Экономный свет

Заявка на участие в городской научно-практической конференции

“Ломоносовские чтения”

Директор МАОУ «Лицей №121»:                                      В.К.Хайрутдинова

                                                                                                   12.03.2014г.

Тезисы исследовательской работы на тему: «Экономный свет»                      Секция: физика

Автор: Нестеров Данил, ученик 3-с класса Центра Образования №178  Советского района г. Казани                                                                           Руководитель: Троцюк Елена Александровна, учитель начальных классов

Современный человек не может обойтись без электричества. Люди в современном мире потребляют все больше электричества, сжигая топливо на электростанциях, что ведет к глобальному потеплению на планете. Природные ресурсы неуклонно уменьшаются. А цены на электричество ежегодно растут.

В настоящее время актуальным становится вопрос об экономии электроэнергии.

 Одним из способов экономии электроэнергии является использование светодиодного освещения.

Выяснить, почему современное светодиодное освещение называют экономным, и проверить существование источника электрического тока в лимонах – является целью работы.

Задачи проекта:

1. Узнать об истории освещения и истории создания светодиодной лампы.

2. Выяснить, где применяются светодиоды.

 3. Экспериментально проверить наличие электрического тока в лимонах.

 4. Доказать, что светодиодная лампа экономнее.

 5.На основе проведенных опытов показать презентацию и дать рекомендации одноклассникам по экономии электроэнергии.

Объект исследования: электрический ток.

Предмет исследования: лимоны.

     Методы исследования: чтение литературы, поиск информация в сети Интернет, проведение экспериментов, анализ результатов.

Гипотеза: допустим, что для работы светодиодной лампы  достаточно силы тока и напряжения, полученных от «лимонной» батарейки.

По результатам  исследования были  сделаны выводы:

- Светодиоды широко применяются в нашей жизни.

- Биологические объекты (лимоны) имеют свой электрический ток.

-Фруктовая батарея, состоящая из четырех элементов(лимонов), дает свечение светодиода. На освещение простой лампы этой силы тока не хватает.

Отсюда следует, что светодиодная лампа экономнее.

Практическая значимость работы: фруктовые (лимонные) батарейки можно использовать дома или на даче для подсветки.                         Полученные мною результаты о живой природе можно продемонстрировать на уроках окружающего мира, а знания об электрическом токе пригодятся в дальнейшей учебе и помогут  научить детей экономить электроэнергию.

Городская научно-практическая конференция

«Ломоносовские чтения»

Секция: физика

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

ТЕМА: ЭКОНОМНЫЙ СВЕТ

Учащийся: Нестеров Данил Денисович

МАОУ «Лицей №121» (ЦО №178),

класс: 3 -с

Руководитель: Троцюк Елена Александровна

 учитель начальных классов второй квалификационной категории

Казань - 2014 г.

Оглавление

1. Введение………………………………….…………….…………....................3
2. Основная часть….……………………………...…………...…………………5

2.1. История освещения…………………………..……...……………………5

2.2. Применение светодиодов………………………..……...……..................7

3. Мои исследования……………………………………….………….…………9

Эксперимент №1…………………………………………..………….……….9

Эксперимент №2……………………………………………….….…………10

Эксперимент №3………………………………………………….………….10

Эксперимент №4……………………………………………........…………..11

4. Выводы и заключение………………………………………….……………13
5. Список использованной литературы……………………………………….14

1. Введение.

Актуальность

Современный человек не может обойтись без электричества. Мы используем много бытовых приборов, которые потребляют большое количество электроэнергии. У меня дома родители всегда говорят: «Экономь свет!».

Я решил узнать:  зачем же нужно экономить электроэнергию? В интернете я прочитал, что  существует несколько причин экономии электроэнергии:

1. Люди потребляют больше электричества, и больше попадает в атмосферу углекислого газа, который образуется в результате сжигания топлива (уголь, нефть, газ) на электростанциях. А это ведет к глобальному потеплению на нашей планете.
2. Природные ресурсы (уголь, нефть, газ)  практически исчерпаны. Если скорость их потребления не снизится, то, по словам ученых, произойдет полное опустошение нашей планеты всего через несколько десятков лет.
3. Ежегодно происходит неуклонный рост цен на тарифы электроэнергии (примерно на 15% в год).

 Экономить ресурсы стало актуально как никогда. Но как этого можно добиться?

Мой папа - физик. Он во всех комнатах устанавливает светодиодное освещение. Папа мне рассказал о том, что использование светодиодных ламп является одним из способов экономии электроэнергии. Я решил узнать – почему светодиодное освещение называют экономным?

Цель работы: понять, почему современное светодиодное освещение называют экономным и проверить существование источника электрического тока в лимонах.

Задачи проекта:

1. Узнать об истории освещения и истории создания светодиодной лампы.

2. Выяснить, где применяются светодиоды.

3. Экспериментально проверить наличие электрического тока в лимонах.
4. Доказать, что светодиодная лампа экономнее.
5. Формулирование рекомендаций об экономии электроэнергии.

Объект исследования: электрический ток.

Предмет исследования: лимоны.

Методы исследования: поиск информации по данной теме (книги, энциклопедии, журналы, информация из Интернета); наблюдение,  проведение экспериментов; анализ результатов.

Гипотеза: допустим, что для работы светодиодной лампы достаточно силы тока и напряжения, полученных от «лимонной» батарейки.

Практическая значимость работы:

Фруктовые (лимонные) батарейки можно использовать дома или на даче для подсветки. Полученные мною результаты о живой природе можно продемонстрировать на уроках «окружающего мира», а знания об электрическом токе пригодятся в дальнейшей учебе и помогут сформировать умения детей   в необходимости экономии электроэнергии.

2. Основная часть.

2.1. История освещения.

Древние люди жили при солнечном освещении, затем научились разжигать костры, факелы (рис.1). Позже придумали свечи и масляные лампы (рис.2).

                Рис.1                                                                   Рис.2

Только в 70-е годы 19 века американский изобретатель Томас Эдисон предложил готовую систему электроосвещения. Лампа Эдисона выглядела так (рис.3).

                                                      Рис.3

А светодиодная лампа возникла совершенно случайно, ее автором считается наш русский ученый Олег Лосев. К сожалению, наши ученые тогда не стали развивать это направление, а вот американцы работали над развитием светодиодной лампы и назвали ее «свет Лосева» (рис.4).                      

                                                                                                     Рис.4

В интернете я нашел схему светодиода: анод и катод – это провода, по которым подается электрический ток, а вот кристалл, который получает этот  ток и начинает светиться. От состава кристалла зависит цвет светодиода (рис.5).

В Санкт – Петербурге на выставке технических достижений в 2012 году был представлен стенд, посвященный памяти Лосева. Он полностью был сделан из светодиодов (рис.6).

                                                                 Рис.6

2. Применение светодиодов.

 Светодиодное освещение окружает нас повсюду: в табло калькуляторов, в лифтах, в светодиодных лентах,  в пультах управления.  Красный светодиод в электроприборах  показывает, включен прибор или нет в розетку. Наши телефоны, компьютеры, планшеты и игрушки – все они используют этот свет.

Светодиодное освещение широко применяется в  автомобилестроении –  в панелях приборов  автомобилей (рис.8), в фарах и фонарях (рис.7).

В светофорах для экономии освещения используют светодиоды. Они морозо- и жароустойчивы.

 Праздничное  и уличное  освещение  переводят на светодиодное (рис.9).

                                                             Рис.9

В интернете я нашел информацию – почему светодиодная лампа экономнее:

1. Светодиод потребляет до 80% меньше электроэнергии, чем стандартные лампы.
2. Светодиод намного меньше нагревается при освещении.
3. У светодиода дольше срок службы.
4. Светодиод работает при очень высоких и очень низких температурах.
5. Светодиоды дают более яркий свет.

Из журнала «Галилео. Наука опытным путем» (выпуск №3, 2011 год) я узнал, что можно использовать вместо батарейки фрукты - лимоны. Фруктовый сок по своему составу представляет собой слабую кислоту, поэтому если вставить во фрукт 2 электрода - один медный, а другой цинковый, то между электродами  потечет слабый ток. Я решил проверить лично – правда это или нет.

2. Мои исследования.

Эксперимент №1: Моделирование «батарейки» из лимона. 

Для опыта я взял лимон, медную пластину, стальной гвоздь, два провода, светодиодную и электрическую лампу. Для измерения напряжения и силы тока я взял вольтметр.

                                                         Рис.10

1. Вместе с папой мы провели эксперимент. Я воткнул в лимон с разных концов медную пластину  и стальной гвоздь.
2. Соединил проводами светодиодную лампу и металл на лимоне. Лампа не светила. Это потому, что на одном фрукте создается малое напряжение. Его недостаточно для того, чтобы загорелся светодиод (рис.11).

                                                         Рис.11

Я не расстроился, спросил у папы, почему так получилось. Папа посоветовал замерить напряжение и силу тока, которые  дает один лимон.

Эксперимент №2: Замер напряжения и силы тока от одного лимона.

Вольтметром я замерил напряжение, которое дает один лимон. Оказалось, что один лимон дает примерно 0,8 Вольт. А сила тока одного лимона 0,005 Ампер.

Папа сказал, что для света светодиодной лампы необходимо напряжение минимум 2,5 Вольта и силы тока 0,02 Ампера. А для успешного эксперимента посоветовал взять 4 лимона.

Эксперимент №3. Моделирование «батарейки» из 4-х лимонов.

Хорошо, возьмем 4 лимона для моделирования батарейки для светодиодной лампы (рис.12).

                                                            Рис.12

 Изготовление цепи.

Для увеличения напряжения мы включаем последовательно 4 лимона. При подключении к четырем лимонам светодиодной лампы – она засветилась. Четыре лимона дали электрический ток в цепи. Наш опыт успешно выполняется (рис.13, 14).                                                                              

                                Рис.13                                                          Рис.14

Эксперимент №4. Подключение обыкновенной лампы.

К тем же лимонам я пытался подключить обыкновенную лампочку. Но она не загорелась. На лампе написано, что она работает от 2,5 вольт, а силы тока для лампы нужно 0,2 Ампер, но силы тока от 4х лимонов не достаточно, чтобы заставить светиться лампу (рис.15).

                                                                   Рис. 15

Таким образом, экспериментально было выявлено, что одного лимона     не достаточно, чтобы светодиод начал светиться. Поэтому я увеличил число фруктов до 4 штук. В этом случае «лимонная» батарейка работает. Подключение обыкновенной лампочки к этим лимонам не дает свечение.

Вывод: мы решили, что с экономической точки зрения выгоднее светодиодная лампа, чем обыкновенная.

4. Выводы и заключение.

Проведенные эксперименты, позволяют сделать выводы:

• Светодиоды широко применяются в нашей жизни.
• Автором светодиодной лампы  считается наш русский ученый Олег Лосев.
•  Биологические объекты (лимоны) имеют свой электрический ток.
•  Фруктовая батарея, состоящая из четырех элементов (лимонов), дает свечение светодиода. На освещение простой лампы этой силы тока не хватает.
• Для света светодиодов можно использовать другие источники энергии (альтернативные).

Заключение.

Моя первая исследовательская работа завершена. Я узнал много нового   и интересного, понял, почему светодиодное освещение называют экономным. Наша гипотеза о работе светодиодной лампы от «лимонной» батарейки подтвердилась. Мой опыт доказал, что  светодиодное освещение экономнее.

Человечество не в силах полностью  предотвратить природные процессы, которые происходят на планете за счет потребления большого количества электроэнергии, но должно заботиться об ее экономии. А я могу дать рекомендации своим одноклассникам по экономии электроэнергии:

-   выключайте свет, когда выходите из комнаты;

-   используйте дневной свет, пока это возможно;

-   не оставляйте в сети зарядные устройства;

-  используйте энергосберегающий режим компьютера;

-  замените лампы  на  энергосберегающие (светодиодные).

В следующем проекте я хочу исследовать устойчивость светодиодов                               к  различным температурам.

5. Список использованной литературы.

1. Журнал «Галилео. Наука опытным путем» Выпуск №3, 2011 год. Издатель, учредитель, редакция: ООО «ДеАгостини», Россия тираж 650000 экз. (страницы 10-12 опыт «Лимонная батарейка»).
2. Статья «Светодиод». http://ru.wikipedia.org/wiki/
3. «Электроника шаг за шагом» Рудольф Сворень, издание 1991 год. Практическая энциклопедия юного радиолюбителя. Издательство «Детская литература» Москва, 1979, 446 страниц (стр.63 схема Т38, страница 162 тема Т-133).
4. Статья «Семейный бюджет. Экономия электроэнергии» от 26.11.2012г.

http://регион-л.рф/index.php/stati/38-semejnyj-byudzhet-ekonomiya-elektroenergii