МОУ «Васильевская СОШ» Исследовательская работа по физике: Энергосберегающие лампы в быту
реклама
МОУ «Васильевская СОШ» Исследовательская работа по физике: «Энергосберегающие лампы в быту» Работу выполнили учащиеся 8 класса: Ли Анастасия и Анисимова Светлана Учитель физики: Ли Лариса Васильевна с. Васильевское, 2012год 1 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ I. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМПАХ I.1. Характеристики энергосберегающих ламп. I.2. Строение энергосберегающих ламп и ламп накаливания. I.3. Преимущества энергосберегающих ламп. I.4. Недостатки энергосберегающих ламп. II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ II.1. Эксперимент: сравнение потребления электроэнергии энергосберегающей лампы и лампы накаливания по электросчетчику. II.2. Опрос: использование энергосберегающих ламп в быту. II.3. Расчет потребления электроэнергии ламп в своей квартире. ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ - РЕСУРСОВ 2 ВВЕДЕНИЕ В современном мире мы не представляем свою жизнь без электроэнергии. Все бытовые приборы: телевизор, холодильник, водонагреватель, пылесос, стиральная машина и другие домашние устройства потребляют электроэнергию. Молодое поколение не мыслит своей жизни без мобильного телефона и Интернета, а компьютер и телефон не смогут работать без электроэнергии. Также изрядное количество электроэнергии расходуется на освещение жилых помещений. Ресурсы электроэнергии не бесконечны. Электроэнергия поступает в наши дома с электростанций различного типа, и для ее производства сжигаются уголь, нефть, газ. Экономное использование электроэнергии позволит сократить объемы использования этих энергетических ресурсов, а, значит, и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, сохранить чистоту водоемов. Кроме того, увеличение эффективности использования электроэнергии - это и 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. Наиболее привычный для нас способ освещения своих домов - это использование ламп накаливания. Они широко распространены и очень дешевы. Вот только часто перегорают, особенно при скачках напряжения в сети. На смену ламп накаливания пришли люминесцентные лампы. Эти лампы часто используют для освещения учреждений: школ, институтов, офисов. Но для освещения жилых помещений эти лампы использовать не очень удобно. Поэтому для освещения квартир выпускаются компактные люминесцентные лампы (энергосберегающие лампы), потребляющие гораздо меньше электроэнергии. На первый взгляд, их цена (110-200 рублей за лампу) шокирует, но даже при такой большой стоимости они быстро окупаются за счет низкого энергопотребления и долгого срока службы. Поэтому мы решили проверить действительно ли, энергосберегающие лампы потребляют меньше электроэнергии, чем лампы накаливания и сформулировали следующую цель работы: обеспечение рационального использования электроэнергии за счет замены ламп накаливания на энергосберегающие лампы. Для достижения данной цели мы поставили следующие задачи: 1. Изучить характеристики энергосберегающих ламп. 2. Изучить строение энергосберегающих ламп и строение ламп накаливания. 3. Выявить преимущества и недостатки энергосберегающих ламп. 4. Провести опрос об использовании энергосберегающих ламп в быту. 5. Сформулировать советы при покупке и эксплуатации энергосберегающих ламп в быту. Оказывается, что 40% потребляемой в России энергии можно "получить" за счет простой экономии! То есть у нас ежегодно тратится впустую почти половина всей производимой энергии! Наша страна - одна из самых энергорасточительных в мире. Во многих домах у нас ежедневно забывают или ленятся гасить сотни тысяч осветительных приборов. И за день набегают уже не килограммы, а десятки тонн выброшенного топлива. Мало кто задумывается, что сто 75-ваттных лампочек, работающих вхолостую, за час "съедают" несколько килограммов угля или нефти, попутно загрязняя природную среду вредными веществами. Между тем, простая замена привычных источников света на энергосберегающие лампы сократит расходы энергоресурсов в 4-5 раз! По данным статистики, средняя российская семья тратит на оплату жилищнокоммунальных услуг около 8-10 % своих доходов. Немалую долю этих затрат составляет оплата за электроэнергию. А за счет увеличения количества используемых нами бытовых приборов, изрядное количество электроэнергии расходуется на освещение. Таким образом, изучив характеристики и строение энергосберегающих ламп, мы планируем выяснить возможно ли снизить затраты на электроэнергию при замене ламп накаливания на энергосберегающие лампы и сформулировать рекомендации при покупке энергосберегающих ламп и их эксплуатации в быту. 3 I. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМПАХ I.1. Характеристики энергосберегающих ламп Напряжение питания. Напряжением питания люминесцентной лампы называется то напряжение питающей сети, при котором лампа зажигается и стабильно работает, преобразуя электроэнергию в ровный лучистый свет без резких колебаний интенсивности. Производимые для российского рынка люминесцентные лампы предназначены для работы в сетях постоянного тока 12 Вольт и 24 Вольта, и в сетях переменного тока 220 Вольт и 380 Вольт (для ламп уличного освещения). Мощность. Мощность характеризует уровень энергопотребления лампы. Этот показатель измеряется в Ваттах. У энергосберегающих приборов он существенно ниже, чем у традиционных ламп накаливания при одинаковом уровне светимости. Световой поток. Световой поток – одна из главнейших характеристик эффективности световых приборов. Электрическая мощность лампы не гарантирует яркого свечения, так как значительная часть энергии может преобразовываться в невидимые человеческим глазом волны – инфракрасные или ультрафиолетовые. Световой поток характеризует, какая именно часть электрической мощности преобразуется электрическим источником в видимый свет. За единицу его измерения принят 1 Люмен (Лм). Измерение светового потока проводят с помощью специальных приборов – сферических фотометров. Световая отдача. Световая отдача является важнейшей характеристикой источника света в том случае, когда речь идёт об энергосбережении. Эта характеристика лампы характеризует соотношение величины светового потока и потребляемой источников света мощности. Говоря проще, это количество вырабатываемого света на каждый ватт мощности лампы. Единицей измерения служит лм/Вт (люмен/Ватт). Максимальная теоретически возможная световая отдача составляет 683 лм/Вт. Теоретически – потому что современной физике неизвестен способ превращать энергию в лучистый свет без потерь. Световая отдача обычных «лампочек Ильича» составляет примерно 10-15 лм/Вт. Энергосберегающие лампы имеют намного более высокий показатель световой отдачи – до 100 лм/Вт. Более эффективны только светодиоды и натриевые газоразрядные лампы высокого давления. Цветовая температура. Цветовая температура источника света – наиболее важный показатель для человека. Эта характеристика определяет близость излучаемого искусственным источником света к показателю естественного освещения. Измеряется эта температура по шкале Кельвина. Цветовая температура современных люминесцентных энергосберегающих ламп при максимальной световой отдаче бывает четырех диапазонов: 2700 К – лампы излучают мягкий (теплый) свет. Такой свет дает обычная лампочка; 3200-3500 К - лампы излучают мягкий белый (иногда – с оттенком жёлтого) свет; 4000-4500 К – холодный белый свет. Лампы с такой цветовой температурой излучают яркий белый свет холодного тона с повышенным индексом цветопередачи. 6200-6500 К – дневной белый свет. Свечение ламп соответствует люминесцентным трубкам большой мощности. Следует также отметить, что в зависимости от физиологии строения глаз, люди по-разному воспринимают температуру света. Так же есть феномен привыкания. Например: у вас стояли лампы накаливания(2700К), вы установили лампы с цветовой температурой 6500К. Так как индекс цветопередачи у них разный, то вам может показаться (не всегда), что лампа с цветовой температурой 6500К светит не так ярко как стоявшая до этого лампа накаливания. Через пару дней этот эффект исчезает (вы привыкаете). 4 Индекс цветопередачи определяет, насколько свет лампы влияет на восприятие человеческим глазом цветов. Чем сильнее свет лампы искажает восприятие цвета, тем ниже индекс цветопередачи. Эталоном считается такой индекс цветопередачи, при котором все цвета передаются идеально. За эталон принята величина индекса цветопередачи Ra = 100. Ни один искусственный источник света таким индексом не обладает. Комфортный для человеческого глаза диапазон лежит в пределах 80-100 Ra. Индекс цветопередачи современных энергосберегающих ламп лежит в пределах 69-89 Ra. Эксплуатационные характеристики определяют рентабельность использования ламп определённого типа. К ним относят средний срок службы, скорость включения, гарантированное количество циклов включения/выключения и конструктивные особенности лампы (тип цоколя, габаритные размеры, тип электронного пускателя и дизайн изделия). Эти показатели определяют размер расходов на установку, замену и текущее обслуживание системы освещения. Например, эксплуатационные расходы на систему освещения из дешевых ламп китайского производства с небольшим количеством часов наработки будут существенно выше, чем на систему с лампами европейского производства с большим сроком службы. Уровень освещенности. Этот параметр, по сути, не зависит напрямую от типа и качества используемой лампы. Уровень освещенности определяется величиной светового потока лампы, цветовой температурой, отражающими свойствами поверхностей помещения и целого ряда других параметров. Он характеризует эффективность системы освещения в целом и определяется как интенсивность светового потока на рабочей поверхности. Уровень освещенности измеряется в люкс (лк). 1 люкс = 1 люмен/кв.м. Нормой, установленной российскими санитарными требованиями, является уровень освещенности в 200 лк. Некоторые европейские стандарты требуют уровня освещенности до 800 лк. I.2.а. Строение энергосберегающих ламп Энергосберегающая лампа состоит из трех основных компонентов: цоколя, люминесцентной лампы и электронного блока. Цоколь (как и у обычной лампочки) предназначен для подключения лампы к сети. Для разных видов цоколя используют следующие обозначения: Е14 - "миньон"; Е27 - "стандартный"; Е40 - "для промышленных 5 светильников" и т.д. Энергосберегающие лампы работают по такому же принципу, как и всем известные люминесцентные лампы. Электронный блок обеспечивает зажигание и дальнейшее горение лампы. Благодаря ему, энергосберегающая лампа зажигается без мерцания и работает без мигания, свойственного обычным люминесцентным лампам. Благодаря механизму действия энергосберегающих ламп, удается добиться снижения потребления электроэнергии на 80%, по сравнению с лампами накаливания при аналогичном освещении. Колбы энергосберегающих ламп наполнены парами ртути и аргоном. На внутреннюю поверхность колбы нанесено специальное вещество, называемое люминофор. Под действием высокого напряжения в лампе происходит движение электронов. Столкновение электронов с атомами ртути образует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет. Люминесцентная лампа бывает U-образного вида и в виде спирали, причём спиралевидные лампы немного меньше по габаритам U-образных ламп такой же мощности (их длина меньше). Форма никак не сказывается на работе лампы, однако спиралевидные лампы в большинстве случаев стоят дороже, так как они более сложны в производстве. I.2.б. Строение ламп накаливания На схеме: 1 — колба; 2 — полость колбы (вакуумированная или наполненная газом); 3 — тело накала; 4, 5 — электроды (токовые вводы); 6 — крючки-держатели тела накала; 7 — ножка лампы; 8 — внешнее звено токоввода, предохранитель; 9 — корпус цоколя; 10 — изолятор цоколя (стекло); 11 — контакт донышка цоколя. В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника (тела накаливания) при протекании через него электрического тока (тепловое действие тока). Температура тела накала резко возрастает после включения тока. Часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение, часть уходит в результате процессов теплопроводности и конвекции. Только малая доля излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Для повышения КПД лампы и получения максимально 6 «белого» света необходимо повышать температуру нити накала, которая в свою очередь ограничена свойствами материала нити — температурой плавления. Идеальная температура в 5770 К недостижима, т. к. при такой температуре любой известный материал плавится, разрушается и перестаёт проводить электрический ток. В современных лампах накаливания применяют материалы с максимальными температурами плавления — вольфрам (3410 °C) и, очень редко, осмий (3045 °C). При практически достижимых температурах 2300—2900 °C излучается далеко не белый и не дневной свет. По этой причине лампы накаливания испускают свет, который кажется более «жёлто-красным», чем дневной свет. В обычном воздухе при таких температурах вольфрам мгновенно превратился бы в оксид. По этой причине тело накала помещено в колбу, из которой в процессе изготовления лампы откачивается воздух. Первые лампы изготавливали вакуумными; в настоящее время только лампы малой мощности (для ламп общего назначения — до 25 Вт) изготавливают в вакуумированной колбе. Колбы более мощных ламп наполняют инертным газом (азотом, аргоном или криптоном). Повышенное давление в колбе газополных ламп резко уменьшает скорость испарения вольфрама, благодаря чему не только увеличивается срок службы лампы, но и есть возможность повысить температуру тела накаливания, что позволяет повысить КПД и приблизить спектр излучения к белому. Колба газонаполненной лампы не так быстро темнеет за счёт осаждения материала тела накала, как у вакуумной лампы. Конструкции ламп накаливания весьма разнообразны и зависят от назначения. Однако общими являются тело накала, колба и токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы могут применяться держатели тела накала различной конструкции; лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы. В конструкции ламп общего назначения предусматривается предохранитель — звено из ферроникелевого сплава, вваренное в разрыв одного из токовводов и расположенное вне колбы лампы — как правило, в ножке. Назначение предохранителя — предотвратить разрушение колбы при обрыве нити накала в процессе работы. Дело в том, что при этом в зоне разрыва возникает электрическая дуга, которая расплавляет остатки нити, капли расплавленного металла могут разрушить стекло колбы и послужить причиной пожара. Предохранитель рассчитан таким образом, чтобы при зажигании дуги он разрушался под воздействием тока дуги, существенно превышающего номинальный ток лампы. Формы тел накала (нити накала) весьма разнообразны и зависят от функционального назначения ламп. Наиболее распространённым является из проволоки круглого поперечного сечения, однако находят применение и ленточные тела накала (из металлических ленточек). Поэтому использование выражения «нить накала» нежелательно — более правильным является термин «тело накала», включенный в состав Международного светотехнического словаря. Тело накала первых ламп изготавливалось из угля (температура возгонки 3559 °C). В современных лампах применяются почти исключительно спирали из вольфрама, иногда осмиево - вольфрамового сплава. Лампы изготавливают для различных рабочих напряжений. Сила тока определяется по закону Ома (I=U/R) и мощность по формуле P=U·I , или P=U²/R. Так как металлы имеют малое удельное сопротивление, для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. Толщина провода в обычных лампах составляет 40—50 микрон. Так как при включении нить накала находится при комнатной температуре, её сопротивление на порядок меньше рабочего сопротивления. Поэтому при включении протекает очень большой ток (в десять — четырнадцать раз больше рабочего тока). По этой причине часто лампы накаливания перегорают именно в момент включения. Но по мере нагревания нити её сопротивление увеличивается и ток уменьшается. 7 I.3. Преимущества энергосберегающих ламп Главным преимуществом энергосберегающих ламп считается их высокая световая отдача, превышающая тот же показатель ламп накаливания в несколько раз. Максимум электроэнергии в энергосберегающих лампах превращается в свет, тогда как в лампах накаливания до 90% электроэнергии уходит просто на разогрев вольфрамовой проволоки. Другим несомненным преимуществом является их срок службы, который определяется промежутком времени от 6 до 15 тысяч часов непрерывного горения. Эта цифра превышает срок службы обычных ламп накаливания приблизительно в 20 раз. Наиболее частая причина выхода из строя лампы накаливания – перегорание нити накала. Третьим достоинством можно назвать возможность выбора цвета свечения. Он может быть трех видов: дневным, естественным и теплым. Чем ниже цветовая температура, тем ближе цвет к красному, чем выше – тем ближе к синему. Еще одним преимуществом энергосберегающих ламп является незначительное тепловыделение, которое позволяет использовать компактные люминесцентные лампы большой мощности в хрупких бра, светильниках и люстрах. Использовать в них лампы накаливания с высокой температурой нагрева нельзя, так как может оплавиться пластмассовая часть патрона, либо провод. Следующее преимущество состоит в том, что их свет распределяется мягче, равномернее, чем у ламп накаливания. Это объясняется тем, что в лампе накаливания свет идет только от вольфрамовой спирали, а энергосберегающая лампа светится по всей своей площади, что снижает утомляемость человеческого глаза. I.4. Недостатки энергосберегающих ламп Энергосберегающие лампы имеют также и недостатки: фаза разогрева у них длится до 2 минут, то есть, им понадобится некоторое время, чтобы развить свою максимальную яркость. Также у энергосберегающих ламп встречается мерцание. Другим недостатком является то, что человек может находиться от них на расстоянии не ближе, чем 30см. Из-за большого уровня ультрафиолетового излучения энергосберегающих ламп при близком расположении к ним может быть нанесен вред людям с чрезмерной чувствительностью кожи и тем, кто подвержен дерматологическим заболеваниям. Однако если человек находится на расстоянии не ближе, чем 30см от ламп, вред ему не наносится. Также не рекомендуется использовать в жилых помещениях энергосберегающие лампы мощностью более 22 ватт, т.к. это тоже может негативно отразиться на людях, чья кожа очень чувствительна. Еще одним недостатком является то, что энергосберегающие лампы неприспособленны к работе в низком диапазоне температур (-15ºC; -20ºC), а при повышенной температуре снижается интенсивность их светового излучения. Срок службы энергосберегающих ламп ощутимо зависит от режима эксплуатации, в частности, они не любят частого включения и выключения. Конструкция энергосберегающих ламп не позволяет использовать их в светильниках, где есть регуляторы уровня освещенности. При снижении напряжения в сети более чем на 10% энергосберегающие лампы просто не зажигаются. К недостаткам можно также отнести содержание ртути и фосфора, которые, хоть и в очень малых количествах, присутствуют внутри энергосберегающих ламп. Это не имеет никакого значения при работе лампы, но может оказаться опасным, если ее разбить. По той же причине энергосберегающие лампы можно отнести к экологически вредным, и поэтому они требуют специальной утилизации (их нельзя выбрасывать в мусоропровод и уличные мусорные контейнеры). Еще одним недостатком энергосберегающих ламп по сравнению с традиционными лампами накаливания является их высокая цена. 8 II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ II.1. Эксперимент: сравнение потребления электроэнергии энергосберегающей лампы и лампы накаливания по электросчетчику. Цель: Сравнить потребление электроэнергии энергосберегающих ламп с лампами накаливания. Приборы: Настольная лампа с энергосберегающей лампочкой, настольная лампа с лампочкой накаливания такой же мощности. Требования безопасности: Эксперимент проводить только с разрешения родителей и с их помощью. Осторожно! Электрический ток! Убедиться в том, что изоляция проводов не нарушена и приборы исправны. На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Оберегать приборы от падения. Не оставлять без надзора включенные в сеть электрические устройства и приборы. Ход эксперимента: 1. Приготовить домашние электроприборы к эксперименту, то есть выключить почти все электроприборы, оставьте только самые необходимые, которые постоянно потребляют одинаковое количество электроэнергии. 2. Включить одну из ламп и записать показания энергии по электросчетчику (предыдущие). 3. В течение часа следить, чтобы не было изменений в работе электроприборов. Через час снова записать показания энергии по электросчетчику (текущие). 4. Выполнить пункты 2 и 3 для другой лампы. Не забывать следить, чтобы не было изменений в работе электроприборов. 5. Вычислить разность показаний для каждой лампы и результаты записать в таблицу № опыта №1 №2 №3 Вид электролампы Предыдущие Промежуток показания, времени кВт∙ч наблюдения, часы Накаливания 27944,2 1 час Энергосберегающая 27944,6 1 час Энергосберегающая 28067,6 3 часа Накаливания 28068,3 3 часа Накаливания 28082,1 1 час Энергосберегающая 28082,5 1 час Текущие показания, кВт∙ч Разность показаний, кВт∙ч 27944,6 27944,9 28068,3 28069,4 28082,5 28082,7 0,4 0,3 0,7 1,1 0,4 0,2 6. Сравнить результаты потребления электроэнергии лампой накаливания и энергосберегающей лампой. Сделать вывод о потреблении электроэнергии разными лампами. Вывод: Потребление электроэнергии энергосберегающей лампой меньше, чем потребление электроэнергии лампой накаливания. Таким образом, энергосберегающие лампы действительно экономят электроэнергию. При проведении эксперимента возникли следующие трудности: поддерживать постоянное потребление электроэнергии во время эксперимента. По этой причине не все опыты оказались удачными. Но в целом эксперимент удался. 9 II.2. Опрос: использование энергосберегающих ламп в быту. Среди своих одноклассников и знакомых мы провели следующий опрос. 1. Какими лампами Вы пользуетесь дома? А. Лампами накаливания; Б. Энергосберегающими лампами; В. И те и другие лампы; Г. Не знаю, как они называются. 2. Как долго Вы пользуетесь энергосберегающими лампами? А. Не пользуюсь. Б. Около месяца. В. Около полугода. Г. Около года. Д. Больше двух лет. 3. Заметили ли Вы экономию электроэнергии при пользовании энергосберегающими лампами по сравнению с лампами накаливания? А. Да, большая экономия; Б. Да, но не очень большая экономия; В. Нет никакой экономии; Г.Не заметили различия в потреблении электроэнергии. 4. Какие преимущества энергосберегающих ламп Вы можете назвать? А. Экономия энергии и финансов. Б. Долгий срок службы. В. Свой ответ _________________________________________________ 5. Какие недостатки энергосберегающих ламп Вы можете назвать? А. Высокая стоимость. Б. Долгая фаза разогрева после включения. В. Свой ответ _________________________________________________ 6. Как относитесь к распоряжению президента о замене ламп накаливания на энергосберегающие? А. Одобряю. Б. Не одобряю. В. Мне всё равно. 7. Как относитесь к тому, что лампы накаливания снимаются с производства? А. Одобряю. Б. Не одобряю. В. Первый раз слышу. Г. Мне всё равно. Мы получили следующие результаты: Вопрос Ответ А Ответ Б Ответ В Ответ Г 1. Какими лампами Вы пользуетесь дома? Лампами накаливания 6% Энергосберегающими И те и другие Не знаю, как лампами лампы они называются 33% 61% 0% 2.Как долго Вы пользуетесь энергосберегающими лампами? 3.Заметили ли Вы экономию? Не пользуюсь 7% Около месяца 20% Около полугода 20% Около года 40% Больше двух лет 13% заметили Да, большая Да, но не очень Нет никакой Не различия в экономия большая экономия экономии потреблении 33% 47% 7% энергии 13% 4.Преимущества Экономия Долгий срок службы Комфорт энергосберегающих энергии и 50% 13% ламп финансов 50% 5.Недостатки Высокая Долгая фаза Нет недостатков энергосберегающих стоимость разогрева ламп 27% 60% 13% 6.Отношение к Одобряю Не одобряю Мне всё равно распоряжению о 47% 20% 33% замене ламп 7.Отношение к Одобряю Не одобряю Первый раз Мне всё равно отмене производства 27% 20% слышу 20% 33% ламп накаливания Вывод: Таким образом, энергосберегающие лампы находят широкое применение в быту. Большинство опрошенных пока используют лампы накаливания и энергосберегающие лампы. Результаты опроса показывают, что энергосберегающие лампы являются востребованными, так как экономят электроэнергию. 10 II.3. Расчет потребления электроэнергии ламп в своей квартире Исходные данные: - Стоимость электроэнергии 1,95 рубля за 1 кВт∙ч; - Стоимость энергосберегающей лампы 100 рублей; - Стоимость лампы накаливания 15 рублей; - Среднее время работы энергосберегающей лампы 6000 часов; - Среднее время работы обычной лампы 1000 часов; - Мощность энергосберегающей лампы 15Вт; - Мощность лампы накаливания 75 Вт; - Время горения лампы 6 часов в день; - Количество ламп в квартире 17 штук; Найти: стоимость электроэнергии за год работы энергосберегающей лампы и лампы накаливания; сравнить получившиеся стоимости с учетом стоимостей ламп; сделать вывод об экономии электроэнергии при замене ламп. Решение: 1) 6ч ∙ 365дн = 2190ч – в год работает одна лампа. 2) 2190ч ∙ 17 = 37230ч – в год работают 17 ламп. 3) 15Вт ∙ 37230ч =558450Вт∙ч = 558,45кВт∙ч – потребляют энергосберегающие лампы в год 4) 558,45кВт∙ч ∙ 1,95 рубля/1 кВт∙ч = 1088,9775рублей ≈ 1090 рублей в год плата за энергию при эксплуатации энергосберегающих ламп 5) 75Вт ∙ 37230ч =2792250Вт∙ч = 2792,25кВт∙ч – потребляют обычные лампы в год 6) 2792,25кВт∙ч ∙ 1,95 рубля/1 кВт∙ч = 5444,8875рублей ≈ 5445 рублей в год плата за энергию при эксплуатации ламп накаливания 7) 5445руб. – 1090руб. = 4355 рублей – экономия. Таким образом, экономия денежных средств при эксплуатации энергосберегающих ламп очевидна, и составляет более четырех тысяч рублей в год. Эти расчеты выполнены без учета стоимости ламп. Найдем стоимость ламп на год и итоговые затраты. 1) 17∙100руб. = 1700 рублей стоимость 17 энергосберегающих ламп. 2) 3∙100руб. = 300 рублей стоимость 3-х запасных энергосберегающих ламп. 3) 1700 +300 = 2000 рублей годовые затраты на приобретение энергосберегающих ламп. 4) 1090 + 2000 = 3090 рублей (≈3000руб.) итоговые затраты на энергосберегающие лампы (то есть стоимость ламп и плата за электроэнергию на год). 5) 6) 7) 8) 17∙15руб = 255 рублей стоимость 17 ламп накаливания. 17∙15руб = 255 рублей стоимость 10-ти запасных ламп накаливания. 255 + 255 = 510 рублей годовые затраты на приобретение обычных ламп. 5445 + 510 = 5955 рублей (≈6000руб.) итоговые затраты на обычные лампы. Мы получили, что при покупке 17-ти энергосберегающих ламп и их эксплуатации в течении года потребуется около 3-х тысяч рублей, тогда как на обычные лампы пришлось бы потратить примерно 6 тысяч рублей. Таким образом, энергосберегающие лампы, несмотря на высокую стоимость, действительно экономичнее в 2 раза (!) 11 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Нашу жизнь невозможно представить без искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп. Раньше для этого использовались только обычные лампочки накаливания, которые были изобретены в 20 веке, а уже в следующем, двадцать первом веке, очень остро встала проблема дефицита ограниченных ресурсов. Экономия ресурсов потребовала создание инновационных решений в области сбережения энергии. Так и появились энергосберегающие лампы, которые вызвали спор в обществе: экономичны ли новые лампы при такой высокой стоимости и не вредны ли для здоровья? Выполнив данную исследовательскую работу, мы сначала изучили строение тех и других ламп, изучили преимущества и недостатки энергосберегающих ламп. Мы узнали, что энергосберегающие лампы выделяют меньше тепла, чем лампы накаливания. Для примера можно отметить, что до горящей лампы мощностью 20Вт (аналог 100Вт лампочке) можно спокойно дотронуться рукой и не обжечься. Такое незначительное тепловыделение позволяет использовать компактные энергосберегающие лампы большой мощности в хрупких бра, нежных светильниках и люстрах, в которых от ламп накаливания с высокой температурой нагрева может оплавляться пластмассовая часть патрона или сам плафон. Лампы накаливания нагреваются примерно в 4 раза больше, чем энергосберегающие лампы. Покупая обычные лампочки, мы можем рассчитывать на их работу в течение пятишести месяцев. Как правило, после этого срока нить накаливания просто перегорает. В современных осветительных приборах нить накаливания просто отсутствует. Соответственно, и ломаться там нечему. Качественная лампочка энергосберегающего типа может работать до 12 000 часов, что равняется примерно 2-3 годам эксплуатации в достаточно интенсивном режиме. И при свете энергосберегающей лампы даже работается лучше. Учеными из ведущих мировых университетов доказано, что при свете энергосберегающих ламп у человека повышается работоспособность в 1,5 раза. Достигается это благодаря тому, что, энергосберегающая лампа не слепит глаза, в ней сбалансирована яркость света, чего ни в одной лампе накаливания не встретишь. Несмотря на все достоинства энергосберегающих ламп у них есть и свои недостатки. Это, например, то, что наполнитель энергосберегающих ламп содержит некоторое количество ртути, которая, несомненно является вредным ядом для человека и окружающей среды. Разработчики энергосберегающих ламп уже работают над этой проблемой – заменяют ртуть на другие похожие, подходящие вещества. Например, в лампах некоторых современных производителей не применяются вредные для человека и природы пары ртути. В колбу вместо жидкой ртути вводится металлический сплав (т.н. "амальгама" - амальгама кальция), где ртуть находится в связанном виде, поэтому при атмосферном давлении и комнатной температуре не испаряется, то есть не может попасть в воздух. Поэтому, даже если вдруг разобьется лампа, не потребуется трудоемкая очистка от ртути - достаточно просто собрать осколки и проветрить помещение. Выполняя практическую часть работы, мы провели эксперименты по вычислению потребления электроэнергии, узнали мнение своих знакомых о новых энергосберегающих лампах и рассчитали материальные затраты на замену обычных ламп на энергосберегающие. Мы пришли к выводу, что потребление электроэнергии энергосберегающей лампой меньше, чем потребление электроэнергии лампой накаливания. Таким образом, энергосберегающие лампы действительно экономят электроэнергию. Так же результаты опроса показали, что энергосберегающие лампы являются востребованными, так как экономят электроэнергию. А расчеты финансовых затрат на замену ламп в своей квартире убедили нас, что энергосберегающие лампы, несмотря на высокую стоимость, действительно экономичнее. 12 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ - РЕСУРСОВ 1. Пёрышкин А.В. Физика. 8 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. - М: Дрофа, 2010. 2. Блог об экономии http://s-economit.ru/sekonomit-elektroenergiyu/energosberegayushhie-lampy-sovety-poekspluatacii 3. Домашний советник. Преимущества и недостатки энергосберегающих ламп http://www.advicehome.ru/page9.php 4. Википедия Свободная энциклопедия Компа́ктная люминесце́нтная ла́мпа http://ru.wikipedia.org/wiki 5. Вопросы и ответы об энергосберегающих лампах http://www.sunergy-esl.ru/faq.html 6. Информационно-строительный портал: энергосберегающие лампы, в чем их отличия и как их выбрать http://library.stroit.ru/articles/sberlamp/index.html 13