Исследовательская работа. «От ламп накаливания до современных ламп».
В данной работе учеником проведены исследования различных ламп. Даны сравнительные характеристики ламп накаливания, светодиодных ламп и энергосберегающих ламп. Проведен опрос среди учащихся класса и школы по использованию ламп в домашних условиях и их утилизация.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| Исследовательская работа. | 1.27 МБ |
| Презентация. | 2.44 МБ |
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Исследовательская работа по теме: «От ламп накаливания до современных ламп». Выполнил ученик 8 Б класса МБОУ «Лицей №1 им. Н.К. Крупской» Тепляков Михаил.
Введение. Каждый из нас хоть раз сталкивался с тем, что в доме или квартире перегорает электрическая лампа. В связи с широким ассортиментом ламп у людей зачастую возникает вопрос о том, какие лампы выбрать? Чтобы ответить на этот вопрос я провел исследование свойств ламп накаливания, энергосберегающих ламп и светодиодных ламп. Свои исследования оформил в рамках исследовательской работы «От лампы накаливания до современных ламп».
Цель работы: Цель работы: исследовать и сравнить следующие критерии различных ламп: • уровень освещенности ламп на разных высотах; время розжига ламп температуру нагрева потребляемая фактическая мощность (энергопотребление) световой поток
Гипотеза . Светодиодные лампы имеют большую светоотдачу. Большой уровень освещенности, меньшую температуру нагрева по сравнению с обычными лампами накаливания
Лампы накаливания. Лампа накаливания — искусственный источник света, в котором свет испускает тело накала, нагреваемое электрическим током до высокой температуры. В качестве тела накала чаще всего используется спираль из тугоплавкого металла (вольфрама), либо угольная нить. Чтобы исключить окисление тела накала при контакте с воздухом, его помещают в вакуумированную колбу либо колбу, заполненную инертными газами или парами галогенов. В лампе накаливания используется эффект нагревания тела накаливания при протекании через него электрического тока (тепловое действие тока). Если пропустить через лампочку электрический ток, то вольфрамовая нить накаляется до очень высокой температуры и начинает излучать световой поток.
Первые лампы накаливания . Лампа Деларю Лампа Лодыгина
Плюсы и минусы. Плюсы. • Лампа накаливания выпускается в массовом производстве, и потому недостатка в таком источнике света никогда нет – ее можно приобрести в любой торговой точке, подобрав с любой формой колбы и цоколя, под любой плафон и светильник. • Лампа накаливания характерна небольшими размерами и имеет доступную стоимость. • Такая лампа не имеет в себе токсических компонентов и потому не несет опасности ни домочадцам, ни окружающей среде в процессе эксплуатации и ее утилизации. • Прекрасно переносит как низкие, так и высокие температуры окружающей среды, – ее можно монтировать для освещения, как на улице, так и в не отапливаемых жилых и нежилых помещениях. Минусы. Небольшой срок службы – всего 1 000 часов, когда современные лампы могут работать и 5 000, а иногда и до 15 и 30 тысяч часов. Колба самой лампочки достаточно хрупкая и чувствительна к даже самым небольшим по силе ударам и вибрациям. Сильная зависимость отдачи света и эксплуатационного срока от напряжения, точнее сказать от его подачи и отсутствия перепадов электричества в сети.
Энергосберегающие лампы. Энергоэффективная ла́мпа — электрическая лампа, обладающая существенно большей светоотдачей (соотношением между световым потоком и потребляемой мощностью), например, в сравнении с наиболее распространёнными сейчас в обиходе лампами накаливания. Благодаря этому замена ламп накаливания на энергосберегающие способствует экономии электроэнергии.
Плюсы и минусы. Плюсы. экономичность в 5 раз выше, чем у ламп накаливания. срок службы 8-10 тыс. часов; низкая теплоотдача; равномерность излучения; широкая цветовая гамма. Минусы. сложность плавной регулировки яркости, снижение напряжения приводит к отключению лампы; небольшая мощность; задержки при включении ламп: стационарный режим освещения наступает через 2 минуты; ЭЛ – самые вредные из всех типов ламп из-за находящихся в них паров ртути. Их запрещено выбрасывать вместе с бытовыми отходами дома
Светодиодная лампа . Светодиодная лампа — это достаточно сложное электронное устройство с несколькими десятками деталей, от которых зависит качество света, безопасность его для здоровья и долговечность лампы. Главное преимущество светодиодных ламп — экономия электричества. При том же количестве света, излучаемого лампой, светодиодная лампа потребляет в 7-10 раз меньше электроэнергии, чем обычная лампа накаливания. Уже сейчас можно купить 6-ваттные светодиодные лампы-«груши» и 4-ваттные лампы-«свечки», которые дают столько же света, сколько 60- и 40-ваттная лампа накаливания соответственно.
Плюсы и минусы . Плюсы. Экономичность — при том же количестве света современная светодиодная лампа потребляет в 7-10 раз меньше электричества. Долговечность — светодиодная лампа служит в 15-50 раз дольше обычной. Небольшой нагрев — ребёнок не обожжётся о светодиодную лампу в настольной лампе. Одинаковая яркость при разном напряжении сети — в отличие от ламп накаливания, светодиодные лампы светят так же ярко при пониженном напряжении в сети. Свет хороших ламп визуально неотличим от света ламп накаливания. Минусы. Высокая цена. Присутствие на рынке ламп с плохим качеством света (пульсация, плохие цветовые характеристики, некомфортная цветовая температура, несоответствие светового потока и эквивалента лампы накаливания заявленным). Проблемы у некоторых ламп с выключателями, имеющими индикатор. Регулировку яркости поддерживают только некоторые дорогие модели
Некоторые физические характеристики ламп. 1.Световая отдача — это характеристика, показывающая количество света, приходящегося на один Ватт мощности. Единицей измерения световой отдачи является Лм/Вт (специалисты говорят «люменов с ватта», подразумевая, что каждый ватт потребленной электроэнергии выдает некоторое количество люменов светового потока). 2.Световой поток — это один из основных параметров для ламп, по которому можно анализировать мощность света (излучения), воспринимаемого человеком. Измеряется в «люменах» (Лм). 3.Освещенность — это отношение значения светового потока лампы к площади освещаемой поверхности. Измеряется в «люксах» (Лк). Именно по величине освещенности определяют интенсивность освещения той или иной лампы на разных точках поверхности. 1Лк = 1Лм/1кв.м, т.е. освещенность на поверхности равна 1 (Лк), если световой поток мощностью 1 (Лм) будет падать на поверхность площадью 1 (кв.м.) 4.Индекс цветопередачи — это относительная величина, показывающая, насколько естественно и точно передаются цвета предметов в свете того или иного источника света. Этот индекс обозначается двумя буквами (Ra) и варьируется от 0 до 100. 5. Цветовая температура — это эффективная величина, равная температуре абсолютно черного тела, при которой отношение энергетических яркостей для двух длин волн его спектра равно отношению этих же величин для спектра исследуемого источника света. Цветовая температура (CCT — Correlated Colour Temperature) измеряется в Кельвинах (K). Чем выше значение K, тем холоднее свет.
1.Исследование характеристик ламп накаливания. Цель: Исследовать освещенность и световой поток ламп накаливания. Оборудование: Лампы на 75 Вт и 95 Вт, люксметр ( смартфон), линейка. Ход работы: Располагая лампы на разных высотах 1 м и 50 см, над люксметром определить освещенность ламп накаливания. Заметить время розжига ламп и оценить температуру нагрева. Вывод : В ходе проделанной работы я определил, что световой поток и освещенность больше у лампы накаливания на 95 Вт. Лампам не требуется время для розжиг и они имеют большую температуру нагрева.
2. Исследование характеристик энергосберегающих ламп. Цель: Исследовать освещенность и световой поток энергосберегающих ламп. Оборудование: Лампы на 15 Вт и 20 Вт, люксметр (смартфон), линейка. Ход работы: Располагая лампы на разных высотах 1 м и 50 см, над люксметром определить освещенность энергосберегающих ламп. Заметить время розжига ламп и оценить температуру нагрева. Вывод : В ходе проделанной работы я сравнил освещенность, световой поток и время розжига энергосберегающих ламп разной мощности. Лампа на 20 Вт имеет большую освещенность, больший световой поток чем лампа на 15 Вт. Время розжига ламп одинаковое.
3. Исследование характеристик светодиодных ламп. Цель: Исследовать освещенность и световой поток светодиодных ламп. Оборудование: Лампы на 12 Вт и 8 Вт, люксметр (смартфон), линейка. Ход работы: Располагая лампы на разных высотах 1 м и 50 см, над люксметром определить освещенность светодиодных ламп. Заметить время розжига ламп и оценить температуру нагрева. Вывод : В ходе проделанной работы я сравнил освещенность и световой поток и время розжига светодиодных ламп разной мощности. Лампа на 12 Вт имеет большую освещенность и световой поток, чем лампа на 8 Вт. Время розжига ламп одинаковое. Лампы не нагреваются.
Заключение по практической части. В ходе исследования характеристик различных ламп я пришел к следующим выводам: Каждая лампа имеет разную освещенность, световой поток, температуру накала, цветовую температуру; • Светодиодные лампы во время работы не нагреваются; Для работы энергосберегающих ламп и светодиодных ламп требуется время розжига, а для ламп накаливания нет; Срок службы ламп больше у светодиодных ламп. Энергосберегающие и светодиодные лампы дают экономию электроэнергии.
Расчет экономии электроэнергии.
Результаты анкетирования. 1.Какие лампы используются у Вас для освещения дома? А) Лампы накаливания; Б) энергосберегающие; В) светодиодные. 2. В чем преимущество, на Ваш взгляд энергосберегающих, светодиодных ламп перед лампами накаливания? 3) Получила ли Ваша семья экономию в оплате за электроэнергию, при использовании этих видов ламп? 4) Какими способами Вы утилизируете перегоревшие лампы? • В опросе участвовали 20 человек. Из числа опрошенных большинство используют в домашних условиях энергосберегающие и светодиодные лампы. Основным преимуществом данных ламп перед лампами накаливания все отметили меньшее потребление электроэнергии и её экономия. Ответы на третий вопрос оказались неоднозначными, в одних семьях есть экономия в оплате за электроэнергию, в других нет, некоторые не дали ни какого ответа. Для утилизации данных видов ламп все были едины — выкидываем в мусорный контейнер. И лишь в одной семье данные лампы собираются, и дальнейшая их утилизация будет произведена в г. Ижевске в специальный контейнер.
Выводы: На основании сделанных исследований можно отметить, что самыми экономичными и безопасными для обращения являются светодиодные лампы; самыми простыми являются лампы накаливания; самыми вредными являются энергосберегающие лампы, т.к. содержат ртуть и излучают ультрафиолетовое излучение; самый большой срок работы у энергосберегающих и светодиодных ламп; самыми дорогими являются энергосберегающие лампы;
Рекомендации. • Лампы накаливания не стоит применять в тех помещениях, где свет горит долгое время, а также в светильниках для натяжных потолков по причине сильного нагрева. Такие лампы можно применять для освещения коридора, туалета, ванной комнаты, т.е. там, где существует потребность частого включения-выключения света при непродолжительном времени использования. • При выборе светодиода учесть, что существует две основных разновидности колб – матовая и прозрачная. Светодиоды матового типа отличаются более рассеянным светом, а прозрачного типа наиболее ярким, что будет идеальным для люстры из хрусталя. • Приобретая лампу, следует помнить, что только светодиоды высокого качества будут соответствовать заявленным на упаковке параметрам потребления электроэнергии.
• Светодиоды, произведённые в Китае, соответствуют по КПД люминесцентной лампе. • При выборе отталкиваться лучше от гарантийного срока эксплуатации, что составляет от 3 до 5 лет. Это значит, что если за этот временной отрезок лампочка сломается, ее должны заменить на новую бесплатно. • Учитывайте цену лампы. Качество не может стоить дешево. Низкая цена – признак невысокого качества товара, служба которого будет недолгой, и желаемой экономии не будет. Покупать товар лучше известного производителя, предпочтительнее – европейского.
Источник
Виды лампочек освещения для дома. Сравнение и характеристики.
Современные технологии в освещении значительно расширили, но в тоже время и усложнили выбор лампочек для домашнего применения. Если раньше в 90% квартир кроме обычных лампочек накаливания от 40 до 100Вт мало что встречалось, то сегодня разновидностей и типов ламп освещения великое множество.
Купить в магазине нужный вид лампы для светильника не такая уж и простая задача.
Чего хочется от качественного освещения в первую очередь:
Перед покупкой лампочки в первую очередь важно определить необходимый тип цоколя. В большинстве бытовых осветительных приборах используется резьбовой цоколь двух видов:
Отличаются он соответственно диаметром. Цифры в обозначении и указывают его размер в миллиметрах. То есть Е-14=14мм, Е-27=27мм. Есть и переходники для светильников с одних ламп на другие.
Если плафоны у люстры маленькие, либо у светильника есть какая-то специфика, то используется штырьковый цоколь.
Он обозначается буквой G и цифрой, которая указывает на расстояние в миллиметрах между штырьками.
Самые распространенные это:
- G5.3 – которые просто вставляются в разъем светильника
В прожекторах используется цоколь R7S. Он может быть как для галогенных, так и для светодиодных ламп.
Мощность лампы подбирается исходя из ограничения осветительного прибора, в который он будет устанавливаться. Информация о виде цоколя и ограничении мощности применяемой лампы можно увидеть:
- на коробке купленного светильника
Следующее на что нужно обратить внимание – это форма и размер колбы.
Колба с резьбовым цоколем может иметь:
Грушевидные обозначаются номенклатурой – А55, А60; шариковые – буквой G. Цифры соответствуют диаметру.
Свечи маркируются латинской буквой – С.
Колба со штырьковым цоколем имеет форму:
Яркость освещения – индивидуальное понятие. Однако принято считать, что на каждые 10м2 при высоте потолков 2,7м, необходима минимум освещенность в эквиваленте 100Вт.
Измеряется освещенность в люксах. Что это за единица? Простыми словами – когда 1 люмен освещает 1м2 площади помещения, то это и есть 1 люкс.
Для разных помещения нормы отличаются. 
Зависит освещенность от многих параметров:
- от расстояния до источника света
Освещенность очень легко замеряется при помощи привычных смартфонов. Достаточно скачать и установить специальную программу. Например – Люксметр (ссылка) 
Правда такие программы и камеры телефонов обычно врут по сравнению с профессиональными приборами люксметрами. Но для бытовых нужд, этого более чем достаточно.
Классическим и самым недорогим по цене решением для освещения квартиры, является всем привычная лампа накаливания, либо ее галогенный вариант. В зависимости от вида цоколя – это самая доступная покупка. Лампы накаливания и галогенные лампочки дают комфортный теплый свет без мерцания и при этом не выделяют никаких вредных веществ.
Однако галогенные лампы не рекомендуется трогать руками за колбу. Поэтому они должны идти упакованными в отдельный пакетик.
Когда горит галогенка, она разогревается до очень высокой температуры. И если вы будете жирными руками касаться ее колбы, то на ней образуется остаточное напряжение. В результате этого, спираль в ней перегорит значительно быстрее, уменьшив тем самым срок ее службы.
Кроме того, они очень чувствительны к скачкам напряжения и часто из-за этого перегорают. Поэтому их ставят вместе с приспособлениями плавного запуска или подключают через диммеры.
Галогенные лампы в большинстве своем производятся для работы от однофазной сети с напряжением 220-230 Вольт. Но существуют и низковольтные на 12 Вольт, которые требуют подключения через трансформатор для соответствующего типа ламп.
Галогенка светит ярче чем обычная, примерно на 30%, а мощность потребляет ту же самую. Это достигается за счет того, что внутри нее содержится смесь инертных газов.
Кроме того, в процессе работы частички элементов вольфрама возвращаются обратно на нить накаливания. В обычной лампе происходит постепенное испарение с течением времени и оседание этих частиц на колбе. Лампочка тускнеет и работает вдвое меньше, чем галогенная.
Достоинством обычных ламп накаливания является хороший индекс цветопередачи. Что это такое?
Грубо говоря это показатель того, сколько в рассеиваемом потоке содержится света близкого к солнечному.
Например когда натриевые и ртутные лампы освещают ночные улицы, не совсем понятно каким цветом машины и одежда у людей. Так как у этих источников плохой индекс цветопередачи – в районе 30 или 40%. Если брать лампу накаливания, то здесь индекс уже более 90%.
Сейчас продажа и производство ламп накаливания мощность свыше 100Вт не разрешены в розничных магазинах. Это делается из соображений сохранности природных ресурсов и экономии электроэнергии.
Некоторые до сих пор ошибочно выбирают лампы ориентируясь по надписям мощности на упаковке. Запомните, что эта цифра говорит не о том, как ярко она светит, а только о том, сколько электроэнергии потребляет из сети.
Основной показатель здесь – световой поток, который измеряется в люменах. Именно на него и нужно обращать внимание при выборе.
Так как многие из нас ранее ориентировались на популярные мощности 40-60-100Вт, производители для современных экономных ламп всегда на упаковке или в каталогах указывают соответствие их мощности к мощности простой лампочки накаливания. Делается это исключительно для удобства вашего выбора.
Хорошим уровнем экономии энергии обладают люминесцентные лампы. Внутри них находится трубка из которой сделана колба, покрытая порошком люминофором. Это обеспечивает свечение в 5 раз ярче, чем лампы накаливания при той же самой мощности.
Люминесцентные не очень экологичны из-за напыления ртути и люминофора внутри. Поэтому требуют бережной утилизации через определенные организации и контейнеры приема использованных лампочек и батареек.
Также они подвержены эффекту мерцания. Проверить это легко, достаточно посмотреть их свечение на дисплее через камеру смартфона. Именно из-за этой причины не желательно размещать такие лампочки в жилых помещениях где вы постоянно находитесь.
Светодиодные лампы и светильники разных форм и конструкций широко применяются в различных сферах жизни.
Их преимущества:
- устойчивость к температурным перегрузкам
Светодиодные лампы в процессе работы очень слабо нагреваются и поэтому имеют пластиковый легкий корпус. Благодаря этому они могут применяться там, где другие устанавливать нельзя. Например, в натяжных потолках.
Экономия электроэнергии у светодиодов более значительная чем у люминисцентных и энергосберегающих. Они потребляют примерно в 8-10 раз меньше, чем лампы накаливания.
Если грубо взять усредненные параметры по мощности и световому потоку, то можно получить такие данные:
Эти результаты примерные и в реалии всегда будут отличаться, так как многое напрямую зависит от уровня напряжения, марки производителя и множества других параметров.
Например в США, в одной пожарной части до сих пор горит обычная лампочка накаливания, которой уже больше 100 лет. Был создан даже специальный сайт, где через web камеру, в режиме онлайн, можно понаблюдать за ней.
Все ждут, когда же она сгорит, чтобы зафиксировать этот исторический момент. Посмотреть можно здесь.
Светодиодные и энергосберегающие лампы обладают возможностью давать разный цвет светового потока.
В этом случае на ней будет указано значение 2700-3500 Кельвинов. Это так называемая цветовая температура. Этот свет аналогичен простым лампочкам накаливания.
Желтый – является наиболее комфортным для глаз и уютным для жизни.
На лампе указывается 3500-4500 Кельвин. Такой свет хорош там, где необходима правильная цветопередача – рабочий стол, наложение макияжа, художественные работы.
- голубовато-холодный 6400 Кельвин и выше
Чтобы не искать непонятные цифры и быстро отличить величину светового потока, производители зачастую на упаковке наносят наглядные цветовые обозначения:
В последнее время большую популярность получили филаментные лампы. Это та же самая светодиодная, только выглядит она во включенном состоянии как простая лампочка накаливания.
Именно это и является ее особенностью и преимуществом, которое широко используется в открытых светильниках.
Например, если речь идет о хрустальных люстрах, то при использовании в ней обыкновенной светодиодной лампы, из-за ее матовой поверхности хрусталь ”играть” и переливаться не будет. Он блестит и отражает свет только при направленном луче.
В этом случае люстра смотрится не очень богато. Применение в них филаментных, раскрывает все преимущества и всю красоту такого светильника.
Это все основные виды ламп освещения широко применяемые в квартире и жилом доме. Выбирайте необходимый вам вариант согласно вышеприведенных характеристик и рекомендаций, и обустраивайте свое жилище правильно и с комфортом.
Источник