Петухов П. А.
МОУ Лицей № 21 г. Кирова
Цель исследования: Экспериментально проверить надежность и экономичность ламп накаливания и люминесцентных ламп.
1. Изобретение ламп накаливания и люминесцентных (энергосберегающих) ламп. 11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент за номером 1619 на нитевую лампу. Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида.
2. Принцип действия ламп. Устройство ламп. Конструкции лампы накаливания весьма разнообразны и зависят от назначения конкретного вида ламп. Однако общими для всех ламп накаливания являются следующие элементы: тело накала, колба, токовводы, предохранитель, газовая среда. Колбы первых ламп были вакуумированы. Смеси азота N2 с аргоном Ar являются наиболее распространёнными в силу малой себестоимости, также применяют чистый осушенный аргон, реже – криптон Kr или ксенон Xe (молекулярные массы: N2 – 28,0134 г/моль; Ar: 39,948 г/моль; Kr – 83,798 г/моль; Xe – 131,293 г/моль).
3. Экспериментальное сравнение ламп накаливания и энергосберегающих ламп. Для сравнения ламп по световому потоку, приходящемуся на определенную поверхность используется оборудование: миллиамперметр, фотоэлемент, лампа накаливания (мощность 75 Вт), люминесцентная лампа (мощность15 Вт, что эквивалентно 75 Вт лампы накаливания), патрон, провода, линейка, штатив.
Сравнение результатов: по изменению силы тока (показания амперметра) можно сказать, какая лампа дает больший световой поток.
Таблица 1
Сравнение результатов изменения силы тока
|
Расстояние, см |
Лампа накаливания |
Люминесцентная лампа |
|
|
Вертикальное положение |
Горизонтальное положение |
Вертикальное положение |
Горизонтальное положение |
|
35 |
I, мА |
I, мА |
|
|
67 |
74 |
67 |
74 |
Вывод: Люминесцентные лампы дают больший световой поток.
4. Расчет энергосбережения представлен в таблице.
Таблица 2
Расчет энергосбережения
|
Наименование |
Срок службы |
Затраты на электроэнергию из расчета 1 кВт час = 2,37 руб. (для домов с газовыми плитами). Работа в течение 8 000 часов |
Затраты на электроэнергию из расчета 1 кВт час =1,66 руб. (для домов с электроплитами). Работа в течение 8 000 часов |
|
Лампа накаливания, 75 Вт, цена 10 руб. |
1000 часов (1000/6 = 166 дней, т. е. около полугода) |
75 Вт = 0,075 кВт; 0,075 кВт х 8000 часов х 2,20 руб./кВтч = 1320руб. |
75Вт = 0,075 кВт; 0,075 кВт х 8000 часов х 1,54 руб./кВтч. = 924 руб. |
|
Лампа компактная люминесцентная 15 Вт, цена 120 руб. |
8000 часов* (8000/6 = 1333 дней, т. е. 3,5 года)
|
15 Вт = 0,015 кВт; 0,015 кВт х 8000 часов х 2,20 руб./кВтч = 264 руб. |
15 Вт = 0,015 кВт; 0,015 кВт х 8000 часов х 1,54 руб./кВтч =184,8 руб. |
Вывод: Люминесцентные лампы экономически более выгодны.
5. Утилизация ламп. Энергосберегающие лампы. Все люминесцентные лампы содержат ртуть (в дозах от 1 до 70 мг), ядовитое вещество 1-го класса опасности («чрезвычайно опасные»). Причем соединения ртути в люминесцентных лампах значительно опасней ртути металлической. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью. По истечении срока службы лампу, как правило, выбрасывают куда попало. На проблемы утилизации этой продукции в России индивидуальные потребители не обращают внимания, а производители стремятся отстраниться от проблемы.
Существует несколько фирм по утилизации ламп, и юридические лица, а также индивидуальные предприниматели обязаны сдавать лампы на переработку и разрабатывать паспорт опасного отхода. Кроме того, в ряде городов существуют полигоны по утилизации токсичных отходов, принимающие отходы от частных лиц бесплатно. Предельно допустимые концентрации ртути в жилых районах очень и очень малы, превысить их — запросто, а это медленно, но обязательно отразится на здоровье, ибо ртуть будет попадать в воду, в воздух, в почвы.
Лампы накаливания. Отслужившие лампы накаливания и галогенные лампы накаливания не содержат вредных для окружающей среды веществ и могут утилизироваться как обычные бытовые отходы. Единственным ограничением является запрет на их переработку вместе с изделиями из стекла.
Вывод.
В результате проделанного исследования мы решили, что люминесцентные лампы более экономичны и надёжны, но существуют проблемы утилизации. Мы можем предложить перерабатывать ртуть из этих ламп в термометры непосредственно на производстве.