Реферат электроэнергия в быту: Исследовательская работа на тему «Энергосбережение в быту» – Энергосбережение в быту

Реферат электроэнергия в быту: Исследовательская работа на тему «Энергосбережение в быту» – Энергосбережение в быту
Авг 24 2020
admin

Проект Электричество в повседневной жизни

Министерство образования Республики Башкортостан

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия№3» городского округа город Октябрьский

Проект

Электричество в повседневной жизни

Выполнил

ученик 9 а класса МБОУ «Гимназия №3»

Саяхов Роберт

учитель физики МБОУ «Гимназия №3»

Тарасова М.В

г. Октябрьский РБ

2019 г

Содержание

Введение

Электричество в нашей жизни

Электричество и человек

Осторожно — электричество!

Электричество в природе

Практическая часть

Выводы

Литература

Введение

Сейчас практически невозможно представить себе современную жизнь без электроприборов и электричества. Уже несколько поколений удивляются и не понимают – как когда-то люди жили без такого блага цивилизации – электричества?

Я провел исследования по теме «Электричество в повседневной жизни» и хотел узнать, что такое электричество, как его можно обнаружить в нашей повседневной жизни. В настоящее время очень большую роль играют электрические приборы, но большинство людей даже не представляют насколько они опасны.

Цель: узнать где мы можем встретить электричество, и как мы можем уберечь себя от удара током.

Задачи:

изучить литературу об электричестве;

узнать, откуда берется электричество;

применить знания, умения, правила техники безопасности на практике.

Актуальность темы.

Тесное повседневное общение с большим количеством разнообразных электроприборов, машин и аппаратов, влечет за собой увеличение риска поражения человека электрическим током, в том числе и в быту при возникновении различных аварийных ситуаций. Потребление электроэнергии в быту значительно увеличилось и растёт всё больше.

Дома, в школе, в больнице, на заводе, под землей, под водой – всюду оно рядом с человеком. Движет, согревает, освещает электричество. Электричество – очень полезно, но изучение «электричества» – это очень большая и сложная работа, которая требует больших знаний.

Не знание правил обращения с электричеством может привести к электрическим травмам и возникновению пожаров.

Методы:

изучение литературных источников; практическая работа.

Теоретическая значимость:

изучение и систематизация материала по данной теме.

Практическая значимость:

без электричества представить нашу современную жизнь практически невозможно;

результаты исследования позволят больше узнать об окружающем мире, помогут в повседневной жизни.

Я предположил, что знания об электрических явлениях поможет нам:

Защититься от удара током

Судить о исправности или не исправности прибора

Правильно решать задачи по физике на экзаменах.

Далее я спланировал свою работу так чтобы найти ответы на следующие вопросы:

Где можно встретить электричество?

Какая сила тока опасна для человека?

Как можно получить источники электрической энергии?

Для того что бы ответить на эти вопросы, я:

изучил теорию вопроса;

побеседовал с представителями разных профессий (строителями, нефтяниками, школьными учителями биологии, технологии, химии, физики), проанализировал результаты, полученные в ходе опроса.

провел опыты по получению электрического тока из растений.

Электричество в нашей жизни

Ни один дом не сможет обойтись без электроэнергии. На работе, в быту и даже в хозяйстве вы и дня без нее не сможете.

Электроэнергия – это физический термин, который часто применяется в технике и в быту для определения количества электрической энергии, передаваемую генератором, в электрическую сеть. Под определение электричества применяют такие параметры как напряжение, частота и количество фаз, электрический ток. Электроэнергию вырабатывают на электростанциях, таких как ТЭС (теплоэлектростанция), ГЭС (гидроэлектростанция) и АЭС (атомные станции).

Сейчас можно с уверенностью сказать, что самым главным достижением человечества является открытие электрического тока и его использование.

Электрическая энергия имеет огромное значение, как в жизни каждого отдельно взятого человека, так и в развитии современного общества в целом.

В повседневной жизни электричество сопровождает нас весь день. Ежедневно каждый второй человек включает телевизор, компьютер, а холодильник нуждается в электричестве постоянно. Оно существенно сокращает количество проделанного нами труда вручную. Электроэнергия применяется для освещения помещений и улиц, создания микроклимата (вентиляторы, ионизаторы, кондиционеры, приборы для отопления), хранения продуктов питания (морозилки, холодильники), приготовления пищи (плиты, СВЧ печи, соковыжималки, кофеварки, кухонные комбайны т. д.), уборки квартиры (пылесосы), стирки и сушки белья (стиральные машины, электросушилки и утюги).

На заводах или фабриках в электроэнергии нуждаются постоянно. Оно приводит в действие станки, электромашины, компьютеры и т. д. Электричество снабжает дома, при помощи трансформаторных подстанций.

Работа современных средств связи, без которых мы не представляем свою жизнь — телефона, радио, телевидения, интернета — также основана на использовании электрической энергии.

Электроэнергия поселилась во всех сферах деятельности человека. Без электричества не могут обойтись ни промышленность, ни сельское хозяйство, ни даже наука.

Но, важно понимать, что электрическая энергия, которую мы используем, не существует в природе в готовом для потребления виде. Её нельзя добыть, как полезное ископаемое – нефть или уголь.

Молния — электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Сила тока в разряде молнии на Земле достигает 10—500 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт.

Электричество и человек

Тело человека способно вырабатывать электроэнергию, в частности на такой подвиг способна сердечная мышца. Благодаря таким сердечным способностям, с помощью электрокардиограммы, можно измерить ритм биения сердца.

А вот в период, когда человек только начинал заниматься исследованиями электрических явлений, но при этом еще даже не знал о существовании специальных приборов, он ради науки приносил в жертву свое здоровье, а иногда и жизнь. Так однажды ученый-физик В. Петров, который исследовал явление электрической дуги, пошел на такую жертву и срезал слой кожи на пальцах, чтобы была возможность лучше чувствовать слабые токи.

Еще древние римляне додумались лечить болезни с помощью электричества. Они нашли выход, как можно избавиться от головной боли. Для этих целей, на голову больного накладывали электрического угря. Конечно, сказать об эффективности такого лечения очень трудно, так как больной после такой процедуры уверял, что все прошло, или же боялся признаться, что у него болит голова.

Также интересным явлением из области электричества, является то, что при попадании в человека разряда молнии, у него на теле появляется довольно таки особенный рисунок, который еще называют фигурой Лихтенберга.

Осторожно — электричество!

Однако многие из нас даже не задумываются о том, что электрический ток безопасен только до тех пор, пока находиться под «замком» изоляции проводов и, вырвавшись оттуда, может стать безжалостным зверем готовым уничтожить все на своем пути. Электрический ток опасен тем, что человек не может определить своими органами чувств его наличие и зачастую поражение током для человека становиться полной неожиданностью.

Электрический ток бывает двух видов постоянным и переменным. Встретить постоянный ток можно, например, в батарейках или аккумуляторе автомобиля. Четкое разделение на «плюс» и «минус» определяют постоянный ток. С переменным током все несколько сложнее. Дело в том, что полярность при переменном токе меняется с определенной частотой, то есть «плюс» и «минус» меняются местами. Например, стандартом для нашей электрической сети является частота в 50 герц, то есть «плюс» и «минус» поменяются местами 50 раз в секунду. Токи по-разному влияют на человеческий организм.

Поражения электрическим током можно получить при использовании электробытовых приборов и от ударов молнии, поскольку человеческий организм хороший проводник тока. Нередко травмы получают, наступив на лежащий на земле провод или отодвинув руками отвисшие электрические провода.

Напряжение свыше 36 В считается опасным для человека. Если через тело человека пройдет ток всего лишь в 0,05 А, он может вызвать непроизвольное сокращение мышц, которое не позволит человеку самостоятельно оторваться от источника поражения. Ток в 0,1 А смертелен.

Ещё опаснее переменный ток, поскольку оказывает более сильное воздействие на человека. Этот наш друг и помощник в ряде случаев превращается в беспощадного врага, вызывая нарушение дыхания и работу сердца, вплоть до его полной остановки. Он оставляет страшные метки на теле в виде сильнейших ожогов. Первое, что нужно знать об электричестве это то, что сила повреждения человеческого организма зависит не от напряжения, а именно от тока, примером тому могут служить, популярные сегодня, мио стимуляторы для наращивания мышц и сжигания жировых клеток. Напряжение в данных приборах может достигать 1000 вольт, однако сила тока настолько мала, что человек получает только стимуляцию мышц.

Чтобы не допустить несчастного случая:

Необходимо знать, что смертельно опасно не только касаться, но и подходить ближе чем на 5-8 м к лежащему на земле оборванному проводу воздушной линии.

Электричество в природе

Каждый из нас часто наблюдал за птицами, беззаботно сидящими на электрических проводах. Почему птицы сидят на высоковольтных проводах, а человек, коснувшись проводов, погибает? Все очень просто — они сидят на проводе, но ток через птицу не течет, но, если птичка взмахнет крылом, одновременно касаясь двух фаз — умрет. Обычно так погибают большие птицы типа аистов, орлов, соколов.

Так и человек может коснуться фазы и ему ничего не будет, если через него ток не потечет, для этого нужно одевать прорезиненные ботинки и нельзя при этом коснуться стены или металла.

Многие животные имеют такую способность, как вырабатывать электрический ток. Обороняясь от врагов, электрический угорь способен выработать электрический ток, который имеет напряжение до 500 В.

Электрический скат – способен создать электрический заряд. Напряжение составляет от 8 до 220 вольт. Разряд электрического ската для человека не так опасен, как для мелких рыб, но все же оказывает пагубное слияние на здоровье и жизнедеятельность человека. Мелкие разряды отразятся сильной болью, более сильные могут парализовать конечности тела, самые мощные разряды могут привести к летальному исходу. Для сохранения жизни и здоровья человеку рекомендуется избегать купания в тех местах, где обитает электрический скат, а также ни в коем случае не взаимодействовать с рыбой на суше и в водной среде. Тем не менее, известно, что электрического ската в Древней Греции активно использовали как средство от боли, как болеутоляющее при операциях и родах. Электрического ската прикладывали к месту боли, с помощью электрического напряжения болезненные ощущения проходили. Такое использование морских электрических скатов обусловило появление современных электрических медицинских приборов.

«Электрический язык» пчелы. Известно, что некоторые насекомые — своего рода «живые барометры». Они могут заранее определять перемену погоды. Это связано с их способностью воспринимать изменения электрического состояния атмосферы. В период хорошей погоды напряженность электрического поля у поверхности Земли составляет около 1,3 В/см, а перед грозой или пылевой бурей может возрастать до 10 В/см. Возрастает и величина наводимого тока, который раздражает насекомое и побуждает его искать укромное место от непогоды. Эта чувствительность к переменным электрическим полям у различных видов насекомых неодинакова. Например, максимальная чувствительность к электрическому полю медоносных пчел находится на частоте 500 герц и составляет 4—5 В/см. А осы начинают возбуждаться, когда напряженность поля достигает всего 0,3—0,5 В/см.

Растения и электричество. Изучению «растительного электричества» в XIX в. было уделено немало внимания. Первые попытки обнаружения токов действия у растений предпринимались именно на тканях, способных к сокращению. Токи действия в растительных тканях были обнаружены в опытах с черешками мимозы, способными совершать механические движения под влиянием внешних раздражителей. Однако наиболее интересные результаты были получены в конце прошлого века Бердон-Сандерсоном, исследовавшим токи действия в закрывающихся листьев насекомоядного растения – так называемой венериной мухоловки. Оказалось, что в момент сворачивания края листа в его тканях возникают точно такие же токи действия, как в мышце при сокращении.

Практическая часть

Сочные фрукты, молодой картофель и другие пищевые продукты могут служить питанием не только для людей, но и для электроприборов. Чтобы добыть из них электричество, понадобятся оцинкованный гвоздь или шуруп и отрезок медной проволоки. Чтобы зафиксировать присутствие электричества, нужен бытовой мультиметр, а более наглядно продемонстрировать успех поможет светодиодный светильник, рассчитанные на питание от батареек.

Как получить электричество из картофеля.

Почти в любом овоще или фрукте есть электричество. Для создания генератора тока понадобится: картофель 1 шт; зубочистки 2 шт; соль; чайная ложка; провода 2 шт; зубная паста.

Провода необходимо зачистить. Картофель разрезать ножом на 2 половинки. Провод протянуть через одну половинку картофеля. Используя чайную ложку сделать во второй половинке картофеля ямку — размер ее равен размеру ложки.

Смешать с солью зубную пасту и заполнить ею ямку, сделанную в разрезанном картофеле. Соединить две половинки картофеля зубочистками.

Для добычи напряжения необходимо на один из проводов намотать кусочек ваты. Подождать две минуты (пока батарея зарядиться).

Затем друг к другу поднести провода до появления искры.

Как получить ток из лимона.

Разомнем лимон в руках, чтобы разрушить внутренние перегородки, но не повредить кожуру. Воткните гвоздь (шуруп) и медную проволоку так, чтобы электроды располагались как можно ближе друг к другу, но не соприкасались. Чем ближе будут находиться электроды, тем меньше вероятность, что они окажутся разделены перегородкой внутри фрукта. В свою очередь, чем лучше ионный обмен между электродами внутри батарейки, тем больше ее мощность.

Такие опыты я провел с другими фруктами и овощами. Результаты измерений напряжения я занес в таблицу.

t1571555326aa.jpg

Измерения показали, что самое высокое напряжение дает груша, самое низкое – киви. Удивительно, что лимонная батарейка слабее других источников (кроме киви), хотя в сети Internet в основном рассматривается именно лимон как сырье для источников питания.

Работа, которой я занимался, показалась мне очень интересной. Я смог ответить на все интересовавшие меня вопросы. Так, проведенные эксперименты подтверждают гипотезу о возможности создания источников питания из фруктов и овощей.

Такие батарейки могут использоваться для работы приборов с низким потреблением энергии. Из использованных фруктов и овощей лучшими источниками электрического тока являются лимон, картофель, лук репчатый.

Я убедился в том, что физика наука экспериментальная. Я учился делать наблюдения, выдвигать гипотезы, проводить эксперимент, делать выводы. Я научился определять напряжение внутри «вкусной» батарейки и силу тока, создаваемую ею. Мне очень понравилось ставить эксперименты самому. Оценивать получившийся результат. Я заметил, что не всегда эксперимент удается, хотя теоретически так должно быть. Например, мне не удалось зажечь лампочку на 3,5 В, поэтому буду пробовать еще, пока не добьюсь результата​​​​​​​

Выводы

Для того что бы хорошо выполнить проект по физике мне понадобились знания

русского языка и литературы — грамотно оформить проект, интересно изложить содержания проекта;

физики, биологии, химии – знакомство с источниками электрического тока.

Выбор идеи и обоснование проекта. Я выбрал именно эту тему потому что в будущем она может мне пригодиться при сдаче экзаменов.

Новизна. Я узнал, что такое электричество и где мы можем ее встретить.

Небольшие поселки, микрорайоны, мини-заводы, больницы и школы – все эти социальные здания часто становятся заложниками разных причин и обстоятельств, по которым могут ограничивать подачу электроснабжения. Люди уже настолько привыкли к цивилизованным, комфортным условиям, что вряд ли бы согласились отказаться от них. Научные изобретения постоянно удивляют нас и делают нашу жизнь все более беззаботной.

Литература

https://videouroki.net/video/29-ehlektricheskij-tok-i-ego-ispolzovanie.html

http://edufuture.biz/index.php?title=Электрический_ток._Сила_тока

Экономия электроэнергии в быту

1. Введение.

   С каждым годом на бытовые  нужды расходуется всё большая  доля электроэнергии, газа, тепла,  воды; в огромных масштабах растёт  применение бытовой электрифицированной  техники. Между тем, многие месторождения в обжитых местах уже исчерпаны, а новые приходится искать и обустраивать в труднодоступных районах Сибири и Дальнего Востока. Обходится всё это очень недёшево. Поэтому именно экономия становится важнейшим источником  роста производства. Расчёты показали, а практика подтвердила, что  каждая единица денежных средств, истраченных на мероприятия, связанные с экономией электроэнергии, даёт такой же эффект, как в два раза большая сумма, израсходованная на увеличение её производства. На фоне экономического (и энергетического) кризиса в нашей стране этот факт, как мне кажется, стоит принять во внимание.

  Коммунально-бытовое  хозяйство является на сегодня  крупным потребителем топлива  и энергии: на его долю приходится  около 20% топливно-энергетических  ресурсов. Потребление электроэнергии в жилом секторе достигает сейчас более 100 миллиардов кВт*ч, или 8% всей электроэнергии страны, что равно годовой производительности пяти Братских ГЭС; из них около 40% расхода электроэнергии приходится на электробытовые приборы, 30% расходуется на освещение и более 12% — на приготовление пищи.

  Самыми крупными потребителями  электроэнергии в коммунально-бытовом  хозяйстве являются жилые дома. В них ежегодно расходуется в среднем 400 кВт*ч на человека, из которых примерно 280 кВт*ч потребляется внутри квартиры на освещение и бытовые приборы различного назначения и 120 кВт*ч – в установках инженерного оборудования и освещения общедомовых помещений. Внутриквартирное потребление электроэнергии составляет примерно 900 кВт*ч в год в расчёте на «усреднённую» городскую квартиру с газовой плитой и 2000 кВт*ч – с электрической плитой.

   Среднее потребление электроэнергии  бытовыми приборами (из расчёта  на семью из 4 человек) приведено в таблице 1.

 

Таблица 1

Прибор

Установленная мощность, кВт

Годовое потребление, кВт*ч

Среднее число часов работы в год

Электроплита

5,8

1100

1400

Холодильник

0,15

450

3000

Телевизор

0,2

300

1500

Утюг

1

100

200

Пылесос

0,6

60

100

Стиральная машина

0,35

45

120

 

   Итак, потребность в энергии постоянно увеличивается. Электростанции работают с полной нагрузкой, особенно напряжённо – в осенне-зимний период года в часы наибольшего потребления электроэнергии: с 8.00 до 10.00 и с 17.00 до 21.00. И в это напряжённое время где-то столь необходимые для производства киловатт-часы тратятся напрасно. В пустующих помещениях горят электрические лампы, бесцельно работают конфорки электоплит, светятся экраны телевизоров. Установлено, что 15-20% потребляемой в быту электроэнергии пропадает из-за небережливости потребителей.

   Простота и  доступность электроэнергии породили у многих людей представление о неисчерпаемости наших энергетических ресурсов, притупили чувство необходимости её экономии.

   Между тем, электроэнергия  сегодня дорожает. Поэтому старый  призыв «Экономьте электроэнергию!» стал ещё более  актуальным. Посмотрим, как и за счёт чего это можно сделать.

 

2. Рациональное  освещение квартиры.

   Освещение квартиры складывается из естественного и искусственного. Любое из них должно обеспечивать достаточную освещённость помещения, а также должно быть равномерным, без резких и неприятных теней.

   В помещения,  окна которых выходят на север  и частично на запад и восток, попадает лишь рассеянный свет. Для улучшения естественного  освещения комнат отделку стен  и потолка рекомендуется делать  светлой. Естественная освещённость зависит также от потерь света при попадании через оконные стёкла. Запылённые стёкла могут поглощать до 30% света. Наличие в настоящее время различных химических препаратов для чистки стёкол позволяет без особых физических усилий содержать их в надлежащей чистоте.

  Значительное количество  электроэнергии напрасно расходуется  днём в квартирах первых, а  некоторых домах  — вторых и  третьих этажей. Причина этому  – беспорядочные посадки зелени перед окнами, затрудняющие проникновение в квартиры естественного дневного света. Согласно существующим нормам деревья высаживаются на расстоянии не ближе 5 м от стен жилого дома, кустарник – 1,5 м.

   Искусственное  освещение создаётся электрическими  светильниками. В современных  квартирах широко распространены три системы освещения: общее, местное и комбинированное.

   При общем освещении  можно заниматься работой, не  требующей сильного напряжения  зрения. Светильники общего освещения  обычно являются самыми мощными  светильниками в помещении, их  основная задача – осветить всё как можно более равномерно. Для этого обычно используют потолочные или подвесные светильники, установленные в центре потолка. Общую освещённость можно считать достаточной, если на 1 кв.м площади приходится 15-25 Вт мощности ламп накаливания.

   В одном или нескольких местах помещения следует обеспечить местное освещение в учётом конкретных условий. Такое освещение требует специальных светильников, устанавливаемых в непосредственной близости к письменному столу, креслу, туалетному столику и т.п. Так, например, достаточное освещение листа ватмана при черчении обеспечит светильник с лампой накаливания мощностью 150 Вт на расстоянии 0,8-1 м. Штопку чёрными нитками (что требует очень высокой освещённости) можно выполнять при лампе мощностью 100 Вт на расстоянии 20-30 см. Для продолжительного чтения рекомендуется светильник с лампой накаливания в 60 Вт.

   Комбинированное  освещение достигается одновременным  использованием светильников общего  и местного назначения, а также  при помощи светильников комбинированного освещения. К ним относятся многоламповые светильники (например, люстры), имеющие 2 группы ламп, одна из которых обеспечивает местное, а другая – общее освещение. Местное создаётся световым потоком, направленным вниз (одна лампа накаливания в 100, 150, 200 Вт), а общее – световым потоком, рассеянным во всех направлениях (несколько ламп в 15-40 Вт).

   Наиболее рациональным  является принцип зонального  освещения, основанный на использовании общего, комбинированного или местного освещения отдельных функциональных зон. Если при освещении этих зон  этих зон использовать лампы направленного света, настольные лампы, торшеры, бра, то в квартире станет уютнее, а следовательно, и комфортнее. Для такого зонального освещения подходят лампы в 1,5-2 раза менее мощные, чем в подвесных светильниках. В результате на комнату 18-20 кв. м экономится до 200 кВт*ч в год.

   Между отдельными  источниками света существует  большая разница в световой  отдаче, лк/Вт:

Лампа накаливания                                  12

Галогенная лампа                                     22

Люминесцентная лампа                           55

Ртутная лампа высокого давления          55

Галогенная лампа высокого давления    80

Натриевая лампа высокого давления      95

   Лампы накаливания  являются традиционными и широко применяемыми источниками света. Весьма ощутимую экономию электроэнергии при использовании ламп накаливания могут дать следующие мероприятия:

  • применение криптоновых ламп накаливания, имеющих световую отдачу на 10% выше, чем у ламп накаливания с аргоновым наполнением;
  • замена двух ламп меньшей мощности на одну несколько большей мощности. Например, использование 1 лампы мощностью 100 Вт вместо 2 ламп по 60 Вт каждая экономит при той же освещённости потребление энергии на 12%;
  • поддержание допустимого напряжения. Для нормальной работы электрических ламп необходимо, чтобы отклонение напряжения не выходило за пределы –2,5% и +5% от номинального. Световой поток ламп зависит от уровня напряжения. Так, при снижении напряжения на 1% у ламп накаливания световой поток уменьшается на 3-4%;
  • периодическая замена ламп к концу срока службы (около 1000 ч). Световой поток ламп накаливания к концу срока службы снижается на 15%;
  • периодическая чистка от пыли и грязи ламп, плафонов и осветительной арматуры. Не чистившиеся в течение года лампы и люстры пропускают на 30% света меньше, даже в сравнительно чистой среде. На кухне с газовой плитой лампочки грязнятся намного быстрее;
  • снижение уровня освещённости в подсобных помещениях, коридорах, туалетах и т.п.;
  • широкое применение светорегуляторов, позволяющих в широких пределах изменять уровень освещённости;
  • применение реле времени для  отключения светильника через определённое время.

   Ну и, наверное, ещё раз следует напомнить  прописную истину: необходимо периодически проверять, не горят ли лишние лампы, не включены ли ненужные на данный момент электроприборы; уходя из дома, выключать все электроприборы и осветительные установки, за исключением холодильника.

   Более совершенными  источниками света являются люминесцентные лампы. Это разновидность газоразрядного источника света, в котором используется способность некоторых веществ (люминофоров) светиться под действием ультрафиолетового излучения электрического разряда. Люминесцентные лампы изготовляются в виде стеклянных трубок с двумя металлическими цоколями, наполненных парами ртути под низким давлением.  Такая лампа имеет по сравнению с лампой накаливания в 4-5 раз более высокую световую отдачу и в 5-8 раз больший срок службы. Например, светоотдача люминесцентной лампы 20 Вт равна светоотдаче лампы накаливания 150 Вт.

   Бытует мнение  о вредности люминесцентного  освещения. Оно безосновательно.  Наоборот, это освещение позволяет  получить мягкий рассеянный свет, меньше слепящий глаза и вызывающий меньшее их утомление.

   Как показывают исследования, средняя освещённость наших квартир ещё недостаточна. Это отражается на зрении, повышает утомляемость, снижает работоспособность, ухудшает настроение человека. Реальный путь к созданию необходимого уровня освещённости при значительной экономии электроэнергии – использование люминесцентного освещения.

 

Таблица 2

 

Тип лампы по форме  колбы

Мощность, Вт

Рекомендуемая область  применения

Прямые

65

40

30

Общее освещение кухонь, кухонь-столовых, карнизное освещение вертикальных поверхностей, установка под полками и навесным оборудованием кухонь и др.

Малогабаритные прямые

20

16

13

8

Настенные светильники  местного и комбинированного освещения, настольные и напольные светильники для освещения рабочих поверхностей, светильники для встраивания в мебель

V-образные

30

22

Потолочные светильники  общего освещения, настенные светильники  для освещения рабочих поверхностей

 

 

Таблица 2 (окончание)

 

W-образные

30

Потолочные и подвесные светильники  общего освещения жилых и вспомогательных  помещений

Кольцевые

40

32

22

Потолочные и подвесные  светильники общего освещения, напольные  и настенные светильники для  освещения рабочих поверхностей

 

 

3. Экономия  электроэнергии при приготовлении  пищи.

   Правильная эксплуатация бытовых электроприборов заключает в себе большие резервы экономии электроэнергии.

   Самыми энергоёмкими потребителями  являются электроплиты. Годовое  потребление  электроэнергии  ими составляет 1200-1400 кВт. Как  же рационально пользоваться  электроплитами?

   Технология приготовления  пищи требует включения конфорки на полную мощность только на время, необходимое для закипания. Варка пищи может происходить при меньших мощностях. Суп совершенно не обязательно должен кипеть ключом: он от этого быстрее не сварится, потому что выше 100 0С вода всё равно не нагреется. Зато при интенсивном кипении она будет очень активно испаряться, унося около 0,6 кВт*ч на каждый литр выкипевшей воды. То, что должно вариться долго, следует варить на маленькой конфорке, нагретой до минимума, и обязательно при закрытой крышке. Варка пищи на малых мощностях значительно сокращает расход электроэнергии, поэтому конфорки электроплит снабжают переключателями мощности. Большинство электроплит оснащены сейчас 4-ступенчатыми регуляторами мощности; в результате при приготовлении пищи электроэнергия расходуется нерационально. Применение 7-ступенчатых переключателей снизит затраты энергии на 5-12%, а бесступенчатых – ещё на 5-10%.

   Принцип бесступенчатого  регулирования мощности состоит  в изменении относительной продолжительности цикла «включено на полную мощность – отключено».

   Основным  элементом регулятора  является биметаллическая пластина, связанная с механическим прерывателем. Пластина нагревается теплом, выделяемым нагревательным резистором мощностью 2-6 Вт, включенным параллельно нагревательному элементу конфорки или встроенному непосредственно в её корпус. Изменяя положение ручки переключателя, можно регулировать относительную продолжительность периодов «включено – отключено», а следовательно, и среднюю мощность конфорки. Бесступенчатые регуляторы мощности позволяют плавно регулировать мощность в пределах от 4 до 100 %.

Исследовательская работа «Использование электричества в быту»

hello_html_m31b7a0ce.jpg

Исследовательская работа

на тему

«Использование электричества в быту»

Учащегося 4 «А» класса

Ардатовской средней школы № 1

Волкова Егора

Каждый день мы используем электричество. От электричества работают разные электроприборы такие как: холодильник, телевизор, компьютер, дрель и так далее. Когда отключают электричество, пусть даже и на короткий промежуток времени, то после того, как все успеют зажечь хозяйственные свечи, начинают возмущаться по поводу того, что размораживается холодильник. В такой ситуации уж совсем нелепо вспоминать про пылесос или утюг.hello_html_m882aaad.jpg

Все бытовые приборы потребляют электричество. Но как оно поступает к нам в розетку? Сначала на электростанции турбины вырабатывают ток, который затем идёт на подстанцию и уже только потом к нам в дом.

hello_html_4325071.jpg

Ток бывает разный: переменный и постоянный. Переменный ток у нас в розетке, а постоянный — в батарейках. Переменный ток так назвали потому, что плюс и минус меняются каждый раз, а постоянный — не меняется: с одной стороны плюс, с другой — минус.

Проведём опыт: возьмём паяльник, батарейку и светодиод. hello_html_m3ba64d6a.jpg

У диода есть две ножки: одна длинная, а другая короткая. Длинная — это плюс, а короткая — минус.

hello_html_3f726077.jpg

Берём батарейку и светодиод, минус светодиода припаиваем к минусу батарейки.

hello_html_m5983ea9c.jpg

И вот у нас тестер на электропроводимость. Берём плюс батарейки и плюс светодиода, прикладываем к ложке плюс батарейке и светодиода. Светодиод горит, значит — ложка проводит электричество.

hello_html_m699fceff.jpg

Одним словом, электричество — наш большой друг, но бывают ситуации, когда оно становится нашим большим врагом.

С электричеством нужно быть очень осторожным!

  1. Не замыкайте контакты батареек , иначе батарейка взорвётся.

  2. Не суйте пальцы в розетку , а то получите поражение током . В розетке есть фаза и ноль. Если в розетке дотронутся до нуля то ничего не будет, потому что на нуле — тока нет. А если дотронутся до фазы, то вы получите поражение электротоком.

  3. Если по каким-то причинам электрическая сеть испытывает постоянную перегрузку, изоляция постепенно обугливается, осыпается. Изоляция также может разрушиться и в результате неправильного обращения с бытовыми приборами. Возникает возможность короткого замыкания, которое очень опасно.

Если происходит короткое замыкание, сила тока возрастает в несколько тысяч раз. При этом выделяется большое количество теплоты, способное расплавить металл. И в первую очередь страдает человек. Удар электричеством очень опасен, напряжение 127 V считается смертельным, а что уж говорить про 220 V?

Нетрудно догадаться, что при повышении в несколько тысяч раз температуры проводника (каким в данном случае является электропроводка) изоляция моментально вспыхивает. Это является причиной пожаров и несчастных случаев, поэтому следует быть предельно осторожным, следить за исправностью электропроводки, рассчитывать нагрузку на нее.

hello_html_6790a29e.jpg

Всем известно, что если встать под высоковольтными проводами и постоять минут пять, а потом дотронутся до друга, то между вами пролетит электроволна и щипнёт вас обоих.

Несмотря на то что, электричество является источником энергии номер один, иногда бывают случаи, когда сеть недоступна и приходится пользоваться источниками питания.

Источники питания могут быть самыми разнообразными, в зависимости от назначения, а также особенностей материалов, из которых они выполнены.

Аккумулятор –накапливает электрическую энергию за счет проходящего через него тока и при полной разрядке может быть заряжен снова, что делает аккумулятор более долговечным и надежным, чем гальванические элементы.

Для видеокамер, цифровых фотоаппаратов и другой электроники применяются кадмиево-никелевые, металлгидридные и литиевые источники питания. Эти источники питания заряжаются от сети и могут работать несколько часов. Кадмиево-никелевые и металлгидридные аккумуляторы имеют «эффект памяти», который отрицательно сказывается на работе источника питания.

Если он был заряжен от сети, а потом некоторое время аккумулятором пользовались, но не разрядили до конца, то при следующей зарядке оставшийся с прошлого раза заряд не действует, при этом емкость аккумулятора уменьшается. В результате, если постоянно заряжать неразгруженный до конца металлгидридный аккумулятор, он быстро отказывает, его уже нельзя починить. Чтобы можно было решить эту проблему, на аккумуляторе имеется кнопка «Refresh», при нажатии на которую аккумулятор автоматически разряжается. Разрядить аккумулятор можно и оставив аппаратуру включенной на несколько часов.

Литиевый аккумулятор не имеет никакого «эффекта памяти», способоен работать длительное время, и считается наиболее надежным.

Само собой разумеется, что аккумуляторы являются источниками постоянного тока, имеющего максимальное напряжение 12—24 V.

Многие приборы могут работать как от сети, так и от источника постоянного тока, потому имеют переключатель постоянного/переменного тока.

Мне очень интересно узнавать как работают многие бытовые приборы. Некоторые из них я пытался ремонтировать и у меня неплохо получается.

Например: я отремонтировал перегоревшую светодиодную лампочку и подарил ей вторую жизнь. Теперь она освещает нашу прихожую. Папе я помог отремонтировать большую болгарку, которая лежала изломанная несколько лет. У меня есть несколько советов тем, кто хочет попробовать сам отремонтировать изломанную бытовую технику.

Если аппаратура уже отслужила свой гарантийный срок, все равно лучше обратиться в мастерскую. Обратившись к умельцу, вы отделаетесь меньшими затратами, но качество ремонта останется под сомнением. Обратившись в мастерскую или сервисный центр, вы заплатите больше, но можете быть уверены в том, что вы поступили правильно.

Однако бывает и так, что у вас сохранился старый магнитофон, который работал много лет, и неожиданно замолк. Нести его в ремонт не имеет смысла, так как платить деньги за ремонт невыгодно: легче купить новый, да и сама модель уже безнадежно устарела. Только в таком случае вы можете позволить себе обратиться к умельцу. Если он вам не поможет, то хотя бы даст дельный совет, как поступить дальше.

Если вы уже смирились с тем, что аппарат безнадежно устарел и чинить его не имеет смысла, если к тому же вам хочется поинтересоваться, что у него внутри, но вы не имеете никаких познаний в области радиотехники – не отчаивайтесь, вы можете самостоятельно починить аппаратуру, даже не разбираясь в том, чем сопротивление отличается от транзистора.

Подготовьте рабочий стол, на котором должна быть лампа (чтобы было все хорошо видно), небольшая коробочка для того, чтобы было куда складывать шурупы, иначе они закатятся и потеряются, а также паяльник.

hello_html_1c950108.jpg

Снимите корпус. Там, внутри, вы обнаружите множество пыли и, может быть, даже погибших насекомых. Не удивляйтесь. Пыль собирается из-за того, что при работе внутренние детали нагреваются, притягивая к себе пыль. Насекомые, наподобие тараканов, также лезут туда, чтобы погреться.

Аккуратно очистите мягкой щеткой паутину, пыль, засохших тараканов и внимательно присмотритесь к микросхеме. Как правило, в случае повреждения сгорает какая-нибудь деталь. При этом на ней видна копоть, даже может быть оплавлено олово. Если вам удалось найти такую деталь, перепишите на листочек ее номер.

Затем отправьтесь в мастерскую, где попросите продать вам точно такую же деталь. Как правило, это не стоит больших денег, так как прежде всего сгорают небольшие сопротивления, которые стоят копейки.

Все остальное – дело техники. Конечно, вам будет трудно впаять сопротивление обратно, так как для этого нужны навыки. К тому же у вас наверняка нет паяльной станции.

Заметьте, что детали крепятся к плате следующим образом: деталь находится с одной стороны платы, а олово с другой. Это необходимо для того, чтобы в процессе припаивания не испортить деталь: паяльник нагревается до очень высокой температуры и одного касания к детали зачастую достаточно для того, чтобы ее испортить.

И последнее: никогда не оставляйте аппаратуру разобранной. Вы должны делать все от начала до конца. По завершении работы вам следует собрать корпус, даже если прибор не заработал, закрутить все винты, убрать паяльник на место. Чем аккуратней вы делаете свою работу, тем больше у вас шансов на успех.

В заключении хочу сказать, что хоть наша страна и богата энергоресурсами, но нужно очень бережно к ним относиться. Тогда будущие поколения не будут думать, где найти другие источники энергии.

Существует множество способов экономии электроэнергии.

hello_html_788aad5d.jpg

hello_html_1be58822.jpg

hello_html_4d6ca84d.jpg

hello_html_32c8cd4c.jpg

Лично я для экономии электроэнергии и для облегчения работы сделал маме дополнительную подсветку рабочей поверхности на кухне с помощью светодиодной ленты. Посмотрите, что получилось !

hello_html_18d5cd70.jpg

hello_html_7697da09.jpg

Энергосбережение в быту

 

3. Экономия электроэнергии  при приготовлении  пищи

   Правильная  эксплуатация бытовых электроприборов  заключает в себе большие резервы  экономии электроэнергии.

   Самыми  энергоёмкими потребителями являются  электроплиты. Годовое потребление   электроэнергии ими составляет 1200-1400 кВт.

   Технология  приготовления пищи требует включения  конфорки на полную мощность  только на время, необходимое  для закипания. Варка пищи может  происходить при меньших мощностях.  Суп совершенно не обязательно  должен кипеть ключом: он от  этого быстрее не сварится, потому  что выше 100 0С вода всё равно  не нагреется. Зато при интенсивном  кипении она будет очень активно  испаряться, унося около 0,6 кВт*ч на каждый литр выкипевшей воды. То, что должно вариться долго, следует варить на маленькой конфорке, нагретой до минимума, и обязательно при закрытой крышке. Варка пищи на малых мощностях значительно сокращает расход электроэнергии, поэтому конфорки электроплит снабжают переключателями мощности. Большинство электроплит оснащены сейчас 4-ступенчатыми регуляторами мощности; в результате при приготовлении пищи электроэнергия расходуется нерационально. Применение 7-ступенчатых переключателей снизит затраты энергии на 5-12%, а бесступенчатых – ещё на 5-10%.

   Принцип  бесступенчатого регулирования  мощности состоит в изменении  относительной продолжительности  цикла «включено на полную  мощность – отключено».

   Основным  элементом регулятора является  биметаллическая пластина, связанная  с механическим прерывателем. Пластина  нагревается теплом, выделяемым  нагревательным резистором мощностью  2-6 Вт, включенным параллельно нагревательному  элементу конфорки или встроенному  непосредственно в её корпус. Изменяя положение ручки переключателя,  можно регулировать относительную  продолжительность периодов «включено  – отключено», а следовательно, и среднюю мощность конфорки. Бесступенчатые регуляторы мощности позволяют плавно регулировать мощность в пределах от 4 до 100 %.

   Более  совершенным методом регулирования  мощности является автоматическое  управление конфорками в зависимости  от температуры дна налитого  сосуда. Среди известных конструкций  таких регуляторов наиболее распространены  два: с манометрическим датчиком  температуры  и с измерительным резистором. Регуляторы первого типа применяют для чугунных конфорок, второго типа – для трубчатых. Качество работы датчика температуры зависит от плотности контакта его с дном сосуда. С этой целью он устанавливается немного выше плоскости рабочей поверхности конфорки, в её центре, и удерживается в этом положении пружиной. При установке на конфорку кастрюли пружина плотно прижимает датчик к её дну.

   Несвоевременная  смена неисправных конфорок приводит  к перерасходу электроэнергии  на 3-5%. Перегорание в конфорке  одной или двух спиралей нарушает  режим регулирования – минимальная  ступень мощности увеличивается а 2-3 раза. При расслоении, растрескивании или вспучивании чугуна нарушается плотный контакт поверхности конфорки с дном сосуда.

  Для снижения  расхода электроэнергии на приготовление  пищи на электроплитах надо  применять специальную  посуду  с утолщённым обточенным дном  диаметром, равным или несколько  большим диаметра конфорки.

   Для сплошных  чугунных конфорок наилучшая  теплопередача достигается при  тесном контакте между поверхностью  конфорки и дном посуды. Из-за  деформации дна, наличия на  нём технологических выштамповок контакт конфорки с посудой осуществляется только на части поверхности. Это удлиняет время нагрева пищи, увеличивает потребление электроэнергии и вызывает вследствие неравномерного теплосъёма внутренние напряжения, в результате которых могут образоваться трещины и искривления в чугуне конфорки. Пользование посудой с искривлённым дном может привести к перерасходу электроэнергии до 40-60 %. Для того чтобы посуда плотно прилегала к конфорке, предпочтительнее тяжёлые кастрюли с утолщённым дном и увесистыми крышками.

   Исследования  показали, что наиболее часто  пользуются конфорками мощностью  1500 Вт. Это вызывает перерасход  электроэнергии, да и срок службы  этих теплонапряжённых конфорок  меньше, чем у конфорок мощностью  1000 Вт. Учитывая это обстоятельство, следует подумать о том, какую  включать конфорку. Если, например, готовится небольшое количество  пищи, лучше поставить кастрюлю  на малую конфорку. При этом  потеряется лишь несколько минут,  так как максимальная мощность  нужна только при закипании. 

  Особо следует  остановиться на кипячении воды  на электрической плите. Для  рационального использования энергии  необходимо налить воды ровно  столько, сколько потребуется для данного случая. Совершенно неразумно наливать полный чайник, а впоследствии его подогревать.

   Одним  из условий улучшения работы  электрочайника и посуды является  своевременное удаление накипи. Накипь – это твёрдый осадок  на внутренних стенках посуды, который образуется в результате  многократного нагревания и кипячения  воды. Накипь обладает малой теплопроводностью,  поэтому вода в посуде с  накипью нагревается медленно. Кроме  того, изолированные  от воды  слоем накипи стенки посуды  нагреваются до высоких температур, при этом железо постепенно  окисляется, что приводит к быстрому  прогоранию посуды.

   Ещё один  весомый резерв экономии электроэнергии  — использование специализированных  приборов для приготовлению пищи. Эти приборы предназначены для приготовления отдельных видов блюд. Блюда получаются лучшего качества, чем приготовленные на плите, а энергии затрачивается меньше. Имея набор таких приборов, можно свести пользование электроплитой к минимуму.

   Неоспоримые  преимущества имеют и микроволновые  печи, получившие в последнее  время широкое распространение.  В них разогрев и приготовление  продуктов происходят за счёт  поглощения ими энергии электромагнитных  волн. Причём продукт подогревается  не с поверхности, а сразу  по всей его толще. В этом  заключается эффективность этих  печей. При эксплуатации микроволновой  печи необходимо помнить, что  она боится недогрузки, когда  излученная электромагнитная энергия  ничем не поглощается. Поэтому  во время работы печи нужно  держать в ней стакан воды.   

4.Экономия  электроэнергии при  пользовании радиотелевизионной  аппаратурой 

   Радиотелевизионная  аппаратура – значительный потребитель  электроэнергии. Если считать, что  в среднем телевизоры в наших  домах бывают включены 4 часа в сутки, то ежегодно расходуется около 30 миллиардов кВт*ч электроэнергии. Для рациональной работы радио телевизионной аппаратуры надо создать условия для ее лучшего охлаждения, а именно: не ставить вблизи электроотопительных приборов, не накрывать различного рода салфетками, производить систематическую очистку от пыли, не устанавливать в  ниши мебельных стенок.

   Большое  количество электроэнергии тратится  на длительную работу  радиотелевизионной  аппаратуры, работающей часто одновременно  в нескольких комнатах квартиры. Расчеты показывают, что если бы удалось снизить осветительную нагрузку и время просмотра телепередач в каждой семье на 10% или 40 – 60 минут, то в расчете на каждую квартиру потребление электроэнергии в быту могло бы уменьшиться на 50 кВт*ч, или на 4% современного уровня.  Многие электронные приборы – видеомагнитофоны, приемники, проигрыватели – после выключения продолжают работать в дежурном режиме. Табло прибора при этом становится электронными часами. Это, конечно, удобно. Мощность «дежурного» устройства невелика – каких-нибудь 10 – 15 Вт. Но за месяц непрерывной работы оно «съест» уже довольно ощутимое количество электроэнергии – около 10 кВт*ч.   

5. Экономия электроэнергии  при пользовании  электробытовыми  приборами   

   Холодильник  – энергоемкий прибор. Поскольку  холодильники постоянно включены  в сеть, они потребляют столько же, а то и больше энергии, сколько электроплиты: компрессорный холодильник   —  250 – 450 кВт*ч, абсорбционный —  500 – 1400 кВт*ч в год.

   Холодильник  следует ставить в самое прохладное  место кухни желательно возле  наружной стены, но ни вплотную к ней. Чем ниже температура теплообменника, тем эффективнее он работает и реже включается. При снижении температуры теплообменника с 21 до 20 градусов, холодильник начинает расходовать электроэнергии на 6% меньше. Ледяная «шуба», нарастая на испарители, изолирует его от внутреннего объема холодильника, заставляя включаться чаще и работать каждый раз больше. Чтобы влага из продуктов не намерзала на испарители, следует хранить их в коробках, банках и кастрюлях, плотно закрытых крышками, или завернутыми в фольгу.  А регулярно оттаивая и просушивая холодильник можно сделать его гораздо экономичнее.

   Стиральные  машины – наиболее экономичные  с точки зрения потребления  электроэнергии автоматические  машины, включение и выключение  которых производиться строго  по программе. Они рассчитаны  на единовременную загрузку определенной  массы сухого белья. Перегружать  машину не следует: ее мотору  будет тяжело работать, а белье  плохо отстирается. Не следует  думать, что загрузив бак машины  лишь наполовину, можно добиться  экономии энергии и повысить  качество стирки. Половина мощности  машины уйдет на то, чтобы вхолостую  гонять воду в баке, а белье  чище все равно не станет.

   Мощность  утюга довольно велика – около  киловатта. Чтобы добиться некоторой  экономии, белье должно быть слегка  влажным: пересушенное или слишком  мокрое приходится гладить дольше, тратя лишнюю энергию. Массивный  утюг можно выключить незадолго  до конца работы: накопленного  им тепла хватит еще на несколько  минут. 

   Для эффективной  работы пылесоса большое значение  имеет хорошая очистка пылесборника. Забитые пылью фильтры затрудняют  работу пылесоса, уменьшают тягу  воздуха. Для их очистки надо  обзавестись щетками двух типов:  плоской широкой и узкой длинной.  Такими щетками легко удалять  пыль как с пылесборника, так и с матерчатых фильтров.

   Если  рассмотреть тепловой баланс  жилища, станет ясно, что большая  часть тепловой энергии отопительной  системы идет на то, чтобы перекрыть  потери тепла. Они в жилище  с центральным отоплением и  водоснабжением выглядят так: 

—         потери из-за не утепленных  окон и дверей – 40%;

—         потери через оконные стекла  – 15%;

—         потери через стены  — 15%;

—         потери через потолки и полы  – 7%;

—         потери при пользовании горячей  водой – 23%;

   Повышенный расход электроэнергии вызывает применение электроотопительных  приборов (каминов, радиаторов, конвекторов и др.) дополнительно к системе  центрального отопления,  в котором часто нет необходимости, если выполнить простейшие мероприятия, а именно своевременно подготовить окна к зиме; привести в порядок до наступления холодов оконные задвижки; покрыть полы толстыми коврами или половиками; расставить мебель так, чтобы не препятствовать циркуляции  теплого воздуха от батареи; гардины должны быть не очень длинными, чтобы не закрывать батареи центрального отопления; убрать лишнюю краску с батарей.

   Экономия  электроэнергии необходима в  любое время года, месяца и  дня. Но особенно она значима  в часы наиболее напряжённого  режима работы наших электростанций, так называемых утренних и  вечерних часов максимума нагрузки  энергосистем. 

Исследовательская работа по физике «Электрические явления в быту»

Введение

Физика является неотъемлемой частью нашей жизни. Наш дом – настоящая физическая лаборатория, в которой человек может быть активным наблюдателем, способным объяснить наблюдаемые им физические явления. Слова «электричество» и «электрический ток» знакомы сейчас каждому человеку. Электрический ток используется на транспорте, в наших домах, на заводах, фабриках, в сельском хозяйстве и т.д. Недавно мы начали изучать электрические явления. На уроке учитель показала несколько опытов с эбонитовой и стеклянной палочками, гильзами, электрическими султанами. Я и сама часто замечала, как электризуются пластмассовая расчёска, ручка, пластиковая бутылка, появляются треск и искры, когда я снимаю одежду. Мне это всегда было интересно наблюдать, и я решила изучить данные явления и провести опыты по электрическим явлениям в домашних условиях.

Данная тема показалась мне довольно интересной и новаторской. Дом является замечательным местом для наблюдения физических явлений и проведения самостоятельных экспериментов. Главной особенностью выбранной темы является доступность оборудования и исследуемых материалов.

Гипотеза: большинство процессов, происходящих в быту, являются доказательством физических явлений и законов.

Цель работы: исследовать электрические явления, происходящие в быту и выявить их взаимосвязь с физическими явлениями и законами.

Задачи:

  • Изучить и проанализировать теоретический материал по данной теме.
  • На базе домашней лаборатории провести экспериментальные исследования, доказывающие взаимосвязь электрических явлений, происходящих в быту с физическими явлениями и законами.
  • Составить рекомендации по проведению опытов в домашней лаборатории.

Объект исследования: предметы, принадлежности, находящиеся в моём доме.

Предмет исследования: электрические  явления, происходящие в быту,

Методы исследования: наблюдения, теоретические и экспериментальные исследования.

Актуальность и практическая значимость:

  • Интерес  к экспериментальной физике.
  • Применение полученных знаний на практике, в жизни.>
  • Создание дидактического материала к урокам физики (компьютерные слайды, видеофрагменты, таблицыи др.).
  • Данный  материал можно использовать на уроках физики, элективных курсах по физике и биологии т.к. он расширяет и углубляет знания учащихся.
  1. Практическая значимость работы заключается в том, что изготовленный мной дидактический материал можно применять на уроках физики, на занятиях по внеурочной деятельности, а также для создания учебных проектов.

Новизна работы состоит в том, что создана работа, в которой разработаны рекомендации по осуществлению домашнего эксперимента по изучению электрических явлений, встречающиеся в быту, с помощьюдоступного оборудования и материалов.

Теоретические исследования

История развития электричества.

Древнегреческий ученый Фалес (VII—VI вв. до н. э.) заметил, что натертый шерстью янтарь начинает притягивать к себе легкие кусочки других материалов: соломинки, шерстинки и т. п. Янтарь представляет собой затвердевшую смолу хвойных деревьев, которые росли на Земле около 50 миллионов лет назад. Через две тысячи лет английский физик У. Гильберт (1544—1603) обнаружил, что аналогичной способностью обладает не только натертый янтарь, но и алмаз, сапфир, стекло и некоторые другие материалы. Все эти вещества он назвал электрическими, т.е. подобными янтарю ( греческое слово «электрон» означает «янтарь»). Существует несколько способов электризации.

Одним из этапов развития учения об электричестве были опыты немецкого ученого Отто фон Герике (1602—1686). Он построил первую электростатическую машину, основанную на трении. Это был шар из плавленой серы, который приводился во вращение специальным приводом. Вращая шар и натирая его ладонями, Герике тем самым электризовал его. Наэлектризованный шар притягивал листочки золота, серебра, бумаги. С помощью этого прибора Герике обнаружил, что, кроме притяжения, существует электрическое отталкивание. В 1733 г французский ученый Шарль Франсуа Дюфе, живший в 1698—1739 гг., обнаружил, что существуют два рода электричества: «стеклянное» (положительное) и «смоляное» (отрицательное). Представление о положительном и отрицательном зарядах, было введено в 1747 году Франклином. Эбонитовая палочка от электризации о шерсть и мех заряжается отрицательно, потому что отрицательным назвал заряд, образующийся на каучуковой палочке В.Франклин. А эбонит это каучук с большой примесью серы. Заряд, который образуется на стеклянной палочке, потертой о шелк, Франклин назвал положительным. Но во времена Франклина существовал только натуральный шелк и натуральный мех. Сегодня порой трудно бывает отличить натуральный шелк и мех от искусственного. Даже разные сорта бумаги электризуют эбонит по-разному. Эбонит приобретает отрицательный заряд от соприкосновения с шерстью (мехом) и капроном, но положительный от соприкосновения с полиэтиленом. Условились обозначать положительный заряд “+”, а отрицательный “-”.  В последствии было установлено, что все вещества можно расположить в так называемый ряд, в котором предыдущее тело электризуется при трении о последующее положительно, а последнее отрицательно.

Электрическое взаимодействие.

Тела, которые действуют на окружающие предметы электрическими силами, мы называем наэлектризованными, или заряженными,  и говорим, что в этих телах находятся электрические заряды.  Процесс сообщения телу электрического заряда  называют электризацией.  Физическую величину, называемую электрическим зарядом, обозначают буквой q: q — электрический заряд.

Единица электрического заряда в СИ называется кулоном (1 Кл) в честь французского физика Ш. Кулона (1736—1806). Тело, у которого q ≠ 0, называют заряженным, а тело, у которого q = 0,— нейтральным (незаряженным).

На явлении электрического отталкивания заряженных тел основано устройство электроскопа – прибора для обнаружения электрических зарядов. Когда к электроскопу подносят заряженное тело, заряд по стержню передается лепесткам. Лепестки оказываются заряженными одним зарядом, поэтому они отталкиваются друг от друга. Электрические силы, обуславливающие отклонение лепестков электроскопа, могут быть и больше и меньше, а, следовательно, и заряд на нем может быть больше или меньше. Заряд – это некоторая количественная мера, характеризующая электрические природные явления.

 Проводники и диэлектрики.

Электрические заряды могут не только переходить с одного тела на другое, но и перемещаться по телу. Так, например, когда мы заряжаем электроскоп, мы касаемся стеклянной палочкой верхней части металлического стержня. Тем не мене, и  нижний конец стержня, и листочек, прикреплённый к этой части стержня, оказываются заряженными; а это значит, что заряды перемещаются вдоль всего стержня. Однако перемещения зарядов по различным телам происходит различно. Вещества, по которым электрические заряды легко перемещаются, мы называем проводниками. Вещества, не обладающие этим свойством, называются изоляторами, или диэлектриками. Хорошими проводниками являются металлы, водные растворы солей и кислот, почва, уголь  и многие др. вещества. Хорошей проводимостью обладают также раскалённые газы. Проводником, хотя и не очень хорошим, является также человеческое тело. Если прикоснуться к заряженному электроскопу рукой, он разряжается. Заряд электроскопа через наше тело «уходит в землю». Примерами хороших диэлектриков являются янтарь, фарфор, стекло, эбонит, резина, шёлк и газы при комнатных температурах. Многие твёрдые изоляторы, например, стекло, хорошо изолируют только в сухом воздухе и делаются плохими изоляторами, если влажность воздуха велика. Это объясняется тем, что во влажном воздухе на поверхности изоляторов может образоваться проводящая плёнка воды. Осторожным нагреванием эту плёнку можно удалить, после чего изолирующая способность снова восстанавливается. Когда в каком-либо теле происходит перемещение зарядов, мы говорим, что в теле имеется электрический ток.

Разделение веществ на проводники и диэлектрики условно.Тщательные наблюдения показали, что через диэлектрики (например, стекло) могут проходить электрические заряды. Однако, при одних и тех же условиях через диэлектрики проходит за тот же срок несравненно меньший электрический заряд, чем через проводник тех же размеров и формы. Изолирующие свойства вещества зависят от его состояния и могут сильно изменяться.

Положительные и отрицательные заряды.

В природе существую два разных рода электрических зарядов: положительный и отрицательный. Положительно заряженными называют тела, которые действуют на другие заряженные предметы так же, как стекло, наэлектризованное трением о шёлк. Отрицательно заряженными называют тела, которые действуют так же, как сургуч, наэлектризованный трением о шерсть. Одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые – притягиваются.

Что происходит при электризации?

Электризация сводится к тому, что положительные и отрицательные заряды каким-то образом разделяются так, что на одном веществе (сукно) оказывается избыток положительных зарядов, а на другом (эбонит) – такой же избыток отрицательных зарядов. Поэтому хотя каждое из веществ заряжено, но общая сумма положительных и отрицательных зарядов по-прежнему равняется нулю.

Отрицательное электричество существует в природе в виде мельчайших частичек – электронов. В состав любого атома входит определённое количество электронов. Такой атом в естественном состоянии не кажется нам заряженным, так как внутри него имеется ещё и положительно заряженная часть – атомное ядро, представляющее основу всякого атома. При этом сумма отрицательных зарядов всех электронов по величине в точности равна положительному заряду ядра. Если тем или иным способом мы удалим из атома один или несколько электронов, то у атома окажется избыток положительного заряда; он будет заряжен положительно. Атом в таком состоянии называется положительным ионом. Точно так же, если в атом попадут избыточные электроны, мы получим отрицательно заряженный атом, или отрицательный ион.

Процесс электризации – это, либо отделение, либо перенесение на тело электронов или ионов. Процесс возникновения и накопления электрических зарядов в веществах называется электризацией. Статическое электричество возникает в результате сложных процессов, связанных с перераспределением электронов и ионов при соприкосновении двух поверхностей неоднородных жидких или твердых веществ. На поверхности соприкосновения образуется двойной электрический слой, представляющий собой расположенные определенным образом электрические заряды с противоположными знаками. В зависимости от природы образования двойного электрического слоя различают электрическую, адсорбционную, контактную, пьезоэлектрическую и индуктивную электризацию. В реальных условиях формирование двойного слоя нередко обусловлено одновременным действием нескольких факторов.

Электронная теория.

Теория, объясняющая различные электрические свойства тел присутствием в них электронов и их движением, носит название электронной теории. Согласно этой теории, в проводниках имеются свободные электроны, которые могут свободно  перемещаться. Поэтому, они хорошие проводники электричества. Внутри изоляторов перемещение электрических частиц от одного места к другому весьма затруднено. В хорошо проводящих растворах, например растворах поваренной соли, легко перемещаются как положительные, так и отрицательные ионы. Явление зарядки и разрядки тел сводится к перераспределению электронов без изменения общего числа их. При соединении заряженного проводника с незаряженным  заряд распределяется между обоими телами. Если первое тело заряжено отрицательно, то электроны под действием взаимного отталкивания переходят на второе тело. Если же тело заряжено положительно, то оно притягивает к себе электроны второго тела. В обоих случаях заряд будет уменьшаться на первом теле и увеличиваться на втором до тех пор, пока вновь не наступит равновесие.

Соединяя два проводника, в одном из которых не хватает стольких же электронов, сколько их содержится в избытке в другом, мы получим нормальное число электронов в каждом из проводников, т.е. каждый из проводников окажется незаряженным.

Электризация трением.

Рис. 1

Основной причиной явления, которое мы называем «электризацией трением» (рис.1), является тот факт, что при тесном соприкосновении двух различных тел часть электронов переходит с одного тела на другое (рис.2).

В результате этого на поверхности первого тела оказывается положительный заряд, а на поверхности второго – отрицательный. Смещение электронов при этом очень мало. Поэтому возникший на границе тел двойной электрический слой ничем не проявляет себя во внешнем пространстве. Но если мы тела раздвинем, то на каждом из них окажется заряд того или иного знака (рис.3).

Говоря о «тесном соприкосновении» двух тел, мы имели в виду такое сближение их, при котором расстояние между частицами разных тел становится примерно таким же, как расстояние между атомами и молекулами одного и того же тела. Только при этих условиях возможен «захват одним телом электронов другого тела и возникновения двойного электрического слоя. Но тела, с которыми мы имеем дело, никогда не бывают идеально гладкими. Поэтому,  даже тогда, когда мы прижимаем два тела вплотную друг к другу, действительно тесное соприкосновение их в указанном смысле слова имеет место не на всей поверхности тел, а только в отдельных небольших участках. Когда мы трём тела друг о друга, мы увеличиваем число таких участков тесного соприкосновения, в которых происходит электризация, и тем самым увеличиваем общий заряд, который окажется на каждом из тел, когда мы их раздвинем. Только в этом и заключается роль трения, обычные же силы трения никакого участия в процессе «электризации трением» не играют. «Электризация трением» — это название, имеющее только историческое происхождение. Разделение зарядов и возникновение двойного электрического слоя имеет место при соприкосновении всяких двух различных тел: изоляторов и проводников, твёрдых тел, жидкостей или газов.

Электризация через влияние.

Проводник заряжается не только при контакте с заряженным телом, но даже и в том случае, когда оно находится на некотором расстоянии. Явление получило название «электризация через влияние», или «электрическая индукция» (от лат. «индукцио» – наведение, возникновение). Заряды, полученные посредством электрической инд

Реферат: Энергосбережение в быту

С каждым годом на бытовые нужды расходуется всё большая доля электроэнергии, газа, тепла, воды; в огромных масштабах растёт применение бытовой электрифицированной техники. Между тем, многие месторождения в обжитых местах уже исчерпаны, а новые приходится искать и обустраивать в труднодоступных районах Сибири и Дальнего Востока. Обходится всё это очень недёшево. Поэтому именно экономия становится важнейшим источником роста производства. Расчёты показали, а практика подтвердила, что каждая единица денежных средств, истраченных на мероприятия, связанные с экономией электроэнергии, даёт такой же эффект, как в два раза большая сумма, израсходованная на увеличение её производства. На фоне экономического (и энергетического) кризиса в нашей стране этот факт, как мне кажется, стоит принять во внимание.

Коммунально-бытовое хозяйство является на сегодня крупным потребителем топлива и энергии: на его долю приходится около 20% топливно-энергетических ресурсов.Потребление электроэнергии в жилом секторе достигает сейчас более 100 миллиардов кВт*ч, или 8% всей электроэнергии страны, что равно годовой производительности пяти Братских ГЭС; из них около 40% расхода электроэнергии приходится на электробытовые приборы, 30% расходуется на освещение и более 12% — на приготовление пищи.

Самыми крупными потребителями электроэнергии в коммунально-бытовом хозяйстве являются жилые дома. В них ежегодно расходуется в среднем 400 кВт*ч на человека, из которых примерно 280 кВт*ч потребляется внутри квартиры на освещение и бытовые приборы различного назначения и 120 кВт*ч – в установках инженерного оборудования и освещения общедомовых помещений. Внутриквартирное потребление электроэнергии составляет примерно 900 кВт*ч в год в расчёте на «усреднённую» городскую квартиру с газовой плитой и 2000 кВт*ч – с электрической плитой.

Среднее потребление электроэнергии бытовыми приборами (из расчёта на семью из 4 человек) приведено в таблице 1.

Таблица 1

ПриборУстановленная мощность, кВтГодовое потребление, кВт*чСреднее число часов работы в год
Электроплита5,811001400
Холодильник0,154503000
Телевизор0,23001500
Утюг1100200
Пылесос0,660100
Стиральная машина0,3545120

Итак, потребность в энергии постоянно увеличивается. Электростанции работают с полной нагрузкой, особенно напряжённо – в осенне-зимний период года в часы наибольшего потребления электроэнергии: с 8.00 до 10.00 и с 17.00 до 21.00. И в это напряжённое время где-то столь необходимые для производства киловатт-часы тратятся напрасно. В пустующих помещениях горят электрические лампы, бесцельно работают конфорки электоплит, светятся экраны телевизоров. Установлено, что 15-20% потребляемой в быту электроэнергии пропадает из-за небережливости потребителей.

Простота и доступность электроэнергии породили у многих людей представление о неисчерпаемости наших энергетических ресурсов, притупили чувство необходимости её экономии.

Между тем, электроэнергия сегодня дорожает. Поэтому старый призыв «Экономьте электроэнергию!» стал ещё более актуальным. Посмотрим, как и за счёт чего это можно сделать.

2. Рациональное освещение квартиры.

Освещение квартиры складывается из естественного и искусственного. Любое из них должно обеспечивать достаточную освещённость помещения, а также должно быть равномерным, без резких и неприятных теней.

В помещения, окна которых выходят на север и частично на запад и восток, попадает лишь рассеянный свет. Для улучшения естественного освещения комнат отделку стен и потолка рекомендуется делать светлой. Естественная освещённость зависит также от потерь света при попадании через оконные стёкла. Запылённые стёкла могут поглощать до 30% света. Наличие в настоящее время различных химических препаратов для чистки стёкол позволяет без особых физических усилий содержать их в надлежащей чистоте.

Значительное количество электроэнергии напрасно расходуется днём в квартирах первых, а некоторых домах — вторых и третьих этажей. Причина этому – беспорядочные посадки зелени перед окнами, затрудняющие проникновение в квартиры естественного дневного света. Согласно существующим нормам деревья высаживаются на расстоянии не ближе 5 м от стен жилого дома, кустарник – 1,5 м.

Искусственное освещение создаётся электрическими светильниками. В современных квартирах широко распространены три системы освещения: общее, местное и комбинированное.

При общем освещении можно заниматься работой, не требующей сильного напряжения зрения. Светильники общего освещения обычно являются самыми мощными светильниками в помещении, их основная задача – осветить всё как можно более равномерно. Для этого обычно используют потолочные или подвесные светильники, установленные в центре потолка. Общую освещённость можно считать достаточной, если на 1 кв.м площади приходится 15-25 Вт мощности ламп накаливания.

В одном или нескольких местах помещения следует обеспечить местное освещение в учётом конкретных условий. Такое освещение требует специальных светильников, устанавливаемых в непосредственной близости к письменному столу, креслу, туалетному столику и т.п. Так, например, достаточное освещение листа ватмана при черчении обеспечит светильник с лампой накаливания мощностью 150 Вт на расстоянии 0,8-1 м. Штопку чёрными нитками (что требует очень высокой освещённости) можно выполнять при лампе мощностью 100 Вт на расстоянии 20-30 см. Для продолжительного чтения рекомендуется светильник с лампой накаливания в 60 Вт.

Комбинированное освещение достигается одновременным использованием светильников общего и местного назначения, а также при помощи светильников комбинированного освещения. К ним относятся многоламповые светильники (например, люстры), имеющие 2 группы ламп, одна из которых обеспечивает местное, а другая – общее освещение. Местное создаётся световым потоком, направленным вниз (одна лампа накаливания в 100, 150, 200 Вт), а общее – световым потоком, рассеянным во всех направлениях (несколько ламп в 15-40 Вт).

Наиболее рациональным является принцип зонального освещения, основанный на использовании общего, комбинированного или местного освещения отдельных функциональных зон. Если при освещении этих зон этих зон использовать лампы направленного света, настольные лампы, торшеры, бра, то в квартире станет уютнее, а следовательно, и комфортнее. Для такого зонального освещения подходят лампы в 1,5-2 раза менее мощные, чем в подвесных светильниках. В результате на комнату 18-20 кв. м экономится до 200 кВт*ч в год.

Между отдельными источниками света существует большая разница в световой отдаче, лк/Вт:

Лампа накаливания 12

Галогенная лампа 22

Люминесцентная лампа 55

Ртутная лампа высокого давления 55

Галогенная лампа высокого давления 80

Натриевая лампа высокого давления 95

Лампы накаливания являются традиционными и широко применяемыми источниками света. Весьма ощутимую экономию электроэнергии при использовании ламп накаливания могут дать следующие мероприятия:

— применение криптоновых ламп накаливания, имеющих световую отдачу на 10% выше, чем у ламп накаливания с аргоновым наполнением;

— замена двух ламп меньшей мощности на одну несколько большей мощности. Например, использование 1 лампы мощностью 100 Вт вместо 2 ламп по 60 Вт каждая экономит при той же освещённости потребление энергии на 12%;

— поддержание допустимого напряжения. Для нормальной работы электрических ламп необходимо, чтобы отклонение напряжения не выходило за пределы –2,5% и +5% от номинального. Световой поток ламп зависит от уровня напряжения. Так, при снижении напряжения на 1% у ламп накаливания световой поток уменьшается на 3-4%;

— периодическая замена ламп к концу срока службы (около 1000 ч). Световой поток ламп накаливания к концу срока службы снижается на 15%;

— периодическая чистка от пыли и грязи ламп, плафонов и осветительной арматуры. Не чистившиеся в течение года лампы и люстры пропускают на 30% света меньше, даже в сравнительно чистой среде. На кухне с газовой плитой лампочки грязнятся намного быстрее;

—> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ

«Роль электричества в жизни человека

15.08.2014

Ни один дом не сможет обойтись без электроэнергии. На работе, в быту и даже в хозяйстве вы и дня без нее не сможете. Электроэнергия – это физический термин, который часто применяется в технике и в быту для определения количества электрической энергии, передаваемую генератором, в электрическую сеть или ту которую получает из сети потребитель. Под определение электричества применяют такие параметры как напряжение, частота и количество фаз, электрический ток. Электрическая энергия также является товаром для энергосбытовых компаний и крупные потребители — участники опта. Электроэнергию вырабатывают на электростанциях, таких как ТЭС (теплоэлектростанция), ГЭС (гидроэлектростанция) и АЭС (атомные станции).

В повседневной жизни электричество сопровождает нас весь день. Ежедневно каждый второй человек включает телевизор, компьютер, а холодильник нуждается в электричестве постоянно. Оно существенно сокращает количество проделанного вами труда вручную. Электроэнергия применяется для освещения помещений и улиц, создания микроклимата (вентиляторы, ионизаторы, кондиционеры, приборы для отопления), хранения продуктов питания (морозилки, холодильники), приготовления пищи (плиты, СВЧ печи, соковыжималки, кофеварки, кухонные комбайны т. д.), уборки квартиры (пылесосы), стирки и сушки белья (стиральные машины, электросушилки и утюги). На заводах или фабриках в электроэнергии нуждаются постоянно. Оно приводит в действие станки, электромашины, компьютеры и т. д. Электричество снабжает дома, при помощи трансформаторных подстанций.

Ни одна стройка не обойдется без электроэнергии, но тут будут также нужны трёхфазные электросчётчики меркурий 230. Для того чтобы что-нибудь построить или сделать ремонт вы не сможете обойтись без электроприборов и электрического оборудования. Например, такого как дрель, болгарка, шуруповерт, перфоратор, бетономешалка многие другие. Кроме этого, если дом строится, так сказать с нуля, работникам нужно будет как-то питаться, в этом тоже электричество поможет, так как существую электроплитки, а если все это действие проходит зимой им нужно еще как-то согреваться, с этим вам поможет электрический обогреватель. Электричество, даже может заменить вам газопровод, при помощи электрокотлов и электроплит. Их недостатком является то, что при отсутствии электричества (по техническим неполадкам или другим причинам) ваши приборы не будут работать и производить тепло. Но для таких случаев существуют генераторы, которые смогут некоторое время снабжать вас электрической энергией.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о