Энергосберегающие лампочки

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.

 

1.3. 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.

 

1.4. 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. 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	Вид электролампы	Предыдущие показания, кВт∙ч	Промежуток времени наблюдения, часы	Текущие показания, кВт∙ч	Разность показаний, кВт∙ч
№1	Накаливания	27944,2	1 час	27944,6	0,4
	Энергосберегающая	27944,6	1 час	27944,9	0,3
№2	Энергосберегающая	28067,6	3 часа	28068,3	0,7
	Накаливания	28068,3	3 часа	28069,4	1,1
№3	Накаливания	28082,1	1 час	28082,5	0,4
	Энергосберегающая	28082,5	1 час	28082,7	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.

 

2.2. Опрос: использование энергосберегающих ламп в быту.

Среди своих одноклассников и знакомых я провела 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.

Я получила следующие результаты:

Вопрос	Ответ А	Ответ Б	Ответ  В	Ответ Г
1. Какими лампами Вы пользуетесь дома?	Лампами накаливания 6%	Энергосберегающими лампами 33%	И те и другие лампы 61%	Не знаю, как они называются 0%
2.Как долго Вы пользуетесь  энергосберегающими лампами?	Не пользуюсь 7%	Около месяца 20%	Около полугода 20%	Около года 40% Больше двух лет 13%
3.Заметили ли Вы экономию?	Да, большая экономия 33%	Да, но не очень большая экономия 47%	Нет никакой экономии 7%	Не заметили различия в потреблении энергии 13%
4.Преимущества энергосберегающих  ламп	Экономия энергии и финансов 50%	Долгий срок службы 50%	Комфорт 13%
5.Недостатки энергосберегающих  ламп	Высокая стоимость 27%	Долгая фаза разогрева 60%	Нет недостатков   13%
6.Отношение к распоряжению о  замене ламп	Одобряю 47%	Не одобряю 20%	Мне всё равно 33%
7.Отношение к отмене производства  ламп накаливания	Одобряю 27%	Не одобряю 20%	Первый раз слышу 20%	Мне всё равно 33%

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. 

II.3. Расчет потребления электроэнергии ламп в своей квартире

Исходные данные:

- Стоимость электроэнергии  450 руб. за 1 кВт∙ч;

- Стоимость энергосберегающей лампы 20000 руб.;

- Стоимость  лампы накаливания 4500 руб.;

- 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 ∙ 450 руб/1 кВт∙ч = 251302,5руб 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 ∙ 450 руб/1 кВт∙ч = 1256512,5 руб в год плата за энергию при эксплуатации ламп накаливания
7. 1256513– 251203 = 1005309 руб. – экономия.

Таким образом, экономия денежных средств при эксплуатации энергосберегающих ламп очевидна, и составляет более одного миллиона двухсот тысяч рублей в год.  Эти расчеты выполнены без учета стоимости ламп.

 

Найдем стоимость ламп на год и итоговые затраты.

1. 17∙20000руб. = 340000 рублей стоимость 17 энергосберегающих ламп.
2. 3∙20000руб. = 60000 рублей стоимость 3-х запасных энергосберегающих ламп.
3. 340000 +60000 = 400000 рублей годовые затраты на приобретение энергосберегающих ламп.
4. 400000 +251302,5  = 651302,5 рублей итоговые затраты на энергосберегающие лампы (то есть стоимость ламп и плата за электроэнергию на год).