Cветодиодные лампы в быту Исследовательская работа на тему
 Скачать 4.54 Mb.
|
« Cветодиодные лампы в быту»Исследовательская работа на тему: Швалев В.Е. Сернурская СОШ № 2, 9 «А» класс, пгт Сернур Научный руководитель: Учитель физики Онучина В.И. Сернурская СОШ № 2, пгт Сернур,Республика Марий Эл АктуальностьЭлектрические источники света появились более 130 лет назад, и за все эти годы люди использовали два типа источников света — тепловые и газоразрядные. И только в самом конце 20-го века появился третий тип электрических источников света светодиоды. Светодиодное освещение – это одна из перспективных технологий искусственного освещения. Цель работы:Исследовать особенности свечения светодиодных ламп, разработать рекомендации по их использованию и ремонту в быту. Задачи исследования:1.Изучить принцип действия светодиодов 2.Провести испытание светодиода 3.Исследовать причины выхода из строя светодиодных осветительных элементов 4.Разработать рекомендации по ремонту светодиодных ламп 5. Сконструировать самодельный прибор со светодиодом 6. Осуществить на практике замену люминесцентной лампы на светодиодную Предмет - светодиоды различных конструкций Объект исследования - принципы получения свечения и использование в бытуМетоды исследования: 1. Изучение литературы и других источников информации 2. Анализ, синтез, сравнение информации 3. Проведение экспериментов, измерений; 4. Конструирование приборов . В 1923 году О. В. Лосев, экспериментируя в Нижегородской радиолаборатории с выпрямляющим контактом из пары карборунд — стальная проволока, обнаружил в точке контакта двух разнородных материалов слабое свечение — электролюминесценцию полупроводникового перехода (в то время понятия «полупроводниковый переход» ещё не существовало). Это наблюдение было опубликовано, но тогда весомое значение этого наблюдения не было понято и потому не исследовалось в течение многих десятилетий. Первый красный светодиод был создан в 1962 г. американским учёным и изобретателем Ником Холоньяком в компании General ElectricВ конце 80-х годов, благодаря работам Ж. И. Алферову были созданы принципиально новые полупроводниковые материалы, позволившие сразу на несколько порядков увеличить мощность, яркость, световую отдачу и срок службы светодиодов. В 1990 году японский физик Судзи Накамура, работавший в то время на японскую корпорацию Nichia Chemical Industries, изобрел дешевый синий светодиод Нобелевская премия по физике 2014 года присуждена японским ученым Исаму Акасаки, Хироси Амано и Судзи Накамуре за прорыв в технологиях искусственного света, за создание голубых светодиодов с уникальными техническими, экономическими и экологическими свойствами и характеристиками. «Премию дали не просто за голубой свет от полупроводникового устройства, а за рабочую технологию с хорошим квантовым выходом. На этом основаны все светодиодные лампочки… Сегодня общепризнано, что за светодиодными лампами будущее, они экономны, экологичны, долговечны и ярки. То, что через какое-то время все освещение будет таким – это суперважно. Так как четверть всей производимой электроэнергии в России расходуется на освещение» А. Рубцов, профессор физического факультета МГУ, руководитель научной группы Российского квантового центра Так что же такое светодиод?Светодиод - полупроводниковый диод, с электронно-дырочным (p-n) переходом, с односторонней проводимостью, обладающий излучающими свойствами. В процессе эволюции полупроводниковой техники эти свойства изучались, развивались и совершенствовались Устройство светодиода1 - полупроводниковый кристалл 2 - проводящая подложка 3 – вывод отрицательной полярности (катод) 4 – вывод положительной полярности (анод) 5 – отражатель 6 - корпус VD Условное графическое изображение на схемах + - Принцип действия светодиодовТехнические характеристики светодиодов1. Квантовый выход (энергия выхода фотонов), эВ 2. Световой поток, лм 3. Светоотдача, лм/Вт 4. Сила света, кд 5. Яркость, кд/кв.м 6. Номинальный ток, мА 7. Номинальное напряжения, В Достоинства светодиодыДостоинства светодиоды Безопасность Простота использования и обслуживания Разнообразие форм Большой срок службы Прочность Возможность комбинирования различных цветов Низкое потребление электроэнергии Испытание светодиода Результаты экспериментов
Важно знать! 1) Непосредственное подключение светодиода к источнику напряжения может вызвать мгновенный выход из строя. 2) Недопустимо подавать на светодиоды напряжение обратной полярности. Виды светодиодных лампСветодиодные лампы повторяют все возможные виды ламп накаливания, галогенных и люминесцентных ламп. Выпускаются обычные лампы-"груши", "свечки" и "шарики ". Исследование освещенности стола от различных лампОборудование: Лампы на 150 Вт , 24 Вт и 25 Вт , люксометр (смартфон), .
В работе выполнено сравнение освещенности различных ламп люксометром через программу мобильного телефона и получены следующие результаты: В работе даны основные причины выхода из строя светодиодных осветителей в быту: высокие Исследование основных причин выхода из строя осветительных элементов:Высокие перепады напряжение. Неправильно подобранный светильник, в частности, неподходящая конфигурация плафона. Некачественные элементы конструкции. В первую очередь это касается светоизлучающих элементов Ошибки при организации системы освещения своими руками, в частности, это касается электропроводки. Внешние факторы. Сильные вибрации, постоянные удары могут сказаться на работе Устранение неполадок, связаных с вилкойУстранение нагара на усикахНаличие нагара на усиках и центральном контакте патрона свидетельствует о том, что имеет место электрическая дуга Порядок замены сгоревшего светодиода:Вскрываем лампочку с помощью растворителя и ножа Ищем перегоревший светодиод, так как все светодиоды включены последовательно неисправность одного приводит к размыканию цепи. Решается проблема просто. Нужно замкнуть перегоревший светодиод накоротко , и ток в цепи потечет снова. Для этого я просто уберу перегоревший светодиод и запаяю. Проверяем лампочку на работоспособность, и после, если всё сделано правильно, то собираем её. Замена люминесцентной лампы на светодиоднуюhttps://disk.yandex.ru/client/disk?idApp=client&dialog=slider&idDialog=%2Fdisk%2Fзамена%20ламп%20финал.avi Ссылка на видео в ВК Если старый советский светильник с люминесцентными лампами дневного света вышел из строя, или вам надоело менять в нем стартера, утилизировать сами лампы (а просто так выкидывать их в мусорку уже давно нельзя), то его с легкостью можно переделать в светодиодный. Самое главное, что у люминесцентных и светодиодных ламп были одинаковые цоколи. Как это сделать я покажу в видео. Самодельный прибор со светодиодом Бывает сильная и срочная надобность просверлить в стене отверстие под дюбель. Как при этом не попасть в проходящую проводку? К счастью, такой прибор, который покажет, где проходит проводка просто сделать самому, обладая даже начальными азами электроники. Вот мой прибор: Выводы:1.Изучен принцип действия светодиодов 2.Проведено испытание светодиода 3.Проведено исследование причины выхода из строя светодиодных осветительных элементов 4.Разработаны рекомендации по ремонту светодиодных ламп 5. Сконструирован самодельный прибор со светодиодом 6. Осуществлено на практике замену люминесцентной лампы на светодиодную ЗаключениеСветодиоды - это не дань моде, а уже насущная необходимость цивилизации, озабоченной вопросами энергоэффективности и энергосбережения. С этой точки зрения у светодиодных источников света, исходя их технических характеристик, очень большое будущее. Кроме того, применение контроллеров даёт возможность добавить в современные лампы сервисные функции. Лампу можно будет включать по радиоканалу или с помощью инфракрасного пульта управления, аналогичного телевизионному. Или же с помощью компьютера, используя Вluetooth. Можно будет осуществлять управление лампой от встроенных в неё датчиков звука, освещённости, движения. То есть инженеры движутся в сторону решения проблемы «умного дома», где одной из основополагающих концепций является идея энергосбережения. Литература 1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б, Сотский Н. Н. Физика -10. – М.: Просвещение, 2009. 2. Поваляев О. А. И др. Электричество 2. Руководство по выполнению экспериментов. – М.:МГИУ, 2006. С. 8. 3. Козлова Н. Д. Полупроводниковые источники излучения (по материалам Интернета).// Физика. 2006. № 14. С. 40-41. 4.Транковский С. Три источника и три составные части электрического освещения. //Наука и жизнь. 2009. № 12. С. 23 – 25. 5. Решетов В. Сияющий кристалл. // Вокруг света. 2010. №10. С.166-175. 6. О светодиодах (по материалам Интернета). //Радиомир. 2010. № 7-10. |