» » Молода наука - 2015 ЕПК ЗНУ

Молода наука - 2015 ЕПК ЗНУ

1 202 0
Молода наука - 2015 ЕПК ЗНУ

Автор: Семенюк Олена Павлівна
Керівник: Ткаченко С.П.
Витяг з роботи « Молода наука – 2015»
на тему « Створення і використання енергозберігаючих та екологічно не шкідливих джерел світла»

Крилатий вислів «економіка має бути економною» є вкрай актуальним на сьогодні. Ми заробляємо мало, а витрачаємо невиправдано багато. Це стосується країни, міста, підприємства, сім´ї, врешті – решт, окремо взятої людини. Тому економити необхідно починати із себе як окремо взятої особистості.
В Україні зростання споживання електрики значно випереджає введення нових потужностей в електроенергетиці.
І вже незабаром мова може зайти про серйозні енергетичні проблеми. Одним з найважливіших напрямків щодо економії споживання електроенергії, є використання світлодіодних технологій для освітлення.
Щоб дізнатися, які лампи найбільш популярні на сьогодні, було проведено інтернет-опитування. На поставлене питання: «Які лампи для освітлення Ви використовуєте вдома?» відповіло 55 людей. Результати є такими: 31% (17 учасників) обрали лампи розжарення, 62% (34 учасники) – люмінесцентні лампи та 7% (4 учасники) віддали свій голос за світлодіодні лампи. Можемо зробити висновок, що люмінесцентні лампи вже набули популярності, проте лампи розжарення не відходять у минуле. А світлодіоди майже не використовуються для освітлення помешкань.
Лампа розжарювання - освітлювальний прилад, штучне джерело світла. Світло випускається нагрітої металевою спіраллю при протіканні через неї електричного струму.
Лампа розжарення – скляна колба, всередині якої натягнута нитка розжарення, яка знаходиться серед інертного газу або вакууму.
Використовується ефект нагрівання провідника
Температура вольфрамової нитки розжарення різко зростає
Нитка випромінює електромагнітне випромінювання як видимого так і невидимого діапазонів
Частину споживаної електричної енергії лампа розжарювання перетворює у випромінювання, частина йде в результаті процесів теплопровідності і конвекції.
Для підвищення ККД лампи та одержання максимально «білого» світла необхідно підвищувати температуру нитки розжарення.
Люмінесцентні лампи – циліндрична трубка з електродами, в якій міститься невелика кількість ртуті.
При роботі люмінесцентної лампи між двома електродами, що розташовані на протилежних кінцях лампи виникає електричний розряд. У лампі, яка заповнена парами ртуті, змінний струм приводить до появи УФ-випромінювання. Це випромінювання невидиме для людського ока, тому його перетворять у видиме світло за допомогою явища люмінесценції .
Під час включення люмінесцентної лампи між електродами виникає електричне поле. Внаслідок термоелектронної емісії з електродів починають випускатися електрони, які прискорюються існуючим електричним полем і під час зіткнення з атомами ртуті викликають іонізацію останніх. Таким чином в газі виникає тліючий розряд.
До переваг люмінесцентних лам відносяться:
  • Економія електроенергії – до 80%.
  • Тривалість служби за умов правильної експлуатації – до 10000 годин (до 10 років)
  • Висока світловіддача.
  • Низька тепловіддача (виділяє менш теплової енергії, ніж лампа розжарювання)
  • Різноманітність кольорів світлового потоку (м´яке біле світло, денне світло, холодне біле світло)

Світлодіодні лампи – це енергоефективні, з тривалим терміном служби електронні прилади, які абсолютно безпечні для людини і навколишнього середовища.
Головним елементом кожного світлодіода є штучно створений напівпровідниковий кристал. Цей елемент безпосередньо перетворює електричний струм у випромінювання.
Світлодіодний кристал включає в себе напівпровідники з різною провідністю. Під впливом електричного струму в області контакту даних елементів відбувається рекомбінація носіїв негативних і позитивних зарядів (електронів і дірок), в результаті чого відбувається випускання фотонів, завдяки яким і створюється випромінювання.
Переваги світлодіодних ламп:
  • Економія електроенергії – до 90%.
  • Тривалість служби за умов належної експлуатації – від 20 до 50 тисяч годин (умовно 20-50 років).
  • Висока світловіддача.
  • Направлене світло, відсутність розсіювання.
  • Різноманітність розмірів та форм.
  • Значна міцність (ударна, вібраційна, температурна) та вологостійкість.
  • Екологічна та протипожежна безпека (відсутність парів ртуті, УФ та інфрачервоного випромінювання).
  • Надзвичайна гнучкість щодо вибору відтінків кольорів світла.
  • Незмінність характеристик світла протягом тривалого часу служби.

Дослідна установка представлена на фотографіях. Лампочки зєднані в коло паралельно. Згідно закону Ома для паралельного зєднання провідників, можна сказати, що струм, який підводиться до дослідних обєктів різний.
Тому ефективність світлового потоку також різна. Розрахуємо ефективність світлового потоку :
для люмінесцентної лампи: Ф/Р= (260 лм)/(7 Вт)=36 лм/Вт;
для світлодіодної лампи: Ф/Р= (260 лм)/(3 Вт)=83 лм/Вт;
Був проведений експеримент на нагрівання ламп. Протягом 30 хвилин лампи були увімкнені у мережу живлення. Після цього була виміряна температура поверхні ламп. Вона мала такі показники: для лампи розжарювання - 90°С, для люмінесцентної лампи -80°С, а світлодіодна лампа мала кімнатну температуру.
З цього можна зробити висновок, що частина енергії яку отримали лампа розжарювання і люмінесцентна лампи витрачається на нагрівання лампи та навколишнього середовища. А це в свою чергу знижує ККД пристроїв.
Єдиного системного підходу до оцінки енергоефективності джерел світла поки що не існує.
З дослідів можна зробити висновок про те, що до енергозбережувальних джерел світла відносяться люмінесцентні лами та світлодіоди. Але у джерел світла є як переваги так і недоліки.
Тому не можна енергоефективність джерела світла оцінювати одним параметром, а решту (світловий потік, потужність, ціну) висвітлювати на упаковці.
Фотозвіт:
Молода наука - 2015 ЕПК ЗНУ
Молода наука - 2015 ЕПК ЗНУ
Молода наука - 2015 ЕПК ЗНУ
Молода наука - 2015 ЕПК ЗНУ
Молода наука - 2015 ЕПК ЗНУ
Заванатаження:
Завантажити файл:Stvorennya-ta-vikoristannya-energozbergayuchih-ta-ekologchno-neshkdlivih-dzherel.pptx [2,55 Mb] (Завантажень: 8)


При використанні матеріалів обов'язкове посилання на роботу та сайт http://physicist.in.ua/

kalanixa Адміністратори

Автор: Микола

Про автора: Створення та підтримка сайту.

Коментарів поки ще немає, додайте свій!

Ваш аватар
Ви ввішли як Гість   
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent