VY_62_INOVACE_VK64 Jméno autora výukového materiálu Věra Keselicová Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen Červen 2012 Ročník, pro který je VM určen Vzdělávací oblast, obor, okruh, téma Anotace 8. ročník *) 9. ročník **) *) Člověk a příroda, Fyzika, Elektřina a magnetismus, Elektrické spotřebiče **)Člověk a svět práce, Provoz a údržba domácnosti, Elektrické spotřebiče v domácnosti Výukový materiál,,pracovní list Úsporné zdroje světla odpovědi je určený k tomu, aby si žáci zkontrolovali a doplnili informace, které našli při vypracování pracovního listu z VY_62_INOVACE_VK63. 1
PRACOVNÍ LIST ÚSPORNÉ ZDROJE SVĚTLA ODPOVĚDI 2) K jaké základní přeměně energií v osvětlení dochází? Elektrická energie se mění na světlo. Nežádoucím jevem je ve větší či menší míře vznik tepelné energie osvětlení více či méně hřeje. 3) Jaké zdroje světla se v osvětlení používají? V minulosti byly velmi rozšířené klasické žárovky a trubicové zářivky. Od září 2009 jsou v zemích Evropské unie klasická žárovky postupně nahrazovány energeticky úspornějšími zdroji halogenovými žárovkami, kompaktními úspornými zářivkami (kompaktní fluorescenční žárovka) a LED žárovkami (elektroluminiscenční dioda). Důvodem jsou úspory energií a snížení vlivu člověka na změny klimatu. Od září 2012 nebudou žádné klasické žárovky do obchodů dodávany, obchodníci mohou doprodat jejich zásoby a od roku 2016 budou k dostání pouze energeticky úsporné zdroje světla. 4) Nalezněte informace o tom, jak vzniká světlo v klasické žárovce, halogenové žárovce, kompaktní úsporné zářivce a LED žárovce. Světlo klasických žárovek vzniká pomocí elektrického proudu, který rozžhaví jemné wolframové vlákno. Na světlo se však promění jen asi 5 % elektrické energie. Zbytek je odveden do okolí jako tepelné záření. Halogenové žárovky pracují na podobném principu jako klasické žárovky, ale s podstatně vyšší teplotou uvnitř baňky. V baňce jsou navíc obsaženy sloučeniny halogenových prvků, díky kterým se wolfram odpařený z vlákna žárovky při teplotách kolem 3 000 C mění v průsvitnou hmotu. Kompaktní úsporné zářivky jsou rtuťové nízkotlaké výbojky. Ve skleněné trubici jsou vlivem elektrického pole mezi elektrodami vybuzeny páry rtuti emitující neviditelné UV záření. Speciální látka luminofor na vnitřním povrchu trubice přeměňuje neviditelné UV záření na viditelné světlo. LED žárovky fungují na principu polovodičových destiček, světlo vzniká při průchodu proudu polovodičovým přechodem. 2
5) Nalezněte informace o výhodách a nevýhodách použití klasických žárovek, halogenových žárovek, kompaktních úsporných zářivek a LED žárovek. Klasické žárovky Halogenové žárovky kompaktních úsporných zářivek LED žárovky výhody - okamžitý start, - přesné podání barev - klasická barva světla, -nízké pořizovací náklady - spotřeba o 20-30 % nižší než u klasické žárovky, - 2x delší životnost oproti klasické žárovce, - možnost postupného stmívání, - svítí na plný výkon ihned po zapnutí, nemá na ně vliv okolní teplota - vysoká životnost (až 15 000 hodin u kvalitních výrobků, tj. 15x delší než u běžných žárovek), - úspora energie až 80 %, - 4-5x vyšší účinnost oproti klasické žárovce (23W zářivka = 100W žárovka), - široká nabídka tvarů a barvy světla, nízká provozní teplota žádné nebezpečí spálení - nižší spotřeba než úsporné zářivky, - dekorativní využití, - extrémně dlouhá životnost (20 let), - odolné vůči nárazům a nešetrnému zacházení, - odolné k častému vypínání a zapínání-žádné nebezpečí spálení, - rychlé rozsvícení, - širší výběr barev světla - neobsahují rtuť nevýhody - velká spotřeba energie a nízká účinnost přeměny energie - 92 % teplo a jen 8 % světlo, - životnost jen cca 1000 hodin provozu, - relativně vysoká povrchová teplota - vyšší cena oproti klasickým žárovkám, - neušetří tolik energie jako kompaktní úsporné zářivky, - výrazně kratší životnost(2 roky) než ostatní typy úsporných zdrojů (6-10 let), - k dispozici pouze s teple bílou barvou, - velmi se zahřívají - vyšší pořizovací náklady, - nebezpečný odpad, - standartní typy nelze stmívat, - chvíli trvá než svítí na plný výkon a nejsou vhodné pro vysoké teploty, životnost ovlivňuje časté zapínání a vypínání, - jsou vždy mléčné; - existují i speciální zářivky, které nedostatky se stmíváním, náběhem na plný výkon, nevhodností častého zapínání nemají - vyšší pořizovací náklady, - světlo z bílých LED diod může zkreslovat barvy 6) Na trhu je velké množství žárovek a zářivek, které jsou určeny pro různé účely. Když si chce člověk v obchodě sám vybrat, je třeba, aby se zorientoval v základních parametrech, které jsou uvedeny na obalech světelného zdroje. Zjistěte informace o těchto parametrech. 3
Světelný výkon Jak je žárovka,,silná, člověk u klasických žárovek poznal podle elektrického příkonu (ve wattech), ale pro úsporné světelné zdroje to není dobré, protože různé typy dosahují při stejném příkonu různého světelného výkonu. Praktičtější je použít veličinu světelný tok (v lumenech). Ke snadnější orientaci v,,síle světelných zdrojů slouží následující přiřazení, žárovce s určitým el.příkonem odpovídá určitý světelný výkon: 100 W 1300-1400 lm 75 W 920-970 lm 60 W 700-750 lm 40 W.. 410-430 lm 25 W...220-230 lm Stmívání Pokud chce zákazník koupit úsporný zdroj, který lze stmívat plynule měnit světelný výkon, měl by na obalu hledat jeden z následujících symbolů: Barva světla Barva světla (neboli teplota barvy) se udává v kelvinech (K). V praxi se nejčastěji hovoří o teplém a studeném světle. Nízká hodnota barvy světla v kelvinech (např. 2700 K) značí teplejší světlo, které navozuje příjemnou, pohodovou atmosféru a hodí se spíše pro domácí použití (např. v obývacím pokoji). Čím vyšší je hodnota barvy světla v kelvinech (např. více než 4000 K), tím studenější světlo žárovka produkuje. Žárovky, které produkují studené světlo, se obvykle používají na pracovištích. Zářivky o vysoké barevné teplotě okolo 6 500 K umožňují kontrastní vidění. Světlo těchto zářivek není únavné pro oči, podporuje psychický i fyzický výkon. Vhodné jsou zejména pro osvětlení kancelářských prostor, knihoven, přednáškových sálů a všude tam, kde se dlouhodobě a intenzivně namáhá zrak. Na obalu zdroje světla by zákazník měl najít následující značení: Energetický štítek Udává, do které třídy (A až G) žárovka patří. Díky tomu snadno zákazník pozná, které žárovky jsou nejúspornější (třída A). Kompaktní úsporná zářivka třídy A např. spotřebuje ve srovnání s halogenovou žárovkou třídy C při stejném světelném výkonu pouze třetinu elektrické energie. Díky nejúspornějším žárovkám tedy může zákazník ušetřit spoustu peněz. 4
Životnost určuje, kolik hodin vydrží zdroj svítit. Rozhodne-li se zákazník pro zdroj s delší životností, bude mít méně starostí s vyměňováním a nákupem nového. V místech, kde člověk tráví několik hodin denně, je třeba používat ty nejúspornější a nejtrvanlivější zdroje, aby nebylo spotřebováno více elektřiny, než je nezbytně nutné, a aby nebylo třeba zdroj příliš často měnit. O životnosti světelného zdroje informují na obalu následující obrázky: Provozní teplota Umístění zdroje světla je důležitým faktorem při jeho nákupu. Halogenové žárovky jsou ve srovnání s kompaktními úspornými zářivkami nebo LED žárovkami odolnější vůči extrémním teplotám. Při nákupu by zákazník měl na obalu hledat následující informaci: Počet rozsvícení/zhasnutí Většina kompaktních úsporných zářivek je energeticky úsporná, ale vydrží relativně menší počet rozsvícení/zhasnutí. Standardní kompaktní úsporné zářivky, které vydrží přibližně 3000 až 6000 rozsvícení/zhasnutí, by tedy neměly být instalovány v místech, kde se často (v průměru více než třikrát denně) rozsvěcuje/zhasíná, např. na toaletách, chodbách nebo místech vybavených snímači pohybu. Existují nicméně i speciální úsporné zářivky, které časté rozsvěcování/zhasínání bez potíží snesou. Před nákupem jakéhokoli zdroje proto na obalu vyhledejte následující symbol: Doba potřebná k zahřátí Některé nové typy světelných zdrojů potřebují určitý čas na to, aby se zahřály a dosáhly plného světelného výkonu (např. standartní kompaktní úsporné zářivky). Zákazník by neměl přehlédnout následující symboly, které udávají, za jak dlouho žárovka dosáhne maximálního světelného výkonu. Způsoby likvidace Úsporné zdroje světla obsahují složité elektronické součásti a neměly by se vyhazovat do běžného domovního odpadu. Lze je vracet v prodejnách, kde se prodávají, a na místech určených ke sběru elektronického odpadu. Navíc kompaktní úsporné zářivky na rozdíl od halogenových žárovek a LED žárovek obsahují rtuť. Když se zářivka rozbije, může se uvolnit max 5 mg rtuti (pro srovnání: starší rtuťové teploměry obsahují 500 mg rtuti). Spotřebitelům se doporučuje, aby nejprve místnost vyvětrali a poté vlhkou utěrkou zářivku uklidili. Je třeba zabránit styku střepin s pokožkou a nepoužívat vysavač. Rozměry žárovek a zářivek Pokud se člověk rozhodne ve svítidle používat jiný typ zdroje než dříve, měli by si před nákupem vždy ověřit, zda má nový zdroj vhodné rozměry. Kompaktní úsporné zářivky jsou totiž často větší než klasické žárovky 7) Pro které prostory se jednotlivé druhy světelných zdrojů hodí? Klasické žárovky místa, kde se často rozsvěcí a zhasíná toalety, chodby, šatny. Kompaktní úsporné zářivky místa, kde se svítí dlouhou dobu nebo často, kde není potřeba okamžitě po rozsvícení plný světelný výkon. Halogenové žárovky místa, kde se svítí krátce nebo málo často, venkovní prostory, místa, kde je potřeba kvalitní podání barev, a také pro dekorativní účely LED žárovky - místa, kde se svítí dlouhou dobu nebo často. 5
Použitá literatura: http://www.energetickyporadce.cz/cs/uspory-energie/osvetleni/druhy-svetelnych-zdroju/ http://declics.romande-energie.ch/articles/guide-pratique-pour-choisir-ses-ampoules-led http://www.infobydleni.cz/news/svetelne-zdroje-soumrak-i-vyvoj-technologii-2-1/ http://ec.europa.eu/energy/lumen/overview/avariedchoice/led/index_cs.htm http://ec.europa.eu/energy/lumen/index_cs.htm 6