника света используют светодиоды. 

     При покупке ламп, вы, вероятно, привыкли смотреть на ватты, думая о том, насколько будет яркой лампа. Вопреки общепринятому мнению, мощность является не показателем яркости, а мерой потребления энергии. Для ламп накаливания существует взаимосвязь между принятыми ваттами и яркостью, но для светодиодов ватты ничего не говорят о яркости. Их яркость определяется немного по-другому.

         С помощью, эксперимента  мы решили выяснить, какая лампа потребляет    больше энергии: лампа накаливания, люминесцентная или светодиодная лампа.
         Цель  эксперимента  показать наглядно, что светодиодная лампочка потребляет меньше электричества. На демонстрационном стенде видно, что яркость ламп примерно одинаковая, а вот потребление энергии значительно отличается друг от друга.

Рассмотрим достоинства и недостатки различных видов ламп.

Виды ламп	Достоинства	Недостатки
Лампа накаливания	ü  Просты по конструкции, надежны, ü  не имеют дополнительных устройств при включении, ü  практически не зависят от температуры окружающей среды, ü  мгновенно зажигаются.	ü  Имеют не очень большой срок службы, около 1000 часов, ü  низкий световой КПД, только 5% энергии преобразуется в свет, остальные 95% - в тепло, ü   высокая рабочая температура, нужно соблюдать осторожность, чтобы не получить ожог.
Энергосберегающая (люминесцентная) лампа	ü  Служат в 8 раз дольше, чем обычные лампы накаливания, ü  на 80% меньше потребляют электроэнергии, ü  дают в 5 раз больше света при равном потреблении энергии, ü  могут работать в постоянном режиме в местах, где требуется освещение на протяжении всех суток, ü  менее чувствительны к тряске и вибрациям, ü  слабо нагреваются, не гудят и не мерцают.	ü  Медленно разогреваются (около двух минут), ü  нельзя использовать в открытых уличных светильниках (не работают при температуре ниже 15 °С), ü  нельзя использовать с регуляторами освещенности и датчиками движения, ü  утомления зрения, ü  после использования обязательная утилизация ламп как ртуть содержащие отходы и только в специальные контейнеры.
Светодиодные лампы	ü  Экономичность (затраты на электроэнергию по сравнению с лампами накаливания меньше в 10 раз), ü  большой срок службы (20000 часов и выше), ü  при производстве используются безопасные компоненты (не содержат ртути), ü  устойчивы к скачкам напряжения, ü  не требуют разогрева (в отличие от энергосберегающих ламп).	ü  Довольно высокая цена, ü  светодиоды постепенно теряют яркость, ü  не могут работать при температуре выше 100 °С (жарочные шкафы и т.д.).

Расчеты потребления электроэнергии для однокомнатной квартиры (с применением ламп накаливания)

	Кол-во ламп	Мощность	Время работы в сутки	Работа тока	Тариф	Стоимость в сутки
Прихожая	1	60 Вт	2 ч	0,12 кВт·ч	5,29 р	0,63 р
Ванная	1	60 Вт	2 ч	0,12 кВт·ч	5,29 р	0,63 р
Кухня	1	60 Вт	5 ч	0,3 кВт·ч	5,29 р	1,59 р
Комната	4	240 Вт	5 ч	1,2 кВт·ч	5,29 р	6,35 р
						9,2 р

В месяц (30 дней) - 276 р (без учёта работы холодильника, телевизора, стиральной машины и т.д.)

Расчеты потребления электроэнергии для однокомнатной квартиры (с применением энергосберегающих ламп)

	Кол-во ламп	Мощность	Время работы в сутки	Работа тока	Тариф	Стоимость в сутки
Прихожая	1	15 Вт	2 ч	0,03 кВт·ч	5,29 р	0,16 р
Ванная	1	15 Вт	2 ч	0,03 кВт·ч	5,29 р	0,16 р
Кухня	1	15 Вт	5 ч	0,075 кВт·ч	5,29 р	0,4 р
Комната	4	60 Вт	5 ч	0,3 кВт·ч	5,29 р	1,59 р
						2,31 р

В месяц (30 дней) - 69,3 р (без учёта работы холодильника, телевизора, стиральной машины и т.д.)

Расчеты потребления электроэнергии для однокомнатной квартиры (с применением светодиодных ламп)

	Кол-во ламп	Мощность	Время работы в сутки	Работа тока	Тариф	Стоимость в сутки
Прихожая	1	8 Вт	2 ч	0,016 кВт·ч	5,29 р	0,08 р
Ванная	1	8 Вт	2 ч	0,016 кВт·ч	5,29 р	0,08 р
Кухня	1	8 Вт	5 ч	0,04 кВт·ч	5,29 р	0,21 р
Комната	4	32 Вт	5 ч	0,16 кВт·ч	5,29 р	0,85 р
						1,22 р

В месяц (30 дней) - 36,6 р (без учёта работы холодильника, телевизора, стиральной машины и т.д.)

Заключение

         Важнейшей проблемой энергосбережения является переход не на люминесцентные, а сразу на светодиодные лампы. К сожалению, многим из нас важнее цена покупки сейчас, а не то, что разница в стоимости полностью окупается через 2-3 года. Но даже не это главное. А главное заключается в том, что мы не подвергаем риску наше здоровье, контактируя с лампами, содержащими пары ртути и другие вредные составляющие. Потребление электроэнергии в светодиодных лампах в 10-12 раз меньше, чем в обычной лампочке накаливания и в 5 раз по сравнению с люминесцентными. Это экономия только электроэнергии в отдельно взятой квартире. А в масштабе государства необходимо учитывать совокупность косвенных показателей, таких как:

ü снижение затрат на утилизацию люминесцентных ламп,

ü снижение энергодефицита,

ü уменьшение объемов нового строительства,

ü уменьшение потребления кабельно-проводниковой продукции и т. д.

         Все это даст эффект, который реально сокращает окупаемость в масштабах страны как минимум в половину.

• 1 слайд

  Электрические источники света
  Учитель: Манаенкова Т.В.
  Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
  средняя общеобразовательная школа № 10
  Богородский г.о., 2019 год
  

• 2 слайд

  Цель исследования: определение наиболее эффективных источников искусственного освещения для квартиры.
  Задачи исследования:
  узнать историю создания электрической лампочки,
  проанализировать принципы работы основных источников искусственного света, сравнить их достоинства и недостатки,
  выявить и обосновать наиболее эффективные с точки зрения экономии и влияния на здоровье человека источники искусственного света.
  Электрические источники света
  

• 3 слайд

  Первые электрические лампы
  Александр Николаевич Лодыгин
  (1847-1923)
  

• 4 слайд

  Первые электрические лампы
  Томас Алва Эдисон 
  (1847-1931)
  

• 5 слайд

  Первые электрические лампы
  Петров Василий Владимирович
  (1761-1834)
  

• 6 слайд

  Первые электрические лампы
  Яблочков Павел Николаевич
   (1847-1894)
  

• 7 слайд

  Разновидности электрических ламп
  Лампы накаливания  относятся к классу тепловых источников света. Несмотря на внедрение более технологичных видов ламп, остаются одними из самых массовых и дешевых источников света, особенно в быту.
  Лампа накаливания
  

• 8 слайд

  Энергосберегающая лампа (компактная люминесцентная лампа)
  Разновидности электрических ламп
  Энергосберегающие лампы предназначены для эксплуатации в осветительных приборах жилых, офисных, коммерческих, административных и промышленных помещений, в декоративных осветительных установках.
  

• 9 слайд

  Светодиодные лампы
  
  
  Разновидности электрических ламп
  Светодиодные лампы или светодиодные светильники применяются для бытового, промышленного и уличного освещения.
  

• 10 слайд

  Достоинства и недостатки основных источников
  искусственного света.
  Таблица 1
  

• 11 слайд

  Таблица 2
  

• 12 слайд

  Таблица 3
  

• 13 слайд

  Таблица 4
  

• 14 слайд

  Наш выбор
  

• 15 слайд

• 16 слайд

  Используемые интернет-ресурсы
  https://osvescheniepro.com/lampy/nakalivaniya/kto-izobrel.html
  http://www.computer-museum.ru/connect/duga.htm
  https://morflot.su/russkogo-izobretatelja-jelektricheskoj-lampy/
  https://ru.wikipedia.org/wiki/Лампа_накаливания
  https://ru.wikipedia.org/wiki/Люминесцентная_лампа
  http://sd-company.su/article/household/kak-vybrat-svetodiodnye-lampy-doma
  
  

Краткое описание документа:

Областью наших исследований являются физические принципы работы основных искусственных источников освещения, а предметом - их экономические показатели и влияние на здоровье человека.

Цель исследования - определение наиболее эффективных источников искусственного освещения для квартиры.

Для достижения поставленной цели, были определены следующие задачи исследования:

• узнать историю создания электрической лампочки,
• проанализировать принципы работы основных источников искусственного света, сравнить их достоинства и недостатки,
• выявить и обосновать наиболее эффективные с точки зрения экономии и влияния на здоровье человека источники искусственного света.