[Научно-исследовательская работа] Сравнительный анализ источников света
творческая работа учащихся по теме

ВЫПОЛНЕНИТЕ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА

ИСТОЧНИКОВ СВЕТА РАЗНОГО ТИПА

Автор работы:  Серафин Роман Андреевич, 2 курс, группа 341

Руководитель: Мирошниченко Ирина Вячеславовна, преподаватель спецдисциплин АУ «Сургутский профессиональный колледж».

В результате мирового кризиса проблема энергосбережения стала во всем мире еще более актуальной. В связи с этим в 27 странах Евросоюза с 1 сентября 2009 года уже запретили продажу ламп накаливания мощностью 100 и более ватт. В России, согласно постановлению правительства РФ, прекращение выпуска и продажи ламп накаливания  началось  в 2011 году. В настоящее время в осветительных установках широко применяются энергосберегающие и светодиодные лампы.

Объект исследования: источники света разных типов: лампы накаливания, энергосберегающие (газоразрядные) и светодиодные лампы.

 Цель исследования: анализ основных  характеристик источников света разного типа (светоотдачу, срок службы, мощность лампы, ударопрочность, тепловыделение и т.д.).

В соответствии с целью поставлены следующие задачи исследования:

1. провести анализ основных характеристик источников света разного типа;
2. выявить  преимущества  и недостатки источников света разного типа;
3. доказать энергоэффективность применения  светодиодных ламп.

В результате мирового кризиса проблема энергосбережения стала во всем мире еще более актуальной. В связи с этим в 27 странах Евросоюза с 1 сентября 2009 года уже запретили продажу ламп накаливания мощностью 100 и более ватт. В России, согласно постановлению правительства РФ, прекращение выпуска и продажи ламп накаливания  началось  в 2011 году.

Можно очень долго рассуждать о преимуществах и недостатках этого источника света. Но, хотим мы этого, или не хотим - лампа накаливания уже свое отжила. Коэффициент полезного действия в них составляет 6-8 %, и они больше нагреваются, чем освещают (95 % тепла, 5% - света), к тому же эти лампы имеют короткий срок службы и малую светоотдачу.

На смену им пришли энергосберегающие лампы, которые, в общем-то, тоже не лишены определенных недостатков. Наряду с экономичностью им присущи такие недостатки как неприятный для человека спектр свечения, проблемы утилизации отработанных ламп, содержащих соединения ртути, вероятность выхода из строя лампы при перенапряжении или частом включении-выключении, длительный период разогрева и т.п. Все эти недостатки могут быть устранены при внедрении светодиодных ламп.

Для того чтобы выполнить сравнительный анализ характеристик источников света, необходимо выполнить практические исследования

1. Произвести монтаж схемы подключения источников света через однофазный счетчик электроэнергии, с  управлением источниками света двухклавишным выключателем (рис.1.).

Рис.1 Принципиальная схема подключения источников света через однофазный счетчик электроэнергии, с  управлением источниками света двухклавишным выключателем

2. Произвести измерения потребляемой электроэнергии счетчиком электроэнергии (рис.2) источников света (компактной люминесцентной лампы и  светодиодной лампы);

Эту схему можно применять при подключении любого однофазного счетчика электроэнергии. Чаще всего однофазные счетчики подключают согласно схеме прямого включения к сети.

Рис.2. Принципиальная схема подключения однофазного счетчика электроэнергии

3. Произвести измерения световой отдачи люксметром (рис.3.) источников света (компактной люминесцентной лампы и  светодиодной лампы);

Люксметр -  предназначен для измерения освещенности, создаваемой естественным светом и различными источниками искусственного освещения, которые могут быть расположены произвольно относительно измерительной головки люксметра. В качестве чувствительного элемента используется кремниевый фотодиод.

Рис.3. Внешний вид люксметра

4. Сделать сравнительный анализ характеристик источников света.

 Лампа накаливания – самый распространенный вид лампочек, это обуславливается простотой конструкции и применения, универсальностью и невысокой стоимостью. Лампы накаливания - тепловой источник света, спектр которого отличается от дневного света преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета.  Коэффициент полезного действия в них составляет только 6-8%, и они в большей степени нагревают, чем освещают (дают 95% тепла и лишь 5% - света). К тому же, такие лампы имеют короткий срок службы (не более 1000 часов) и малую светоотдачу (7-17 лм/Вт).

 Компактные (энергосберегающие) люминесцентные лампы вырабатывают свет по тому же принципу, что и обычные люминесцентные, только на гораздо меньшей площади, и являются компактной альтернативой люминесцентным лампам-трубкам. В настоящее время наиболее широко распространены люминесцентные лампы. Такая лампа, потребляющая мощность 20 Ватт, дает такую же освещенность как стоваттная лампа накаливания.

   Преимущества компактных ламп по сравнению с лампами накаливания: 

до 80% меньшее потребление тока при том же количестве света; срок службы в 6-15 раз больше по сравнению с обычными лампами накаливания и составляет: 6 000-15000 часов; меньшие потери на обслуживании за счет длительного времени службы; люминесцентных ламп: возможность выбора цвета свечения.

 Светодиоды  продуцируют большой световой поток мощностью от 1 Вт до 15 Вт. Данные источники света имеют достаточно большую светоотдачу, приближающуюся уже к значению светоотдачи газоразрядных ламп, большой срок службы, компактные размеры и достаточно большую яркость. Благодаря отсутствию тела накала светодиоды отличаются высоким КПД и большим сроком службы (80 000 - 100 000 часов). Новый источник света излучает свет красного, желтого, белого, голубого или зеленого цвета.

Преимущества светодиодов: 

• низкое энергопотребление - не более 10% от потребления при использовании ламп накаливания;
• долгий срок службы - до 100 000 часов;
• высокий ресурс прочности - ударная и вибрационная устойчивость;
• чистота и разнообразие цветов, направленность излучения;
• регулируемая интенсивность;
• низкое рабочее напряжение;
• экологическая и противопожарная безопасность, они не содержат в своем составе ртути и почти не нагреваются;
• снижение затрат на обслуживание, т.к. светильник не нуждается в техническом обслуживании на протяжении всего срока службы.

Сравнительная  характеристика источников света

Особое внимание хотелось уделить светодиодам, продуцирующим большой световой поток, как правило, эти светодиоды с мощностью от 1 Вт до 15 Вт. Данные источники света имеют достаточно большую светоотдачу, приближающуюся уже к значению светоотдачи газоразрядных ламп, большой срок службы, компактные размеры и достаточно большую яркость. Все эти свойства открывают новые возможности применения светодиодов, как для общего, так и для прожекторного освещения.

Благодаря отсутствию тела накала светодиоды отличаются высоким КПД и большим сроком службы (80 000 - 100 000 часов). Новый источник света излучает свет красного, желтого, белого, голубого или зеленого цвета.

По мнению большинства специалистов, будущее освещения - за лампами и светильниками на светодиодах. На данный момент они еще не так востребованы на рынке, как люминесцентные лампы или лампы накаливания, и в основном применяются в архитектурном, ландшафтном и декоративном освещении.

Список использованной литературы

1. Быстрицкий Г.Ф. Общая энергетика (Текст): учеб. пособие для НПО, СПО /  Г.Ф. Быстрицкий. – М.: ИЦ «Академия», 2012. – 208 с.
2. Журавлева Л.В. Электроматериаловедение: Учеб.для нач. проф. образования: Учеб.пособие для сред. проф. образования/Людмила Васильевна Журавлева. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 312с.
3. Калинин Н.Н., Скибинский Г.Л., Новиков П.П. Электрорадиоматериалы: Учебник для техникумов/ Под ред. Н.Н. Калинина. - М.: Высш. шк., 2013.- 293 с.
4. Курносов А.И. Материалы для полупроводниковых приборов и интегральных микросхем: Учеб. пособ. для СПО.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш.шк.,2012.-327 с.
5. Сибикин  Ю.Д. Технология энергосбережения (Текст): учебник /Ю.Д.Сибикин, М.Ю. Сибикин. – М.:ФОРУМ: ИНФРА – М, 2014. – 352 с. – (Профессиональное образование)
6. Шеховцев В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование (Текст): учебник / В.П. Шеховцев. – 2-е изд. – М.: Форум: ИНФРА-М, 2013. – 407 с.: ил. – (Профессиональное образование)