Ход урока (30.1 КБ)

9-00
Слайд 1 Дорогие друзья! Добрый день! Сегодня я хочу пригласить вас
заняться проблемой разумного использования энергии.
Слайд 2 Проблема энергосбережения является одной из наиболее
острых проблем человечества. Современная экономика основана на
использовании ископаемых энергетических ресурсов, запасы которых
истощаются.
Тенденция к энергосбережению, захватившая внимание всего мира, не
обошла стороной и Россию. Отчасти этим можно объяснить возрастающую
популярность использования энергосберегающих ламп в нашей стране. К
2017 году населению России предлагается полностью
перейти на
применение энергосберегающих источников света.
Экономия электроэнергии является важной характеристикой, которая
отличает
энергосберегающие
лампы
от
традиционных.
По
данным
статистики, средняя российская семья тратит на оплату жилищнокоммунальных услуг около 10 % своих доходов. Немалую долю этих затрат
составляет оплата за электроэнергию. Наряду с различными приборами,
потребляющими электрическую энергию в быту, изрядное количество
электроэнергии расходуется на освещение.
Увеличение эффективности использования электроэнергии - это
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.
Отказаться от использования освещения и бытовых электроприборов в
современном мире невозможно. Но существуют простые способы снижения
потребления электроэнергии в быту доступные каждому. Так, по оценкам
специалистов от 50 до 60% экономии электроэнергии в жилищно-бытовом
секторе достигается за счет экономии на освещении. Около 7 млрд. руб. в год
- таков потенциал экономии электроэнергии в России на бытовом и
производственном уровне.
В
своей
работе
мы
выясним,
действительно
ли
компактные
люминесцентные лампы являются на сегодняшний день альтернативой для
освещения как высокоэффективные, энергосберегающие лампы и рассчитать
затраты на электроэнергию.
Слайд 3. Цель проекта: Выяснить, чем отличаются обычные лампы
накаливания от энергосберегающих, какие из них более эффективны и дают
большую экономию семейного бюджета.
Слайд 4. Гипотеза:
Замена электрических ламп накаливания
энергосберегающими лампами даст
ощутимую экономию семейного
бюджета.
Слайд 5. Задачи:
1. Выяснить основные преимущества и недостатки ламп накаливания и
энергосберегающих ламп и дать их сравнительную характеристику;
2. Рассчитать, выгодно ли использовать данные лампы при
сегодняшних тарифах на электроэнергию;
3. Подтвердить или опровергнуть гипотезу;
4. Создать презентацию и буклет по итогам исследования.
Используемые
методы:
математический,
метод
сравнения,
количественный и качественный анализ полученных данных.
9-07ч
Практическая часть
Групповая работа: Группа 1 «Теоретики», Группа 2
«Экономисты», Группа 3 «Практики»
Человек 80% информации воспринимает глазами. Органы зрения
позволяют воспринимать окружающий нас мир только при определенной
освещенности. Свет - это важный элемент в жизни человека. Необходимость
заставила человека искать решения в разработке более сильного (яркого)
освещения. Как нам раньше казалось, с изобретением лампочки накаливания
мы получили все. Лампочки создают комфорт, просты в обслуживании. Но
прогресс не стоит на месте. Поиск более экономичных и комфортных с
большим сроком службы осветительных приборов стал наиважнейшей
задачей. С приходом новых технологий и материалов появляются все более
совершенные
источники
света.
Для
освещения
жилых
помещений
используют четыре вида ламп: лампы накаливания, галогенные лампы,
люминесцентные лампы и светодиодные лампы. Остановимся на лампах
накаливания и люминесцентных лампах.
1. Основные характеристики ламп:
Напряжение питания: в сети переменного тока -220 Вольт, 380 Вольт
(для ламп уличного освещения).
Мощность:
характеризует
уровень
энергопотребления
лампы,
измеряется в Ваттах. У энергосберегающих ламп он существенно ниже, чем у
ламп накаливания при одинаковом уровне светимости.
Световой поток: характеризует, какая часть электрической мощности
преобразуется электрическим источником в видимый свет. Измеряется в
Люменах (Лм).
Световая отдача: важнейшая характеристика источника света, когда
речь идёт об энергосбережении. Это количество вырабатываемого света на
каждый ватт мощности лампы. Световая отдача обычных ламп накаливания
составляет примерно 10-15 лм/Вт. Энергосберегающие лампы имеют
показатель световой отдачи – до 100 лм/Вт.
2. Принцип работы ламп:
Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело
накала
(тугоплавкий
проводник),
помещённое
в
прозрачный
вакуумированный или заполненный инертным газом сосуд, нагревается до
высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока, в
результате чего излучает в широком спектральном диапазоне, в том числе
видимый свет. В качестве тела накала в настоящее время используется в
основном спираль из сплавов на основе вольфрама.
Срок службы лампы накаливания достигает 1000 часов. Она была
изобретена в 1872 году русским электротехником Александром Лодыгиным
и усовершенствована в 1879 году американским изобретателем Томасом
Эдисоном.
В
энергосберегающей
лампе
электрическая
энергия
также
преобразуется в световую. Трубка имеет на концах два электрода, которые
нагреваются до 900-1000 С и испускают множество электронов, ускоряемых
приложенным напряжением, которые сталкиваются с атомами аргона и
ртути.
Возникающая
низкотемпературная
плазма
в
парах
ртути
преобразуется в ультрафиолетовое излучение. Внутренняя поверхность
трубки
покрыта
люминофором,
преобразующим
ультрафиолетовое
излучение в видимый свет.
Разработка и производство люминесцентных ламп связано с именем
Сергея Ивановича Вавилова, под руководством которого был разработан
люминофор, преобразующий ультрафиолетовое излучение в видимое. В 1951
году за разработку люминесцентных ламп С.И. Вавилов, В.Л. Левшин, В.А.
Фабрикант, М.А. Константинов-Шлезингер, Ф.А. Бутаев, В.И. Долгополов
были награждены Государственной премией.
3. Основные преимущества и недостатки ламп накаливания и
энергосберегающих ламп:
Достоинства ламп накаливания
– низкая стоимость;
– налаженность в массовом производстве для широкого диапазона
напряжений;
– возможность работы на любом роде тока;
– возможность регулирования интенсивности свечения (при помощи
специальных регуляторов яркости);
– нечувствительность к полярности напряжения;
– нечувствительность к ионизирующей радиации;
– устойчивость к электромагнитному импульсу;
– отсутствие пускорегулирующей аппаратуры;
–
чисто
активное
электрическое
сопротивление
(единичный
коэффициент мощности);
– мгновенное зажигание и перезажигание, то есть быстрый выход на
рабочий режим, доли секунды;
– отсутствие мерцания при работе на переменном токе;
– отсутствие гудения при работе на переменном токе;
– высокий индекс цветопередачи (Ra 100), то есть приятный и
привычный в быту непрерывный спектр излучения;
– устойчивость к низкой и повышенной температуре окружающей
среды и конденсату;
– отсутствие токсичных компонентов и, как следствие, отсутствие
необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации.
Недостатки ламп накаливания
– низкий коэффициент полезного действия (КПД), только около 5-15%
энергии лампа накаливания использует для создания света, вся остальная
потребляемая энергия переводит в тепло. Получается, что мы платим больше
за побочный эффект, нежели за свет;
– с ростом температуры нагрева спирали увеличивается КПД ламп, но
при этом в значительной степени снижается её долговечность. При
увеличении напряжения возрастает яркость, но одновременно с этим время
жизни лампы уменьшается на 95% ;
– представляют пожарную опасность, через 30 минут после включения
ламп накаливания температура наружной поверхности достигает следующих
величин (в зависимости от мощности): 25 Вт – 100 °C, °C, 75 Вт – 250 °C, 100
Вт – 290 °C, 200 Вт – 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными
материалами их колба нагревается еще сильнее. Солома, касающаяся
поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут ;
– нагрев частей лампы требует термостойкой арматуры светильников;
– хрупкость, чувствительность к удару и вибрации;
– при термоударе или разрыве нити под напряжением возможен взрыв
баллона;
– недолговечность (то есть малый срок службы – до 3 000 часов) [5];
– низкая световая отдача;
– зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения.
Преимущества люминесцентных ламп
– экономия электроэнергии до 80% по сравнению с лампами
накаливания. Низкое потребление электропитания энергосберегающих ламп
существенно понижает нагрузку на электропроводку;
– значительный срок службы (от 6 000 до 15 000 часов), что в 6-10 раз
дольше, чем у ламп накаливания. При работе в среднем 2,5-3 часа в сутки
люминесцентная лампа будет освещать помещение 8 000 - 11 000 часов и
прослужит несколько лет;
– высокая светоотдача, по сравнению с лампами накаливания;
– высокий индекс цветовой передачи;
– наибольшая температура работающей энергосберегающей лампы не
превысит 60оС, при том, что лампа накаливания мощностью 100 Вт нагреется
до 95оС;
– производство лампы нескольких световых оттенков освещенности;
– заводская гарантия от производителя на каждую энергосберегающую
лампу.
Недостатки люминесцентных ламп
– высокая цена, если лампы накаливания стоят 10-25 руб., то
люминесцентные лампы обойдутся в 80-400 рублей;
– внешний вид, выступ на цоколе, где находится балласт лампы, иногда
мешает ее установить, такие лампы определенно не украсят люстру, поэтому
лучше их устанавливать в закрытые плафоны, габариты ламп могут быть
велики;
– неприспособленность к работе при низких температурах и в
помещениях с повышенной влажностью;
– каждая лампа содержит до 3-5 мг ртути, находящейся в агрегатном
состоянии в виде паров. Опасность представляет неаккуратное обращение с
отработанными лампами. Разрушенная или поврежденная колба лампы
высвобождает пары ртути, которые могут вызвать тяжелое отравление;
– на разогрев до полной яркости светоизлучения требуется от 30 секунд
до нескольких минут;
– для включения применяются специальные устройства – балласты;
– слышен низкочастотный гул от электронного балласта;
– не работают со светорегуляторами;
– мигание лампы в выключенном состоянии;
– срок исправной работы компактных люминесцентных ламп зависит
от частоты включения и выключения питания — чем чаще это происходит,
тем быстрее лампа выйдет из строя. Межу отключением и повторным
включением необходимо выдерживать паузу не менее 5 минут. Такие лампы
нежелательно использовать там, где источник света часто включается и
выключается, например в ванной комнате, туалете, кладовке;
– в процессе эксплуатации наблюдается постепенное выгорание
люминофора, вследствие чего лампы начинают хуже светить;
– ультрафиолетовое излучение;
– такие лампы нельзя использовать людям, имеющим кожные болезни
и заболевание эпилепсией, т.к. интенсивность освещения энергосберегающих
ламп выше обычных и может привести к негативным последствиям;
– могут мерцать с частотой 50 Гц, т.е. 50 раз в секунду. Наш мозг этого
мерцания не замечает, а вот глаз пытается компенсировать это мерцание
(светло/темно) искривлением хрусталика и сокращением соответствующих
глазных мышц, поэтому такой свет утомляет глаза.
– проблема утилизации.
Расчет эффективности использования энергосберегающих ламп.
Расчеты:
Количество электрических ламп, используемых в доме (Таблица 1)
Вид
кухня
гостиная
спальня
детская
коридор
итого
+
3
источника
освещения
светильник
+
+
люстра
++++++
бра
+
+++
9
+
2
Настольная
+
1
лампа
Итого
1
7
2
4
1
15
Стоимость приобретения электрической лампы на 8000 часов
эксплуатации (Таблица 2)
Вид лампы
Срок
Необходимое
Цена за
Стоимость
Экономия
эксплуатац
количество
штуку (р)
(р)
(р)
ии (ч)
ламп (шт)
1000
8
15
120
8000
1
180
180
Лампа
накаливания
Энергосберегаю
- 60
щая лампа
Стоимость приобретения необходимого количества ламп для замены во
всем доме на 8000 часов эксплуатации (Таблица 3)
Вид лампы
Количество (шт)
Цена за штуку
Стоимость (р)
Экономия (р)
(р)
Лампа накаливания
15*8=120
15
1800
Энергосберегающая
15*1=15
180
2700
- 900
лампа
Расчет расхода и стоимости электроэнергии одной электрической
лампой (Таблица 4)
Вид лампы
Мощн
Время
Расход
Цена за 1
Стоимость
Эконом
ость
работы
энергии
кВт/ч
электроэне
ия
(Вт)
ламп (ч)
(кВт/ч)
электроэнерг
ии (р)
Лампа
ргии
за
период
100
8000
800
1,58
1264
20
8000
160
1,58
252,8
накаливания
Энегросберегаю
+ 1011,2
щая лампа
Расчет экономии средств при покупке и эксплуатации
энергосберегающих ламп, используемых в доме, на 8000 часов эксплуатации
(Таблица 5)
Вид лампы
Экономия при
Экономия при
Общая экономия
покупке (р)
эксплуатации (р)
(р)
1 энергосберегающая лампа
- 60
+ 1011,2
+ 951,2
15 энергосберегающих ламп
-60*15= - 900
+ 1011,2*15= + 15 168
+ 14 268
Вывод: Использование энергосберегающих ламп в быту эффективно,
так как происходит экономия расхода электроэнергии и денежных средств.
9-27 ч Защита выводов по всем группам.
Слайды № 6, 7, 8
Слайды № 9,10
Группа №1 «Теоретики» - 7 минут
Группа №2 «Экономисты» - 3 минуты
Слайды № 11, 12, 13
Группа №3 «Практики» - 3 минуты
9-40 ч Создание буклета «Эффективность использования
энергосберегающих ламп в быту»
В заготовленный буклет с названием и реквизитами добавить
картинки, соответствующие теме по содержанию и оформлению.
Слайд №14 Буклет