Районный конкурс « Юность – будущему » Тема : « Исследование физических свойств Энергосберегающих ламп ». Коротковой Анны Михайловой Анны МБОУ СОШ 9 8 класс Руководитель : Большакова Е. В. учитель физики Вязники 2013

Цели и Задачи проекта : Изучив особенности работы различных видов электрических ламп, выбрать наиболее экономичные и комфортные для зрения, выяснить, так ли экономичны энергосберегающие лампы, выяснить плюсы и минусы использования энергосберегающих ламп. Идея проекта : В магазинах продаётся много различных видов « энергосберегающих » ламп и обычных ламп накаливания. Мы решили выяснить, какую мощность потребляют на самом деле обычные лампы накаливания и соответствующие им « энергосберегающие », сравнить создаваемое ими освещение и их сроки службы, а также выяснить плюсы и минусы использования энергосберегающих ламп. Социальная значимость проекта : Думаем, что результаты наших исследований помогут людям, для которых это важно, совершать экономически оправданные покупки и выбирать рациональные способы освещения своего жилища.

План реализации проекта : Изучить основы электротехники и других необходимых наук ( узнать, что такое потребляемая мощность, как её можно измерить, узнать, как можно сравнивать освещение, создаваемое разными источниками света ) Продумать, какие эксперименты необходимо будет провести и какое оборудование и приборы нам для этого потребуются. Закупить лампы накаливания одинаковой мощности разных видов и « энергосберегающие », создающие аналогичное освещение. Произвести необходимые измерения и исследования. План – график работ по проекту : Ноябрь - декабрь 2012 г. : подготовительные работы по проекту ( пункты 1-2 плана реализации проекта ) Январь – март 2013 г. : реализация оставшихся пунктов проекта, в том числе испытания « на выживание » для Эл. Ламп с целью выяснения срока их службы.

1. Основная часть Компактная люминесцентная энергосберегающая лампа Разработка и производство люминесцентных ламп связано с именем Сергея Ивановича Вавилова, под руководством которого был разработан люминофор, преобразующий ультрафиолетовое излучение в видимое. В 1951 году за разработку люминесцентных ламп С. И. Вавилов, В. Л. Левшин, В. А. Фабрикант, М. А. Константинов - Шлезингер, Ф. А. Бутаев, В. И. Долгополов были награждены Государственной премией. Кстати, Сергей Иванович Вавилов был также одним из первых, кто положил начало светотехнике в СССР. Он первым в МВТУ прочитал лекции по светотехнике, написал ряд книг по истории света и его физиологическом воздействии на человека. Современный человек живет и работает в эпоху интенсивного информационно - технологического прогресса, глобализации деятельности промышленных и торговых фирм и компаний, т. е. повышенной динамики повседневной жизнедеятельности. Причем значительная часть ее активной фазы проходит в условиях искусственного освещения. Интенсивно продолжающиеся в ХХ I веке исследования подтвердили тот факт, что люминесцентные лампы с увеличенной голубой компонентой весьма благоприятно воздействуют на общее самочувствие работающего человека, повышают производительность его физической и умственной деятельности, улучшают контрастность освещения и снижают зрительное утомление.

Энергосберегающая лампа ( ЭСЛЛ ) представляет собой электронный прибор, состоящий из колбы с рабочим газом и балласта электронного пускорегулирующего устройства ( ЭПРУ ). Внутренние стенки колбы покрыты люминофором, который светится при прохождении тока через газ. В колбу вмонтировано два электрода, представляющие собой нити накала. ЭПРУ представляет собой электронный преобразователь напряжения.

ЭСЛЛ различаются : по мощности : 1555 ватт ( эквивалентно ватт ); по оттенку : более теплый более холодный ; по цоколю : обычный или миниатюрный ; по фигуре колбы : линейная спиралевидная ( дороже ); по размерам : чем мощнее тем больше. Практическая значимость. Преимущества ЭСЛЛ : 1. Экономия электроэнергии. Известно, что лампы накаливания лишь 10% энергии преобразуют в свет, остальные 90% превращаются в тепло и « пускаются на ветер ». ЭСЛЛ потребляют в 3-10 раз меньше энергии. То есть, в свет преобразуется более 70% потребляемой электроэнергии. 2. Срок службы ЭЛ в 6-10 раз больше, чем у ламп накаливания, которые перегорают в самый « неподходящий момент », вызывая неудобства. ( ЛН 1000 ч., ЭСЛЛ 8000 ч.) 3. Экономия материалов и металлов по сравнению с ЛД : экономия ресурсов Планеты. 4. Мгновенное зажигание, что является существенным достоинством по сравнению с ЛД. 5. Компактность и наличие стандартного цоколя позволяют легко и быстро заменить в квартире обычные лампы накаливания на ЭСЛЛ.

2. Исследовательская часть. Прощаемся с " лампочкой Ильича " Дмитрий Медведев 23 ноября 2009 года подписал Федеральный закон " Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации « Этот документ в целях экономии электроэнергии с 2014 года запрещает производство и продажу ламп накаливания, к которым, кстати, относятся и галогенные, полностью исчезнут с прилавков. Поэтому, одним из объектов нашего исследования стала компактная люминесцентная энергосберегающая лампа.

Проблема : укоренившаяся традиция преимущественного использования в современном быту ламп накаливания, а не альтернативных световых источников. Один из самых важных вопросов, вытекающих из постоянного повышения тарифов на коммунальные услуги : свет, газ, воду, обслуживание зданий, следующий : а нельзя ли как - то снизить величину затрат на оказываемые коммунальные услуги ?

Выдвигаемая гипотеза : Если заменить хотя бы часть ламп накаливания и люминесцентных ламп, используемых для освещения дома, на ЭСЛЛ ( энергосберегающие люминесцентные лампы ), то, возможно, эти действия позволят снизить величину затрат на оказываемые услуги. Лампы мощностью 7 ватт дают освещённость, аналогичную 40- ваттным лампам накаливания, 11- ваттные эквивалентны традиционным 60- ваттным, 20- ваттные 100- ваттным. Кроме того, как это анонсируется производителями, лампы такого типа служат в 10 раз дольше обычных ламп накаливания ( около часов ). Стоимость энергосберегающих ламп, конечно, высока. Такие цены, к сожалению, заставляют многих воспринимать эти приборы как некую « новомодную выдумку ». На самом деле это совсем не так. Лампы со стандартным цоколем на 22/24/26 ватт 205 руб. Лампы со стандартным цоколем на 15/18/20 ватт 185 руб. Лампы « спираль » со стандартным цоколем на 15 ватт 180 руб. Лампы с миниатюрным цоколем на 7/9/11 ватт 110 руб.

Исследование мощности, потребляемой электрическими лампами и создаваемой ими освещенности тип наименова ние исила токанапряжениемощностьосвещенность Е ( Лк ) эффективность лампы Заявленная мощность I( А )U( В ) Р ( Вт )=I( А )*U( В ) измереннаясредняяЕ ( Лк )/ Р ( Вт ) накаливания 100 Вт 0, , ,12 75 Вт 0, , ,51 75 Вт Лисма 0, , ,18 энергосберегающая ЕКО 18 Вт 0, , ,19 Космик 18 Вт 0, , ,66 Feron Вт 0, , ,97 Алекс - свет 20 Вт 0, , ,89 Сравнительные характеристики потребляемой энергии

Результаты исследования энергосберегающих ламп на соответствие заявленным характеристикам типвид должна освещенность Е ( Лк ) соответствие лампы соответствоватьизмереннаясредняя накаливания 100 Вт Вт Вт Лисма энергосберегающая ЕКО 18 Вт нет Космик 18 Вт нет Feron Вт соотв. нижнему пределу * Алекс - свет 20 Вт нет * * * к моменту оформления работы лампа перегорела, проработав в закрытом плафоне меньше недели ** к моменту проведения измерений лампа проработала в закрытом плафоне около 3- х лет при этом, как оказалось, от цоколя " отклеилась " монтажная плата и блок U- образных трубок, но лампа продолжала работать. обе лампы работали в одном и том же плафоне, с вентиляционными отверстиями сверху.

В таком состоянии лампа продолжала работать, мы даже не знаем, когда она «расклеилась» Так выглядит «пускорегулировочное» устройство энергосберегающей лампы..

По результатам проведенных исследований и расчетов можно сделать некоторые выводы : Рынок энергосберегающих ламп представлен широким выбором зарубежных и российских фирм - производителей и их стоимостью. Цена одной энергосберегающей лампы колеблется от 125 до 250 рублей. Анализ результатов опроса одноклассников и соседей показал, что самым распространенным источником освещения жилых помещений является лампа накаливания. Основным фактором, определяющим выбор электрических ламп, является доступная цена.

ВАТТ рубль бережет На оплату жилищно - коммунальных услуг уходит около 10% бюджета среднестатистической семьи. Немалую долю этих затрат составляет плата за электроэнергию. Заменив обычные лампы накаливания энергосберегающими, вы станете платить за электроэнергию в 2,5–3 раза меньше. Компактные энергосберегающие лампы не только потребляют на 80% меньше энергии, но и служат в 6–10 раз дольше, чем обычные. Энергосберегающая ( люминесцентная ) лампаЛампа накаливания 5 Вт 20 Вт 7 Вт 30 Вт 11 Вт 60 Вт 20 Вт 100 Вт

Используя энергосберегающие лампы, мы экономим энергию. Следовательно, для ее получения необходимо перерабатывать меньше нефти, газа и угля. А это, в свою очередь, позволит уменьшить объем выбросов вредных веществ в атмосферу.

Функциональное Назначение Системы освещения Количество светильников, шт. С лампами накаливанияС лампами люминесцентнымиС энергосберегающими лампами Итог А так ли экономичны лампы? Мы также провели экономический расчет и для школы. Результаты наших подсчетов представлены в таблицах ниже:

Общее число ламп накаливания в школе Работа тока за 1 деньРабота тока за 1 месяц 920 штук 2300 кВт × ч кВт × ч Мы рассчитали экономию электроэнергии в нашей школе при замене ламп накаливания. До замены : Расчет : 920 шт × 0.5 кВт = 2300 кВт × ч – за 1 день После замены ламп накаливания : Расчет : Ламп накаливания. 164 шт × 0.5 кВт × 5 ч = 410 кВт × ч – за 1 день За месяц – кВт × ч Люминесцентные свет. и энергосберегающие лампы : Л. л – 672 шт × 0.1 кВт × 5 ч = 336 кВт × ч ЭСЛ – 84 шт × 0.2 кВт × 5 ч = 84 кВт × ч 336 кВт × ч + 84 кВт × ч = 420 кВт × ч – за 1 день За месяц – кВт × ч Итого : за 1 день – 830 кВт × ч, за месяц – кВт × ч

В сравнении лампами накаливания : Лампы : Кол - во шт Потребление Энергии за 1 день кВт × ч Потребление Энергии за 1 месяц кВт × ч Экономия За 1 день кВт × ч За 1 месяц кВт × ч Накал Люминес Энергосбер

Минусы В последнее время очень многие люди стали пользоваться энергосберегающими лампами. Казалось бы, выгодно. Но такие лампы таят в себе опасность для здоровья людей, предупреждают врачи. Опасная экономия Многие люди, использующие эти лампы, жалуются на неудовлетворительное качество света. Он чрезмерно сильный и иногда мерцает, а это может спровоцировать эпилептический приступ, мигрени, а излучение - кожные высыпания у чувствительных людей. Уровень ультрафиолетового излучения, вырабатываемого такими источниками света, сопоставим с действием солнца в ясный день, и представляет опасность для людей с чувствительной кожей. В таких лампах нет защитной оболочки, и они лопаются, когда сильно нагреваются. Если энергосберегающая лампа разобьется, то концентрация ртути в помещении в 20 раз превысит допустимые нормы ( допустимый предел - 0,35 микрограмма ).

УТИЛИЗАЦИЯ У энергосберегающих ламп есть один недостаток их нельзя выбрасывать в мусоропровод и обычные мусорные контейнеры. Дело в том, что они содержат небольшое количество паров ртути. Да и материал люминофора, которым покрыты стенки колб, не безвреден для окружающей среды, как и плата с радиодеталями. В нашем городе нет специализированных пунктов приема перегоревших люминесцентных ламп, поэтому жители выбрасывают лампы куда придется, нанося непоправимый вред окружающей среде и своему здоровью. Что делать, если ЭСЛ разбилась ? Следует вывести из помещения животных, открыть окно на мин. И немедленно за уборку : используя бумагу или картон, собрать порошок, осколки ( мелкие - с помощью клейкой ленты ) в стеклянную банку с крышкой ; протереть поверхность и обувь влажным бумажным полотенцем, которое после использования поместить в пакет или банку. Одежду, постельные принадлежности, на которые попали битое стекло или порошок, придется выбросить. При уборке ни в коем случае не применять пылесос или веник. Все использованные материалы помещают в мусорный контейнер на открытом воздухе.

3. Выводы : 1) Лампы экономичны, но не всегда оправдывают своё название, т. к. производители ламп разные, следовательно, и цена у них разная. 2) Острая проблема утилизации и отрицательное влияние на организм человека в целом ( при разрыве ламп выделяются пары ртути ). 3) Время, заявленное на упаковке, не всегда соответствует действительности. 4) Дороговизна ламп ставит перед выбором, как экономить. Заключение. Технический прогресс не стоит на месте. Одним из новых источников света, которые начали внедряться в практическое освещение ( сигнальное, рекламное ), являются светодиоды. Основные преимущества светодиодов – большая сила света ( для некоторых типов несколько тысяч канделл ), малые размеры, большой срок службы ( десятки тысяч часов ), маленькое напряжение питания ( единицы вольт ). Совершенно очевидно, что в скором времени светодиоды составят серьезную конкуренцию не только лампам накаливания, но и люминесцентным лампам. Мы надеемся на то, что каждый человек после представленных фактов, сделает для себя определенный выбор. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !