Творческий проект по математике: Энергосбережение в быту

МОУ «Гимназия им. Кекина»

Творческий проект по математике:

Энергосбережение в быту

Работу выполнила

Рогушкина Дарья

учащаяся 6 «г» класса

Руководитель:

Иванченко Ирина Алексеевна

2016 г.

Оглавление

Введение...............................................................................................3

Из истории открытия электроэнергии……………………………...4

Электричество сегодня……………………………………………...6

Анализ электропотребления на примере квартиры……………….7

Предложения по экономии электроэнергии……………………...11

Заключение……………….………………………………………...15

Список интернет-источников……………………………………...16

Введение

В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с таким понятием как «электричество», без которого практически невозможно представить нашу современную жизнь. Разве мы можем обойтись без освещения и тепла, без электродвигателя и телефона, без компьютера и телевизора? Эти блага современного мира настолько глубоко проникли в нашу жизнь, что мы порой и не осознаём, что это за волшебник позволяет нам ими пользоваться.

Нам стало интересно, а что же такое электричество, откуда оно появилось, как давно этот незаменимый помощник пришёл на помощь человеку. Мы обратились за помощью к интернету, на страницах которого среди самого разнообразного материала нас вдруг насторожила информация о том, что запасы угля, нефти и газа, без которых невозможно получение электрической энергии катастрофически уменьшаются. Значит может наступить момент, когда этих ископаемых не станет совсем. А что же делать? Можно ли как-то изменить ситуацию?

Так возникла идея создания проекта, в рамках которого мы постараемся отразить основные моменты в истории появления электричества, а также на простом примере убедить слушателей, что каждый из нас может внести свою лепту в сохранение запасов электроэнергии.

Итак, перед нами встали следующие задачи

1. Узнать и кратко обозначить основные этапы в истории возникновения электричества

2. Найти информации о состоянии электроэнергии на сегодняшний день.

3. Провести анализ потребления электричества в быту

4. Произвести математические вычисления

5. Найти рекомендации о том, как можно экономить электроэнергию

В ходе выполнения данной работы были использованы следующие методы исследования:

1. Систематизация получаемой информации по теме.

2. Осмысление полученных данных о расходовании электроэнергии в быту.

3. Анализ и сравнение полученных результатов.

Этапы работы над проектом

• Разработка плана исследования.

• Сбор информации по теме исследования на Интернет-ресурсах.

• Проведение мониторинга потребления электричества в домашних условиях.

• Выполнение математических расчетов.

• Обработка информации.

• Написание работы

• Создание презентации по данной теме

• Выступление по теме исследовательской работы на уроках

Из истории открытия электроэнергии

О том, что такое электричество, как и откуда оно появляется мы будем подробно изучать на уроках физики в старших классах, а пока обратимся к истории.

Открытие электрического тока и других новшеств, связанных с ним, можно отнести к концу XIX — началу XX века. Однако явления, связанные с электричеством люди стали замечать за несколько столетий до начала нашей эры. Они замечали, что потёртый мехом или шерстью кусок янтаря притягивает к себе лёгкие тела, например, пылинки. Древние греки даже научились использовать это явление – для удаления пыли с дорогих одежд. Кстати, янтарь тогда называли илектр или илектрон. Ещё греки заметили, что если сухие волосы расчесать янтарным гребнем, они встают, отталкиваясь друг от друга. Люди всего лишь наблюдали явления электричества, но не могли объяснить. Первые осмысления упомянутых свойств янтаря связывают с именем греческого философа Фалеса Милетского, жившего на побережье Средиземного моря в VII-VI вв. до н.э.

Однако долгое время знания об электрических явлениях не шли дальше этого представления. И только в 1600 г. уже нашей эры появился сам термин электричество(«янтарность»), а в1663 году магдебургский бургомистр Отто фон Герике создал электростатическую машину, которая позволила наблюдать не только эффект притягивания, но и эффект отталкивания. Минуло ещё 100 лет прежде чем электричество стало предметом пристального изучения для учёных разных стран.

История искусственного освещения так же имеет древние корни. А началась она еще тогда, когда человек стал пользоваться огнём. Костер, факел и лучина стали первыми искусственными источниками света. Затем появились масляные лампы и свечи. В начале XIX века научились выделять газ и очищенные нефтепродукты. Позднее в качестве горючего вещества стали использовать керосин, и, наконец, светильный газ, который получали искусственным путем. Однако световая отдача таких источников была очень мала из-за низкой температуры пламени.

Пришло время, и появились люди, которые совершили настоящие открытия в области искусственного освещения. Фактически одновременно два русских электротехника Павел Яблочков, Александр Лодыгин и американский изобретатель Томас Альва Эдисон, каждый своим путем, пришли к открытию своего способа электроосвещения. Случилось это в 1870-е гг. Однако они не были первыми кто задумался над идеей электрического освещения. Их опередил наш соотечественник — ученый Василий Петров. Ещё в начале XIX в. ему впервые удалось получить искусственный электрический свет. Однако время свечения оказалось непродолжительным. Прошло еще около 100 лет прежде чем появилась привычная для нас лампа накаливания. Над её созданием трудились 13 изобретателей, каждый из которых независимо друг от друга внёс свою лепту в это изобретение.

На рубеже XIX-XX вв. электрический свет засиял на улицах, площадях, в помещениях многих городов Европы, Америки и даже Азии. Появились первые электростанции, не так давно кажущееся чем-то невероятным и фантастическим, электричество становится привычным и незаменимым помощником человечества.

В течение последующего времени изобретатели продолжали совершенствовать электрическую лампу, которая на сегодняшний день изменилась до неузнаваемости, срок её службы и мощность в тысячи раз превышают возможность первых лампочек.

Электричество сегодня

Электричество уже давно стало самым незаменимым и дешевым видом энергии. Оно вошло в быт людей настолько прочно, что его отключение, аварийное или для обслуживания и профилактического ремонта электрических сетей, воспринимается почти как катастрофа и полушутя, полусерьезно зовется «концом света». Освещение, работа лифтов в многоэтажных домах, подача воды и отопления, функционирование огромного количества электроприборов и электронных устройств, обеспечивающих комфортность жизни в современной цивилизации – для всего этого нужна электроэнергия. Почему-то большинство людей считают, что нет необходимости бережно относиться к расходованию электричества. Но так ли это на самом деле?

Для того чтобы найти верный ответ на этот вопрос и отчетливо представлять те причины, по которым нужно экономить электроэнергию, достаточно представить современную структуру ее производства.

На тепловых, атомных и гидроэлектростанциях в электричество превращается тепловая энергия от сгорания ископаемого топлива, распада атомного ядра и энергия падающей воды. Теплоэлектростанции вырабатывают около двух третей всей электроэнергии, расходуя невозобновляемые запасы угля, газа и нефти, тем самым нанося постоянный и все увеличивающийся урон экологии всей планеты.

В последние годы активно обсуждается проблема глобального потепления, в результате которого происходят поистине катастрофические изменения климата на Земле. Главной причиной глобального потепления стало значительное увеличение количества углекислого газа в атмосфере, а основную массу углекислоты выбрасывают в воздух именно тепловые электростанции.

Бережно и экономно расходуя электрическую энергию, внедряя энергосберегающие технологии для освещения, обогрева и других бытовых нужд в наших квартирах, а также во всех энергоемких отраслях промышленности, можно значительно снизить необходимую мощность электрических станций. С течением времени появится возможность вывести из эксплуатации в первую очередь тепловые электростанции. Это будет диктоваться как экологической необходимостью, так и экономической выгодой, потому что стоимость топливного сырья все время увеличивается, что приводит к росту цен и на электроэнергию. Освободившиеся финансовые и другие материальные средства будут направлены на разработку новых, экологически чистых энергогенерирующих технологий и на восстановление чистоты окружающей среды, которая прежде загрязнялась отходами теплоэлектростанций.

Анализ электропотребления на примере квартиры

Об экономии электроэнергии на промышленных предприятиях нам судить пока сложно, а на примере одной из наших квартир мы вполне можем понаблюдать, как и на чем можно сэкономить.

Итак, в квартире проживает 5 человек: бабушка, родители и двое детей-подростков: сын и дочь. Три поколения, разнополые дети, соответственно и интересы у всех свои, что не может не отразиться на объёме затраченной электроэнергии. В трёхкомнатной квартире, где живёт эта большая семья, мы учли все источники света, посмотрели какова их мощность, прикинули примерное время работы и посчитали сколько кВт нагорает за месяц, так же поступили и с электроприборами. Все данные для наглядности отразили в таблицах:

Таблица №1:

Источники света

*В квартире используются энергосберегающие лампочки, за исключением настольной лампы в детской комнате.

Таблица №2:

Электроприборы

Таким образом показатели за месяц в среднем составили:

221,7 + 39,48 = 261,18 кВт

Именно такое количество электроэнергии эта семья потребляет в среднем за месяц в осенне-зимний период, о чём свидетельствуют цифры в платежных квитанциях. Однако, мы обратили особое внимание на квитанции за январь, февраль последних 3 лет и обнаружили следующее:

Таблица №3:

Показатели счётчика

Почему же так получилось? Давайте разберемся. Начало января – это новогодние праздники, своеобразные каникулы для школьников и взрослых. Семья традиционно проводит эти дни в полном составе. Основную часть времени эти люди проводят дома, значит больше работают электроприборы. Какие же новогодние каникулы без гирлянд на окнах и на ёлке? По телевизору идут развлекательные передачи, мама возится на кухне, сын за компьютером, дочь за ноутбуком, бабушка шьёт на электрической машинке, отец так же занят хозяйственными делами. Поскольку зимний день очень короткий, то без электрического освещения семья проводит всего несколько часов. Получается, что электроэнергии за эти десять праздничных дней тратся намного больше, чем в обычные дни. Как видно из приведённой выше таблицы, особенно ощутимой разница в показаниях счётчика между январём и февралём оказалась в этом году. И связано это было со следующими обстоятельствами. В начале января родители с детьми делали ремонт в детской, поэтому в работе активно использовали электродрель, которая потребляет до 5 кВт в час. Крепили плинтусы и делали в стенах дырки, чтобы повесить полки, поэтому в общей сложности дрель работала пару часов. Вот и ещё 10 кВт, которые были затрачены в семье свыше обычного. А если учесть, что пользуясь свободным временем, хозяева перестирывали большее количество белья, соответственно гладили его, готовили разные вкусности, используя дополнительные электроприборы (миксер, кухонный комбайн и пр.) Таким образом и было затрачено большее количество электроэнергии именно в эти новогодние праздники.

К концу января значительная часть заготовок, хранящихся в холодильнике, закончилась, что позволило отключить его полностью от электропитания. Поскольку холодильник потребляет в сутки, как указано в таблице, 1 кВт в сутки, это позволило сэкономить 30 кВт. Ко всему прочему световой день постепенно увеличивался, и искусственного освещения требовалось уже меньше.

Так по крупицам и удалось сэкономить 122 кВт. электрической энергии за месяц только в одной из квартир. Конечно же подобная экономия положительно отразится на семейном бюджете, но не только. Важно понимать, что за счет экономии электроэнергии уменьшится потребление природных ресурсов, которые не безграничны. С каждым годом их запасы все больше истощаются. А вместе с экономией снизится выброс вредных веществ как в атмосферу, так и в водные источники. Благодаря этому можно внести посильный вклад в сохранение речек, озер и лесов. К тому же за счет того, что будет уменьшаться количество выброса вредных веществ, будет сохраняться здоровье нации.

Предложения по экономии электроэнергии

На одном из интернет-сайтов нам встретилась интересная информация: за счет экономии 100 Вт электроэнергии можно сохранить до 48 кг каменного угля, 33 литра нефтепродуктов или же до 35 кубических метров природного газа. Получается, что если каждый из нас научится, как экономить электричество в квартире, то от этого выиграет не только бюджет отдельно взятой семьи, но и государство в целом.

Экономить электроэнергию в квартирах можно различными способами. Сегодня ни одна квартира не обходится без электрических лампочек, которые имеются в каждой комнате. Можно ли на них что-то сэкономить? Конечно, можно, и для того, чтобы убедиться в том, что это необходимо делать, стоит сделать один подсчет. Для этого достаточно взять обычную люстру с четырьмя стандартными плафонами и подсчитать, сколько использует электроэнергии каждая лампочка накаливания.

Обычно в люстрах устанавливаются лампочки от 80 до 100 Вт. А если в люстре 4 плафона, то соответственно каждый час люстра потребляет до 400 Вт. Много это или мало? Конечно, если люстра горит не весь день, то это не ощутимо. Но ведь каждый день вечером включается люстра и она может гореть несколько часов. Стоит подсчитать, сколько электроэнергии использует такая люстра за весь месяц и сразу захочется пойти в магазин и купить энергосберегающие лампочки. Конечно, стоят они дороговато, по сравнению с лампами накаливания. Но ведь и срок службы у них намного больший. Если установить энергосберегающие лампочки, то можно за месяц существенно сэкономить электроэнергию. Но сэкономить ее еще больше можно и в том случае, если не использовать лампы накаливания или энергосберегающие лампы, а установить светодиодные, которые потребляют электроэнергии еще меньше.

Кроме того, необходимо научиться правильно использовать освещение, имеющееся в наших квартирах. Речь идёт о трёх видах освещения:

• общим

• местным

• комбинированным

Что это означает? Очень важно как можно больше использовать естественное освещение. Для этого будет очень хорошо, если стены в квартире и занавески на окнах будут светлыми, а подоконники будут свободны от комнатных цветов, ваз или каких-либо других предметов, которые препятствуют уличному свету. Таким способом можно подольше не включать электролампочки, а пользоваться естественным освещением.

Следует использовать не только общее освещение в виде люстры с несколькими плафонами, но и зональное. Для этого потребуется в комнатах установить помимо люстры также бра и светильники. Ведь зачем освещать большую гостиную люстрой, если там находится всего один человек и он занят каким-либо делом в одной зоне? Ему будет достаточно светильника с одной лампочкой или бра. Данные интернета свидетельствуют, что если использовать комбинированное освещение в помещении размером 18-20 м², то таким образом можно будет экономить до 200 Вт. К этому следует добавить и еще одно средство экономии: необходимо как можно чаще мыть люстры и плафоны.

Не секрет, что во многих квартирах в зимнее время бывает прохладно. Поэтому многие люди в дополнение к централизованному отоплению используют электрические обогреватели. А если учитывать, что отопительный сезон начинается, когда на улице уже довольно прохладно, то электрическими обогревателями люди пользуются также весной и осенью. Можно ли здесь как-то сэкономить электроэнергию?

Конечно можно, но для этого придется как можно лучше утеплить квартиру. Сегодня еще не мало квартир в которых установлены деревянные окна, через которые просто улетучивается тепло. Выходит, что включенные в квартире электрические обогреватели отчасти обогревают и улицу. И избавиться от потери тепла можно только в том случае, если убрать деревянные окна и вместо них установить металлопластиковые.

Конечно, они также стоят денег, и притом немалых, но с их помощью можно сохранить до 20% тепла в помещениях. А это означает, что для того, чтобы в квартире было тепло, можно будет использовать не такие мощные электрические обогреватели. Или же, по крайней мере ,не так часто их включать. Очень хорошо будет, если не только поменять окна, но также утеплить балкон или лоджию. Здесь также очень много тепла улетучивается на улицу.

Каждую квартиру необходимо периодически проветривать. Для этого достаточно даже в зимнее время на 2-5 минуты открывать форточки. В это время вместе со свежим воздухом через форточки уходит и тепло. Для того, чтобы не использовать напрасно электроэнергию, на момент проветривания необходимо отключать электрические обогреватели.

Просматривая материалы интернета по нашей теме мы с удивлением узнали, что экономить электроэнергию можно и на самой обыкновенной проводке, которая проведена во всех комнатах? А ведь это действительно так. Необходимо будет проверить целостность проводки в квартире и убрать лишние тройники и переноски. Авторы статьи утверждают, что различные тройники и удлинители способны повышать сопротивление сети, что приводит к увеличению потери электроэнергии. Оказывается, если использовать удлинители и тройники, то потери могут насчитывать до 30%. Ведь используются они не 5 минут, во включенном состоянии они находятся днями и месяцами. К тому же это поможет избежать как поломки электроприборов, так и короткого замыкания.

Мало кто из людей знает и о том, что даже в том случае, когда телевизор, музыкальный центр и DVD-проигрыватель не работают, но у них включен режим «standby», электроэнергия также используется. Что это за режим «standby»? Это горящий светодиод на панели управления, который свидетельствует о том, что прибор включен в сеть. Хотя прибор как-будто бы и выключен, но на самом деле он потребляет электроэнергию.

Например, не работающая акустическая система, но просто включенная в сеть, потребляет 11 Вт. И это только за 1 час. А если посчитать, какая цифра набежит за сутки, за месяц? В большинстве случаев такие приборы используются в сутки только несколько часов, а то и меньше, а все остальное время они просто потребляют электроэнергию, за которую также приходится платить.

Пожалуй, холодильник – самая необходимая вещь в доме, но если им неправильно пользоваться, то он будет потреблять электроэнергии больше, чем для этого необходимо. Очень важно его не ставить возле батареи или плиты (газовой или электрической), так как он будет быстрее нагреваться. А это означает, что он чаще будет включаться. Мало того, что от этого он быстрее выйдет из строя, так и электроэнергии будет потреблять больше. Не следует горячую пищу ставить в холодильник, а также лишний раз не надо открывать дверцу. Это также приведет к тому, что он будет чаще включаться.

Стоит обратить внимание на температурный режим, выставленный на холодильнике. Если вы заметили, что холодильник практически никогда не выключается, то имеет смысл выставить менее холодную температуру. На качестве сохранения продуктов это скажется не существенно, а для экономии поможет. В крайнем случае, скоропортящиеся продукты можно размещать у дальней стенки холодильника, там температура всегда ниже.

Заключение

Итак, подводя итог вышесказанному следует заметить, что электричество – является незаменимым явлением в нашей повседневной жизни. И прежде чем люди могли беспрепятственно пользоваться этим благом на земле минуло не одно столетие. Сколько великих учёных приложили свои знания и умения в этой области. Однако, как мы понимаем, запасы электроэнергии не бесконечны, поэтому осознавая значение электроэнергии, каждый из нас может начать экономить в мелочах и сохранить хотя бы часть невозобновляемых полезных ископаемых, чтобы тем самым помочь природе.

Список интернет-источников:

История изучения и развития электричества/ Электронный ресурс: http://scsiexplorer.com.ua/index.php/istoria-otkritiy/136-istoria-elektrichestva.html

История освещения: как появилась электрическая лампочка / Электронный ресурс: http://www.upravsvet.ru/svet/istoriya-osveshheniya-kak-poyavilas-elektricheskaya-lampochka.html

Как сэкономить электроэнергию в домашних условиях? / Электронный ресурс: http://kvartira3.com/kak-sekonomit-elektroenergiyu-v-domashnih-usloviyah

Краткая история развития электрического освещения лампочка / Электронный ресурс: http://fb.ru/article/2904/kratkaya-istoriya-razvitiya-elektricheskogo-osvescheniya

Кто придумал электричество? / Электронный ресурс: http://www.qhhq.ru/interesnoe/izobreteniya/624103.html

Проект – исследовательская работа «Уходя, гасите свет!?» / Электронный ресурс: http://pandia.ru/text/79/535/23609.php

Прошлое, настоящее и будущее кабелей связи. И все-таки Фалес! / Электронный ресурс: http://pusk.z83.ru/electricity-1.php

Рассказ об электричестве детям/ Электронный ресурс: http://detskiychas.ru/rasskazy/rasskaz_electrichestvo_detyam/

Электрическая лампочка (история изобретения) / Электронный ресурс: http://istoriz.ru/elektricheskaya-lampochka-istoriya-izobreteniya.html

16