Скачать 167.12 Kb.
|
Муниципальное общеобразовательное учреждение Фировская средняя общеобразовательная школа Исследовательская работа по физике «Экономия электроэнергии» Автор работы: Мармылев Вадим Александрович, обучающийся 9 класса МОУ Фировская СОШ Руководитель: Румянцева Елена Николаевна, учитель математики и физики. 2013г. Оглавление
1.История изобретения лампы накаливания. 2.Современная лампа накаливания. 2.1Кпд и долговечность. 2.2Разновидности ламп накаливания. 2.3 Преимущества и недостатки. 3.Энергосберегающие лампы. 3.1 Строение энергосберегающей лампы. 3.2 Преимущества и недостатки. 3.3 Светодиодные лампы 4. Экономия электроэнергии при использовании энергосберегающих ламп. 5. Расчет энергопотребления бытовых приборов. 6. Проблемы экономии электроэнергии. 6.1 Организация экономии электроэнергии в районе. 6.2 Способы экономии электроэнергии в семье. 3.Заключение. 4.Приложение. 5. Литература. Введение. Проблема энергосбережения стала на сегодняшний день одной из самых актуальных проблем во всем мире. Многие государства начали проводить меры по экономии электроэнергии. В Российской Федерации тоже принято решение о переходе на энергосберегающие технологии. 23 ноября 2009 года президент России подписал Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Сегодня экономией электроэнергии занимаются государство, коммерческие организации, частные лица. Постепенно эта работа становится неотъемлемой частью жизни человека, т. к. источники энергии иссякают, а новые источники электроэнергии еще не используются в полную силу. Темой моей исследовательской работы стала «Экономия электроэнергии». Без знаний способов экономии электроэнергии мы не сможет правильно, а главное выгодно, пользоваться электротехникой у себя в доме, будь вы простой человек, или содержать большой завод или фабрику, будь вы предприниматель. Человеку необходимы знания об экономии электроэнергии, чтобы двигать прогресс вперед, делать новые открытия и изобретения. И, я думаю, что вы со мной согласны. Цель: нахождение путей экономии электроэнергии. Задачи:
Основная часть. 1. История изобретения лампы накаливания. Первую лампу накаливания изобрел наш русский ученый Александр Николаевич Лодыгин в 1872году (приложение, фото 1).Эдисон пришел к этому лишь в 1879 году (приложение, фото 2). Александр Николаевич Лодыгин родился в селе Стеньшино Липецкого уезда Тамбовской губернии. Его родители — небогатые дворяне, Николай Иванович и Варвара Александровна. По семейной традиции Александр должен был стать военным, и поэтому в 1859 году он поступает в неранжированную роту («подготовительные классы») Воронежского кадетского корпуса имени Великого князя Михаила Павловича, которая располагалась в Тамбове, затем был переведен в Воронеж. В 1870 году Лодыгин выходит в отставку и переезжает в Санкт-Петербург. Здесь он ищет средства для создания задуманной им летательной машины (электролета) и параллельно начинает первые опыты с лампами накаливания. Также ведется работа над проектом водолазного аппарата. Не дождавшись решения от российского военного министерства, Лодыгин пишет в Париж и предлагает республиканскому правительству использовать летательный аппарат в войне с Пруссией. Получив положительный ответ, изобретатель едет во Францию. Но поражение Франции в войне остановило планы Лодыгина. Вернувшись в Петербург, он вольнослушателем посещал в Технологическом институте занятия по физике, химии, механике. В 1871—1874 годах проводил опыты и демонстрации электрического освещения лампами накаливания в Адмиралтействе, Галерной гавани, на Одесской улице, в Технологическом институте. Первоначально Лодыгин пытался использовать в качестве нити накала железную проволоку. Потерпев неудачу, перешёл к экспериментам с угольным стержнем, помещённым в стеклянный баллон. В 1872 году Лодыгин подал заявку на изобретение лампы накаливания, а в 1874 году — получил патент на своё изобретение (привилегия № 1619 от 11 июля 1874) и Ломоносовскую премию от Петербургской академии наук. Лодыгин запатентовал своё изобретение во многих странах: Австро-Венгрии, Испании, Португалии, Италии, Бельгии, Франции, Великобритании, Швеции, Саксонии и даже в Индии и Австралии. Он основал компанию «Русское товарищество электрического освещения Лодыгин и К°». 2.Современная лампа накаливания. После изобретения лампы накаливания прошло много лет. Современная лампа – это новые технологии и изобретатели. Лампа накаливания – это источник искусственного свет, преобразовывающий электрическую энергию в световую за счет нагревания металлической спирали, так называемого тела накала. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из вольфрама и сплавов на его основе. Строение лампы накаливания есть в приложении (приложение, фото 3)
Почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счёт теплопроводности и конвекции малы. Для человеческого глаза, однако, доступен только малый диапазон длин волн этого излучения. Основная часть излучения лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. Коэффициент полезного действия ламп накаливания достигает при температуре около 3400 K своего максимального значения 15 %. При практически достижимых температурах в 2700 K (обычная лампа на 60 Вт) КПД составляет около 5 %. Так как стоимость потребленной за время службы лампой накаливания электроэнергии в десятки раз превышает стоимость самой лампы, существует оптимальное напряжение, при котором стоимость светового потока минимальна. Оптимальное напряжение несколько выше номинального, поэтому способы повышения долговечности путем понижения напряжения питания с экономической точки зрения абсолютно убыточны. Ограниченность времени жизни лампы накаливания обусловлена в меньшей степени испарением материала нити во время работы, и в большей степени возникающими в нити неоднородностями. Неравномерное испарение материала нити приводит к возникновению истончённых участков с повышенным электрическим сопротивлением, что в свою очередь ведёт к ещё большему нагреву и испарению материала в таких местах. Когда одно из этих сужений истончается настолько, что материал нити в этом месте плавится или полностью испаряется, ток прерывается, и лампа выходит из строя. Наибольший износ нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, поэтому значительно увеличить срок её службы можно используя разного рода устройства плавного запуска. 2.2Разновидности ламп накаливания. Лампы накаливания по возрастанию эффективности:
Преимущества
Недостатки:
Использовать такие лампочки неэффективно, поэтому на смену им и пришли энергосберегающие лампочки. 3.Энергосберегающие лампочки Энергосберегающая лампа - 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 (приложение, фото 4). 3.1 Строение энергосберегающей лампы. Энергосберегающие лампы, или компактлюминесцентные лампы (КЛЛ), созданы на основе классических люминесцентных ламп, где источником света является люминофор. В люминесцентных лампах во время работы происходит электрический разряд в парах ртути, находящихся под низким давлением. В результате возникает ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через слой люминофора, нанесённый на внутреннюю поверхность лампы, преобразуется в видимый свет. В основе работы энергосберегающей лампы лежит функция понижение электропитания примерно на 80% (в сравнении с обычными лампами накаливания). Помимо малого электропотребления энергосберегающие лампы выделяют значительно меньше тепла. За счет маленькой теплоотдачи имеется возможность использовать их в различных светильниках, бра и люстрах (нет опасности для воспламенения провода или патрона). Обычные лампы накаливания чаще всего выходят из строя по причине скорого перегорания рабочей нити накала (спирали). Энергосберегающая лампа, в силу своего специфического принципа действия и устройства в большинстве случаев исключает данную проблему. Это обуславливает довольно продолжительное её практического применения без частой замены. Продолжительность работы энергосберегающей лампы лежит в пределах 6 000-12 000 часов (как правило, среднюю продолжительность работы лампы можно увидеть на самой упаковке). Этот показатель в 7 -16 раз больше среднего срока службы обычных ламп накаливания. Строение энергосберегающей лампы (приложение, фото 5) 3.2 Преимущества и недостатки. Преимущества:
Недостатки:
3.3Светодиодные лампыЭто лампы нового поколения, которые включают в себя несколько светодиодов повышенной яркости. Основа светодиода — полупроводниковый кристалл. Светодиод преобразует электрический ток в световое излучение (явление электролюминесценции). Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области перехода. Светодиодные лампы лишены ряда недостатков люминесцентных энергосберегающих ламп. Такие лампы — ещё более экономичны и долговечны, нежели люминесцентные лампочки. Срок их службы – от 50 до 100 тысяч часов, а световая отдача достигает 100 люменов на 1 Вт (у ламп накаливания — от 5 до 8 Лм/Вт, а у люминесцентных энергосберегающих ламп — примерно 30-40 Лм/Вт). Они – относительно ударо- и вибропрочны (поскольку нить накаливания отсутствует, а колба светодиодной лампы во многих случаях изготовлена из пластмассы), не содержат ртути и не требуют дорогостоящей утилизации. Эти лампы могут иметь различные оттенки излучаемого света и нечувствительны к перепадам напряжения в электросети. Основной недостаток светодиодных ламп на данный момент — цена. Импортные лампы стоят от 700 до 1000 рублей и выше, а в России их производство только налаживается — ряд предприятий в настоящее время осваивает выпуск таких ламп. Предполагается, правда, что к 2014-му году стоимость светодиодных ламп сравняется со стоимостью люминесцентных…4.Расчёт экономии электроэнергии при использовании энергосберегающих ламп. Мне стало интересно, велика ли разница в потреблении электроэнергии лампами накаливания и энергосберегающими лампами и я выполнил расчет, где сравнил стоимость электроэнергии, которую потребляют лампы накаливания, со стоимостью электроэнергии, которую потребляют энергосберегающие лампы Расчет выполнен для моей квартиры.
Вычислим работу, которую совершают лампы накаливания: А=Р кВт × t ч; А=18 ч* 0.1 кВт =1,8 кВт*ч. Вычислим стоимость потребленной энергии: Стоимость (руб.) = А кВт*ч * тариф; С=1,8кВт*ч * 3,04 руб. =5,5 руб. в день 5,5руб * 30 дней=165 руб. в месяц. Рассчитаем стоимость электроэнергии, затраченной на лампы, если заменить их энергосберегающими, мощностью 20Вт=0,02кВт. А=18 часов * 0,02кВт =0,36 кВт*ч С=0,36 кВт*ч * 3,04 руб. = 1,09 руб. в день 1,09руб * 30 дней = 32,7 руб. в месяц. Теперь найдем экономию: 165-32,7=132,3 руб. в месяц. Энергосберегающие лампы стоят намного дороже обычных ламп накаливания. Выгодно ли покупать их? Я выполнил расчет экономии за 4 года с учетом затрат на покупку ламп.
Помимо обычных лампочек в нашем доме есть еще множество бытовых электроприборов. Они тоже потребляют электроэнергию, и поэтому я решил рассчитать стоимость электроэнергии, потребляемой некоторыми приборами. Для этого мне нужны 2 величины:
Мощности некоторых электроприборов, используемых в квартирах:
Итак
А=1кВт*0,5 ч=0,5 кВт*ч С=0,5 кВт*ч * 3,04 руб=1,52 руб.- в день 1,52 руб. * 30=45,6 руб.- в месяц.
А=0,5 кВт * 0,5 ч=0,25 кВт*ч С=0,25кВт*ч *3,04 руб=0,76 руб.- в день 0,76 руб. * 30=22,8 руб. – в месяц
А=0,1кВт * 5ч=0,5 кВт*ч С=0,5 кВт*ч *3,04руб=1,52руб. - в день 1,52 руб.*30=45,6 руб. - в месяц
А=2,5кВт *0,5ч=1,25 кВт*ч С=1,25кВт*ч *3,04руб.=3,8 руб. - в день 3,8 руб. * 30=114 руб. - в месяц
А=1,2 кВт *0,25 ч=0,3кВт*ч С=0,3кВт*ч *3,04руб.=0,9 руб. - в день 0,9 руб.*30=27 руб.- в месяц
А=0,15руб * 8ч=1,2 кВт*ч С=1,2кВт*ч *3,04 руб=3,6 руб. - в день 3,6 руб.*30=108руб.- в месяц
А=0,4кВт*3ч=1,2кВт*ч С=1,2кВт*ч * 3,04 руб=3,65 руб.- в день 3,65руб*30=109,5 руб.- в месяц
А=2кВт*0,25ч=0,5кВт*ч С=0,5кВт*ч*3,04руб.=1,52руб. – в день 1,52руб.*30=45,6 руб. – в месяц (приложение, фото 6). 6. Проблемы экономии электроэнергии. 6.1 Организация экономии электроэнергии в районе. В нашем районе обсуждалась проблема экономии электроэнергии. Согласно Федеральному закону «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности, внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» была разработана муниципальная программа энергосбережения. Программа включает в себя план информирования населения о проводимой работе, план работы с ресурсосберегающими и снабжающими организациями (приложение, фото 8). Энергосберегающие решения в области экономии электрической энергии:
6.2 Способы экономии электроэнергии в семье. Познакомившись по различным источникам информации со способами экономии электроэнергии, предлагаю некоторые из них:
Следуя этим простым правилам, вы сможете сэкономить много электроэнергии, и как следствие не платить за лишние киловатты. Заключение. Изучив различную информацию, я попытался найти пути экономии электроэнергии в семье. Эти способы эффективны и могут привести к значительной экономии средств семейного бюджета. Думаю, что каждый человек должен серьезно задуматься проблеме экономии электроэнергии. Чем серьезнее подойти к этому вопросу, тем весомее будет результат. В условиях повышения государственных затрат на выработку энергии, каждый из нас должен внести свою часть в экономию государственных средств. Данное исследование помогло мне понять значимость темы, определить жизненную позицию. Я понял, что сегодня необходимо беречь каждый киловатт. Это личная, семейная и государственная задача. Приложение. Фото 1 фото 2 А.Н.Лодыгин Томас Эдисон Устройство лампы накаливания 1 — стеклянная колба; 2 — тело накала; 3 — держатели; 4 — штенгель; 5 — вводы; 6 — лопатка; 7 — цоколёвочная мастика; 8 — носик; 9 — цоколь. Фото 3 Фото 4. Энергосберегающие лампы. Фото 5. Строение энергосберегающей лампы Фото 6.Сравнение энергопотребления некоторых бытовых электроприборов. Фото7. АДМИНИСТРАЦИЯ ФИРОВСКОГО РАЙОНА ТВЕРСКОЙ ОБЛАСТИ П О С Т А Н О В Л Е Н И Е От 17 ноября 2009 года п. ФИРОВО Nо_121 Об утверждении плана мер по повышению энергоэффективности в муниципальном образовании «Фировский район» на 2010 год В целях реализации проведения бюджетной реформы в муниципальном образовании «Фировский район» в части проведения мероприятий по повышению энергоэффективности Администрация Фировского района П О С Т А Н О В Л Я Е Т: 1. Утвердить План мер по повышению энергоэффективности в муниципальном образовании «Фировский район» на 2010 год (приложение). 2. Настоящее постановление вступает в силу со дня его подписания и подлежит размещению на официальном сайте Администрации Фировского района. 3. Контроль за выполнением настоящего постановления оставляю за собой. Глава Администрации Фировского района Ю. В. Воробьёв Фото8. Литература 1. С.В.Громов . Физика.Учебник для 9 класса.Изд.Просвещение,2002. 2.В.Б.Козловская. Электрическое освещение. Изд. Техперспектива,2008. 3. www.diy.ru |
Исследовательская работа по физике «Экономия электроэнергии в школе и дома» Мбоу “сош №6 с углублённым изучением отдельных предметов” города Реутова Московской области | Научно-исследовательская работа Научно-исследовательская работа Научно-исследовательская... Научно-исследовательская работа (нир) относится к циклу «Практики и научно-исследовательская работа» магистерской программы «Русский... | ||
Исследовательская работа «Тайна имени». Выполнила ученица 6 класса... Научно-исследовательская деятельность в Мокрушинской школе Канского района Красноярского края | Исследовательская работа школьников. 2007 №3 «Ученику необходимо... Леонтович А. В. Исследовательская деятельность учащихся в современном образовательном пространстве: итоги научно-практической конференции.... | ||
Фи ученика Исследовательские работы школьников были представлены следующими жанрами: исследовательский реферат – 2, исследовательская работа... | Список учащихся, рекомендованных на участие в городской научно практической... Тип работы (исследовательский реферат, исследовательская работа, проектно-исследовательская работа) | ||
Реферат «Я хочу рассказать о…Юрии Борисовиче Левитане». 8-в класс... Проектно – исследовательская работа «Вихрь чувств в романе А. С. Пушкина «Евгений Онегин» | Поисково-исследовательская работа в школьном музее (методические рекомендации) Поисково-исследовательская работа – важнейшее направление деятельности школьного музея, которое способствует его развитию, обеспечивает... | ||
«автоматическая система контроля и учета электроэнергии» Организация внедрения автоматизированных систем учета электроэнергии промышленных потребителей | 1 Конференция проводится в форме (конкурсных) презентаций ученических... Школьном этапе традиционной краевой межкадетской научно-практической конференции «Дети в мире науки» | ||
Общая характеристика нир ученическая научно-исследовательская работа-... Ученическая научно-исследовательская работа это целенаправленная и результативная творческая работа ученика (группы учеников), выполненная... | Среднего профессионального образования Самостоятельная работа студентов – это планируемая учебная, учебно-исследовательская, научно-исследовательская работа студентов,... | ||
Жанры исследовательских работ школьников Описание оценки жанров "реферат", " Исследовательский реферат ", " Исследовательская работа ", " Проектно-исследовательская работа".... | Исследовательская работа позволяет получить дополнительную информацию и знания по предмету Исследовательская деятельность обучающихся на уроках русского языка и литературы и внеурочное время | ||
Информация об объеме переданной электроэнергии по договорам об оказании... Утверждена приказом по университету №2956 ст от 31. 10 200 8 г | Программа дисциплины «Мировая политика и международная политическая экономия» Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов, обучающихся по направлению... |