Upload
shasta
View
110
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Stredoškolský projekt Zdroje svetla. Ján Degro PF UPJŠ Košice. Obsah. Prečo práve zdroje svetla? Ciele projektu Etapy projektu Metódy Experimenty, prístroje Výsledky Závery. Prečo práve zdroje svetla?. Svetelné zdroje majú veľký význam pre človeka... (do noci) - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 1
Stredoškolský projekt
Zdroje svetla
Ján Degro
PF UPJŠ Košice
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 2
Obsah
Prečo práve zdroje svetla? Ciele projektu Etapy projektu Metódy Experimenty, prístroje Výsledky Závery
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 3
Prečo práve zdroje svetla?
Svetelné zdroje majú veľký význam pre človeka... (do noci)
Pre prácu a oddych je dôležitá zraková pohoda...
Zraková pohoda závisí od kvality osvetlenia...(zdrojov svetla)
V súčasnosti sme svedkami toho, že výbojové svetelné zdroje nahrádzajú teplotné zdroje svetla. Hlavnou príčinou sú úspory elektrickej energie.
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 4
Ciele projektu
Cieľom projektu bolo charakterizovať jednotlivé druhy svetelných zdrojov a porovnať ich technicko-fyzikálne parametre s cieľom nájsť najvhodnejší typ svetelného zdroja, ktorý je najviac šetrný pre oko z hľadiska zdravia.
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 5
Etapy projektu
Prípravné stretnutie – rozdelenie úloh, vytvorenie plánu projektu
Štúdium literatúry Pilotné experimenty a zoznámenie sa s prístrojmi. Realizácia experimentov Spracovanie výsledkov Prezentovanie výsledkov
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 6
Metódy projektu
Teoretické Štúdium literatúry
Experimentálne LabQuest Vernier, Spektrometer VIS Vernier, emisné
spektrá (rel intenzitu %) luxmeter intenzita osvetlenia (E), a príkon (P)
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 7
Osvetlenie a hygiena oka
Zraková pohoda - je príjemný fyziologický stav, ktorý závisí najmä od intenzity a kvality osvetlenia, čo má taktiež vplyv aj na funkčnosť zraku.
Pri tvorbe vnemu majú dôležitú úlohu tieto faktory: Vlastnosti svetla (spektrálne zloženie, svetelný tok,...) Vlastnosti ovzdušia (prašnosť, dym, para a i.) Vlastnosti povrchov predmetov (svetelná odrazivosť, farba, tvar,
veľkosť...) Vlastnosti oka Dĺžka pobytu v osvetlenom priestore. Intenzita osvetlenia (osvetlenosť E)
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 8
Osvetlenie a hygiena oka
Zraková únava je komplexný stav, ktorého príčinou sú najmä nedostatky v osvetlení, oslnení a preťažovaní akomodácie.
Príznakom je napr. pálenie očí, bolesti hlavy či zápal spojoviek
Priestory môžu byť osvetlené svetlom: denným, umelým alebo združeným (oba súčasne).
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 9
Odporúčané osvetlenie vo vybraných zariadeniach:
Typ miestnosti alebo Činnosti
E (lux)
Typ miestnosti alebo Činnosti
E (lux)
Triedy, kabinety 300 Jazykové laboratórium 300
Prednášková miestnosť 500 Vstupné haly 200
Operačná sála 8000 Chodby 100
Miestnosti na technickékreslenie
750 Knižnice 500
Laboratóriá 500 Sklady 100
Rysovne 1000 Športové haly a telocvične 300
Miest. na hudobné cvičenia
300 Kuchyne 500
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 10
Zdroje svetla
Zdroje svetla možno rozdeliť na základe rôznych hľadísk. Jedno s delení podľa pôvodu svetla delenie zdrojov
na prírodné a umelé.
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 11 11
Energetická bilancia žiarovky:Žiarenie vo viditeľnej oblasti spektraŽiarenie v neviditeľnej oblasti spektraOdvod energie prívodmiOdvod energie plynom
6 až 10 %60 až 85 %
3 až 8 %8 až 20 %
z celk. príkonu
Príkonžiarovky (W)
25 40 60 75 100
Svetelný tok (lm)
230 430 730 960 1380
Merný výkon (lm/W)
9,2 10,75 12,2 12,8 13,8
Svetelno-technické parametre obyčajných žiaroviek:
Použili sme: Pila, Philips, OSRAM, Europe...
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 12
Experiment
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 13
Experiment
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 14
Technické parametre
T1: Žiarovky
p.č.
príkon (W)
svetelný tok (lm)
životnosť (h)
typ výrobcaenergetická
triedameraný
príkon (W)
1 40415
1000číra Pila E 41
2 60710
1000číra Pila E 61
3 75930
1000číra Pila E 76
4 40410
1000číra Philips E 39
5 60700
1000číra Philips E 58
6 75 925 1000 číra Philips E 71
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 15
T2: Žiarivky
p.č.
Ekvivalent žiarovky
(W)
Príkon(W)
svetelný tok (lm)
životnosť (h)
počet trubíc
výrobcaenergetická
triedameraný príkon
(W)
1 40 8 420 8000 3 Philips A 8,4
2 60 11 600 8000 3 Philips A 11
3 75 14 800 8000 3 Philips A 14,9
4 60 12 600 8000 2 Osram A 8,1
5 75 16 900 8000 3 Osram A 14,8
6 100 21 1200 8000 3 Osram B 18,5
7 40 9 395 5000 3 Kanlux B 8,4
8 60 13 625 5000 3 Kanlux B 11,7
9 75 15 755 5000 3 Kanlux B 12,7
10 60 11 600 6000 2 Amart Europe A praskla
11 75 15800
60001 Amart Europe A 12,3
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 16
T3: Žiarivky podľa tvaru
p.č.
ekvivalent žiarovky
(W)
príkon
(W)
svetelný tok (lm)
životnosť (h)
počet
trubícvýrobca Tvar trubíc
energetická trieda
1 50 11576
50002 Emos priama B
2 60 11701
50001 Emos špirála B
3 50 11
575
5000
4 Emos lupeňovitý B
4 50 11611
50004 Emos priama B
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 17
T4: LED
p. č.
príkon
(W)
svetelný tok (lm)
životnosť (h)
počet Zdrojov
výrobca
1 1 nebol daný 30000 18 Livarno Lux
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 18
Závislosť intenzity osvetlenia E od príkonu avýrobcu zdroja svetla (r = 0,7 m).
Žiarovky
0
50
100
150
200
40W 60W 75W
P (W)
E(lx) P ila
P hilips
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 19
Závislosť intenzity osvetlenia E od príkonu a výrobcu zdroja svetla
Žiarivky
0
50
100
150
200
40W 60W 75W 100W
P (W)
E(lx)
Os ram
P hilips
K anlux
Amart E urope
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 20
Závislosť intenzity osvetlenia E od príkonu, typu a výrobcu zdroja svetla
Žiarivky a ž iarovky
0
50
100
150
200
40W 60W 75W 100
P (W)
E(lx)
P ila
P hilips
P hilips
Os ram
K anlux
Amart E urope
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 21
Závislosť intenzity osvetlenia E od výrobcu zdroja svetla
40W
0
20
40
60
80
100
Pila Philips Kanlux U Philips
výrobca
E(lx)
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 22
Závislosť intenzity osvetlenia E od výrobcu zdroja svetla
60 W
0
50
100
150
Pila Philips Osram Kanlux U Philips Amarteurope
Výrobca
E(lx)
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 23
Závislosť intenzity osvetlenia E od výrobcu zdroja svetla
75W
0
50
100
150
200
Pila Philips Osram Kanlux U Philips Amarteurope
výrobca
E(lx)
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 24
Emisné spektrá zdrojov
Prírodné zdroje svetla
Slnko - denné svetlo Plameň sviečky
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 25
Umelé zdroje svetla
R = 0,3 m
Philips a Pila žiarovky,
40 W, 60 W, 75 W
Teplotné zdroje. Žiarovky.
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 26
Výbojové zdroje svetla. Žiarivky kompaktné.
Philips a OSRAM kompaktné úsporné žiarivky,
8W, 11W, 14W
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 27
Porovnanie emisných spektier
Porovnanie spektier: slnko, žiarovka (60W Philips), žiarivka (11W Philips.)
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 28
Polovodičové zdroje svetla (LED) – emisné spektrá
LED diódy zelená, oranžová, červená
Hand Pressing Battery, tri biele LED diódy
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 29
Baterka CAT EYE, biele LED diódy
LED žiarovka, 1W
Polovodičové zdroje svetla (LED) – emisné spektrá
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 30
Záver 1
Na základe merania intenzity osvetlenia môžeme vysloviť nasledovné závery:
odchýlky osvetlenia u jednotlivých typov žiaroviek sú menšie, ako u jednotlivých typov žiariviek,
osvetlenie u žiariviek je často menšie, ako u žiaroviek ekvivalentného príkonu,
intenzita osvetlenia pre daný príkon nie je u jednotlivých výrobcov rovnaká.
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 31
Záver 2
Z porovnania emisných spektier prírodných (slnko a sviečka) a umelých zdrojov svetla (žiarovky a žiarivky od rôznych výrobcov) môžeme usúdiť:
spektrum žiarovky sa najviac podobá, čo do tvaru slnečnému svetlu, iba je posunuté k červenej oblasti,
spektrum žiarivky sa výrazne líši od spektra denného svetla a žiarovky, pozorujeme dve výrazne maximá a niekoľko menších.
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 32
Záver 3
Z toho, že spektrum žiarovky sa najviac podobá spektru denného svetla, môžeme usúdiť, že pre oko by bol najvhodnejší zdroj svetla žiarovka. Z energetického hľadiska je však žiarovka jedným z najmenej efektívnych zdrojov svetla.
Vhodným námetom na ďalší výskum by bolo preskúmať vplyv
spektra zdroja svetla na zdravie ľudského oka a zrakovú pohodu.
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 33
Ďakujem za pozornosť
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 34
Spektrá
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 35 35
anóda
katóda
plastové puzdro
anódový vodič
polovodič
reflexný kalich
LED zdroje svetla
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 36 36
Merné výkony (lm/W) vybraných skupín zdrojov svetla.
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 37
Výhody: - nízka cena
- jednoduchá konštrukcia- nízka hmotnosť- jednoduché pripojenie k sieti- rýchly štart bez blikania- spojité spektrum
Nevýhody: - nízky merný výkon- pomerne krátka životnosť
Teplotné zdroje svetla
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 38
Výhody: - vyšší merný výkon
- dlhšia životnosť
Nevýhody: - potreba predradníka
- nespojité spektrum
- obsahujú jedovaté látky
- silnejšia závislosť výkonu
na teplote prostredia
Výbojové zdroje svetla
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 39
Tvorivý učiteľ fyziky, Smolenice 2010 40