Еще в начале ХХ века помещения освещались керосиновыми лампами, свечами, лучинами. Благодаря массовой электрификации страны в 20-е годы лампочка стала привычным и не заменимым предметом повседневного быта.
На наше счастье пришла эпоха электричества, которая дарит не только яркий свет, но и разнообразие освещения.
Во всем мире остро стоит проблема снижения электропотребления.
2017 год – это год экологии в России. Один из способов улучшить экологическую обстановку на Планете и сэкономить энергию – это переход от ламп накаливания к лампам энергосберегающим.
Это приведет не только к сокращению потребления нефти и природного газа, но и к финансовой экономии человека, так как идет постоянное повышение цен и тарифов на электроэнергию.
Выдвигаемая гипотеза: если знать все плюсы и минусы каждого вида ламп, то у нас представится возможность сделать правильный выбор при приобретении электролампы.
Цель моей работы: изучить достоинства энергосберегающих ламп, перед лампами накаливания.
Задачи работы:
- изучить строение и характеристики ламп накаливания и энергосберегающих ламп;
- выявить преимущества и недостатки ламп.
- провести сравнительный анализ
1.Устройство лампы накаливания
На рисунке 1 (см. приложение 1) изображена лампа накаливания (ЛН).
Концы спирали 1 приварены к двум проволокам, которые проходят сквозь стержень из стекла 2 и припаяны к металлическим частям цоколя 3 лампы: одна проволока – к винтовой нарезке, а другая- к изолированному от нарезки основанию цоколя 4. Для включения лампы в сеть ее ввинчивают в патрон.
Внутренняя часть патрона содержит пружинящий контакт 5, касающийся основания цоколя лампы и винтовую нарезку 6, удерживающую лампу.
Пружинящий контакт и винтовая нарезка патрона имеют зажимы, к которым прикрепляют провода от сети.
Основная часть всякого нагревательного электрического прибора- нагревательный элемент. Нагревательный элемент представляет собой проводник с большим удельным сопротивлением, способный выдерживать, не разрушаясь, нагревание до высокой температуры. Чаще всего для изготовления нагревательного элемента применяют сплав никеля, железа, хрома и марганца, известный под названием «нихром». Удельное сопротивление нихрома примерно в 70 раз больше удельного сопротивления меди. Большое удельное сопротивление нихрома дает возможность изготовлять из него весьма удобные малые по размерам- нагревательные элементы.
2. Устройство люминесцентной лампы
Газоразрядные – это лампы, в которых свечение создается вследствие электрического разряда в газе, парах металла или в смеси газа и паров металла. Люминесцентные лампы относятся к типу газоразрядных ламп низкого давления.
Люминесцентная лампа на рисунке 2 (См. приложение 2) представляет собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути и инертный газ-аргон. На внутреннюю поверхность трубки нанесено специальное вещество-люминофор. Сначала электрический разряд, воздействуя на пары ртути, генерирует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое люминофор преобразует в уже видимый человеческим глазом свет. Форма таких ламп бывает различной: спиралевидная или вилочная. На рис. 2 (См. приложение 2) показан вид вилочной формы.
На рис.3 изображена спиралевидная лампа (См. приложение 2)
Люминесцентная лампа соединила в себе лучшие свойства ламп накаливания и обычных люминесцентных ламп удлиненной формы.
3. Преимущества люминесцентной лампы перед лампой накаливания
Изучение литературы по рассматриваемой теме помогло мне выяснить преимущества люминесцентной лампы:
а) Световая отдача компактных ЭСЛ в среднем в пять раз больше, чем у лампы накаливания. К примеру, световой поток люминесцентной лампы 20 Ватт приблизительно равняется световому потоку лампы накаливания в 100 Ватт. Компактные ЭСЛ потребляет примерно на 80% электроэнергии меньше без потери привычного уровня освещенности.
б) Строение и принцип работы компактных ЭСЛ принципиально отличаются от ЛН, поэтому срок ее работы в среднем в 6-15 раз выше, чем у лампы накаливания и составляет от 6 до 12 тысяч часов. Поскольку компактные ЭСЛ нужно заменять значительно реже, их удобно использовать в светильниках, расположенных в труднодоступных местах.
в) Компактная ЭСЛ светит, но не греет. ЭСЛ выделяют гораздо меньше тепла, чем ЛН. Поэтому их можно смело использовать в светильниках и люстрах чувствительных к перегреву – в таких светильниках от ламп накаливания с высокой температурой могут плавиться пластмассовая часть патрона, провод или элементы отделки.
г) Площадь поверхности компактных ЭСЛ больше, чем площадь поверхности спирали накаливания. Благодаря этому свет распределяется по помещению мягче и равномернее, что снижает утомляемость глаз.
д) Наконец, компактные ЭСЛ различаются по цвету свечения и могут давать теплый свет, подходящий для расслабления дома или в ресторане, дневной (белый с голубоватым оттенком) и естественный, который способствует концентрации и работе и подходит для офисов, торговых и спортивных залов.
4. Экспериментальная проверка выделения тепла
Порядок работы:
Шаг 1. Расстелить белую ткань на столе. Установить светильник на столе у края ткани.
Шаг 2. Расположить термометр, так чтобы на него попадал свет, и измерить расстояние от лампочки до него.
Шаг 3. Убедиться, что лампа выключена из сети электропитания и ввернуть в нее наименее мощную лампу накаливания.
Шаг 4. Измерить начальную температуру и записать ее.
Шаг 5. Направить лампу на термометр и включить ее.
Шаг 6. Пусть лампа светит на термометр в течение 5 минут.
Шаг 7. Наблюдать, что происходит. Через пять минут посмотреть на термометр и записать итоговую температуру.
Шаг 8. Все измерения провести также с лампой энергосберегающей.
Оборудование, которое я использовал в работе : (См. приложение 4 )
1. Настольный светильник.
2. Лампочки накаливания различной мощности – 60 Вт, 75 Вт.
3. Компактные флуоресцентные лампы мощностью – 15 Вт и 20 Вт.
4. Термометр.
5. Линейка для измерения расстояния от термометра до лампочки.
6. Кусок белой материи.
7. Секундомер для замера времени (сотовый телефон)
При выполнении шагов 1-8 были получены следующие результаты:
(См. приложение 3, таблица№1 и №2)
Вывод: по результатам исследования лампочки накаливания помимо света вырабатывают и тепло. Чем больше мощность лампы, тем больше температура нагрева. Компактные люминесцентные лампочки в отличие от своих «родственников», выделяют небольшое количество тепла, а значит, являются более энергосберегающими. Люминесцентные лампы выделяют небольшое количество тепла потому, что не используют спирали, для накаливания которой используется высокое сопротивление.
5. Математические вычисления
В своей работе я так же проделал и математические вычисления. Рассчитав примерные часы горения ламп в квартире в день. Свои вычисления записал в таблицу. (См приложение 3, таблица №3). На основании этих расчетов можно сделать вывод, что экономия электроэнергии в год, очевидна.
Заключение
В своей работе я изучил выделение тепла лампами накаливания и энергосберегающими лампами. Лампочки накаливания помимо света вырабатывают и тепло. Чем больше мощность лампы, тем больше температура нагрева. Люминесцентные лампы выделяют небольшое количество тепла потому, что не используют спирали, для накаливания которой используется высокое сопротивление.
Люминесцентные лампы экономичнее в потреблении энергии и безопасны по сравнению с лампами накаливания.
Нашу жизнь невозможно представить без искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп. Экономия ресурсов потребовала создание инновационных решений в области энергии. Так и появились энергосберегающие лампы.
Оплата коммунальных услуг это главные расходы любой семьи, в число которых входит и плата за потребляемую электроэнергию.
Поэтому, все изложенное выше позволяет задуматься о последствиях введения в оборот энергосберегающих ламп везде.
Приложение 1
Рисунок 1
Приложение 2
Рисунок 2
Рисунок 3
Приложение 3
Таблица 1
Изменение температуры при использовании ламп накаливания различной мощности
|
Первоначальная температура, С |
28 |
28 |
|
Итоговая температура, С |
30 |
32 |
|
Мощность лампы накаливания,Вт |
60 |
75 |
Таблица 2
Изменение температуры при использовании компактных люминесцентных ламп различной мощности
|
Первоначальная температура, °С |
28 |
28 |
|
Итоговая температура, °С |
28 |
28 |
|
Мощность люминесцентной лампы, Вт |
15 |
20 |
Таблица 3
|
Лампа накаливания |
8 час×365 дней |
2920 час×60 Вт |
175200 Вт |
|
Лампа энергосберегающая |
8 час×365 дней |
2920 час×12 Вт |
35040 Вт |
Приложение 4
Библиографическая ссылка
Ионов Н.И. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В БЫТОВЫХ УСЛОВИЯХ // Старт в науке. 2017. № 4-4. ;URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=854 (дата обращения: 02.04.2025).