Проект «Лампа накаливания своими руками» • Наука и образование ONLINE
Главная Работы на конкурс Предметное образование Физико-математические дисциплины Проект «Лампа накаливания своими руками»
Автор: Перхов Андрей Дмитриевич
Место работы/учебы (аффилиация): МОАУ «Гимназия №7», г.Оренбург, 4 класс
Научный руководитель: Каневская Светлана Александровна
Как-то летним вечером, когда мы всей семьей были на даче. На улице уже темнело, и папа попросил меня пойти и включить свет. Я подошел и нажал выключатель ожидая, что сейчас все вокруг осветит фонарь, весящий над дверью, но к моему удивлению этого не произошло. Вместо этого фонарь ярко вспыхнул и потух. И сколько бы я не щелкал выключатель, больше ничего не происходило, я так и стоял в темноте. Подошел папа и расстроено сказал, что видно перегорела лампочка, и нужно искать новую. Он раскрутил фонарь и достал оттуда лампочку, не очень похожую на те, которые у нас везде дома.
Как я позже выяснил дома у нас дома часть лампочек светодиодных, а часть люминесцентных ламп. Я догадался, что это обычная лампа накаливания, такие я видел у бабушки, но в руках я держал ее впервые. Папа попробовал найти на даче лампу, но не нашел и нам пришлось в тот вечер закончить свои дела и поехать домой. А у меня в голове засела мысль, а как же устроена обычная лампочка, и что это за спираль внутри, и какую функцию она выполняет. Вроде сама конструкция лампочки мне показалась не сложной, она мне напомнила стеклянную банку с закрытой крышкой. Но тогда не понятно, почему внутри этой «закрытой баночки» спираль взяла и порвалась, ведь ее никто не трогал. Почему это произошло?
В голове у меня возник вопрос, с которым я обратился к папе. А можно ли как- то самому попробовать собрать лампочку типа лампы накаливания, чтобы она горела. И раз она называется лампой накаливания, значит она должна давать много тепла, поэтому я не решился экспериментировать в одиночку, а попросил папу составить мне компанию в моих исследованиях.
Размышляя об этом я вспомнил, что папа рассказывал, как он любил в детстве смотреть на декоративный светильник, который вращался от тепла обычной лампочки. Поэтому я решил усложнить себе задачу и не просто сделать лампочку, но и попробовать сделать ее частью вращающегося декоративного светильника. Было бы здорово если бы это получилось. Нужно пробовать и разбираться, но для начала нужно все-таки почитать теорию.
Целью моей работы является создание лампы накаливания в домашних условиях и попытка сборки на ее основе лавового светильника.
Задачи исследования:
- изучить историю создания лампы накаливания;
- узнать устройство обычной лампочки;
- собрать лампу;
- попробовать на основании моей лампы сделать лавовый декоративный светильник.
Для своей работы я использовал книги, интернет и свои наблюдения.
Вывод. Собранная лампа накаливания стала основой декоративного новогоднего светильника, вращающегося под воздействием тепла от собранной лампы. Проведенные исследования показали, что собрать лампу накаливания из подручных средств можно и кроме света она еще является довольно хорошим источником тепла.
Работа выполнена на 22 листах, в том числе Приложения представлены в виде 22 рисунков на 6 листах.
Естественно-научные дисциплины, Физико-математические дисциплины
Исследовательский проект «Вольтов столб»
Батарейки являются наиболее распространенным источником питания. Современный мир не представляет себя без различной электроники, для неё необходима электроэнергия. Не всегда получается применять обычные сетевые источники, для этого и нужны гальваниче…
Посмотреть работу
Физико-математические дисциплины
4″>Исследовательский проект «Оптические иллюзии — увлекательный мир возможностей»Кривые зеркала, 3D-фильмы, хирургические объемные голограммы, исторические музеи-панорамы, дизайн одежды, уникальные памятники архитектуры, психологические тесты и виртуальная реальность – все эти удивительные вещи и явления объединяет один важный пр…
Посмотреть работу
Физико-математические дисциплины
Исследовательский проект «Эксперимент: собрать трансформатор Тесла своими руками»
Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы
Предмет исследования: трансформатор Теслы. Гипотеза: мы предположили, что при помощи катушки Теслы можно создать электромагнитное поле, которое позволит люминесцентной и энергосберегающей лампе светиться, не используя проводку. Цель: понять принцип р…
Посмотреть работу
Мероприятие завершено
От первых предпосылок до разработки функционирующих ламп с нитью накаливания
Изобретатель, имя которого золотыми буквами начертается на темных страницах истории, кто он? Как определить одного, самого достойного? Ведь изобретения делаются не в один день, и у них, как правило, много отцов.
И что же мы должны считать изобретением, кого прославлять и чтить – того гения, которому в голову пришла первичная идея или того, кто имея другие таланты реализовал, доработал и претворил в жизнь эту идею…
Опускаясь все глубже и глубже к предпосылкам и истокам изобретения ламп, о каких из них бы мы сейчас не говорили, исторические личности, о которых мы слушали на уроках в школе, читали в книгах и газетах, все больше открываются как обычные люди, у которых гениальность сосуществует неотрывно от слабостей и переживаний. Некоторых сломили неудачи, другие упорно шли к своей цели, игнорируя возможности и предложения, третьи же, не имея искры гениальности, добились многого фантастическим упорство и работоспособностью.
Первой предпосылкой создания электрической лампы, какой мы ее знаем, можно считать опыты Жан Батиста Марсиллина Жобара в 1838 году. Рожденный во французском регионе, ставший подданным Нидерландов, а потом, после революции 1830 года, автоматически сделавшийся бельгийцем по национальности, Жан Батист занимался, как ученый муж того времени, много вопросами, начиная с геодезии, и кончая увлечением спиритизмом.
Однако поприщем, на котором он достиг больших успехов была литография, за что он даже был удостоен в декабре 1828 года золотой медали «Le Courrier des Pays-Bas». Современному поколению он может быть интересен как, по сути, первоизобретатель смайлика! В 1841 году Джобард предложил в своей газете добавить то, что он назвал «дополнительными эмоциональными типографскими символами» (включая пунктуацию иронии).
Однако в 1838 году он создает устойчиво работающий прототип лампы с угольным сердечником. Но так как горение происходило в воздушной среде, электрод быстро разрушался. Полагаю, что опыты эти он проводил в силу увлечения фотографией, но развивать идею с лампой накаливания Жобар не смог.
А Уоррен де ла Рю смог! Он проводил ток уже через проволоку, помещённую в стеклянный цилиндр. Создал ли он вакуум в этом цилиндре или нет, доподлинно уже не выяснить, а архивные документы об этом не упоминают. А далее де ла Рю стал выдающимся астрономом, президентом Британского Королевского астрономического общества и позже даже членом-корреспондентом Петербургской академии наук по математическому разряду, однако к созданию и исследованию ламп более отношения не имел.
Тот факт, что в 1841 году Фредерик Де Моллен получил патент «на производство электроэнергии и ее применения для освещения и движения» написан в каждой статье сходной тематики, однако эта запись, сделанная в книг патентов Ирландии, не несет за собой какого либо дальнейшего следа!
Следующий серьезный виток развития истории лампочки взял свое начало в 1844 году когда американский инженер Джон Старр подал заявку на патент США на лампу накаливания с угольной нитью и генератор. И Джон вместе с деловым партнером Эдвардом Августином Кингом пустились в неблизкий путь, в Англию. Целью путешествия были британские и французские патенты. 4 ноября 1845 г. был выдан британский патент № 10 919 и в нем описаны сразу 2 типа ламп! В первом случае платиновая нить работала в стеклянном корпусе, но не находилась в вакууме. Во втором типе углеволоконная полоса, была заключена в вакууме. Во втором типе конструкции дополнительно использовалась ртуть, которая за счет своих свойств позволяла получить высокий вакуум (вакуумные насосы того времени не позволяли добиться высокого вакуума), продлевающий срок службы угольной нити.
Более того, конструкция лампы впервые позволяла заменять нить. И это был еще один поистине широкий шаг в будущее! Казалось, что все было в руках Старра и его деловых партнеров ( Сондерса и Кинга. Их инженерные решения были передовыми для своего времени, у них явно присутствовала деловая хватка – подобное сочетание это редчайшая удача! И тут Старр заболел туберкулезом и умер 21 ноября 1846 года. В Англии он и был похоронен, на кладбище «Key-Hill» в Бирмингеме, а его партнеры вернулись в Америку, и судя по отсутствию каких-либо дальнейших действий, не смогли или были не в праве продолжать разработку лампы Старра. Кинг позже был убит во время службы в гражданской войне в США. Сандерс уехал в Санто-Доминго в 1877 году и там его след обрывается. Эти обстоятельства интересны нам по причине того, что ни один из партнеров Старра не был доступен для дачи показаний в судебных процессах, касающихся патентов на лампы Томаса Эдисона.
Если верить хронологии и фактам приведенным в большинстве статей на тему изобретения лампочки, то следующим героем значится немец Генрих Гёбель, которые «разработал проект современной лампы».
А теперь давайте посмотрим на конструкцию его изобретения: обугленная бамбуковая нить в стеклянном цилиндре. В верхней части цилиндра создается вакуум. Каким образом? Да с помощью ртути! И где же тут заметны изменения относительно лампы Старра образца 1845 года, за исключением замены углеволокна на бамбуковую нить? А их и нет, потому что Генрих Гебель изначально начал проводить опыты с целью совершенствования лампы накаливания на основе образца лампы Старра. Неизвестно насколько долго могла работать лампа Старра, но Гебель довел время работы своей конструкции до нескольких часов! Это действительно было уже близко к возможному промышленному использованию. Но использовал ее Генрих для своих собственных целей. Тут надо сказать несколько слов о том, что натолкнуло изобретателя на работу в данной области, и кем он был.
В 1848-м Генрих Гёбель эмигрировал со своей семьей в США и открыл в Нью-Йорке часовой магазин. Для привлечения внимания покупателей, он установил на крыше цинково-угольную батарею и получил такие яркие световые дуги, что соседи вызывали пожарных.
После нескольких ложных выездов пожарных суд запретил Гёбелю использование дуговой лампы на крыше. Но идея привлекать клиентов яркой подсветкой не оставила изобретателя, и он стал продолжать эксперименты с лампой накаливания. Надо понимать, что в те времена, яркие электрические лампы, которые горели над вашей лавкой, делали вас исключительным в темное время суток, поэтому идею так выделить свою мастерскую тоже можно считать эдаким ноу-хау!
Но есть и еще одна легенда, про то как Генрих Гебель использовал лампу накаливания. Согласно этой легенде по улицам Нью-Йорка разъезжала повозка в которой находились подзорная труба и лампа накаливания. Лампа завлекала публику, которой предлагалось взглянуть через подзорную трубу на кольца Сатурна. Восторженные дамы и солидные господа подобно мотылькам слетались на свет лампы накаливания. И снова мы видим изобретателя, для которого лампа не была целью, а была лишь средством зарабатывания денег и привлечения внимания. Предпосылок к тому, чтобы стать промышленно изготавливаемой еще не хватало – не было изобретено ртутного насоса для создания высокого вакуума и динамо-машины, для непрерывного получения энергии.
Однако в 1893 году суд подтвердил Гёбелю, что его лампа накаливания с угольной нитью «действительно является подходящим для использования источником света и что он использовал и прилюдно показывал подходящую для практического применения лампу накаливания ещё за несколько десятилетий до Эдисона». В итоге американский патент Эдисона признали недействительным до окончания срока.
В 1860 году Джозеф Уилсон Суон демонстрирует и патентует в Англии лампу накаливания с угольной нитью и вакуумом. Согласно источникам, эта лампа не получает распространения из-за сложности получения вакуума в те годы, однако меня терзает вопрос, на который я не нашел ответа: «Чем принципиально эта лампа отличалась от той, что запатентовал Джон Старр в 1845 году?» И вот тут, изучив основы патентного права тех годов в Англии, я пришел к удивительному, но абсолютно логичному выводу. В 1860 году прошло 15 лет с момента получения патента Джона Старра, а значит он прекратил свое действие. Чем мгновенно воспользовался Джозеф Уилсон Суон.
Только спустя 18 лет он смог усовершенствовать лампу своими нововведениями, и лишь 5 февраля 1879 года, Джозеф Уилсон Суон продемонстрировал свою лампу с угольной нитью накала в присутствии примерно 700 человек в Литературно-философском обществе Ньюкасла. Его дом стал первым жилым зданием, освещенным с помощью электричества. Электричество Суон получал с помощью гидравлической турбины, и это по сути это была первая гидроэлектростанция в Англии.
В декабре 1880-го, Суон осветил множеством ламп усадьбу своего друга, сэра Уильяма Армстронга, и тогда стала отчетливо видна необходимость открытия массового производства. Что и было реализовано в 1881-м году – в Бенвелле открылась его фабрика по производству ламп накаливания.
Честь быть первой улицей, которую заливал не газовый, а электрический свет, выпала Моусли-Стрит, а сами искусственные светила были лампами Суона.
И наконец, в 1881-м году, лампы Суона были громко популяризированы среди богемной части публики — был освещен лондонский театр «Савой» (824 лампы освещали сцену и еще 370 ламп размещались в других частях театра).
В первой части этой заметки рассуждения ведутся о людях, которые первые увидели удивительные явления, старались познать и классифицировать их, занимаясь, по сути, чистой наукой, пусть и подходя к ней с разных концов или в сугубо практических целях. Ближе к концу заметки уже проявляется тенденция, когда романтизм первопроходства и познания тайн природы уходит в прошлое, а на сцене появляются люди, которые приспосабливают открытия для действительно полезных, а зачастую выгодных для них дел. И слово «первый» уже применяется не к людям, а к следствиям – первая улица с лампами, первый дом, освещенный лампами накаливания…
В 70-х годах 19 века начинается новая эпоха – практического применения, борьбы патентов, блестящих решений и подлых поступков. Лодыгин, Эдисон, Суон – об этих выдающихся личностях пойдет речь в следующей заметке о прогрессе в использовании лампы накаливания.
Уоррен де ла Рю. Проводил ток уже через проволоку, помещённую в стеклянный цилиндр. Создал ли он вакуум в цилиндре или нет, доподлинно уже не выяснить, а архивные документы об этом не упоминают.
Генрих Гёбель. «Разработал проект современной лампы»Джозеф Уилсон Суон. В 1860 году демонстрирует и патентует в Англии лампу накаливания с угольной нитью и вакуумомСравнение ламп накаливания и светодиодных ламп | Проекты научной ярмарки
Средний
Мы сравниваем лампы накаливания и светодиодные лампы, чтобы определить, какая из них ярче и потребляет меньше энергии. Мы измерим яркость каждого типа ламп и посмотрим, какой из них требует меньше энергии для получения того же уровня яркости.
Гипотеза
Гипотеза состоит в том, что светодиодной лампе потребуется меньше энергии для получения того же уровня яркости, что и у лампы накаливания.
Метод и материалы
Вы подключите кабели и вилки к розеткам ламп накаливания и светодиодных ламп, измерите яркость каждой лампы с помощью люксметра и запишите результаты измерений в таблицу.
Вам понадобится лампа накаливания 60 Вт, патрон для лампы накаливания, светодиодные лампы нескольких номиналов мощности, патрон для светодиодной лампы, электрические кабели, трехконтактные вилки, люксметр и линейка.
Результаты
Результаты показали, что лампа накаливания мощностью 60 Вт обеспечивает ту же яркость, что и светодиодная лампа мощностью 7,5 Вт, доказывая, что светодиодные лампы обеспечивают такую же яркость при меньшей мощности и энергопотреблении по сравнению с лампами накаливания.
Зачем этот проект?
Этот научный проект интересен тем, что в нем сравниваются два типа лампочек и показано, как светодиодные лампы могут обеспечивать такую же яркость, как и лампы накаливания, но с меньшей мощностью.
Также рассмотрите
Варианты этого эксперимента могут включать сравнение флуоресцентного света со светодиодными лампами или сравнение яркости светодиодной лампы и лампы накаливания на разных расстояниях от источника света.
Полная информация о проекте
Дополнительную информацию и детали этого проекта научной ярмарки можно найти здесь. Получайте удовольствие от изучения!Страница проекта
Похожие видео
Привет! Вот несколько замечательных видеороликов об этом научном проекте, которые, как мы думаем, вам очень понравятся.
Они не только очень веселые, но и помогут вам узнать больше о науке, стоящей за проектом. Так что расслабьтесь, расслабьтесь и приготовьтесь повеселиться!!
Поделитесь этим научным проектом:
Идеи проекта Ярмарки связанных наук
Вызов водомерки: заставьте жука ходить по воде!
Можно ли заставить жука из фольги для чистки труб ходить по воде? Узнайте это, решив эту инженерную задачу, построив собственный водомер и изучив науку о поверхностном натяжении.
Средний
Влияет ли давление воздуха на амортизацию?
Действительно ли давление воздуха в футбольном шлеме влияет на амортизацию? Давай выясним!
Средний
Скорость пружин
Влияет ли жесткость подвески автомобиля на скорость прохождения поворотов? Узнайте в этом увлекательном эксперименте!
Medium
Поделись этим научным проектом:
Лампочка Научный проект: Тепло от лампочек | Научный проект
Научный проект
Да будет свет! По щелчку выключателя лампочка может зажечь или осветить всю комнату, но что еще происходит? Один из основных законов физики, сохранение энергии говорит нам, что энергия не создается и не уничтожается: скорее, она может быть только преобразована из одной формы в другую.
Лампа какого типа и мощности производит больше всего тепла?
Скачать проект
ОценкаЧетвертый класс
ПредметScience
- Лампа на гусиной шее (убедитесь, что в ней можно безопасно использовать все перечисленные лампочки!)
- 6 ламп накаливания: 25 Вт, 40 Вт, 60 Вт, 75 Вт, 100 Вт и 150 Вт
- 2 Компактные люминесцентные лампы: 7 Вт, 23 Вт
- Термометр
- Рулетка или линейка для измерения расстояния между термометром и лампочкой
- Белое полотенце
- Секундомер
- Разложите белое полотенце на плоском столе.
- Поместите лампу на один конец полотенца.
- Убедившись, что лампа отключена от сети, вкрутите лампочку с наименьшей мощностью и оставьте лампу выключенной.
- Поместите термометр на другой конец полотенца.
- Измерьте расстояние между термометром и лампочкой.
- Проверьте и запишите начальную температуру термометра.
- Убедившись, что лампа направлена на термометр, включите лампу и включите секундомер.
- По прошествии 5 минут измерьте и запишите температуру на термометре.
- Полностью выключите лампу и подождите, пока лампочка остынет, прежде чем вынимать ее.
- Убедитесь, что термометр также остыл до начальной начальной температуры, которую вы записали.
- Повторяйте шаги 2–9 со следующей по мощности лампочкой, пока не протестируете все лампочки.
**Важно помнить**
- Всегда ждите, пока лампочка и термометр остынут, прежде чем проверять новые лампочки!
- При переключении ламп убедитесь, что лампа выключена и полностью отсоединена от сети.
- Убедитесь, что расстояние между колбой и термометром одинаково для каждой попытки.
- Начальная температура всегда должна быть одинаковой для каждого испытания.
Что вы заметили? Вы, наверное, заметили, что чем выше мощность, тем выше температура. 150-ваттная лампа накаливания должна была дать самое теплое измерение (как вы думаете, почему это так?), в то время как компактные люминесцентные лампы должны были быть намного холоднее, чем большинство ламп накаливания.
Так в чем же разница между лампами накаливания и компактными люминесцентными лампами? Лампа накаливания излучает свет за счет нагрева небольшой металлической катушки, называемой нитью накала , окруженной газами, которые нагреваются примерно до 4000 F! Давая много света, они выделяют 90% своей энергии в виде тепла, что делает их довольно неэффективными по сравнению с компактными люминесцентными лампами.
Компактные люминесцентные лампы излучают невидимый ультрафиолетовый свет, который взаимодействует с покрытием колбы, создавая видимый свет.
Известно, что они более эффективны и долговечны (и, как вы могли заметить, нагреваются дольше).
Лампы накаливания горят намного горячее, чем компактные люминесцентные лампы. Они обладают очень разными свойствами: лампы накаливания полагаются на металлы, газ и тепло, в то время как КЛЛ больше полагаются на реакцию между внутренними и внешними материалами. По этим причинам лампы накаливания выделяют больше тепловой энергии, чем КЛЛ.
Заявление об отказе от ответственности и меры предосторожности Education.com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для ознакомления
только цели. Education.com не дает никаких гарантий или заявлений
относительно идей проекта научной ярмарки и не несет ответственности за
любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких
информация. Получая доступ к идеям проекта научной ярмарки, вы отказываетесь и
отказаться от любых претензий к Education.