Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

   «Кулундинская средняя общеобразовательная школа №1»             Кулундинского района Алтайского края

Научно-исследовательская работа                                                                        по естественно-математическому направлению                                                 на тему:

«Энергосберегающие лампы»

Работу выполнил:          ученик 3А класса           Брызгалов Евгений Владимирович       

Научный руководитель:            учитель начальных классов  Довбня Светлана Александровна

Кулунда - 2017

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

Глава 1. Общая характеристика энергосбережения        5

1.1 Что такое энергия и откуда она берётся        5

1.2 Зачем нужно экономить энергию        6

1.3  Возможность экономии энергии дома. Энергосберегающие лампочки        7

Глава 2. Практическая часть        9

2.1 Описание методов исследования        9

2.2 Анкетирование        10

2.3 Исследование лампочек в домашних условиях        10

Глава 3        12

3.1 Опытно-экспериментальная работа        12

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        13

Список использованной литературы………………………………………..14

Приложения …………………………………………………………………….15

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня в современном мире энергосбережение играет важнейшую роль в жизни общества. Это и забота о здоровье, и экономия денег, и комфорт проживания. Но одна из самых главных задач энергосбережения – это защита окружающей среды от негативных воздействий человечества.

По средним подсчетам, каждый человек ежемесячно расходует сотни лишних киловатт, это, конечно же, «съедает» дополнительные денежные средства. Кроме того, очень большой расход электроэнергии неблагоприятен и в глобальном плане: чем больше электричества использует каждый из нас, тем больше загрязняется наша окружающая среда, и тем меньше природных ресурсов мы оставляем в наследство следующим поколениям. А так как с каждым годом их потребление растет все больше и больше, и они истощаются все сильнее и сильнее, энергосбережение является важным способом сохранения этих самых природных ресурсов. Поэтому проблема энергосбережения на сегодняшний день так актуальна.

Обоснование исследования. Однажды я увидел, что родители поменяли у нас дома все лампочки. Мне стало интересно, почему так вдруг? Чем эти лампочки лучше прежних? Что в них особенного? Родители ответили, что новые лампочки – энергосберегающие. Они сберегают электроэнергию, тем самым экономят наш семейный бюджет, а также берегут природные ресурсы для будущих поколений. Теперь у меня возникли новые вопросы:

1) А что такое энергосбережение?

2) Что такое энергия вообще? И откуда она берется?

3) Зачем нужно экономить энергию?

4) И как это можно сделать дома?

5) И, наконец, как сравнить, старые и новые лампочки в домашних условиях? Как определить наиболее энергосберегающую?

Я решил, что обязательно в этом разберусь, и отвечу на свои вопросы! Вот так и появилась тема моего маленького исследования.

Гипотеза. Предполагается, что в домашних условиях можно определить, какая лампочка является наиболее энергосберегающей.

Объект исследования. Электрические лампочки.

Предмет исследования. Измерение силы тока для разных электрических лампочек.

Цель. Определить наиболее энергосберегающую лампочку в домашних условиях.

Для достижения поставленной цели нужно выполнить следующие задачи:

1. узнать об энергии и энергосбережении;
2. провести сравнительный анализ свойств ламп накаливания и энергосберегающих ламп;
3. проанализировать анкеты одноклассников и их родителей;
4. сравнить показания амперметра для каждой лампочки;
5. познакомиться и использовать необходимые правила безопасности при проведении эксперимента;
6. сделать выводы по результатам исследования.

Методы исследования:

1. поисковый: сбор информации о лампах накаливания, энергосберегающих лампах;
2. практический: анкетирование и эксперимент (в нашем случае, это замеры энергопотребления лампы накаливания, люминесцентной лампы и светодиодной лампы);
3. исследовательский: сравнительный анализ потребления электроэнергии при использовании ламп накаливания и энергосберегающих ламп, анализ полученных данных.

Глава 1. Общая характеристика энергосбережения

1.1 Что такое энергия и откуда она берётся

В настоящее время во всем мире одним из самых актуальных стал вопрос экономии электроэнергии, во многом обусловленный увеличением энергопотребления, истощением природных ресурсов и загрязнением окружающей среды отходами энергетических производств. Об этом часто можно услышать по телевизору, радио, прочитать в газетах, журналах.

Каждое государство состоит из отдельных её граждан. Если экономить электроэнергию станет каждый человек, начиная с детства, то результаты экономии отразятся на бюджете семьи, учреждения, района, государства. Можно предположить, что энергосбережению нужно учить. Так давайте учиться этому вместе!

Энергосбережение - это любая активность, направленная на уменьшение объема использования энергетических ресурсов без ущерба для основной функции их применения.

Энергия – это физическая величина, показывающая какую работу может совершить тело.

Все на свете действия и движения вызваны энергией. Свет, тепло и электричество – все это виды энергии. Человек черпает энергию из пищи.

Энергия всегда переходит из одного вида в другой. Энергия автомобиля берется из бензина. Сгорая в двигателе, бензин дает тепловую энергию. Она обращается в энергию движения и заставляет машину двигаться. Многие машины приводятся в движение подобным же образом.

Миллионы лет назад остатки погибших морских растений и животных были покрыты глиной и песком. Нагрев и давление обратили их в нефть, которая сейчас хранится в земле. Пробурив скважины, люди извлекают нефть на поверхность. Из нефти делают бензин, используемый в автомобилях. Так накопленная энергия обращается в движение.

Все живое на земле получает свою энергию от Солнца. Под воздействием солнечных лучей растут трава и другие растения. Коровы поедают траву и используют ее энергию для производства молока. Мы же, когда выпьем молоко, можем использовать его энергию для чего угодно – для работы или игры, для бега или прыжков.

Солнце посылает нам световую (солнечную) энергию с расстояния в 150 миллионов километров. Эту энергию можно собрать при помощи солнечных батарей и затем преобразовать, например, в электричество.

В основном, мы получаем электричество благодаря большим электростанциям. Электричество нам дают электростанции. В них находятся машины – генераторы, которые и вырабатывают электроэнергию. Источник энергии для этих машин – энергия тепла. Такая энергия получается за счет нагревания воды и превращения ее в пар. В свою очередь, воду нагревают с помощью горючих веществ, таких как нефтепродукты, уголь, газ. Также в качестве энергии нагрева можно использовать ядерную энергию.

Такую энергию также можно получать и из природы. Используя перепад уровня воды, стоят гидроэлектростанции, энергию солнца – солнечные батареи, энергию ветра – ветряки. Но два последних способа используют не часто, так как он является достаточно затратным.

После того, как энергия, любым из выше описанных способов, подается на генератор – он создает ток, который движется по медным проводникам и только потом по линиям электропередач подается в наш дом.

1.2 Зачем нужно экономить энергию

Существует довольно много причин того, почему нужно беречь энергию. Можно выделить следующие:

1. в целях экономии средств. Для многих эта главная причина, ведь используя меньше электроэнергии дома, платить за нее придется меньше;
2. для уменьшения уровня загрязнения воздуха. В результате сжигания угля, нефти и газа не только выделяется энергия, но и загрязняется атмосфера. От этого у людей возникают трудноизлечимые болезни, в первую очередь онкологические;
3. для снижения энергоемкости и энергозависимости экономики родной страны, что укрепит ее позиции на мировых рынках и будет способствовать улучшению благосостояния населения;
4. чтобы снизить развитие процесса глобального изменения климата. Эти изменения на планете вызваны таким явлением, как парниковый эффект. Он возникает из-за большого количества углекислого газа, который выбрасывается в атмосферу при сжигании тех же газа, угля и нефти. Это сжигание и является источником производства энергии.
5. чтобы сохранить последующим поколениям больше энергоресурсов.

1.3  Возможность экономии энергии дома. Энергосберегающие лампочки

Если всерьез задуматься об экономии энергии дома, первым делом нужно заменить привычные лампочки энергосберегающими, так как стандартные лампы накаливания расходуют очень много электроэнергии. С помощью энергосберегающих ламп можно сэкономить около 70-80% энергии, которая затрачивается на освещение дома. Кроме этого, по сравнению со старыми лампочками накаливания, лампы нового поколения работают значительно дольше. Средний срок службы энергосберегающей лампы составляет 10 000 часов. И даже учитывая, что энергосберегающие лампы стоят дороже обычных лампочек накаливания, они намного снизят привычные расходы.

 У обычных ламп накаливания есть свои преимущества и недостатки. К преимуществам относятся:

1. маленькая стоимость;
2. небольшие размеры;
3. быстрый выход на рабочий режим;
4. маленькая чувствительность к скачкам напряжения;
5. отсутствие токсичных компонентов, а значит легко утилизируются;
6. отсутствие мерцания и гудения;
7. могут работать при низкой температуре окружающей среды.

Недостатки:

1. низкая световая отдача( тусклый свет);
2. маленький срок службы;
3. хрупкие и чувствительные к удару;
4. пожарно опасные (через 30 минут после включения достигают высокой температуры).

Преимущества энергосберегающих ламп:

1. невысокое выделение тепла (можно ставить в светильники с хрупким стеклом);
2. при том же уровне освещенности экономия до 80% электроэнергии;
3. срок службы в 6-15 раз больше ламп накаливания;
4. равномерное и мягкое рассеяние света;
5. экономия средств семейного бюджета.

Энергосберегающие лампы имеют свои недостатки:

1. внутри есть малые количества ртути и фосфора;
2. фаза разогрева длится 2 минуты;
3. не функционирует при низких температурах (-15-20˚С);
4. нельзя часто включать и выключать;
5. высокая цена ( в 10-15 раз больше, чем у лампочек накаливания);
6. утилизация – основная проблема.

Таким образом, энергосберегающие лампы  - это лампы будущего, они способствуют экономии электроэнергии. Основные их преимущества – это повышенный срок службы и пониженное потребление электроэнергии.

Глава 2. Практическая часть

2.1 Описание методов исследования

Поисковый метод (изучение источников информации). Сбор информации о лампах накаливания, энергосберегающих лампах, их достоинствах и недостатках. Отбор нужного материала и его изучение.

Практический метод включает в себя анкетирование и эксперимент.

Анкетирование - это процедура проведения опроса в письменной форме с помощью заранее подготовленных бланков. Анкетирование является наиболее простым и распространенным методом исследования в виде опроса. Я провел анкетирование среди учащихся 3А класса и среди их родителей.

Эксперимент – метод познания, который используется для исследования в специально созданных для этого условиях. По-другому, это научно поставленный опыт, который дает одинаковые результаты при неоднократном его проведении. В нашем случае, я провел замеры энергопотребления лампы накаливания, люминесцентной лампы и светодиодной лампы.

Исследовательский метод включает в себя сравнение.

Сравнительный метод – это проведение исследования путем сравнения двух или нескольких объектов между собой, т.е. я провел сравнительный анализ потребления электроэнергии при использовании лампы накаливания и двух энергосберегающих ламп. Сделал анализ полученных данных и обобщил их.

2.2 Анкетирование

Мы  составили и провели анкетирование среди учащихся  3А класса и их родителей (Приложение 1).

В анкетировании учащихся приняли участие 23 человека.

 ( Приложение 2) По результатам анкетирования 21 человек (91%) имеет представление об энергосберегающих лампах, и только 2 человека (9%) не слышали об этом вообще. 13 человек (57%) используют дома такие лампы, 10 (43%) – нет.  Большинство учащихся (18 человек – 78%) думают, что в домашних условиях возможно определить наиболее энергосберегающую лампочку, а вот 5 человек (22%) в этом сомневаются. Можно сделать вывод, что дети также хорошо владеют информацией в области энергосберегающих ламп, как и их родители.

Во взрослом анкетировании среди родителей приняли участие 15 человек. Данные опроса показали, что все родители знают, что такое энергосберегающие лампы. У 13 родителей( 87%) из 15 есть дома энергосберегающие лампы. 9 родителей (60%) думают, что в домашних условиях можно определить наиболее энергосберегающую лампочку, а 6 (40%) – думают, что нельзя. Таким образом, большинство опрошенных знают об энергосберегающих лампах, обладают достаточной информацией об их свойствах, экономическом эффекте при их использования в быту и охотно применяют у себя дома.

2.3 Исследование лампочек в домашних условиях

Примером исследования энергосбережения может послужить исследование потребляющей энергии разных электрических ламп (электрическая лампа накаливания, люминесцентная лампа и светодиодная лампа) с одинаковой силой света, но разным количеством потребляемой электрической мощности. В нашем эксперименте потребляющая энергия предстает в виде электрической потребляющей мощности.

Электрическая мощность цепи переменного тока:

Р=U*I*cosᵩ, где

U – напряжение, В (в данном случае 220В);

I – сила тока, А;

cosᵩ - коэффициент мощности (в данном случае 0,8).

Мы с папой использовали источник электрической энергии напряжением 220В при исследовании всех трех ламп. А так как напряжение является в данном случае константой, т.е. не изменяется на протяжении всего эксперимента, то из этого следует, что изменение силы тока  в цепи  будет прямопропорционально изменению потребляемой электрической мощности, т.е. при увеличении силы тока будет увеличиваться и потребляемая энергия. Поэтому проведение исследования производится методом измерения силы тока и для наглядности используется амперметр.

Для эксперимента необходимо собрать простую электрическую цепь, состоящую из:

1. источника электрической энергии;
2. амперметра;
3. потребителя.

Глава 3

3.1 Опытно-экспериментальная работа

Так как источник питания имеет переменное напряжение 220 В во всех случаях, а потребляемая мощность разная, то сила тока будет изменятся пропорционально изменению потребляемой мощности потребителя.

Перед проведением эксперимента нужно обратить особое внимание на технику безопасности! Исследование проводилось в присутствии и под пристальным наблюдением родителей.

Практическая часть проведения эксперимента прилагается в видеофайле.

Таким образом, после проведения нашего эксперимента, можно сделать вывод, что самая энергосберегающая лампочка – это светодиодная, т.к. она потребляет меньше всего энергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате изучения источников информации и проведённых исследований гипотеза о том, что в домашних условиях можно определить какая лампочка является наиболее энергосберегающей, полностью подтверждается. Моя цель - определить наиболее энергосберегающую лампочку, достигнута   с помощью выполнения поставленных задач.

 Нам удалось определить наиболее энергосберегающую лампочку в домашних условиях.

Вывод.

 Энергосбережение в современном мире играет важнейшую роль в жизни общества. Использование энергосберегающих ламп – это путь к бережному и экономному расходованию природных ресурсов и их сохранению последующим поколениям. И еще применение энергосберегающих ламп ведет к экономии семейного бюджета. А также, в результате исследования, я научился работать с электроизмерительным прибором (амперметром) и определять силу тока для разных лампочек, смог определить наиболее энергосберегающую лампочку в домашних условиях при соблюдении точной инструкции и правил техники безопасности.  

Р.S. Каждый из нас может и должен вносить свой вклад в активную защиту окружающей среды путем экономного использования энергии. Получить максимум комфорта при минимальных энергетических затратах поможет ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ, которое доступно каждом.

Список использованной литературы.

1. Большая энциклопедия знаний / Пер. с немецкого Л.С. Беловой, Е.В. Черныш. – М.: Эксмо, 2013. – 344с.
2. Детская энциклопедия / Джейн Эллиот и Колин Кинг. При участии Сюзен Кроуфорд и Аннабел Крейг. – М.:, ЗАО»Росмэн-Пресс», 2005. – 128с.
3. 365 научных экспериментов, Hinkler Books Pty Ltd 2007, 2010, Китай.
4. Китунович Ф. Г. Общая электротехника. Минск, «Вышэйш. Школа», 1975. – 288с.
5. http://electric-tolk.ru/plyusy-i-minusy-energosberegayushhej-lampy.
6. http://savenergy.info/page/energosberezhenie-dlja-detej.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Анкета

1. Знаешь ли ты, что такое энергосберегающие лампочки?

а) да

б) нет

2. Есть ли у тебя дома энергосберегающие лампочки?

а) да

б) нет

3. Как ты думаешь, можно ли в домашних условиях, определить какая лампочка наиболее энергосберегающая?

а)  да

б)  нет

Приложение 2