Муниципальное бюджетное  общеобразовательное учреждение

 «Средняя школа №1 им. Ю.А.Гагарина»

Проектная работа по физике

«Энергосбережение. Изучение характеристик разных осветительных приборов»

                                  Выполнил:

Петров Виктор Викторович,                                                                 

       ученик 9 класса «В».

          Руководитель проекта:

                 Елисеева Лариса Ивановна,

учитель физики.

2022 г.

Содержание

Паспорт проекта…………………………………………………………………………….. 2

Введение  ……….…………………………………………………………………………… 3

Теоретическая часть

          Из истории электричества……………………………………………………….... 5

          Из истории лампы накаливания…………………………………………………... 5

           Преимущества и недостатки ламп накаливания…………………………………………. 7

                      Энергосберегающие лампы.  Из истории люминесцентной лампы……………. 8

                      Строение энергосберегающих ламп ……………………………………………... 9

                      Преимущества энергосберегающих ламп………………………………………. 10

                      На что следует обратить внимание при покупке энергосберегающих ламп…. 11

Практическая часть

               Анкетирование …………………………………………………………………… 15

               Определение световой отдачи энергосберегающих ламп и ламп накаливания..16

               Экономический расчет электроэнергии на освещение квартиры и классных          

   комнат  за 2021 год ………………………………………………………………. 16

Заключение ………………………………………………………………………………… 20

Список использованной литературы……………………………………………………… 22

Приложения ………………………………………………………………………………... 23          

Паспорт проекта

1.Введение.

В наше время невозможно представить нашу жизнь без электроэнергии. Окружающие нас бытовые приборы: телевизор, холодильник, микроволновка, водонагреватель, пылесос, стиральная машина и другие домашние устройства потребляют электроэнергию. Человечество  не мыслит своей жизни без мобильного телефона и Интернета, а компьютер и телефон не могут работать без электроэнергии. Огромное  количество электроэнергии расходуется на освещение жилых и производственных помещений.

Ресурсы электроэнергии когда-то закончатся.  Электроэнергия поступает в наши дома с электростанций различного типа, и для ее производства сжигаются разные виды топлива: уголь, нефть, газ. Экономное использование электроэнергии позволит сократить объемы использования этих энергетических ресурсов, а, значит, и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, сохранить чистоту водоемов.

Известно ли Вам, что 40% потребляемой в России энергии можно "получить" за счет простой экономии? Или, если сформулировать это по-другому, у нас ежегодно тратится впустую почти половина всей производимой энергии? Печально, но факт: наша страна - одна из самых энергорасточительных в мире. Количество теряемой энергии сравнимо с объемом всей экспортируемой из России нефти и нефтепродуктов.

       В больших городах у нас ежедневно забывают или ленятся гасить сотни тысяч осветительных приборов. И за день набегают уже не килограммы, а десятки тонн выброшенного топлива.

         Европейцы стараются снизить энергозатраты всеми возможными способами.             Мы же не считаем нужным так мелочиться. Почему? Может, мы богаче европейцев? Скорее всего, дело просто в отсутствии элементарной хозяйственности. Мало кто задумывается, что сто 75-ваттных лампочек, работающих вхолостую, за час "съедают" несколько килограммов угля или нефти, попутно загрязняя природную среду вредными веществами. Между тем, простая замена привычных источников света на их энергосберегающих родственников сократит расходы энергоресурсов в 4-5 раз! Экономное использование электроэнергии позволит сократить объемы использования этих энергетических ресурсов, а, значит, и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, сохранить чистоту водоемов. Кроме того, увеличение эффективности использования электроэнергии - это и реальный способ снизить затраты на оплату счетов за электричество. Ведь стоимость электроэнергии напрямую связана со стоимостью топлива, запасы которого ограничены и цены на которое постоянно растут.

           Актуальность проблемы: 23 ноября 2009 года Д. А. Медведев подписал принятый ранее Госдумой закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Согласно документу, с 1 января 2011 года не допускается продажа электрических ламп накаливания мощностью 100 Вт и более. Проблема энергосбережения стала решаться на государственном уровне.

В этой работе я постарался рассмотреть  главные «плюсы» и «минусы» ламп накаливания и энергосберегающих ламп.

           Гипотеза: если знать  все плюсы и минусы каждого вида ламп, то потребителю  представится  возможность   сделать правильный  выбор при приобретении  электролампы.

            Цель работы: изучить и сравнить характеристики каждого вида ламп и обеспечение рационального использования электроэнергии за счет замены ламп накаливания на энергосберегающие лампы.

Практическая значимость работы.

 Изучив характеристики и строение энергосберегающих ламп, мы планируем выяснить возможно ли снизить затраты на электроэнергию при замене ламп накаливания на энергосберегающие лампы и сформулировать рекомендации при покупке энергосберегающих ламп и их эксплуатации в быту.  

Задачи:

1. Провести анкетирование среди школьников  и определить, насколько популярны в использовании  энергосберегающие лампы.

2. Изучить строение ламп накаливания и энергосберегающих ламп, показать энергетическую и экономическую выгоду ламп, их практическую значимость.

3. Оценить экологическую безопасность исследуемых ламп.

4. Изучить воздействие исследуемых ламп на здоровье человека.

5. Разработать  рекомендации по энергосбережению и использованию энергосберегающих ламп.

2.Теоретическая часть

2.1. Из истории электричества.

Открытие электрических явлений легенда приписывает мудрецу Фалесу, жившему более двух тысячелетий назад в Греции. В те времена в окрестностях древнегреческого города Магнезия люди находили   на берегу моря камешки, которые притягивали железные предметы. По имени этого города их назвали магнитами. Фалес же находил на берегу моря и другие, не менее таинственные камешки, к тому же красивые и легкие.  Они не притягивали, как магниты, железных предметов. Но если их натирали кусочком шерстяной ткани, к ним прилипали пушинки, кусочки дерева и травы. Такие камешки называли янтарем. Древние греки янтарь называли электроном. Отсюда и возникло всем известное слово «электричество».

Первый источник электрического тока изобрел итальянский физик Алессандро Вольта в конце XVII века. Между небольшими дисками из меди и цинка он помещал суконку, смоченную раствором кислоты. Между дисками и раствором происходит химическая реакция, создающая в проводнике, соединяющем диски, слабый электрический ток. Соединяя пары дисков в батарею, можно получать уже значительный электрический ток. Такие батареи называли вольтовыми столбами. Они – то и положили начало электротехнике.

В 1802 году русский профессор Василий Петров, сближая два угольных стержня, подключенных к батарее, увидел яркое свечение между ними – электрическую дугу. Эксперименты с дугой были долгими и сложными. И только в 1877 году дуговые лампы, разработанные изобретателем Павлом Николаевич Яблочковым, осветили людные улицы Парижа.

Лавры изобретения привычной для нас лампы накаливания поделили между собой россиянин Александр Николаевич Лодыгин и американец Томас Алва  Эдисон. Русский инженер заметил, что сами угольные стержни светят ярче, чем дуга между ними и предложил заменить стержень тонкой, как нить, проволокой из тугоплавкого металла. Американский изобретатель откачал воздух из лампы, благодаря чему нить стала перегорать медленнее. В 1906 году фирма «Дженерал Электрик», организованная Эдисоном, купила права на изобретения Лодыгина. С тех пор электрическое освещение пришло в каждый дом, сделав его светлым и уютным.

2.  Из истории лампы накаливания

Лампа накаливания — источник света, преобразующий энергию  проходящего по спирали лампы электрического тока в тепловую и световую. Под вечер, когда сгущаются сумерки, мы привычно щелкаем выключателем, и под потолком загорается "маленькое солнце" – электрическая  лампочка. И редко кто вспоминает при этом об изобретателе простого, надежного и  удобного источника света.

       В 1809 году англичанин Деларю строит первую лампу накаливания  (с платиновой спиралью).

      В 1838 году бельгиец Жобар изобретает угольную лампу накаливания.

      В 1854 году немец Генрих Гёбель разработал первую «современную» лампу: обугленную бамбуковую нить в вакуумированномсосуде. В последующие 5 лет он разработал то, что многие называют первой практичной лампой.

      В 1860 год английский химик и физик Джозеф Уилсон Суон продемонстрировал первые результаты и получил патент, однако трудности в получении вакуума привели к тому, что лампа Суона работала недолго и неэффективно.

      11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент за №1619 на нитевую лампу. В качестве нити накала он  использовал угольный стержень, помещённый в вакуумированный сосуд

       В 1875 году В. Ф. Дидрихсон усовершенствовал лампу Лодыгина, осуществив откачку воздуха из неё и применив в лампе несколько волосков (в случае перегорания одного из них, следующий включался автоматически).

       Английский изобретатель Джозеф Уилсон Суон получил в 1878 году британский патент на лампу с угольным волокном. В его лампах волокно находилось в разреженной кислородной атмосфере, что позволяло получать очень яркий свет.

      Во второй половине 1870-х годов американский изобретатель Томас Эдисон проводит исследовательскую работу, в которой он пробует в качестве нити различные металлы. В 1879 году он патентует лампу с платиновой нитью. В 1880 году он возвращается к угольному волокну и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Одновременно Эдисон изобрёл бытовой поворотный выключатель. Несмотря на столь непродолжительное время жизни его лампы вытесняют использовавшееся до тех пор газовое освещение.

      В 1890-х годах А.Н. Лодыгин изобретает несколько типов ламп с нитями накаливания из тугоплавких металлов.

     Строение ламп накаливания Лодыгин предложил применять в лампах нити из вольфрама и молибдена и закручивать их в форме спирали. Он предпринял первые попытки откачивать из лампы воздух, что сохранило нить от окисления и увеличило срок службы во много раз. Первая американская коммерческая лампа с вольфрамовой спиралью впоследствии производилась по патенту Лодыгина.  Также им были изготовлены газонаполненные лампы ( с угольной нитью и заполненные азотом).

      В конце 1980-х годов появились лампы с нитью накаливания из окиси магния, тория, циркония и иттрия ( лампа Нернста) или нить из металлического осмия ( лампа Ауэра) и тантала ( лампа Больтона и Фейерлейна).

        В 1904году венгры Д-р Шандор Юст и Франьо Ханаман получили патент за №34541 на использовании в лампах вольфрамовой нити. В Венгрии же были произведены первые такие лампы, вышедшие на рынок через венгерскую фирму Tungsram в 1905 году.

       В 1906г Лодыгин продает патент на вольфрамовую нить компании General Electric. В том же 1906году в США он построил и пустил в ход завод по электрохимическому получению вольфрама, хрома, титана. Из-за высокой стоимости вольфрама патент находит только   ограниченное применение.

          В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет  все другие виды нитей.

       Оставшаяся проблема с быстрым испарением нити в вакууме была решена американским учёным, известным специалистом в области вакуумной техники Ирвингом Ленгмбром, который, работая с 1909 года в фирме «General Electric», ввёл в производство наполнение колбы ламп инертными, точнее- тяжёлыми благородными газами (в частности- аргоном), что существенно увеличило время их работы и повысило светоотдачу. (Приложение 1)

2. 3.  Преимущества и недостатки ламп накаливания

Преимущества:

- налаженность в массовом производстве;

- малая стоимость;

- небольшие размеры;

- отсутствие пускорегулирующей аппаратуры;

- нечувствительность к ионизирующей радиации;

- чисто активное электрическое сопротивление (единичный коэффициент мощности);

- быстрый выход на рабочий режим;

- невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения

- отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации;

- возможность работы на любом роде тока;

- нечувствительность к полярности напряжения;

- возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт);

- отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе;

- непрерывный спектр излучения;

- приятный и привычный в быту спектр;

- устойчивость к электромагнитному импульсу;

- возможность использования регуляторов яркости;

- не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к конденсату.

Недостатки:

- низкая световая отдача;

- относительно малый срок службы;

- хрупкость, чувствительность к удару и вибрации;

- бросок тока при включении (примерно десятикратный);

- при термоударе или разрыве нити под напряжением возможен взрыв баллона;

- резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 25 Вт-100 °C, 40 Вт - 145 °C, 75 Вт - 250 °C, 100 Вт - 290 °C, 200 Вт - 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается ещё сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.

- нагрев частей лампы требует термостойкой арматуры светильников;

- световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности, потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4%.

- Включение электролампы через диод, что часто применяется с целью продления ресурса на лестничных площадках, в тамбурах и прочих затрудняющих замену местах, ещё больше усугубляет её недостатки.

 Энергосберегающие лампы

4.  Из истории люминесцентной лампы

      Официально первая люминесцентная или, как ее еще называют, флуоресцентная лампа была создана в начале прошлого века инженером-изобретателем из США Питером Купером Хьюиттом, получившим на нее патент 17 сентября 1901 года. Хотя некоторые исследователи оспаривают его первенство в изобретении, называя «отцом» люминесцентной лампы малоизвестного немецкого физика Мартина Аронса, экспериментировавшего с ртутными лампами в конце XIX века.

Изобретенная и запатентованная Хьюиттом люминесцентная лампа содержала ртуть, пары которой нагревались проведенным через нее электротоком. Лампа Хьюитта была шарообразной формы и слегка изогнута, она давала больше света, чем лампы Лодыгина-Эдисона, но свет этот был голубовато-зеленым, неприятным для глаза. По этой причине первые ртутные лампы использовали только фотографы и они не получили широкого распространения. 

                                                                                                     Питер Купер Хьюитт. 1861-1921

Ввинчивающаяся лампа с магнитным балластом (SL) была создана компанией «Philips» в 1980 году — она стала первой люминесцентной лампой такого рода, способной конкурировать с лампами накаливания. Энергосберегающую лампу с электронным балластом (CFL) в 1985 году впервые продемонстрировал немецкий концерн «Osram».

(Приложение 2)

5.  Строение энергосберегающих ламп

Люминесцентная лампа наполнена парами ртути и инертным газом (аргоном), а ее внутренние стенки покрыты люминофором. Под действием напряжения в лампе происходит движение электронов. Столкновение электронов с атомами ртути образует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет. Электронный блок обеспечивает зажигание и дальнейшее горение лампы. Благодаря этому энергосберегающая лампа зажигается без мерцания и работает без мигания, свойственного обычным люминесцентным лампам. КПД такой лампы составляет    20 – 25 %,   что выше в 4 – 5 раз, чем у ламп накаливания.  (Приложение 3)                                

        Люминофор может иметь различные оттенки, и как результат, может создавать разные цвета светового потока. Конструкции существующих энергосберегающих ламп делают под существующие стандартные размеры традиционных ламп накаливания. Диаметр цоколя у таких ламп составляет 14 или 27 мм. Благодаря чему можно использовать энергосберегающие лампы в любом светильнике, бра или люстре, для которых вы раньше применяли лампу накаливания.

6.  Преимущества и недостатки энергосберегающих ламп.

Преимущества:

-  Дают большую отдачу света при меньшем потреблении энергии особенно, в зимнее время, когда лампа реже выключается.
- Значительный срок службы лампы - от 6 до 15 тысяч часов работы, что в 20 раз больше, чем у обычной лампы накаливания.
-Имеется возможность выбора типа свечения (теплый, холодный или нейтральный).

- Незначительное нагревание лампы, благодаря чему остается неповрежденной пластмассовая часть патрона светильника и его провод.
- Равномерное свечение лампы, которое обеспечивается встроенным, почти у всех производителей, конденсатором, поддерживающим постоянную частоту и интенсивность разрядов в лампе (до 50 тысяч раз/сек при 50 кГц). Т.е. риск мерцания энергосберегающих ламп существенно снижен.

- Экономия электроэнергии. Коэффициент полезного действия у энергосберегающей лампы очень высокий и световая отдача примерно в 5 раз больше чем у традиционной лампочки накаливания.

Недостатки:

 - Имеют большую чувствительность к скачкам напряжения в сети и из-за этого могут быстро перегореть.

- В излучении лампы отсутствует часть спектра, что может вызывать искажение цветового восприятия и как следствие - усталость глаз, особенно, при длительном чтении. Поэтому нежелательно использование энергосберегающей лампы в настольных светильниках.
- Требует некоторого времени для полного разогрева (до 2-х минут). при истощении ресурса лампы (при частом включении) возможно мерцание лампы.
- Вред от энергосберегающих ламп тоже имеется . Это ультрафиолетовое излучение (расстояние от лампы до человека должно быть не менее 30 см). Вот почему в жилых помещениях не желательно использовать энергосберегающие лампы мощностью более 22 Вт.

- Чувствительность к температуре. Если минус 15-20 градусов – лампа не работает, при повышенной температуре воздуха теряется интенсивность освещения.
- Возможный вред энергосберегающих ламп заключается в том, что они, оказываются, содержат ртуть и фосфор, которые, хоть и в очень малых количествах, присутствуют внутри энергосберегающих ламп. Это не имеет никакого значения при работе лампы, но может оказаться опасным, если ее разбить. По той же причине энергосберегающие лампы можно отнести к экологически вредным, и поэтому они требуют специальной утилизации (их нельзя выбрасывать в мусоропровод и уличные мусорные контейнеры).

- Высокая цена, которая окупается только в режиме стабильного включенного состояния лампы, что в бытовых условиях обычно мало выполнимо. 

- Срок службы энергосберегающих ламп ощутимо зависит от режима эксплуатации, в частности, они не любят частого включения и выключения.

- Конструкция энергосберегающих ламп не позволяет использовать их в светильниках, где есть регуляторы уровня освещенности. При снижении напряжения в сети более чем на 10% энергосберегающие лампы просто не зажигаются. (Приложение 4)

2.7. На что следует обратить внимание при покупке энергосберегающих ламп

        Мощность. Энергосберегающие лампы изготавливают с различной мощностью. Диапазон мощностей варьируется от 3 до 90 Вт. Следует учитывать, что коэффициент полезного действия у энергосберегающей лампы очень высокий и световая отдача примерно в 5 раз больше чем у традиционной лампочки накаливания. Поэтому при выборе энергосберегающей лампы, надо придерживаться правила – делить мощность обычной лампы накаливания на пять. Если вы в своей люстре или светильнике применяли обычную лампочку накаливания мощностью 100 Вт, вам будет достаточно приобрести энергосберегающую лампочку мощностью 20 Вт.

        Цвет света. Энергосберегающие лампы способны светить разным цветом. Данная характеристика определяется цветовой температурой энергосберегающей лампы.

• 2700 К – теплый белый свет.
• 4200 К – дневной свет.
• 6400 К – холодный белый свет.

           Чем ниже характеристика цветовой температуры энергосберегающей лампы, тем спектр цвета смещается к красному, чем выше – спектр цвета смещается к синему. В такой ситуации лучше поэкспериментировать с подбором нужного вам цвета, прежде чем заменить все лампочки в квартире на один цвет. Выбирайте нужный вам цвет, исходя не только из особенностей интерьера вашей квартиры или офиса, но и особенностей вашего зрения и зрения окружающих вас людей. Просто цвет, создаваемый энергосберегающей лампочкой, отличается от привычного света от лампочки накаливания, и многие люди не могут сразу к нему привыкнуть, если цвет подобран неправильно. Для дома и квартиры рекомендуется применять более теплые цвета – мягкий белый свет (теплое свечение).

         Размер. Энергосберегающие лампы производят в двух основных формах: U-подобная и в виде спирали. Никакой разницы в принципе работы этих видов ламп нет, отличия заключаются только в размерах. U-подобные лампы просты в производстве, дешевле спиралевидных ламп, но чуть больше по размеру. При покупке таких ламп следует заранее определить – подойдет ли выбранная U-подобная энергосберегающая лампа в вашу люстру, бра или светильник. Спиралевидные лампы сложнее произвести, они чуть дороже U-подобных, но имеют традиционные размеры как у лампочек накаливания, и как результат подходят ко всем световым приборам, где раньше применялись лампочки накаливания.

        Тип цоколя. Энергосберегающие лампы, как и традиционные лампочки накаливания, имеют различный тип цоколя. Большая часть световых приборов рассчитана на цоколь Е27. Но есть и такие приборы, которые имеют цоколь Е14. Если в вашу люстру вкручивалась большая лампочка накаливания, то это цоколь Е27. (Приложение 5) Если у вас светильник с маленькой или средней лампочкой накаливания, то возможно это цоколь Е14.

Все названные характеристики энергосберегающих ламп, производители пишут на упаковке. Например, надпись ESS-02A 20W E27 6400K на упаковке лампочки DeLux означает, что лампа имеет мощностью 20 Вт, с большим цоколем (Е27), излучает холодный белый свет (6400К).

Влияние на здоровье

          Сравним некоторые свойства исследуемых ламп.

1) Главным преимуществом энергосберегающих ламп считается их высокая световая отдача, превышающая тот же показатель ламп накаливания в несколько раз. Энергосберегающая составляющая как раз и заключается в том, что максимум электроэнергии, запитанной на энергосберегающую лампу, превращается в свет, тогда как в лампах накаливания до 95% электроэнергии уходит просто на разогрев вольфрамовой проволоки.

2) Еще одним преимуществом энергосберегающих ламп,  как считается,  является  незначительное тепловыделение. которое позволяет использовать компактные люминесцентные лампы большой мощности в хрупких бра, светильниках и люстрах. Использовать в них лампы накаливания с высокой температурой нагрева нельзя, так как может оплавиться пластмассовая часть патрона, либо провод.

На практике выяснилось обратное: «экономичная лампа»  греется так же, как обычная «лампочка Ильича».

3) Обычные лампочки уступают энергосберегающим лампам в сроках службы, который определяется промежутком времени от 6 до 15 тысяч часов непрерывного горения. Эта цифра превышает срок службы обычных ламп накаливания приблизительно в 15 раз (у ламп накаливания  - до 1000 часов). Наиболее частая причина выхода из строя лампы накаливания – перегорание нити накала. Механизм работы энергосберегающей лампы позволяет избежать этой проблемы, благодаря чему они имеют более длительный срок службы.

4) Лампы накаливания работают в любом  диапазоне температур: и зимой, и летом. Энергосберегающие лампы не приспособлены к функционированию в низком диапазоне температур (-15- -20ºC), а при повышенной температуре снижается интенсивность их светового излучения.

5) К  побочным эффектам при использовании энергосберегающих ламп относится их возможное гудение и мерцание, что негативно отражается на здоровье человека и приводит к раздражению и утомлению организма.

6) Энергосберегающие лампы имеют особенность: фаза разогрева у них длится до 2 минут, то есть, им понадобится некоторое время, чтобы развить свою максимальную яркость.

7) Не рекомендуется использовать в жилых помещениях энергосберегающие лампы мощностью более 22 ватт и на расстоянии ближе 30 сантиметров. Из-за большого уровня ультрафиолетового излучения энергосберегающих ламп может быть нанесен вред людям с чрезмерной чувствительностью кожи и тем, кто подвержен дерматологическим заболеваниям.

3. Практическая часть

3.1. Анкетирование

В средствах информации закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» кратко называют законом «Об энергосбережении».

      Я решил выяснить, что знают об этом законе и проблеме энергосбережения ученики нашей школы. В виде вопросов пыталась обратить внимание на эту проблему. В анкетировании приняли участие 25 человек

Среди своих одноклассников и знакомых мы провели следующий опрос.

1. Владеете ли вы информацией об энергосберегающих лампах?

А. Да                  Б. Нет

2. Нужно ли менять обычные лампочки на энергосберегающие?

А. Да.                  Б. Нет.                   В. Не знаю.

3. Какие лампочки используются у вас дома?

А. Энергосберегающие;                 Б. Обычные;

В. Оба вида.                                    Г. Не знаю, какие.                                    

4. Как долго Вы пользуетесь энергосберегающими лампами?

А. Не пользуюсь.                 Б. Около месяца.

В. Около полугода.                Г. Около года.         Д. Больше двух лет.

5. Заметили ли Вы экономию электроэнергии при пользовании энергосберегающими лампами по сравнению с лампами накаливания?

А. Да, большая экономия;                 Б. Да, но не очень большая экономия;

В. Нет никакой экономии;                    Г. Не заметили различия в потреблении  

                                                                   электроэнергии.

6. Какие преимущества энергосберегающих ламп Вы можете назвать?

А. Экономия энергии и финансов.                 Б. Долгий срок службы.

В. Свой ответ _________________________________________________

7. Знаете ли вы о  способах энергосбережения, ваши  предложения?

А. Да.                 Б. Нет.

В. Способы _________________________________________________

8. Какие недостатки энергосберегающих ламп Вы можете назвать?

А. Высокая стоимость. Б. Долгая фаза разогрева после включения. В. Пары ртути

Г. Свой ответ _________________________________________

9. Как относитесь к распоряжению президента о замене ламп накаливания на энергосберегающие?

А. Одобряю.          Б. Не одобряю.          В. Мне всё равно.

10. Как относитесь к тому, что лампы накаливания снимаются с производства?

А. Одобряю.          Б. Не одобряю.         В. Первый раз слышу.         Г. Мне всё равно.

Вывод: Таким образом, энергосберегающие лампы находят широкое применение в быту. Большинство опрошенных пока используют лампы накаливания и энергосберегающие лампы. Результаты опроса показывают, что энергосберегающие лампы являются востребованными, так как экономят электроэнергию. (Приложение 6)

3.2. Определение световой отдачи энергосберегающих ламп и ламп накаливания

Цель эксперимента: убедиться, действительно ли энергосберегающая лампочка,  при меньшей мощности,  излучает больше света, чем лампа накаливания.

       Описание эксперимента: в качестве исследуемых лампочек мы взяли лампу накаливания мощностью 100 Вт и энергосберегающую лампочку мощностью 20 Вт.

       Для измерения светового потока лампочки  я  взял фотоэлемент – это устройство, которое преобразует световую энергию в электрическую, чем больше света падает на фотоэлемент, тем больше можно получить электрической энергии. Фотоэлемент я соединил с миллиамперметром, т.е. устройством, которое позволяет обнаружить наличие электрического тока в цепи, а по углу отклонения стрелки судил о величине тока, а значит и о мощности светового потока, который создаёт лампочка. В ходе эксперимента я  располагал сначала энергосберегающую лампочку, а затем  лампочку накаливания на расстоянии 1м. от фотоэлемента. Показания миллиамперметра были одинаковые. Результаты занес в таблицу 2. Измерения светового потока.

                                                                                                                          (Приложение 7)

        Вывод. В ходе эксперимента я убедился, что  применяя энергосберегающую лампочку меньшей мощности можно получить столько же света, как от лампочки накаливания большей мощности. В нашем случае можно говорить о том, что если вы для освещения используете, например лампу накаливания мощностью 100 Вт, то её можно заменить на энергосберегающую лампу мощностью  20 Вт, она будет потреблять меньше электроэнергии, но создавать такой же световой поток, как лампа накаливания мощностью 100 Вт. 

3.3. Экономический расчет электроэнергии на освещение квартиры и классных комнат  за 2021 год

Результаты в таблице 3. Расчет электроэнергии на освещение квартиры и классных комнат за 2021 год при использовании ламп накаливания. (Приложение 8).

      Цель: Рассчитать стоимость электроэнергии при использовании ламп накаливания за 2021 год.

I.3. Расчет потребления электроэнергии ламп в своей квартире и в классных комнатах в школе

Исходные данные:

- Стоимость электроэнергии 2,5 рубля за 1 кВт∙ч;

- Стоимость энергосберегающей лампы 150 рублей;

- Стоимость лампы накаливания 15 рублей;

- Среднее время работы энергосберегающей лампы 6000 часов;

- Среднее время работы обычной лампы 1000 часов;

- Мощность энергосберегающей лампы 22,5  Вт;

- Мощность лампы накаливания 101,25  Вт;

- Время горения лампы 8 часов в день;

- Количество энергосберегающих ламп в квартире 8 штук; в классных комнатах – 105 штук.

Найти:

• стоимость электроэнергии за год работы энергосберегающей лампы и лампы накаливания в квартире и в классных комнатах;
• сравнить получившиеся стоимости с учетом стоимостей ламп;
• сделать вывод об экономии электроэнергии при замене ламп.

Решение:

1. 8ч ∙ 365дн = 2920ч – в год работает одна лампа.
2. 2920ч ∙ 8 = 23360 ч – в год работают 8 ламп.
3. 22,5 Вт ∙ 23360ч =525600 Вт∙ч = 525,6 кВт∙ч – потребляют энергосберегающие лампы в год в квартире
4. 525,6 кВт∙ч ∙ 2,5 рубля/1 кВт∙ч = 1314 рублей ≈ 1300 рублей в год плата за энергию при эксплуатации энергосберегающих ламп
5. 101,25 Вт ∙ 23360 ч =2 365 200 Вт∙ч = 2 365,2 кВт∙ч – потребляют обычные лампы в год
6. 2 365,2 кВт∙ч ∙ 2,5 рубля/1 кВт∙ч = 5913 рублей ≈ 5900 рублей в год плата за энергию при эксплуатации ламп накаливания
7. 5900 руб. – 1300 руб. = 4600 рублей – экономия в квартире.

Произведем те же расчеты для классных комнат в школе:

1. 8ч ∙ 365дн = 2920ч – в год работает одна лампа.
2. 2920ч ∙ 105 = 306600 ч – в год работают 105 ламп.
3. 22,5 Вт ∙ 306600 ч = 6 898 500 Вт∙ч = 6 898,5 кВт∙ч – потребляют энергосберегающие лампы в год в школе
4. 6 898,5  кВт∙ч ∙ 2,5 рубля/1 кВт∙ч = 17246,25 рублей ≈ 17240 рублей в год плата за энергию при эксплуатации энергосберегающих ламп
5. 101,25 Вт ∙ 306600 ч =31 043 250 Вт∙ч = 31 043,250 кВт∙ч – потребляют обычные лампы в год
6. 31 043,250 кВт∙ч ∙ 2,5 рубля/1 кВт∙ч = 77608,125 рублей ≈ 77600  рублей в год плата за энергию при эксплуатации ламп накаливания
7. 77600 руб. – 17240 руб. = 60360 рублей – экономия в школе.

Таким образом, экономия денежных средств при эксплуатации энергосберегающих ламп очевидна, и составляет более четырех тысяч рублей в год в квартире и более 60000 в школе.  Эти расчеты выполнены без учета стоимости ламп.

Найдем стоимость ламп на год и итоговые затраты для квартиры.

1. 8∙150руб. = 1200 рублей стоимость 8 энергосберегающих ламп.
2. 3∙150руб. = 450 рублей стоимость 3-х запасных энергосберегающих ламп.
3. 1200 +450 = 1650 рублей годовые затраты на приобретение энергосберегающих ламп для квартиры.
4. 1300 + 1650 = 2950 рублей (≈3000руб.) итоговые затраты на энергосберегающие лампы (то есть стоимость ламп и плата за электроэнергию на год в квартире).
5. 8∙15руб = 120 рублей стоимость 8 ламп накаливания.
6. 5∙15руб = 75 рублей стоимость 5-ти запасных ламп накаливания.
7. 120 + 75 = 195 рублей годовые затраты на приобретение обычных ламп для квартиры.
8. 5900 + 195 = 6095 рублей (≈6000руб.) итоговые затраты на обычные лампы.

Найдем стоимость ламп на год и итоговые затраты для классных комнат.

1. 105∙150 руб. = 15750  рублей стоимость 105 энергосберегающих ламп.
2. 10∙150 руб. = 1500 рублей стоимость 10-и запасных энергосберегающих ламп.
3. 15750 + 1500 = 17250 рублей годовые затраты на приобретение энергосберегающих ламп для классных комнат.
4. 17240 + 17250 = 34490 рублей (≈35000руб.) итоговые затраты на энергосберегающие лампы (то есть стоимость ламп и плата за электроэнергию на год в классных комнатах).
5. 105∙15руб = 1575 рублей стоимость 105 ламп накаливания.
6. 50∙15руб = 750 рублей стоимость 50-ти запасных ламп накаливания.
7. 1575 + 750 = 2325 рублей годовые затраты на приобретение обычных ламп для классных комнат.
8. 77600 + 2325 = 79925  рублей (≈80000руб.) итоговые затраты на обычные лампы.

Мы получили, что при покупке 8-ти энергосберегающих ламп и их эксплуатации в течении года потребуется около 3-х тысяч рублей, тогда как на обычные лампы пришлось бы потратить примерно 6 тысяч рублей, а для покупки 105 энергосберегающих ламп в классные комнаты и их эксплуатации в течение года потребуется 35 000 рублей, в то время как лампы накаливания съедят из бюджета 80 000 рублей.

Вывод: Таким образом, энергосберегающие лампы, несмотря на высокую стоимость, действительно экономичнее в 2 раза (!).

4. Заключение 

Нашу жизнь невозможно представить без искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп. Раньше для этого использовались только обычные лампочки накаливания, которые были изобретены в 20 веке, а уже в следующем, двадцать первом веке, очень остро встала проблема дефицита ограниченных ресурсов. Экономия ресурсов потребовала создание инновационных решений в области сбережения энергии. Так и появились энергосберегающие лампы, которые вызвали спор в обществе: экономичны ли новые лампы при такой высокой стоимости и не вредны ли для здоровья?

Выполняя практическую часть работы, мы провели эксперименты по вычислению потребления электроэнергии, узнали мнение своих знакомых о новых энергосберегающих лампах и рассчитали материальные затраты на замену обычных ламп на энергосберегающие. Мы пришли к выводу, что потребление электроэнергии энергосберегающей лампой меньше, чем потребление электроэнергии  лампой накаливания. Таким образом, энергосберегающие лампы действительно экономят электроэнергию. Так же результаты опроса показали, что энергосберегающие лампы являются востребованными, так как экономят электроэнергию.  А расчеты финансовых затрат на замену ламп в своей квартире убедили нас, что энергосберегающие лампы, несмотря на высокую стоимость, действительно экономичнее.

Проведя исследования, я пришел к таким выводам:

1.Энергосберегающая лампочка,  при меньшей мощности,  излучает столько же света, как и лампочка накаливания большей мощности.

2.Энергосберегающие лампочки действительно позволяют получить экономию электроэнергии, а значит  уменьшить оплату за потреблённую электроэнергию.

3. В наше время эти лампы за счет своей экономичности при использовании и длительного срока службы становятся все более популярными для применения в быту.

      Покупая энергосберегающую лампочку необходимо  соблюдать определённые правила:  

1.Следить за целостностью использованной лампы.

2. Подвергать лампу правильной эксплуатации (не использовать в закрытых осветительных приборах).

3. Надо твердо запомнить, что НЕЛЬЗЯ выбрасывать энергосберегающие лампы в мусоропровод и уличные мусорные контейнеры, так как в них содержатся пары ртути. В Европе, например, отработавшие  энергосберегающие лампы собирают в специальные контейнеры для… токсичных отходов. Поэтому для повсеместного применения энергосберегающих ламп надо сначала создать пункты приёма отработанных ламп в каждом городе и посёлке.

         Доступность электроэнергии породили у многих людей представление о неисчерпаемости наших энергетических ресурсов, притупили чувство необходимости её экономии. Мы стоим на пороге энергетического и экологического кризиса. Поэтому старый «советский» призыв «Экономьте электроэнергию!» стал ещё более актуальным, и внедрять практические меры энергоэффективности — задача сегодняшнего дня. (Приложение 9)

     Экономить электроэнергию очень важно: экономия 1 кВт∙ч электроэнергии достаточно для выработки 5  кг. растительного масла, или 14  кг. муки,  или  30  кг. хлеба.

5. Использованная литература и Интернет-ресурсы

1.Детская энциклопедия РОСМЭН « Открытия и изобретения». Москва, 2008 г.

 2. http://yandex.ru/images/search?text=электрические%20лампы&uinfo=sw-1024-sh-768-ww-1024-wh-670-pd-1-wp-4x3_1024x768

3. http://www.advicehome.ru/page9.php

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Энергосберегающая_лампа

5. Федеральный закон № 261-ФЗ от 23 ноября 2009 г. «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

6. А.Полищук, А.Туркин. Перспективы применения светильников со светодиодами для энергосберегающего освещения. Энергосбережение, №2.

7. Постановление Правительства РФ № 681 от 03.09.2010 г « Об утверждении правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств».

8. А.А. Леонович, Я познаю мир: Детская энциклопедия: Физика», М., ООО «Издательство АСТ», с.225, 241

9. Пёрышкин А.В. Физика. 8 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений.  -   М: Дрофа, 2010.

10. Миллс Э. Потенциальные возможности всемирного энергосбережения в освещении. Светотехника. 2002. № 6.

Приложения.

Приложение 1

Рис. 1. Устройство лампы накаливания.

Приложение 2

Рис. 2. Устройство энергосберегающей лампы.

Приложение 3

                            Рис.3 Принцип действия энергосберегающих ламп.

Приложение 4

Рис. 4 Энергосберегающая лампа.

Рис. 5 Различные виды энергосберегающих ламп.

Приложение 5

Рис. 6. Энергосберегающая лампа с цоколем Е27

Приложение 6

Таблица 1:

 Приложение 7

Таблица 2

Приложение 8

Таблица 3