Электр үнемдеуші лампаның нарықтық бағалылығы

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым Министрлігі

Қазақстан Республикасының Кіші Ғылым Академиясы

Бәкір Нұрай

Сатқанбай Бағжан

9 сынып оқушылары

№16 орта мектебі

Алматы облысы

Іле ауданы

Междуреченск ауылы

ЭЛЕКТР ҮНЕМДЕУШІ ШАМЫНЫҢ НАРЫҚТЫҚ БАҒАЛЫЛЫҒЫ

Секция: физика

Ғылыми жетекші:

Мұратқызы Назерке

Физика пәнінің мұғалімі

№16 орта мектеп

Ғылыми кеңесші:

Өтеген батыр кенті

2019 жыл

Мазмұны

Пікір................................................................................................................................................3

Пікір................................................................................................................................................4

Тезис…………………………………………………………………………................................5

Тезис…………………………………………………………………………................................6

Thesis...............................................................................................................................................7

Кіріспе.............................................................................................................................................8

1.Зерттеу бөлімі:

1.1 Алғашқы газразрядты қыздыру шамдарының шығу тарихы, жұмыс істеу принципі, артықшылығы мен кемшілігі......................................................................................................10

1.2 Энергия үнемдеуші люминесцентті шамының шығу тарихы, жасалу құрылымы.....................................................................................................................................13

3. «Технолайт» энергия үнемдеуші шамының артықшылығы мен кемшілігі.................................................................................................................................15

4. «Технолайт» энергия үнемді шамы мен қыздыру шамын пайдаланатын жанұялардың экономикалық шығыны мен пайдасының салыстырмалылығы.......................................17

5. «Технолайт» энергия үнемдеуші шамының нарықтық бағалылығы................................18

6. Безендірілген материалдар...................................................................................................20

2. Қорытынды...............................................................................................................................25

Пайдаланылған әдебиеттер.........................................................................................................26

Бәкір Нұрай мен Сатқанбай Бағжанның «Электр үнемдеуші лампаның нарықтық бағалылығы» атты ғылыми жұмысына

Пікір

Оқушыларымыз шұғылданып жүрген ғылыми жұмысында экономиканың даму қарқынындағы қосымша электр энергиясын үнемді пайдаланудағы роліне тоқтаған. Көп іздене білген. Олар өздерінің таңдаған тақырыбының мақсаты бойынша қарапайым қыздыру шамдары мен энергия үнемдеуші люминесцентті шамды салыстыра отырып, өздері тұратын ауылдағы екі тұрғын үйдің (біріншісі, қарапайым қыздыру шамдарын пайдаланады, ал екіншісі энергия үнемдеуші люминесцентті «Технолайт» лампаларын өз қолданыстарына енгізген) 3 айлық есептік – көрсеткішін есептеп, зерттеп көрген. Және де энергия үнемдеуші люминесцентті «Технолайт» шамының қарапайым қыздыру шамынан әлдеқайда тиімді екенін дәлелдей отырып, кесте, диаграмма тұрғызған.

Өздерін бәсекеге қабілетті деп санайтын, дарынды, өнерпаз қос шынарымыз келекшекте өмірлерін, таңдаған мамандықтарын физикамен ұштастыруды көздеп отыр.

Қазақстанның әртүрлі өңірлеріндегі электр энергиясын өндіру және тұтыну серпінін талдау энергия тұтынудың өсу қарқынының айтарлықтай ұлғайғандығын көрсетеді және бұл үрдіс алдағы уақытта сақталады. Еліміздің генерациялаушы қуаты бүгінде шамамен 80 миллиард кВт∙сағат өндіруге қабілетті, бірақ келесі жылдардың өзінде-ақ бұл көлем жеткіліксіз болады.

Бүгінгі күннің өзінде жоғары вольтті желілер мен диспетчерлік пункттердің жарақтарының жартысы өзінің тиісті мерзімін өтеген, сондықтан жаппай қатардан шығу қаупін туғызуда. Сол себепті қарқындап келе жатқан әлемдік энергия тапшылығының алдын алу үшін, электр энергетикасын тереңірек дамыту қажеттілігі бүгінгі күні аса өзекті жайт. Осыған орай, жеткілікті мөлшерде қауіпсіз болып саналатын электр үнемдеуші (люминесценциялық) лампаларды нарықта, тұрмыста қамтамасыз ету, заманымыздың өзекті мәселесі болып отыр.

Сондықтан оқушыларымыздың шұғылданып жүрген ғылыми жұмысының маңызы зор. Келешекте электр энергиясы – болашақта Қазақстан еліне жетекші роль атқаратынына сенімдімін.

Бәкір Нұрай мен Сатқанбай Бағжанның «Электр үнемдеуші лампаның нарықтық бағалылығы» атты ғылыми жұмысына

Пікір

Біздің мектебіміздің мақтаныштары дарынды, білімді қыздарымыз Бәкір Нұрай және Сатқанбай Бағжан «Энергия үнемдеу бүгінгі таңда біздің өміріміздің пәлсапасына, нақты күнделікті тұрмыс шартына айналуы қажет. Сондықтан әрбір адам өзіне қажетті тұрмыс техникаларын таңдаған кезде энергиялық жағынан тиімді қондырғыларға басымдық беруі қажет» деген пікірді ұстануда.

 Энергия қорларын үнемдеу XXI ғасырдың аса маңызды міндеттерінің бірі болып табылады. Бүгінгі күнде әлемнің өнеркәсібі дамыған барлық мемлекеттерінде энергия үнемдеу мәселелері қарқынды шешілуде. Қайта жаңаратын жергілікті энергия көздері, әсіресе электр энергиясынан тапшылық көретін аудандар үшін, орталықтандырылған экономикалық баламалы энергия үнемдеу болып табылады.

Оқушыларымыз шұғылданып жүрген ғылыми жұмысында экономиканың даму қарқынындағы қосымша электр энергиясын үнемді пайдаланудағы роліне тоқтаған. Көп іздене білген. Мақсаттарына жеткен. Олар өздерінің таңдаған тақырыбының мақсаты бойынша қарапайым қыздыру шамдары мен энергия үнемдеуші люминесцентті шамды салыстыра отырып, өздері тұратын ауылдағы екі тұрғын үйдің (біріншісі, қарапайым қыздыру шамдарын пайдаланады, ал екіншісі энергия үнемдеуші люминесцентті «Технолайт» лампаларын өз қолданыстарына енгізген) 3 айлық есептік – көрсеткішін есептеп, зерттеп көрген. Және де энергия үнемдеуші люминесцентті «Технолайт» шамының қарапайым қыздыру шамынан әлдеқайда тиімді екенін дәлелдей отырып, кесте, диаграмма тұрғызған.

Мемлекетіміздің Тұңғыш Президенті Н.Ә.Назарбаева «Еліміздің болашағы - білімді жастар» деп зор сенім артқанындай, келешек ұрпақ, жастарымызға көптеген міндеттер, жаңа технологиямен қаруланған білім алу керектігі айтпаса да белгілі. Сол жастардың бірі – Нұрай мен Бағжан өз жұмыстарында көп ізденіп, мектептегі оқушыларға үлгі болды. Аудандық «КҒА» ғылыми – практикалық конференциясында өз жұмыстарын жоғары дәрежеде қорғап, өздерін көрсете алады деген сенімдеміз.

Ғылыми жетекші

Физика пәні мұғалімі Мұратқызы Назерке

ЭЛЕКТР ҮНЕМДЕУШІ ШАМЫНЫҢ НАРЫҚТЫҚ БАҒАЛЫЛЫҒЫ

Бәкір Нұрай, Сатқанбай Бағжан 9 сынып,

«№16 орта мектебі» МКМ,

Жетекшісі: Мұратқызы Назерке

Гипотеза: Келешекте «Технолайт» энергия үнемдеуші лампадан да тиімділігі 2 – 3 есе жоғары шамдар пайда болама? Қарапайым халық жылдар бойы пайдаланып келген қыздыру шамдарының денсаулыққа және адам өміріне қауіп төндіретінін ескере отырып, заман талабы «Үнемді, пайдалы, сапалы» деген атқа ие жаңаша үлгідегі люминесцентті шамдар нарықта озық бола алады ма?

Өзектілігі: «Технолайт» шамының нарықтық – экономикадағы тиімділігінің зор екендігіне көз жеткізіп, келешекте кең түрде қолданысқа енгізу.

Мақсаты: 1. Физикалық принцип негізінде жасалған жаңа үлгідегі энергия үнемдеуші «Технолайт» күндізгі жарықты разрядты лампаның жарық шығару қабілеті 5 есе жоғары, 20 есе ұзақ жұмыс істейтініне көз жеткізу

2. Шашырандылық ауқымы мол, түстілік спектрі кең, электр энергиясын 5 есе аз пайдалана отырып, ақша шығынын үнемдейтін, бағасы да қол жетімді, нарықтық бағалылығы жоғары лампаны халық назарына ұсыну

Зерттеу әдістері:

1. Ғылыми жұмыс бағдарламасы, жұмыстың құрылымы жасалды.

2. Баспасөз ақпараттары, керекті материалдар меңгеріліп, жинақталды.

3. Қазіргі «Технолайт» шамы мен бұрынғы қыздыру шамдарын пайдаланатын тұрғын үй, т.б орындармен іскерлік байланыс жүргізілді:

А) ауыл тұрғындармен;

Б) оқушылармен;

В) көрші - қолаңдармен

Зерттеу бөлімі: Зерттеу жұмысымыз нақты талданды, салыстырмалы түрде анализ жүргізіліп, бақылаудан (эксперименттен) өтті. Диаграммалық кесте құрылып, есептеулер жүргізілді.

Қорытынды: Қазіргі кезде бүкіл әлем электр энергия тапшылығы проблемасына тап болды. Бірақ адам баласы қандай мәселе туындамасын оны шешуге қашан да дайын. Сондықтан да электр энергия қорегін үнемдеу мақсатында ғалымдар ірі көлемді ғылыми зерттеу жұмыстарын жүргізіп, шам құрылғылар өндірісінде елеулі жетістіктерге  қол жеткізген. Сонымен,  қызу шамдарын люминесцентті жарық шамдарына ауыстыру жұмыстары мемлекеттің қолдауымен жүргізіліп жатқанымен, қалың жұрт оларға көшуге асықпай отыр. Бірақ өз тиімділігін көрсеткен жаңа технологиялық өнімге толық көшетін күнде алыс емес

Пайдаланылған әдебиеттер:

1. Б.А.Кронгарт, Ш.Б.Насохов, «Физика» оқулығы, 8 сынып

2. «Физика» оқулығы 10 сынып, «Жартылай өткізгіштер. Жартылай өткізгішті аспаптар»

3. «Физика» оқулығы 11 сынып, «Сәуле шығару түрлері, Жарық көздері»

4. С.И.Вавилов «Люминесценттік жарықтың поляризациясы»

5. «Қаражат үнемдеудің тиімді жолдары» , «Ақшам» газеті, 09.07. 2018 жылғы шығарылым

Электрондық дереккөздер:

1. https://massaget.kz/layfstayl/bilim/zharatylystanu/405/

2. https://massaget.kz/kyizdarga/shayra/28138

Рыночная стоимость энергосберегающих ламп

Бакир Нурай, Сатканбай Багжан 9 класс,

КГУ " Средняя школа № 16» ,

Руководитель: Мураткызы Назерке

Гипотеза: Могут ли в будущем появится энергосберегающиеся лампы 2 – 3 раза мощнее чем лампы «Технолайт»? Учитывая, что обычные лампы накаливания представляют опасность для здоровья и жизни человека, могут ли современные люминесцентные лампы нового типа, имеющие название как «экономичный, полезный, качественный», быть самыми передовыми на рынке?

Актуальность: Убедившись в том, что лампа «Технолайт» имеет большую эффективность в рыночной экономике и в дальнейшем будет широко внедряться.

Цель: 1. Убедиться в том, что энергосберегающая лампа дневного света «Технолайт» нового типа, изготовленная на основе физического принципа, работает в 5 раз выше, чем в 20 раз дольше.

2. Представить вниманию населения лампу с большим масштабом рассеивания, широким спектром цветности, экономикой денежных расходов, с использованием электроэнергии в 5 раз меньше, доступной по цене, с высокой рыночной ценностью.

Методы исследования:

1. Составлена программа научной работы, структура работы.

2. Освоены и собраны печатные материалы.

3. Проведена деловая связь с существующими электросберегающие лампы «Технолайт» и жилыми помещениями, использующими ранее лампы накаливания и т. д.:

А) сельского населения;;

Б) с учащимися;

В) с соседями.

Исследовательская часть: Наша исследовательская работа была проанализирована, проведен сравнительный анализ, прошел контроль (эксперимент). Составлена диаграммная таблица, произведены расчеты.

Заключение: В настоящее время весь мир сталкивался с проблемой дефицита электроэнергии. Но когда человек готов к решению каких-либо проблем не возникнет. Поэтому в целях экономии электроэнергии ученые провели крупномасштабные научные исследования и добились значительных успехов в производстве ламповых приборов. Таким образом, замена ламп накаливания на люминесцентные лампы осуществляется при поддержке государства, а широкие слои населения не спешат переходить к ним. Но далеко не в день полного перехода на новую технологическую продукцию, показавшую свою эффективность.

Использованная литература:

1.Кронгарт Б.А., В. Д. Насохов, учебник «Физика», 8 класс

2. учебник «Физика» 10 класс, «Полупроводники. Полупроводниковые приборы»

3. учебник «Физика» 11 класс, «виды излучения, источники света"»

4. С. И. Вавилов «Поляризация люминесцентного освещения»

5. "Эффективные пути экономии средств", газета "Ақшам", выпуск от 09.07 2018 года

Электронные источники:

1. Общие положения https://massaget.kz/layfstayl/bilim/zharatylystanu/405/

2. https://massaget.kz/kyizdarga/shayra/28138

The market value of energy – saving lamps

Bakir Nurai, Satkanbay Bagzhan, 9 grade, «School №16»

Scientific leader: Muratkyzy Nazerke

Hypothesis: Can energy – saving lamps appear in the future 2 – 3 times more powerful than «Technolight» lamps? Given that conventional incandescent lamps pose a danger to human health and life, can modern fluorescent lamps of a new type, having the name as "economical, useful, high-quality", be the most advanced on the market?

Relevance: Making sure that the lamp «Technolight» has great efficiency in the market economy and will be widely implemented in the future.

Purpose: 1. Make sure that the energy-saving daylight lamp «Technolight» of the new type, made on the basis of the physical principle, works 5 times higher than 20 times longer.

2. To present to the population a lamp with a large scale dispersion, a wide range of color, economy of expenditures, with the use of electricity in 5 times less affordable, with a high market value.

Method of research:

1. The program of scientific work, structure of work is made.

2. Mastered and collected printed materials.

3. А business connection with the existing fixtures "Technolight" and residential premises using previously incandescent lamps, etc.:

A) rural population;

B) with students;

C) with neighbors.

Research part: Our research work was analyzed, comparative analysis was carried out, control (experiment) was carried out. The diagram is composed of a table produced by the calculations.

Conclusion: Currently the whole world is faced with the problem of shortage of electricity. But when a person is ready to solve any problems will not arise. Therefore, in order to save energy, scientists have conducted large-scale scientific research and have made significant progress in the production of lamp devices. Thus, the replacement of incandescent lamps with fluorescent lamps is carried out with the support of the state, and the General population is in no hurry to move to them. But not on the day of the full transition to new technological products that have shown their effectiveness

Literature used:

1.Krongart B. A., V. D. Nasokhov, textbook «Physics», 8th grade

2. Тextbook «Physics» grade 10, «Semiconductors. Semiconductor device»

3. Textbook «Physics» grade 11, «Тypes of radiation, light sources»

4. «Polarization of fluorescent lighting» S. I. Vavilov

5. «Effective ways to save money», «Aksham» newspaper, issue of

09.07 2018

Electronic source:

1. General provisions https://massaget.kz/layfstayl/bilim/zharatylystanu/405/

2. https://massaget.kz/kyizdarga/shayra/28138

Кіріспе

Электр қуатының қорларын үнемдеу XXI ғасырдың жаһандық аса маңызды мәселелерінің біріне айналды. Бүгінгі күнде әлемнің өнеркәсібі дамыған барлық мемлекеттерінде энергия үнемдеу мәселелері қарқынды шешілуде.Себебі, электр қуатын көп тұтыну оны өндіруге жұмсалатын шикізат көздерін көп пайдалануға ғана емес, жаһандық экологияға да көп залал келтіруде. Сондықтан адамзат болашағы үшін алаңдайтын әрбір азамат электр қуатын күнделікті тұрмыста үнемдей алудың алғышарттарын білуі қажет. Қайта жаңаратын жергілікті энергия көздері, әсіресе электр энергиясынан тапшылық көретін аудандар үшін, орталықтандырылған экономикалық баламалы энергия үнемдеу болып табылады. Осыған байланысты, Министрлікте «Қайта жаңаратын энергия көздерін қолдау туралы» Заңының жобасы әзірленді. Аталған заң жобасы Қазақстан Республикасы Президентінің 2007 жылғы 28 ақпандағы табиғат ресурстарының орынды пайдаланылуы және қоршаған ортаның ластануы, ескірген және «лас» технологиялардың бақылаусыз енуі, қайта жаңаратын қорлардың тиімсіз пайдаланылуы проблемаларын шешу үшін Қазақстан Республикасының тиімді заңнамалық базасын қалыптастыру мақсаты қойылған Жолдауын іске асыруға бағытталады. Қайта жаңаратын энергия көздерін пайдалану үлесін көбейту, өндірістің энергия сыйымдылығын және оның экологияға әсерін, соның ішінде көшетхана газдарының тасталуын төмендету «Қайта жаңаратын энергия көздерін қолдау туралы» Заңын қабылдаудың мақсаты болып табылады.

Энергия үнемдеу туралы 1997 ж. 25 желтоқсандағы № 210-1 Қазақстан Республикасының Заңы Қазақстан Республикасының Конституциясына негiзделедi.

Энергия үнемдеу саласындағы мемлекеттiк саясаттың негiзгi принциптерi:
отын-энергетика ресурстарын пайдалану тиiмдiлiгiн арттырудың оларды шығару мен жылу және электр энергиясын өндiрудi молайтудан басымдығы;
отын-энергетика ресурстарын және (немесе) энергияны шығару, өндiру, ұқсату, тасымалдау және пайдалану кезiндегi адамның қауiпсiздiгi мен денсаулығын, оның өмiрiнiң әлеуметтiк-тұрмыстық жағдайларын, қоршаған ортаны қорғауды қамтамасыз етудегi басымдық;

Алаштың айбыны мен айбарына айналған ажарлы Нұрсұлтанда Бүкіләлемдік EXPO-2017 көрмесі өтті. Тақырыбы: «Болашақ энергиясы» бұл бүкіл әлем үшін маңызды тақырып болды, келекшекте де бола береді.

Энергия үнемдеу бүгінгі таңда біздің өміріміздің пәлсапасына, нақты күнделікті тұрмыс шартына айналуы қажет. Сондықтан әрбір адам өзіне қажетті тұрмыс техникаларын таңдаған кезде энергиялық жағынан тиімді қондырғыларға басымдық беруі қажет.

Энергия шегі жоқ дүние емес, оны үнемдеу қажеттігі және оны үнемдеу әлемнің экологиялық жағдайын жақсарту жолдарының бірі екені қарастырлып отыр. Энергияны тиімді пайдалану үйден басталатындығы және мысалға ала отырып үйді жарықтандыруға пайдаланылатын шамдардың түрлерін салыстырып шағын есептеу жасалынды. Энергия үнемдеуші шамдарды пайдалудың оң және теріс әсерлері қарастырылды.

1992 жылы Бразилияның Рио-де-Жанейро қаласында Біріккен Ұлттар Ұйымының қоршаған орта және даму тақырыбында конференция өтті.

Конференцияда әлемнің 197 елінің өкілдері бас қосты. Конференция нәтижесінде «тұрақты даму бағдарламасы» қабылданды. Бұл бағдарламаның мақсаты қазіргі заманда қоғамның мемлекетаралық, мемлекеттік, жергілікті және жеке тұтынушылар тарапынан әлемдік экологиялық апаттарды болдырмау шараларын қолға алуы қажет. Осы мақсатқа жетудің шешуші факторларының бірі энергияны үнемдеу мәселесі болып табылады.

Қазіргі кезде бүкіл әлем электр энергия тапшылығы проблемасына тап болды. Бірақ адам баласы қандай мәселе туындамасын оны шешуге қашан да дайын. Сондықтан да электр энергия қорегін үнемдеу мақсатында ғалымдар ірі көлемді ғылыми зерттеу жұмыстарын жүргізіп, шам құрылғылар өндірісінде елеулі жетістіктерге  қол жеткізген. Сонымен,  қызу шамдарын люминесцентті жарық шамдарына ауыстыру жұмыстары мемлекеттің қолдауымен жүргізіліп жатқанымен, қалың жұрт оларға көшуге асықпай отыр. Бірақ өз тиімділігін көрсеткен жаңа технологиялық өнімге толық көшетін күнде алыс емес

1.Зерттеу бөлімі

1. Алғашқы газразрядты қыздыру шамдарының шығу тарихы, жұмыс істеу принципі, артықшылығы мен кемшілігі

Алғашқы қыздыру шамын 1878 жылы әйгілі өнертапқыш Томас Эдисон ойлап тауып, оның электротехникалық өндірістік үлгісін жасады. Оның негізінде АҚШ – та, Германияда, Швейцарияда, Швецияда арнайы электротехникалық коммерциялық компаниялар құрылып, электр қыздыру шамдарын сату арқылы сан миллиард табысқа қол жеткізді.

XIX ғасырдың соңында Еуропа көшелерінде пайда болған электр шамының тарихы кім-кімді де қызықтырмай қоймас. Алғашында қала көшелері мен орталық алаңдарда орнатылған электр шамдары тез арада әрбір үй мен пәтерге көшіп, халық өмірінің айырылмас бөлшегіне айналды. Бұл – адам баласының ойлап тапқан тағы бір ерекше жаңалығы еді.

XIX ғасырда кең қолданылған электр шамдардың екі түрін атап кетуге болады: доғалық және қызу шамы. Доғалық шамдар қызу шамдарына қарағанда бұрын пайда болған. Олардың жарықтануы доғалық кернеу деп аталатын өте қызықты үрдіспен сипатталады. Екі сым өткізгішті үлкен мәнді тоқ көзіне қосып, бір-бірімен біріктіріп, кейін араларын бірнеше миллиметрге ажыратса, өткізгіштердің шеттерінде жарық сәуле пайда болады. Ал екі сымның орнына ұштары ұшталған көмір өзекше қолданылса, жарықтану одан әрі жарық, әдемі болып шығады. Өткізгіштердің арасындағы кернеу неғұрлым жоғары болса, сәулелену соғұрлым жарық болады. Алғаш рет кернеу доғасы үрдісін орыс ғалымы Василий Петров 1803 жылы байқаған болатын.
Ал 1810 жылы осындай ғажайып ашылуды ағылшын физигі Деви жасаған. Екеуі де доғалық кернеуді жарықтандыру мақсатында қолдануға болады деген шешімге келген. Бірақ көмір өзекшелері бірнеше минут қана жұмыс істеп, істен шығып отырғандықтан, күнделікті қолданыс үшін тиімсіз еді. Электрод ретінде басқа материал қажет болатын. Доғалық шамдардың тағы бір кемшілігі – электродтар жанып кеткен сайын оларды бір-біріне жақындату керек. Екеуінің арасы белгіленген минимумнан асқан кезде шамның жарықтануы біртексіз болып, жылт-жылт жанып, істен шығып кетуге дейін баратын. Бұл жағдайда қызу шамдары әлдеқайда тиімдірек болған. Олардың құрылысы баршамызға мәлім: жіңішке өткізгіш жіптен өткен электр тоғы оны белгілі бір температураға дейін қыздырады да, жарық сәуле пайда болады. 1820 жылы француз ғалымы Деларю осындай бірінші шам жасап, құрылғының қызу элементі ретінде платина өзекшесін пайданған. Осы жағдайдан кейін қызу шамдары жарты ғасырға дейін қолданыс таппаған, себебі, қызу элементі ретінде лайықты сым табылмады. Алғашында көмір өзекшелері ыңғайлы болып көрінді. 1873 жылы орыс электротехнигі Лодыгин өзекшесі роторлық көмірден жасалған шам құрастырып қана қоймай, оны халық назарына ұсынған. Бірақ Лодыгиннің шамдары әлі де ақаулықтарға толы болған. 1878 жылы американдық электротехниктер Сойер мен Манн картон қағазын графит көмірінде күйдіру арқылы кішкентай көмір доға жасаудың тәсілін ойлап тапқан. Бұл  доғаларды шыны қалпақшалардың ішіне қондырғанымен, шам қысқа мерзім ғана жұмыс істейтін. 1879 жылы электр шамдарын жетілдіруге әйгілі американ өнертапқышы Томас Эдисон атсалысқан. Ол шамның ұзақ әрі біртекті жануы үшін өзекше ретінде лайықты материал тауып, қалпақшаның ішінде разрядталған кеңістік тудыру керектігін түсінген. Әр түрлі материалдармен мыңдаған эксперименттер жүргізген.

Қызу шамы — вольфрам қосылыстарынан жасаған бұранда сымнан тоқ өткізіп қыздырудың арқасында пайда болатын электрлік жарық көзі. Бұранда сым мөлдір вакуумды немесе инерт газымен толтырылған ыдысқа орналастырады. Электр тоқ вольфрам жібінен өткен кезде кең спектрде сәуле тартады соның ішінде көрінетін сәулелер бар.

Қызу шамын үйдің ішіне жарық түсіруге,сондай-ақ автомобиль фарларына, тігін машинасына, қалта фонарына ,фотосуретке түсіру кезінде тағы басқаға пайдаланылады. Тұрмыстық құралдарда қуаты 15 Вт-тан 300 Вт-қа, 220 В не 127 В кернеуге есептелген қыздыру шамдары қолданылады. Жарық түсіру шамдарының криптонды және бисприральды түрлері де болады. Криптонда шам инертті газ-криптонмен толтырылады, электр энергиясын кәдімгі шамдармен бірдей тұтынғанымен, жарық түсіру қуаты олардан жоғары болып келеді. Мұндай шамдардың қуаты 40, 60, 75 және 100 Вт болатын түрлері шығарылады. Биспиральды шамның қыздыру қылы жуантық доға не жартылай сақина түрінде болады. Ол сыртында жіңішке сым оралған вольфрам спиральдан жасалады да, қуаты кәдімгі қылдан әлде қайда жоғары болады.

Шамның цоколіне не шыны колбаның дөңес жағына зауыт маркасының белгісі: кернеуі-вольтпен ,қуаты-ваттпен көрсетіледі. (мыс.,220В, 40Вт немесе 220В, 100Вт.). Шамның қызмет мерзімі кернеу күші белгіленген мөлшерден артпаған жағдайда 1000 сағатқа жуық болады. Егер желідегі кернеу арттып кетсе (тіпті, қысқы уақыт болсын), шам істен тез шығады. Осы жағдайды ескере отырып өндіріс орындары кәдімгі шамдармен бірге, жоғары кернеуге арналған шамдар (мыс., 235-245В) шығарады.

Қыздыру шамдарының бір түрі галогенді шамдар энергия көзін 30-50%-ға дейін үнемдеуге мүмкіндік береді. Бағасы 100 - 120 теңге аралығында Жарамдылық мерзімі – 3000 сағат (үздіксіз 125 күн)

Артықшылықтары:

– қазіргі таңда бағасы ең арзан шам болып табылады, оның құны орташа есепен 100 теңге;

– сәулені шашырату спектрі кең, табиғи жарық көздеріне ұқсас келеді;

– сыртқы температура жоғары жағдайда қолдану мүмкіншілігі бар.

Кемшіліктері:

– жарық берілісі өте аз, 10-15 лм/вт, оның себебі энергияның негізгі бөлігі жылулық энергияға түрлену арқылы шығынға ұшырайды;

– қызмет ету мерзімінің аздығы, оның себебі, біріншіден электр энергиясы сапасының нашарлығы, екіншіден электр тогы желілерінің қанағаттанарлықсыз жағдайда болуы;

– өрт қауіпсіздігі ережелеріне сәйкес, қыздыру шамдарын сыртқы қаптамасыз қолдануға рұқсат етілмейді. Себебі жұмыс істеу барысында шамдардың температурасы өте жоғары болады.

2. Энергия үнемдеуші люминесцентті шамының шығу тарихы, жасалу құрылымы.

1926 жылы Э.Джермер газразрядты күндізгі жарық шамын ойлап тауып, оған халықаралық патент алған. Ол патентті «General Electric» компаниясы сатып алған, 1938 жылы коммерциялық мақсатта көпшілікке люминесцентті күндізгі жарық шамын шығара бастаған.

Қазіргі «технолайт» электр шамы алғашқы разрядты шамның осы күнгі «ұрпағы» болып саналады. Электр тогының әсерінен сутекті газдың жарық беру құбылысын алған М.Ломоносов ашқан. XX ғасырдың ортасында күндізгі жарық шамы академик С.И.Вавиловтың басшылығымен жасалынған.

Бірінші рет көкшіл түсті жарық беретін газразрядты шамды 1856 жылы Г.Гейслер жасаған. 1891 жылы Н.Тесла газразрядты аргонды шамға алғаш патент алған. 1894 жылы М.Ф.Моор азот және көмірқышқыл газдарын пайдаланып, қызылтақ түсті люминесцентті шам жасауға қол жеткізеді. 1901 жылы П.К.Хьюитт сынаптың шамды жарықтандырылуын демонстрациялап көрсетті. Оның жарығы көп жасыл түсті болғандықтан ол практикада көп қолданылмайды. Э.Джермер газразрядты шам түтікшесінің ішкі қабырғасын флюоресцентті ұнтақпен «қаптау» арқылы, біртекті ақ түсті жарық алды. Сол себепті, Э.Джермер тапқан тәсіл қазіргі «технолайт» энергия үнемді шамдарды қолданылып келеді.

Газразрядты сынапты шамдар жоғары және төменгі қысымда болып шығарылады. Жоғары қысымды күндізгі жарық шамдары көбінесе көшелерді, аула алаңдарды жарықтандыру мақсатында пайдаланылады, ал үйлерде және күнделікті тұрмыста төменгі қысымды люминесцентті шамдар қолданылады.

Күндізгі жарықтың люминесцентті шам газразрядты жарық көзіне жатады. Газразрядтың әсерінен шамның ішінде ультракүлгін сәулелену пайда болады, ол люминофордың жәрдемімен жеткілікті мөлшердегі күндізгі жарыққа айналдырылады.

Люминесцентті шамның құрылымы: тығыз жабылған шыны түтік, шамның екі ұшындағы электродтардың разрядтарынан төменгі температуралы ультракүлгін сәулелер шығарылады, олар адам көзіне байқалмайды, сондықтан бөлмені жарықтандыруға жарамайды. Оны күндізгі жарыққа айналдыру үшін, шамтүтікшесінің ішкі қабырғасы арнайы қабатпен (люминофор) «қапталады». Ондай люминофор үшін галофосфатты кальций немесе ортафосфатты кальций – цинк ұнтақтары қолданылады. Сондай – ақ шам түтікшесі инертті газбен (аргон) және сынап буымен толтырылады. Сондай – ақ люминесценция құбылысының нәтижесінде әлсіз ультракүлгін сәулелерінен кәдімгі үйреншікті ақ жарық пайда болады. Люминофордың құрамын өзгерту арқылы, одан алынатын жарықтың түсін де өзгертуге болады.

127 В кернеуге 15 және 20 Вт қуатты люминесценттік шамдарды, ал 220 В кернеуге 18, 20, 36, 40, 80 және 125 Вт қуатты шамдарды даярлайды.

Люминесценттік шамдардың қызмет мерзімі – 5000 сағаттан бастап (208 күн немесе үздіксіз 6 ай) 20000 сағатқа (833күн немесе үздіксіз 2жыл) дейін артады.

3. «Технолайт» энергия үнемдеуші шамының артықшылығы мен кемшілігі.

Люминесцентті шамдар энергия көзін 80%-ға дейін үнемдеуге мүмкіндік береді. Бағасы 380 теңге. Жарамдылық мерзімі – 20000 сағат (833күн немесе үздіксіз 2 жыл). Люминесцентті шамдарды қолдану әлдеқайда тиімді.

Артықшылықтары:

1. Ең маңызды артықшылығы энергия шығыны өте аз. Люминесцентті шам қызу шамына қарағанда 20-33% электр энергиясын аз пайдаланады.

2. Жарық берілісі қыздыру шамдарымен салыстырғанда 5-6 есе жоғары және 60-80 лм/вт құрайды;

3. Жұмыс жасауы барысында қызу температурасы 80 °С аспайды және соның арқасында қорғаныш қаптамасының қажеттігі жоқ;

4. Жұмыс жасау мерзімі 12000-15000 сағат көлемінде болады.

5. Жұмыс істеу ұзақтығы. Люминесцентті құрылғылар қызу шамына қарағанда 8-15 есе ұзақ жұмыс істейді.

6. Шамдарды сатып алу мен электр энергияға кеткен шығындар әлдеқайда төмен болады.

7. Қауіпсіздік. Қызу шамдарына қарағанда люминесцентті құрылғылардың  шығаратын температурасы төмен болғандықтан, үйдің өртке орану қауіптілігі төмен.

8. Люминесцентті шамның жарығының шашыраңдылық ауқымы мол.

9. Люминесцентті шамның жарығының әртүрлі түстілігінің спектрі кең.

10. Люминисцентті күндізгі жарық шамының қолдану орны анағұрлым артық (бөлмеде, сыныпта, жарнама жасауда, халықтың тұрмыстық қажеттілігін өтейтін мекемелерде, сауда орталықтарының сыртқы фасадын жарықтандырып жария етіп көрсетуде және көшелер мен ірі өнеркәсіп мекемелерінде).

11. Теледидар мен компьютердің сұйық кристалды экрандарын жарықтандыруда, плазмалық дисплейлерде кең пайдаланылды.

12. Қыздыру шамының 100 Ваттық жарығын 20 Ваттық люминесценциялық шам береді. Сондықтан да оны «энергия үнемді» шам деп атаймыз.

Кемшіліктері:

1. Люминесценті шамдардың бағасы 350 - 650 теңгенің көлемінде, салыстырмалы түрде қымбат деп айта алмаймыз, алайда сапасыз жасалынған люминсцентті шамдардың нарықты жаулап алуынан мұндай шамдарды қолдану қиындықтар тудырады;

2. Қолдану аясының тарлығы, себебі ауаның ылғалды болуы шамдарға кері әсерін береді, ауа температурасы төмен жерлерде жарық беруі төмен болады, температурасы жоғары жерлерде шамдардың ішкі құрылысына кері әсер етіп жұмыс мерзімін кемітеді;

3. Люминесцентті шамдардың ең басты кемшілігі оның жұмыс жасауы түтікшенің ішінде сынап буының болуымен анықталады, сынап буы адам ағзасына және қоршаған ортаға зиянды әсері көп.

4. Люминесцентті шамдардың құрылысында қолданылатын сынап буының ауаға көп мөлшерде таралып экологиялық жағдайды күрт қиындатып жіберуі мүмкін. Егер елімізде мұндай шамдарды жаппай қолдануды жолға қойған соң, ол шамдардың жұмыс жасау мерзімі біткен кезінде оларды жоятын арнайы қызмет орнын қарастырмасақ экологиялық қиындыққа тірелеміз. Үнемдеуді үйдегі шамдарды ауыстырудан емес, электр станцияларында, электр желілерінде кешенді шараларды қолданып энергияның шығынын азайтамыз.

4. «Технолайт» энергия үнемді шамы мен қыздыру шамын пайдаланатын жанұялардың экономикалық шығыны мен пайдасының салыстырмалылығы.

Кесте 1. Энергия үнемдеуші шамдарды қолданған жағдайда электр энергиясы мен қаржы шығынын есептеу (шамдар тәулігіне 6 сағат қосылады деген шартпен).

Осылайша шамамен 1 жылда шамамен 12 дана қыздыру шамын қолданады екенбіз (12 · 100теңге = 1200 теңге) немесе 1 дана энергия үнемдеуші люминесцентті шам қолданамыз (1200 – 450 теңге). Осылайша жалпы қаржы шығыны осы уақыт ішінде келесідей болады:

30611 теңге + 1200 теңге = 31811 теңге (қыздыру шамын қолданған жағдайда);

6373 теңге + 450 теңге = 6823 теңге (энергия үнемдеуші люминесцентті шам қолданған жағдайда);

Сонда 1 жылда 31811-6823=24988 теңге үнемделді, яғни энергия үнемдеуші шамды пайдалансақ 5 есе ұтымды пайда көреміз.

Жоғарыда келтірілген есептеулерді қорытындылай келе энергия үнемдеуші люминесцентті шам, бағасының қымбаттығы мен электр энергиясының жоғары тарифпен болуына қарамастан, қыздыру шамынан тиімді болып келеді екен.

Статистика бойынша, үйде шамдар мен шырақ шамдар электр энергиясының 20 пайызын тұтынады, сондықтан қыздыру шамдарын энергия үнемдейтін шамдарға ауыстыру отбасы бюджетіне елеулі үнем әкеледі. Бұл энергия үнемдейтін шамдар үйреншікті қыздыру шамдарынан 4-5 есе қымбат тұратынына қарамастан шамдарды ауыстырғандағы үнемді бағалау үшін, мәселен, қыздыру шамы күніне 3 сағаттан 100Вт қуаттылықпен немесе айына 90 сағат жұмыс жасайды деп алайық. Бұл жағдайда қыздыру шамы 1 айда 219 кВт электр энергиясын тұтынады. Егер қыздыру шамының орнына 20-ваттық энергия үнемдейтін шамды қолданса, электр энергиясының тұтыну 1 айда 42 кВт құрайды. Сонымен, бір қыздыру шамын энергия үнемдейтін шамға ауыстырудан болған үнем айына 177 кВт құрайды.

Энергия үнемдейтін шамдардың электр энергиясын үнемді тұтынудан басқа да ұзақ мерзім қызмет ету және жоғары жарық беру ерекшеліктері бар. Яғни, энергия үнемдейтін шамдарды Сіз 5-10 жыл, ал қыздыру шамдарын 2-3 ай сайын алмастырып отырамыз. Энергия үнемдейтін шамның жоғары жарық беруі ол тұтынатын ең жоғарғы электр энергиясы жарыққа айналатынын болжамдайды, ал қыздыру шамдарындағы электр энергиясының 90 пайызы вольфрам сымдарын қыздыруға, яғни жылытуға кетеді.

Энергия үнемдейтін шамдардың кемшілігі арасында қызудың (шам түріне байланысты 5-120 с) ұзақтық фазасын атап өтуге болады және қызмет ету мерзімінде қосу/ажырату жиілілігінің әсері, сондықтан жарықты жиі іске қосатын, бірақ аз уақытқа іске қосылатын жерлерде орнатпауға ұсыныс береді. Энергия үнемдейтін шамдардың кемшіліктері болса да, олар сапалы жарық пен отбасы бюджетін үнемдеуге мүмкіндік береді.

Тағы бір кең тараған аңыз–энергия үнемдейтін шамдардың төменгі сапада жарықандыруы. Шынында алғашқы үлгілері қөзге жылт-жылт еткен және жағымсыз жарық түсірген, сондай-ақ түс жіберуі төмен болған, ал заманауи шамдарда мұндай кемшіліктер жоқ. Энергия үнемдейтін шамдардағы жарық сапасы қыздыру шамдарының жарық сапасынан кем түспейді, алайда бұл ретте демалысқа жайлы жұмсақ,жылы жарық, немесе ойды жақсы жинақтауға мүмкіндік беретін жарық және салқын болсын, тұтынушының өзі қалайтын жарық әсерімен шамды таңдау мүмкіндігі бар.

5. «Технолайт» энергия үнемдеуші шамының нарықтық бағалылығы

Соңғы жылдарға дейін пайдаланылып келген қыздыру шамдарының енді нарықта көш соңында қалатындығын, шығарылымы жөнінен саны азаятынын оқушыларға да қалың көпшілікке ескерткен жөн. Демек, келешекте бәріміз энергия үнемді люминесцентті шамдарды пайдалануға көшетін боламыз. Мұны Дүниежүзілік Біріккен Ұлттар Ұйымы да қолдап отыр. Келешекте «технолайт» шамынан да 2 – 3 есе үнемді диодтық шамдар шығарылуы мүмкін.

«Технолайт» энергия үнемді шам диод айтарлықтай ерекшелік, артықшылықтарын оқушылардың өздеріне есептетіп байқауға болады. Ол үшін біз мектебіміздің 8 – 10 сынып оқушыларынан төмендегідей сауалнама алдық:

1. Өз үйлеріңде тұтынған электр энергияны Ватт немесе киловатт өлшем мөлшерінде төлейсіңдер ме?

2. Әр киловатт электр энергиясына қанша теңгеден төленеді?

3. Әр сайын, орта есеппен, үйіңде қанша киловатт электр энергиясын тұтынасыңдар?

4. Үйіңде газразрядты күндізгі жарық шамын пайдаланғанда, ай сайын қанша энергия үнемдеп, қанша теңге аз төлейтін боласыңдар?

5. Бір айда тұтынған электр энергиясының мөлшерін, үйіңіздегі электр есептегіштің көрсетуінен жазып алып келіңіздер?

6. Үйде электр энергияны тағы да қалайша үнемдеудің тиімді жолдары бар?

7. Күндізгі жарық шамының не қыздыру шамының бір жылға қаншасын сатып алып пайдаланған тиімді деп ойлайсыңдар? Ондай тиімділіктің пайдасы жылына қанша теңгеге тең болады екен?

Сауалнаманың нәтижесіне анализ жасау барысында оқушылардың сұрақтарға белсенді және шынайы жауап берулерін негізге ала отырып, қыздыру шамы мен электр үнемдеуші «Технолайт» шамдарын пайдалану пайыздық көрсеткішінің мониторингін сыздық:

8а 8ә 8ғ 9а 9ә 9д 10а 10ә

6. Безендірілген материалдар

Электр энергия шығынын есептеу барысында

Зерттеушілер жұмыс үстінде

Зерттеу нәтижелерін қорытындылау кезеңі

Жобаны мектепте қорғау сәті

Қорытынды және ұсыныстар

1. Қазіргі кезде бүкіл әлемде электр энергия тапшылығы проблемасына тап болды. Сондықтан «Технолайт» люминесцентті жарық шамдары қыздыру шамдарына қарағанда электр энергия қорегін 20 – 33 аз пайдаланады.

2. «Технолайт» шамдары қыздыру шамдарына қарағанда 8 – 15 есе ұзақ жұмыс істейді, шамдарды сатып алу мен электр энергияға кеткен шығындар әлдеқайда төмен.

3. Қарапайым қыздыру шамдарына қарағанда люминесцентті шамдардың шығаратын температурасы төмен.

4. Келешекте әрбір отбасы ғажайып энергия үнемдегіш «Технолайт» шамының артықшылығын біліп, қолданады.

5. «Технолайт» шамынан да 2 – 3 есе үнемді диодтық шамдар көптеп шығарылады, бүкіл нарықтағы рөлі зор, бағалылығы жоғары болады.

Ал енді біздің осы ғылыми жұмысымызды қорытындылай келе айтқымыз келген ұсынысымыз:

1. Люминесцентті «Технолайт» шамының бағасы әлі де қымбат, яғни қарапайым қыздыру шамдарынан 8 есе артық. Сол себепті де нарықтық бағасын қолжетімді қылсақ;

2. Егер Қазақстан да, басқа дамыған елдер сияқты, энергия үнемдеуші шамдарға көшетін болса және энергия үнемдейтін орындар көбейсе;

3. Құрамы сынаппен толтырылған шамдарды қабылдайтын арнайы орындар ашылса;

4. Және де «баламалы» энергия көзімен шұғылданатын, әлемдік аренада бой көрсеткісі келетін біз сияқты жас дарынды ғалымдарға арнайы зертханалар қолданысқа берілсе, үкімет тарапынан көмек берілсе деген ізгі ниет.

Пайдаланылған әдебиеттер:

1. Б.А.Кронгарт, Ш.Б.Насохов, «Физика» оқулығы, 8 сынып

2. «Физика» оқулығы 10 сынып, «Жартылай өткізгіштер. Жартылай өткізгішті аспаптар»

3. «Физика» оқулығы 11 сынып, «Сәуле шығару түрлері, Жарық көздері»

4. С.И.Вавилов «Люминесценттік жарықтың поляризациясы»

5. «Қаражат үнемдеудің тиімді жолдары» , «Ақшам» газеті, 09.07. 2018 жылғы шығарылым

Электрондық дереккөздер:

1. https://massaget.kz/layfstayl/bilim/zharatylystanu/405/

2. https://massaget.kz/kyizdarga/shayra/28138