1.        Введение

Актуальность:

Мы живём в век научно-технического прогресса, в век, когда уровень жизни каждого отдельного человека напрямую зависит от достижений науки и техники. Есть электроэнергия, значит, работают все бытовые электроприборы. Можно легко подогреть обед, вскипятить чайник, поутюжить одежду. Словом, есть электричество – есть и жизнь! Но мы расходуем все больше и больше денег на оплату счетов за электроэнергию. Мы решили научиться и поделиться с вами опытом экономии электричества

Цель работы:

Изучить устройство и принцип действия лампы накаливания и других видов современных ламп; изучить потребление электроэнергии лампами;

привлечь внимание к проблеме экономии энергии и энергоресурсов; создать мотивацию для сбережения электроэнергии.

Выяснить,какие лампочки более экономичны и пригодны для использования.

2.        Жизнь до изобретения лампочки

                Самым первым источником света,добытым человеком, был огонь.

2000 лет назад древние римляне освещали дома с помощью свечей. Волокна растений пропитывались смолой и покрывались воском. Позже изготавливать свечи начали и в Европе.

Светло ли было на балах.

Сколько же свечей нужно было для освещения большого парадного зала? Огромная люстра, установленная в Концертном зале Зимнего Дворца, была рассчитана на 333 свечи. А всего с учетом дополнительных люстр и канделябров в этом зале одновременно можно было зажечь более 2,5 тысяч свечей. В Гербовом зале было более 3,5 тысяч свечей, что по световому потоку примерно соответствует тридцати 100-ваттным лампам накаливания, на огромный зал площадью около 1000 кв. м.

 Очень важно было установить свечи строго вертикально, чтобы расплавленный воск не капал на гостей, а стекал в специальную емкость. Работа это была достаточно трудоемкой и требовала определенной квалификации.

3.Первая лампа накаливания

     В создание лампы накаливания в том виде, в котором она известна на сегодняшний день, сделали свой вклад исследователи, как из России, так и из других стран мира.

      В России исследованиями в области эффективных источников света занимался Александр Лодыгин.  Он смог добиться свечения в стеклянном сосуде угольного стержня, из которого предварительно был откачен воздух. Через два года он в России получает патент под номером 1619, который был выдан ему на нитевой вид лампы. Нить он заменил на стержень из угля, находившийся в вакуумной колбе.

    Первые лампы накаливания Лодыгина представляли собой стеклянный шарообразный сосуд, внутри которого на двух медных стержнях диаметром в 6 миллиметров был укреплен стерженек из ретортного угля диаметром около 2 миллиметров. Ток подавался по проводам, проходящим через оправу, которая прикрывала отверстие шарового сосуда.

Первые образцы ламп накаливания Лодыгина имели очень малый срок службы, всего около 40 минут. Изменение конструкции и другие улучшения привели к увеличению срока службы. В итоге усовершенствований долговечность ламп увеличилась до 1000 часов. Это был настоящий прорыв.

В 1890 г. А.Н. Лодыгин получил в США патент на электрические лампы накаливания с металлической нитью. В законодательном порядке именно в США за русским изобретателем закрепили первенство в изобретении ламп накаливания с металлической нитью из вольфрама, осмия, иридия, палладия.

Как не раз бывало в истории, гениальные изобретения часто приносили известность и доход не их изобретателям, а их более предприимчивым коллегам. И хотя промышленное производство ламп накаливания было организовано Эдисоном, следует помнить, что первенство изобретения ламп накаливания принадлежит русскому изобретателю А.Н. Лодыгину.

4. Лампа накаливания

Лампа накаливания – это источник искусственного света, который в процессе работы выделяет много тепла. Внутри ее металлическая спираль, чаще всего из тугоплавкого вольфрама. Этот элемент помещен в колбу, которая заполнена инертным газом, реже – вакуумная. Подобное наполнение не дает окисляться металлу. Такие лампы популярны благодаря низкой цене.

Сфера использования

 Не так давно лампы накаливания присутствовали в различных сферах жизни, в быту и на предприятиях. Это обуславливается простой их монтажа, эксплуатации и обслуживания.

Используются в таких сферах:

 Общего предназначения для внутреннего и наружного освещения в частных домах, квартирах, офисах.

 Местного применения – для подсветки рабочих мест.

Также есть специальные автомобильные лампы накаливания.

 Устанавливаются в поездах, на судах, и в самолетах.

Миниатюрные ЛН применяются в фонариках, шкалах приборов.

 Сверхминиатюрные в отдельных медприборах, пультах управления.

Также есть коммутационные, маячные, кинопроекционные.

Характеристики

 Лампы накала обладают такими характеристиками:

 Разлет мощностей. Зависит от сферы использования, так для бытовых целей применяются лампы от 25 до 150 Ватт, для других – до 1000 Вт.

Нить накаливается до 2000–2800 градусов.

 Напряжение – 220–330 В.

 Ресурс функционирования – 1000 часов при оптимальных условиях.

Выделяют в процессе горения много тепла, имеют чувствительность к частым выключениям.

 По цене они самые доступные из предложенных в магазинах ламп. Средний вес – 15 г.

Достоинства и недостатки ламп накаливания

Достоинства: - при включении они зажигаются практически мгновенно;

- имеют незначительные размеры;

- стоимость их невысока.

Основные недостатки:

- лампы обладают слепящей яркостью, отрицательно отражающейся на зрении человека, поэтому требуют применения соответствующей арматуры, ограничивающей ослепление;

- обладают незначительным сроком службы (порядка 1000 часов);

- срок службы ламп существенно снижается при повышении напряжения питающей электросети.

Таким образом, основной недостаток ламп накаливания — низкая светоотдача. Ведь лишь незначительная часть потребляемой ими электрической энергии превращается в энергию видимых излучений, остальная часть энергии переходит в тепло, излучаемое лампой.

5. Светодиодная лампа

Все началось в далеком 1907 году, когда английский инженер Генри Раунд, выключив освещение в лаборатории, случайно заметил свечение вокруг диодного контакта, находящегося под напряжением. Он решил, что свечение вызвано какой-то ошибкой в расчетах и не придал этому особого внимания, хотя и отметил этот факт в отчете.

Создателем полноценного светодиода стал Ник Холоньяк-младший, создавший в 1962 году полноценный LED-светодиод, излучающий видимый красный свет. Именно Холоньяк считается «отцом» светодиодных ламп. Через 10 лет его ученик Джордж Крафорд создал первый светодиод, излучающий желтый свет, а также десятикратно усилил яркость красных и оранжево-красных светодиодов.

Причиной растущей популярности является целый ряд преимуществ светодиодов перед остальными источниками света:

     Первый и несомненный плюс — это очень долгий срок службы светодиодов (примерно 50000 часов).

Низкое энергопотребление по сравнению с другими источниками света.

Экономическая выгода — результат сочетания долговечности и экономии электроэнергии.

Высокая светоотдача. Практически всю получаемую энергию светодиод преобразует в свет, в отличие, например, от лампы накаливания, которая при равной мощности дает света меньше, а выделяет тепла в разы больше.

      Недостатки:        Кроме высокой цены, есть еще пара недостатков. Во-первых, светодиод требователен к источнику питания. Многие светотехнические фабрики встраивают блоки питания в корпус светильника, что значительно упрощает подключение и установку.

Во-вторых, несмотря на длительный срок службы, светодиод со временем тускнеет и теряет яркость из-за деградации химических и физических параметров светоизлучающего кристалла.

Прямое попадание излучения светодиодов в человеческие глаза может привести к необратимым изменениям сетчатки. Вот почему применение светодиодных ламп пока что запрещено в школах, детских садах и больницах. Лампы с холодным белым цветом свечения (3500 К) могут спровоцировать бессонницу, поэтому не рекомендуется их использовать как минимум за час до сна. Светодиодных ламп с теплым белым цветом свечения  это не касается

Люминесцентные лампы

Люминесцентному освещению в том виде, в каком мы имеем его сегодня, около 80 лет, хотя история становления технологии длилась приблизительно столько же, то есть в целом на путь технологии люминесцентных ламп приходится около 160 лет.

История . Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида.

В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение.

В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет синезелёного  цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Это было, однако, очень близко к современному дизайну, и имело намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эллинойса.

В 1926 году Эдмунд Джермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, Э.Джермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света. GeneralElectric позже купила патент Джермера, и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году.

Принцип работы

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах

лампы возникает электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути, и проходящий ток приводит к появлению УФ излучения.

Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.

Люминесцентные лампы ввиду своей экономичности используют как для промышленного, так и бытового освещения. Данный источник света уже давно широко применяют в офисных помещениях, учебных, в больницах, библиотеках, в общественных учреждениях, в торговых залах. С тех пор, как появились небольшие люминесцентные лампы, приспособленные под патроны для традиционных ламп накаливания, их популярность среди населения растет. Люминесцентные  лампы имеют  более долгий срок службы (до 20 тысяч часов, тогда как обычная лампа служит всего тысячу-две часов), отсутствие шума и мигания, и все это при снижении размеров лампы.

Недостатки:

1. В настоящее время самым главным недостатком энергосберегающих ламп является их слишком высокая стоимость, которая превышает стоимость ламп накаливания в 10 – 20 раз.
2.   Есть еще одна важная особенность энергосберегающих ламп, которую несомненно нужно отнести к недостатку. Это ртутные пары, которыми она наполнена. Выше мы уже рассмотрели опасность этих паров и трудность их нейтрализации. Поэтому слишком опасно разбивать лампы в квартире и ином помещении. Обращаться с ними необходимо очень осторожно. Это заставляет отнести их к экологически опасным приборам, поэтому их утилизация регламентируется специальными нормативными актами и представляет определенные неудобства пользователю.

 Выбрасывать отработавшие лампы запрещено. Это делает недопустимым их выбрасывание в мусоропровод или в контейнер. Их утилизация строго регламентируется. Известно два способа утилизации: Перегоревшие энергосберегающие лампы необходимо отнести в районный ДЕЗ или РЭУ. У них должны быть установлены специальные контейнеры.

7. Галогенные лампы

При работе обычной электрической лампочки часть атомов вольфрама испаряется с поверхности нити накаливания и оседает на стенках колбы. Следовательно, это приводит к уменьшению срока службы. Колба галогенной лампы заполнена йодом или бромом, который способен образовывать химическое соединение с атомами вольфрама, что препятствует их оседанию на поверхности колбы. Галогениды вольфрама при высоких температурах (вблизи спирали) разлагаются на исходные составляющие. Такие циклы повышают время жизни лампы до 4000 часов.

Сейчас можно купить разнообразные галогенные лампы в специализированных магазинах, неоспоримыми достоинствами которых являются:

• вполне демократичные цены;
• длительный срок службы;
• более естественный спектр излучения;
• высокая светоотдача;
• небольшие размеры.

Первые галогенные лампы были линейными. Так сложилось, что разработанные для промышленного применения, они все больше привлекаю рядовых потребителей и дизайнеров. Для замены обычных лампочек «ильича» созданы компактные сетевые лампы. Во встроенных светильниках часто используются пальчиковые (капсульные) галогенки.

Все большей популярностью пользуются галогенные лампы с отражателями, задача которых перераспределять в пространстве световой или тепловой поток лампы.

Светотехника не стоит на месте – разрабатываются новые более совершенные модели галогенных ламп, которые удовлетворяют потребности потребителей.

Но нужно учесть недостатки галогенных ламп:

1. Большой нагрев поверхности колбы. Из-за того, что вольфрамовая нить накаливания почти плавится внутри лампочки, то ее поверхность нагревается до 500 °С. Так что трогать ее в рабочем состоянии категорически запрещается (можно получить серьезные ожоги). Вообще-то галогенку нельзя трогать и в состоянии покоя. Поскольку даже незначительное количество жира/пота/влаги с пальцев может привести к взрыву лампочки. Это из-за того, что жир при температуре 500 °С обуглится и почернеет, а значит та область, с почернением, будет сильнее нагреваться и стекло лопнет. Поэтому нужно особенно осторожно использовать их в помещении с большой влажностью (в герметичной колбе с прорезиненными стыками).
2. Чувствительность к колебанию напряжения. Низковольтные галогенные лампочки выходят из строя уже при изменении напряжения на 5%. Высоковольтные не так сильно зависят от напряжения, но все равно, скачки которые присущи нашим электросетям заставят их перегореть. Поэтому галогенки лучше подсоединять через стабилизатор напряжения.
3. Наличие ультрафиолетового излучения. Поскольку спектр у галогенок очень широкий, то там также присутствует и вредный ультрафиолетовый свет. Поэтому при покупке убедитесь, что в лампочки есть защита от ультрафиолета.
4. Не такой цоколь (патрон), как у обычных лампочек.

Сфера использования        

Несмотря на превосходные характеристики, галогенные лампы редко применяются в быту, но при этом они являются неотъемлемой частью различных устройств. Например, подобные осветительные изделия используются в различных аппаратах и технике для подсветки, а также они совершенно незаменимы в автомобилестроении. Помимо этого данные лампы применяются при производстве следующих устройств:

- осветительные приборы для фото- и видеосъёмки;

- прожекторы;

- проекторы;

- шелкография;

- микроволновые печи;

- паяльники;

- автомобильные фары.

8.Час Земли в 2019 году

«Час Земли» — это экологическое мероприятие, которое основано на отключении всех видов энергопотребляющих приборов ровно на 1 час в назначенное время. В глобальных масштабах это позволяет сократить энергопотребление, а значит сэкономить ресурсы. Смысл праздника гораздо шире отключения света. Час Земли служит основой единения экологических движений, которые к этому событию привязывают множество тематических мероприятий. По всему миру проводятся праздничные шествия, организуются тематические кемпы, проводится множество лекций и конференций.  Символом акции является число «60+». Это символизирует 60 минут отказа от электричества, а знак «+» намекает на возможность проводить такую акцию самостоятельно и в любое время.

2018 году акция прошла в 170 городах России и по всему миру. В первой тройке городов, которые принимали наиболее активное участие в акции оказались Новый Уренгой и Курск. В России это событие набрало огромную популярность и каждый год число участников неуклонно растет. До следующей акции «Час Земли 2019» статуэтку текущей столицы «Часа Земли» хранит у себя представительство Липецка, который занял первое месте в рейтинге городов, активно встретивших праздник.https://2019-god.com/chas-zemli-v-2019-godu/

      Ежегодно определяется, какого числа пройдет праздник и «Час Земли 2019» не исключение. Для события было решено определить последнюю субботу марта. Дата акции на будущий год определена: в 2019 Час Земли пройдет 30 марта. Время акции с 20.30 по 21.30. В ближайшее время международная акция «Час Земли» будет только обретать новых поклонников и расширять свои границы. У этого ежегодного события есть все шансы стать ведущим мировым проектом в экологии. Объединяя людей с общими интересами, Час Земли делает событие большим праздником единения человека и природы.... Подробнее: https://2019-god.com/chas-zemli-v-2019-godu