Слайд 4Введение
Целью исследования моей работы является изучение автоматического включения и
выключения уличного освещения.
Для этого мне следует решить следующие задачи:
1) изучить историю возникновения и развития освещения на улицах г.Самара;
2)проверить опытным путём принцип работы фоторезистора;
3)продемонстрировать один из способов включения и выключения уличного освещения с помощью электронного конструктора «Знаток»;
4)выявить значение и важность освещения для жителей города;
5)изучить способы экономии электроэнергии, используемые в уличном освещении;
6)провести анкетирование: экономите ли вы электроэнергию?
Я выдвинул гипотезу, уличным освещением управляет электроника, а создал ее человек!
Слайд 5Эволюция зажигания фонарей
Фонарям, освещающим улицы, уже более трехсот лет.
Их устанавливают на столбы из бетона и металла. В России первые такие приборы уличного освещения появились в Петербурге, случилось это в ноябре 1706 года. Первые сто тридцать лет фонари были масляными, брызгающими на петербуржцев жирными каплями. К таким приборам были приставлены фонарщики, обслуживающие их с августа по апрель – только в этот период можно было ходить по освещенным улицам. В другое время не было и этого тусклого света – говорили, что фонарщики воруют масло и готовят на нем кашу.
Слайд 7В 1876 году на улицах Самары появились керосиновые фонари. А в
1900 году в связи с постройкой ГРЭС в Самаре, появились первые электрические фонари.[5]
Старели фонарщики, старели фонари. Керосиновые фонари заменялись - электрическими. Чуть позже, включал рубильник и подавал электричество на лампы. В самарских магазинах появляется новый товар—электрические лампочки. Электрическое освещение зажигалось централизованно. Теперь это все делается автоматически, без какого либо участия человека.
Слайд 8Виды фонарей
масляный
керосиновый
газовый
электрические
Слайд 9
Прогресс не стоит на месте и лампы накаливания заменяются более совершенными,
энергетически менее затратными светодиодными (светодиод-прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение) лампами. Основной недостаток — высокая цена. Преимущество светодиодного светильника — простота установки, низкая температура корпуса, зачастую — небольшие габариты. низкое энергопотребление.
Слайд 10
Автоматический уличный фонарь
Мы создали свой автоматический (действующий с помощью фоторезистора) уличный
фонарь.[2]
Оборудование: фоторезистор (прибор, изменяющий величину своего сопротивления при облучении светом), резистор (элемент электрической цепи, характеризуемый сопротивлением электрическому току), реостат (устройство для регулирования напряжения и тока в электрической цепи), 2 транзистора (прибор, предназначенный для усиления электрического тока и управления им), ключ (прерыватель тока), лампа 6В, батареи. [3]
Слайд 11Ход работы: Собираем электрическую цепь (совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического
тока) по схеме.
Замыкаем ключ и заслоняем ладонью фоторезистор от света. Отрегулируем реостат так, чтобы лампа была вот-вот готова загореться. Таким способом мы получили фонарь с регулируемой чувствительностью.
Слайд 12Опыт №1
Замыкаем ключ и выключаем свет.
Лампочка горит.
Слайд 13Опыт №2
Замыкаем ключ и включаем свет.
Лампочка не горит.
Слайд 14 Вывод:
При освещении фоторезистора его сопротивление уменьшается,
падение напряжения тоже будет уменьшаться, первый транзистор закрывается. Напряжение на выходе второго транзистора становится максимальным, следовательно напряжение на лампе будет стремиться к нулю. Лампочка не загорается.
При недостаточном освещении фоторезистора, сопротивление возрастает и подает смещение на вход первого транзистора. Транзистор1 открывается. Выходной ток максимален, а выходное напряжение составного транзистора стремится к нулю. Всё напряжение источника питания подается на лампочку. Лампочка загорается. [4]
Слайд 15Принцип автоматического включения и выключения уличного освещения
с использованием фотореле.
Фотореле (чувствительный
прибор, который под воздействием световых лучей выполняет требуемые соединения или разъединения в электрических цепях) имеет фотоэлемент, который чувствителен к свету.
При освещении фотоэлемента он подает слабый сигнал на схему управления реле, тем самым говоря, что еще достаточно светло. Как только на улице стемнеет, управляющий сигнал пропадает, и схема управления подает напряжение на реле, которое замыкает свои силовые контакты. Последние в свою очередь замыкают цепь, и электричество поступает на лампы освещения. Лампы загораются.
Слайд 16Недостатки данного способа
Данный способ достаточно прост, но имеет один
большой недостаток. Стекло фотоэлемента постоянно тускнеет - покрывается пылью и грязью, что приводит к раннему включению и позднему выключению света. А иногда и вообще постоянному горению ламп освещения.
Слайд 17Другие способы автоматического включения и выключения уличного освещения
Использование циклических суточных реле времени.
В данном случае реле имеет не фотоэлемент, а часы с двумя будильниками. При срабатывании первого будильника реле замыкает свои контакты и включает свет. При срабатывании второго - контакты размыкаются. Свет выключается.
У этого способа есть также существенный недостаток. В течение года "будильники" необходимо постоянно подстраивать т.к. ближе к зиме на улице темнеет гораздо раньше, а светлеет позже, чем летом.
Слайд 18
Использование астрономических реле времени.
Более совершенная версия второго
способа. В этом случае реле имеет уже не простые часы с "будильниками", а микропроцессор с программой. Программа корректирует сигналы включения и выключения света в зависимости от введенной даты и местоположения.
Для этого варианта тоже есть один недостаток. Такое реле стоит несколько дороже предыдущих двух.
Слайд 19Значение уличного освещения
Значимость уличного освещения невозможно переоценить. Оно способно
заметно сокращать число дорожно-транспортных происшествий; пешеходам легче разглядеть дорогу, не приходится изо всех сил напрягать зрение. Кроме того, на освещенных улицах уровень преступности гораздо ниже, гулять по такой улице безопаснее, позволяет в зимнее время увеличить продолжительность светового дня, служит украшением улиц города.
Слайд 20Способы экономии электроэнергии, используемые в уличном освещении
1) автоматизированная система
управления уличным освещением.
установка астрономического реле времени, которое самостоятельно высчитывает время когда начинает темнеть/светать
и соответственно включает/отключает освещение.
2) выбор наиболее экономичных источников света: энергосберегающие лампы (лампы, которые обладают большой светоотдачей), светодиодные лампы (светодиод-прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение).
3) выбор эффективных светильников, с экономичным распределением света и выгодной конструкцией.
Слайд 21
Экономить электроэнергию в помещении может каждый, об этом написано на табличке.
Слайд 22 Анкетирование учеников моего класса показало, что из 26человек, 19
человек экономят электроэнергию, 6 человек иногда, 1- не экономит.
Сберечь электричество на улицах города помогает астрономическое или суточное реле.
Результаты анкетирования
Слайд 23Заключение
В результате исследования мы подтвердили гипотезу о том,
что уличным освещением управляет суточное или астрономическое реле времени. Мы узнали историю возникновения и развития освещения на улицах Самары и решили поставленные задачи:
1)история развития уличного освещения достигла своего прогресса, от масляного фонаря до управляемого электрического;
2)продемонстрировали работу уличного фонаря;
3)изучили принцип автоматического включения и выключения уличного освещения с использованием фотореле;
4)изучили другие способы включения и выключения уличного освещения;
5)изучили способы экономии электроэнергии, используемые в уличном освещении;
6) провели анкетирование: экономите ли вы электроэнергию?
Слайд 24Литература
1. Вокруг света /Вопрос- ответ/ Когда появились уличные фонари?,
2007.
2. Юный техник - для умелых рук, 1973.
3. Энциклопедический словарь юного физика/ Сост. В. А. Чуянов.- М.: Педагогика, 1984.
4. Энциклопедия для детей. Том 16. Физика./ Глав. ред. В.А. Володин.- М.: Аванта+, 2000. 5. http://news.samaratoday.ru/news/219228/