Конспект урока "Электроосветительные приборы. Лампы" 8 класс.
план-конспект урока по технологии (8 класс)

                                                             Конспект

                                     урока технологии в 8 классе (4 часа)

Тема урока.    Электроосветительные приборы.

                           Лампа накаливания.

                 Регулировка освещённости.

                           Люминесцентное и неоновое освещение.

Цели урока.  Ознакомить обучающихся с электроосветительными приборами: лампами

                          накаливания, люминесцентным и неоновым освещением,

                          светодиодными источниками света; формировать экологическую

                          грамотность при эксплуатации ламп, содержащих ртуть; развивать

                          кругозор, интерес к предмету; воспитывать дисциплинированность и

                          аккуратность.

Задачи урока. Научить обучающихся считывать информацию, написанную  на

                             различных видах ламп, проводить энергетический аудит  школы.

                                           Ход урока.

1.Организационный момент.

                                          Проверка присутствия и готовности к уроку.

                             2.Опрос учащихся по пройденному материалу.

  3.Изучение нового материала.

     Мы с вами продолжаем изучение раздела "Электротехнические работы"

     Сегодня мы начинаем новую тему, разбираться в которой должен каждый  человек. Поэтому отнеситесь внимательно .

     Попробую проиллюстрировать это  таким примером.

     Внук пришел в гости к бабушке. Бабушка обрадовалась его приходу и обратилась с просьбой сходить в магазин и купить лампочку в фонарик, с которым она ходит в подвал, и в коридор. Ей неудобно в нём из-за тусклого освещения.  Придя в магазин, он попросил продавца продать ему лампочки. Продавец  спрашивает мальчика, какие лампочки он хотел бы приобрести и указывает на стенд с электротоварами. И внук растерялся и сказав, что придёт в следующий раз, вышел из магазина. Скажите, что должен  был  знать  мальчик, прежде,  чем  пойти  в  магазин.

     Вот мы и попробуем разобраться, что должен был знать внук бабушки, прежде, чем отправиться в магазин.

     Поднимите руку , кто из вас хотя бы раз задумывался о том, какие лампы освещают ваш дом, нашу школу, улицы, по которым мы ходим.

     Я  предлагаю вам пройти  небольшой тест.

1.Какие лампочки применяют в карманном фонарике?

2.Как вы думаете, почему одни лампы светят ярко, а другие тускло?

3.Замечали ли вы, как часто в вашем доме (квартире) меняют перегоревшие лампы?

Ваши ответы говорят сами за себя.

      Запишите в тетради

        Тема урока .Электроосветительные приборы.

                                   Лампа накаливания.  Регулировка освещённости.

                                   Люминесцентное и неоновое освещение.

После урока вы сможете:

-дать определение понятиям :лампа накаливания, энергосберегающая, галогенная, светодиодная;

-правильно выбрать лампы для электроосветительных приборов.

Это и будет целью  изучения данной темы.

1 урок.

Говоря об источниках света, можно разделить их на два вида:

-естественные источники света;

-искусственные источники света.

     К естественным источникам света, это вы знаете из курса физики, мы относим источники света природного происхождения (солнце, луна, звёзды, молния, северное сияние и др., то есть то, чем нельзя управлять ).

     Достоинствами естественного освещения: благоприятный спектральный состав, который является для человека физиологически необходимым и наиболее благоприятным;  для его получения не требуются энергетические затраты. Но у естественного освещения есть и ряд недостатков: его характеристики зависят от времени суток, времени года, географического положения местности, неравномерность освещения рабочих поверхностей.

     Поэтому естественные источники света не могли  удовлетворить в полной мере потребности человека в организации его нормальной жизнедеятельности. Ещё с древности люди искали дополнительные источники света . И такие источники света были найдены в виде искусственных электроосветительных приборов, действие которых основано на преобразовании электрической энергии в световую энергию на основе двух факторов - температурном (тепловой источник света) и способности некоторых тел к свечению (люминесцентные источники света).

     На основе первого фактора работают тепловые источники света (к ним относятся лампы накаливания, в том числе галогенные, зеркальные, и дуговые лампы); на основе второго фактора - люминесцентные.

     Что такое электроосветительные приборы?

I. Электроосветительные приборы

     Электроосветительные приборы - разновидность световых приборов, которая предназначена для освещения различных объектов.

     Их можно условно разделить на 3 группы: светильники, прожекторы, проекторы.

     Все эти приборы перераспределяют свет лампы.

                                    А что такое лампа?

Лампы: накаливания; люминисцентная (энергосберегающая), галогенная, светодиодная

Лампы накаливания: -криптоновые (используется инертный газ криптон;мощность таких ламп может быть от 40 до 100 вольт; отличительной особенностью этих ламп является большая светоотдача

                                   -биспиральные(большая светоотдача, они дают свет за счёт сложной дугообразной вольфрамовой нити; поверхность биспиральных ламп накаливания может быть прозрачной, опаловой или зеркальной)

Мощность ламп накаливания может быть от 15 до 300 вольт. Свечение  втаких лампах происходит без сгорания спирали.

Люм. - свечение происходит за счет люминофоров.

Основные типы ламп – лампы накаливания, люминесцентные и светодиодные. Они различаются технологией производства, качеством излучаемого света, потреблением энергии, сущностью физических явлений, на которых основано свечение.

Мы знаем, что тела при температуре 800 начинают излучать свет).

У светящейся вольфрамовой нити температура 2700

Температура поверхности Солнца 6000

Звезды имеют температуру более 20 000

Первыми электрическими лампами были лампы накаливания, которые служат нам до сих пор. Их свет считается оптимальным для восприятия глаза. Но у них есть один существенный недостаток. Приблизительно 95% их энергии преобразуется в тепло, и лишь 5% остается на долю света.

     У электрической лампочки нет одного-единственного изобретателя. История лампочки представляет цепь открытий, сделанных разными людьми в разное время. Первая лампа накаливания, я вам напомню, была изобретена русским учёным Александром Николаевичем Лодыгиным в 1870г. Лодыгин первым предложил применять в лампах вольфрамовые нити и закручивать нить накаливания  в форме спирали. Он же первым стал откачивать из ламп воздух, чем увеличил срок их службы во много раз. Другим его изобретением для продления срока их службы стало наполнение их инертным газом. Можно сказать, что на сегодняшний момент технические параметры ламп накаливания близки к теоретическим пределам, и ожидать какого-то революционного продвижения не предвидится.

Что же собой представляют лампы накаливания?

1.Стеклянный баллон                           6.Ножка

2.Полость баллона                                7.Предохранитель

3.Нить накаливания                              8.Цоколь

4.Держатель нити накаливания       9.Изолятор цоколя

5.Токовый ввод                                    10.Контакт цоколя

Современная лампа накаливания имеет стеклянный баллон, к которому крепится металлический цоколь с винтовой нарезкой. Концы нити накала приварены к электродам и дополнительно поддерживаются двумя крючками. Выводы электродов соединены с цоколем. К одному из них с помощью сварки подключается предохранитель, а затем этот вывод приваривается к корпусу цоколя. Вывод второго электрода через изолятор из стекломассы припаивается к центральному электроду, закреплённому в нижней части цоколя.

Устройство ламп накаливания может быть различно для ламп различного назначения, Лампы могут быть с цоколем различного вида и без цоколя. Обязательная часть лампы - это нить накаливания и электроды.

При перегорании лампы возрастает ток и может произойти расплав нити накала, расплавленный металл может расплавить колбу, что может стать причиной возгорания.

Колба необходима для защиты нити накала от кислорода, при нагреве вольфрам вступает в реакцию с кислородом воздуха. В зависимости от мощности лампы выбирают колбу, при нагреве молекулы вольфрама отделяются и собираются на внутренней части колбы, при большой мощности необходима большая поверхность для осаждения вольфрама.

Нить накала изготовляют тонкой (около 50 микрон), так как длина её должна быть большой и её закручивают в виде двойной или тройной спирали.

Для увеличения срока службы лампы воздух из стеклянной колбы удаляют (вакуумные лампы) или заполняют колбу инертным газом (газонаполненные лампы).

Промышленность выпускает лампы накаливания разных форм и размеров. На колбе и цоколе электрической лампы есть надписи, информирующие о значении рабочего напряжения лампы и её мощности в ваттах

-лампочка карманного фонарика – 3,5 Вт;

-лампочка мотоцикла – 6 Вт;

-автомобильные лампы – 12 Вт;

-в бытовой осветительной сети – 127, 220-240 Вт.

Срок службы лампы накаливания составляет в среднем 1000 часов непрерывной работы, т.е. около года домашней эксплуатации, но при условии, что напряжение электрической сети не превышает 220 В. Если напряжение сети время от времени повышается, то срок службы лампы накаливания резко сокращается. На этот случай выпускаются лампы на повышенное напряжение – 235-245 В. Такие лампы следует использовать в местах, где их часто приходится включать-выключать, и при затруднённом доступе к ним.

Большая часть электрической энергии (до 95%) в лампе накаливания превращается в невидимое инфракрасное излучение, т.е. в тепло. В некоторых случаях это позволяет использовать лампу накаливания в качестве источника тепла.

Далее обучающиеся самостоятельно читают материал на странице 80 [Л1] от слов «При длительном сроке…» до слов «…стекло баллона наиболее уязвимо». Затем можно провести беседу по вопросу о том, почему стеклянный баллон лампы взрывается и как это можно предотвратить.

Разновидностью лампы накаливания является галогенная лампа. Галогенные лампы лишены упомянутых недостатков обычных ламп накаливания благодаря тому, что к находящемуся внутри инертному газу добавлено немного галогена, например иода. (Галогены – химические элементы (фтор, хлор, бром, иод), дающие соли при соединении с металлами). Благодаря химической реакции между вольфрамом и галогеном нить восстанавливается. Таким образом, нить служит дольше и внутренняя поверхность лампы остаётся прозрачной. Галогенная лампа делается из жаропрочного кварца, что позволяет нагревать нить до более высокой температуры. Поэтому лампа даёт более яркий белый свет.

Важно: все работы, связанные с уходом за светильниками, в целях безопасности следует проводить при включённом напряжении и охлаждении ламп накаливания до комнатной температуры.

Люминесцентное освещение

 Рассмотрим особенности люминесцентных ламп. Они создают сравнительно большой световой поток при относительно малом потреблении электрической энергии.

Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку, из которой удалён воздух. Внутренняя поверхность трубки покрыта люминофором – веществом, которое начинает светиться при облучении ультрафиолетовым светом. Трубку лампы заполняют небольшим количеством инертного газа, например аргона, и вводят капельку ртути. У каждого конца трубки смонтированы нити накала, которые являются одновременно электродами лампы. Нити накала при нагреве испускают электроны, нагревая аргон и ртуть. Под действием тепла капелька ртути испаряется и переходит в газообразное состояние. Когда ультрафиолетовое излучение падает на люминофорное покрытие, которое  начинает светиться ярким дневным светом.

Люминесцентные лампы работают 12000 часов при КПД 5-10%.

Эти лампы называют ещё энергосберегающими за то, что они потребляют электроэнергии приблизительно в пять раз меньше, чем лампы накаливания и служат в 10 раз дольше. Однако люминесцентные лампы имеют более сложную систему запуска (включения).

Кроме того, с люминесцентной лампой следует обращаться с большой осторожностью, так как ртуть является опасным для жизни людей веществом. После выхода из строя люминесцентные лампы нельзя выбрасывать. Категорически запрещается разбивать трубку. Отработанные лампы следует сдавать в специальные пункты утилизации.

Неоновые лампы.

Трубка неоновой лампы заполняется неоном в смеси с другими газами для получения свечения разного цвета. Чистый неон светится оранжевым цветом; добавляя к нему другие газы, можно получить синее, зелёное, красное и белое свечение.

Чтобы возникло свечение, к трубке с помощью электродов от источника переменного тока подаётся высокое напряжение, которое вызывает газовый разряд. Чем длиннее трубка, тем большее напряжение требуется для её зажигания.

Однако небольшие неоновые лампы, используемые в устройствах индикации, например сигнальная лампочка утюга, работают от напряжения всего лишь 110 В. Для питания неоновых рекламных надписей требуется напряжение в несколько десятков киловольт. Такое высокое напряжение для питания неоновых ламп получают с помощью повышающих трансформаторов.

Светодиодное освещение

      Говоря об электроосветительных приборах, нельзя обойти такой источник света , как светодиоды, которые широко используются в науке и повседневной жизни. Светодиоды стали побочным продуктом разработки лазера. По сравнению с  "традиционными"  источниками, светодиоды потребляют меньше электроэнергии, гораздо дольше живут (примерно в 10-20 раз). Кроме того, они не чувствительны к низким температурам и вибрациям, не содержат ядовитых веществ и очень дешевы. Их используют в домашних лампах и уличных фонарях, в светофорах и фарах автомобилей, в уличных экранах и бегущих строках. В частности, без них нельзя было изготовить  экраны современных компьютеров и сотовых телефонов, навигаторов, ГЛОНАСС. Всё это стало возможным благодаря изобретениям и открытиям великого советского и российского физика , лауреата Нобелевской премии по физике Жореса Алфёрова.  Его не стало два года назад. Но его ученики сейчас работают над созданием  технологии  для солнечных батарей нового поколения , используя изобретение Алфёрова. И тогда электричество, полученное из света, сможет заменить атомную и углеводородную энергетику и войдет в каждый дом.

Виды искусственного освещения.

     Искусственное освещение может быть:

-общим (все помещения освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности);

-местным (светильники, расположенные  на рабочих местах);

-комбинированным (сочетание общего и местного освещения).

Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может привести к возникновению аварий, несчастных случаев.

4.Закрепление учебного материала.

Цели: познакомить обучающихся с технологией проведения энергетического аудита школы.

Задачи: научить проводить энергетический аудит школы.

Методы обучения: лабораторно-практическая работа.

Критерии оценки качества работы обучающегося:

1.точность и объективность полученной информации по пунктам лабораторно-практической работы № 11;

2.аккуратность и правильность оформления работы в рабочей тетради;

3.соблюдение правил безопасной работы.

Учитель в оценочном листе практической работы обучающегося (приложение 2) ставит «+» за положительную оценку соответствующего критерия и «-» - за отрицательную оценку. Затем итоговое количество «+» учитель переносит в оценочный лист (приложение 1) в колонку «Закрепление учебного материала».

Обучающиеся заранее (за две недели до данной работы) делятся на группы, каждая из которых собирает материал по пунктам работы № 11 (приложение 3). Учитель определяет помещения школы для исследования каждой группе. Желательно на протяжении этих двух недель контролировать деятельность обучающихся и помогать им в случае возникающих трудностей. Назначить главного в каждой группе, чтобы он сообщал о ходе проведённых исследований.

На данном занятии обучающиеся приступают к оформлению проделанной работы в свои рабочие тетради. У каждого на столе помимо тетрадей и канцелярских принадлежностей должна быть инструкция по выполнению лабораторно-практической работы № 11 (приложение 3).  

В ходе выполнения работы обучающимися учитель постоянно находится рядом с ними.

Подводятся итоги занятия; обучающиеся получают оценки за работу на уроке.

                                                                                                                 Приложение 1.

Оценочный лист.

Приложение 2.

Оценочный лист лабораторно-практической работы обучающегося.

Приложение 3.

Инструкция

по выполнению лабораторно-практической работы № 11.

Тема: «Проведение энергетического аудита школы»

1.Исследуйте разные помещения школы. Оцените суммарную электрическую мощность находящихся в них осветительных приборов.

2.Выясните, существуют ли санитарные государственные нормы освещённости в школах, и сравните их с условиями в вашей школе, классе, мастерской.

3.Выясните у завхоза школы, учителей:

- какие лампы применяются в разных помещениях;

- какова энергетическая эффективность используемых ламп различных типов;

- как часто остаётся невыключенным ненужное освещение в классах и подсобных помещениях;

- как часто меняют перегоревшие лампы;

- в каких помещениях лампы перегорают чаще всего и почему.

4.Подготовьте отчёт о проведённых исследованиях. Предложите свои пути экономии электричества в школе.

Проверочный тест по технологии на  тему "Электроосветительные приборы"

1.Первая лампа накаливания, нашедшая практическое применение, была изобретена в 1872 году

А) Т.Эдисон      Б)А.Н.Лодыгин       В)  П.Н.Яблочков

2.Кто усовершенствовал лампу накаливания, откачав из неё воздух ?

А) Т.Эдисон      Б)А.Н.Лодыгин       В)  П.Н.Яблочков

3. Изобретателем дуговой лампы был

А) П.Н.Яблочков    Б)А.Н.Лодыгин      В) Т.Эдисон

4.Какие утверждения верны ? Ответьте  ДА или НЕТ

1.На основе температурного фактора работают лампы накаливания, на способности некоторых тел к свечению -дуговые лампы.

2.Преобразование электрической энергии в световую основано на двух факторах: температурном и способности некоторых тел к свечению.

А)  1.Да 2.Да       Б)1.ДА 2.Нет       В)1.Нет 2.Нет       Г) 1.Нет. 2.Да

5. Видами чего являются светильники, прожекторы, проекторы?

А)осветительные приборы      Б)лампочки      В)электронагревательные приборы

6. Какие типы искусственных  электроосветительных  приборов вы знаете, действие которых основано на преобразовании электрической  энергии в световую

А)тепловые источники света       Б)люминесцентные источники света

7.Какие бывают лампы накаливания?

А) криптоновые      Б)биспиральные      В)бесспиральные

8.Найдите неверное утверждение. Для увеличения продолжительности срока службы лампы

А) заполняют колбу инертным газом                  Б)заполняют колбу воздухом 

 В) удаляют из колбы воздух

9.Какие виды светильников бывают?

А)светильники  общего назначения                          Б)светильники местного назначения 

В)светильники комбинированного  назначения            Д)декоративные светильники

10.Какого вида светильника не бывает?

А)напольный        Б)настенный        В)нашторный       Г)потолочный

11.Какие светильники предназначены для общего освещения помещений и открытых пространств?

А)светильники общего назначения                 Б)светильники местного назначения  В)светильники комбинированного  назначения

12. Какие светильники рассчитаны для освещения рабочих мест?

А)светильники общего назначения             Б)светильники местного назначения  В)светильники комбинированного  назначения

13.Из какого металла изготавливают нить накала в современных лампах накаливания?

         вольфрама

14. Укажите , какие бывают лампы накаливания

А) лампа накаливания     Б)галогенная       В)люминесцентная       Г) светодиодная Д)лампа остывания

15.Выберите положительные качества лампы накаливания

А) высокий КПД     Б)низкая стоимость     В) простые правила эксплуатации   Г)низкий КПД     Д)часть электрической энергии преобразуется в инфракрасное излучение

16.Выберите преимущества лампы накаливания по сравнению с люминесцентной лампой

А) низкая стоимость         Б)более простая система запуска

В) часть электрической энергии преобразуется в инфракрасное излучение

17. Какие лампы называют энергосберегающими?  люминесцентные

18.Найдите верное утверждение. Что даёт свет в люминесцентной лампе?

А)нить накала       Б)люминофор      В)пары ртути

19.Люминисцентные лампы превосходят лампы накаливания по

А) экономичности      Б)сроку службы       В)чувствительности к температуре

Г) мощности                 Д) стоимости

20. Укажите, срок службы какой лампы больше

А)люминесцентной лампы                      Б) лампы накаливания

21.Если напряжение в сети время от времени повышается, то срок службы лампы

А) увеличивается                       Б)резко сокращается  

22.В систему пуска каких ламп входит дроссель?

А) ламп накаливания      Б)люминесцентных       В)дуговых       Г)неоновых  

Д)для пуска ламп дроссель не применяется

23.Внутрення поверхность ламп покрыта веществом, которое начинает светиться при облучении ультрафиолетовым светом. Как называется вещество?  ____ люминофор _

24.Какие лампы содержат внутри ртуть?

А) дуговые     Б)лампы накаливания      В)люминесцентные       Г) неоновые

25.У каких ламп можно получить синее, зеленое, красное и белое свечение?

А) дуговые      Б)лампы накаливания      В)люминесцентные       Г) неоновые

26.Какие  лампы  следует  утилизировать  на  специальных  пунктах?

А) дуговые      Б)лампы накаливания      В)люминесцентные       Г) неоновые

27.Какие лампы используют для рекламных надписей?

А) накаливания      Б)дуговые       В)неоновые        Г)люминесцентные

28.Какая из нижеперечисленных типов ламп на сегодняшний день является наиболее эффективным низковольтным осветительным прибором?

А) люминесцентная лампа      Б)лампа накаливания       В)светодиодная лампа  Г)галогенная лампа

Приложение 3.

Инструкция

по выполнению лабораторно-практической работы № 11.

Тема: «Проведение энергетического аудита школы»

1.Исследуйте разные помещения школы. Оцените суммарную электрическую мощность находящихся в них осветительных приборов.

2.Выясните, существуют ли санитарные государственные нормы освещённости в школах, и сравните их с условиями в вашей школе, классе, мастерской.

3.Выясните у завхоза школы, учителей:

- какие лампы применяются в разных помещениях;

- какова энергетическая эффективность используемых ламп различных типов;

- как часто остаётся невыключенным ненужное освещение в классах и подсобных помещениях;

- как часто меняют перегоревшие лампы;

- в каких помещениях лампы перегорают чаще всего и почему.

4.Подготовьте отчёт о проведённых исследованиях. Предложите свои пути экономии электричества в школе.