Презентация по физике Светодиодный рюкзак

Научно – исследовательская работа АвторНовиков Виктор Сергеевич, Учебное заведение – Горловский УВК «Общеобразовательная школа I-III ступеней №47 – многопрофильный лицей «Старт», 9 – А класс.Научный руководитель: Выхрыстюк Нина Григорьевна, учитель физики Горловского лицея «Старт».2013г. Светодиодный рюкзак Изготовление светодиодного рюкзак, используя светодиодные ленты, источник постоянного тока. Установление зависимости яркости полученного освещения от различных параметров. План проведения научно – исследовательской работы 1. Анализ условия: - цель исследовать зависимость яркости освещения от различных параметров(светового потока, числа светодиодных лент, температуры) - объект исследования - светодиодные ленты - предмет исследования -виды соединения светодиодных лент с разным числом и размерами светодиодов, элементы питания и их объединение в блоки.2. Физическая модель.3. Ознакомление с теоретическим материалом.4. Выдвижение своих гипотез по объяснению данного явления.5. Проведение эксперимента.6. Описание данного явления на основании опытов и научного эксперимента.7. Вывод.8. Подготовка презентации. Светодиоды в нашей жизни. Влияние на организм человекаПреимущества: 1) Высокая механическая прочность и надежность, 2)Отсутствие разогрева и высоких напряжений,3) Высокий уровень электро- и пожаробезопасности, 4)Безинерционность, 5) Сверхминиатюрность, 6) Удобства в установках. Анализ условия Цель: объяснить и исследовать яркость освещения при проведении эксперимента.Объект: светодиодные ленты, источник постоянного тока, выключатель, паяльник, рюкзак, провода.Предмет исследования: виды соединения светодиодных лент с разным числом и размерами светодиодов, элементы питания и их объединение в блоки.Светодиодная лента-источник света, собранный на основе светодиодов. Представляет собой гибкую печатную плату, на которой равноудалено друг от друга расположены светодиоды.Яркость источника света — это световой поток, посылаемый в данном направлении, деленный на малый (элементарный) телесный угол вблизи этого направления и на проекцию площади источника на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Иначе говоря - это отношение силы света, излучаемого поверхностью, к площади её проекции на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Физическая модель Температура окружающей среды постоянна.Световой пучок перпендикулярен к падающей поглощающей поверхности.Все светодиодные ленты одинаковы. В экспериментальной части рассматриваются источники постоянного тока. Светодиод-это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в непосредственное излучение .Он создан на основе полупроводников, которые преобразуют попадающий на него ток в световое излучение. Кристаллы полупроводника создают р-п- переход. Как и в нормальном полупроводниковом диоде, в светодиоде при пропускании тока в прямом направлении носители заряда- электроны и дырки рекомбинируют с излучением квантов. Параметры, влияющие на яркость освещения светодиодов Для человеческого глаза важно измерение света в видимом спектре с длинами волн 380-770 нанометров. 1. Световой поток2.Сила света3. Температура.4. Число светодиодных лент на ленте.Светодиодная лента работает от постоянного тока и подключается к постоянному напряжению, величиной обычно 12 В, реже 24 В. Поэтому для подключения светодиодной ленты к сети электропитания, дополнительно необходим преобразовывающий блок питания, или к 8 батарейкам по 1.5 В, тет самым образующие 12 В и поэтому нам, чтобы хватило напряжения надо подключить две ленты параллельно. Светодиод подключают к источнику тока анодом к «+» и катодом «-».В начале эксперимента после выбора темы мы начали искать нужные нам материалы. Мы использовали рюкзак , светодиодные ленты и батарейки по 2 В. Две главные характеристики светодиода -это падение напряжения и сила тока. Все светодиоды , в основном, рассчитаны на силу тока 20 мА, допустимое значение напряжения, если подать большее напряжение, то наступает электрический пробой и светодиод выходит со строя.Светодиодная лента работает от постоянного тока и подключается к постоянному напряжению, величиной обычно 12 В, реже 24 В. В нашем случае это 10 В.Взяли провода по 20 см, можно было сделать всё одним, но была вероятность что мы можем ошибиться в каком-то месте. Провод должен быть обязательно многожильным (чтобы был гибким), сечением 0,75 мм2. 16.С одного конца сняли изоляцию 5 мм, с другого конца 10 мм.В два блока вставили по 4 батарейки. Между «+» первого блока и «-» второго блока поставили ключ замыкания. К проводу первого блока мы взяли провод и припаяли их накладывая параллельно. К проводу «+» второго блока батареи мы припаяли еще один провод, накладывая параллельно. Когда все спаяли, взяли часть с двумя спаянными проводами и припаяли к «-» первой светодиодной ленты, часть с двумя спаянными проводами другого блока и припаяли к «+» светодиодной ленты. Затем взяли провод и припаяли к «-» второй светодиодной лампы, также и с «+» . Таким образом мы замкнули электрический круг.После усердных стараний и пайки мы присоединили светодиодную ленту к рюкзаку, после чего нужно было провести источник енергии. Поместив в наружный кармашек выключатель с замкнутым кругом батареек по 2 В, мы дали возможность включать и выключать светодиоды на рюкзаке.Параллельное включение светодиодов с общим резистором — плохое решение. Как правило, светодиоды имеют разброс параметров, требуют несколько различные напряжения каждый, что делает такое подключение практически нерабочим. Один из диодов будет светиться ярче и брать на себя тока больше, пока не выйдет из строя. Такое подключение многократно ускоряет естественную деградацию кристалла светодиода. Если Принцип изготовления светодиодного рюкзака Я использовал рюкзак , светодиодные ленты и батарейки по 1,5. Две главные характеристики светодиода -это падение напряжения и сила тока. Все светодиоды , в основном, рассчитаны на силу тока 20 мА, напряженияВзял провода по 20 см, можно было сделать всё одним, но была вероятность что я мог ошибиться в каком-то месте. Провод должен быть обязательно многожильным (чтобы был гибким), сечением 0,75 мм2. С одного конца снял изоляцию 5 мм, с другого конца 10 мм.В два блока вставил по 4 батарейки. Между «+» первого блока и «-» второго блока разместил ключ замыкания. К проводу первого блока я взял провод и припаял их накладывая параллельно. К проводу «+» второго блока батареи я припаял еще один провод, накладывая параллельно. Когда все спаял, взял часть с двумя спаянными проводами и припаяли к «-» первой светодиодной ленты, часть с двумя спаянными проводами другого блока и припаяли к «+» светодиодной ленты. Затем взял провод и припаял к «-» второй светодиодной лампы, также и с «+» . Таким образом я замкнули электрический круг. Включение светодиодных лент . Зависимость светового потока1. от прямого тока светодиода, 2.тока от подаваемого напряжения на светодиод Зависимость яркости от числа светодиодов Размер светодиодов Количество светодиодов на один метр Потребляемая мощность одного метра длины, ватт Световой поток метра длины светодиодной лампы, лм Эквивалентная мощность лампы накаливания, ватт 2,5мм∙3,5 мм 30 2,4 150 10 60 4,8 300 20 90 7,2 450 30 Применение светодиодов Мобильные устройства,Алфавитно-цифровые табло и дисплеи, Световая реклама,Транспортные средства, Активные дорожные знаки, уличные указатели. Вывод Эта тема актуальна и дает возможность использования светодиодного рюкзака в нестандартных ситуациях, мы попытались дать некоторые рекомендации по изготовлению светодиодного рюкзака и по дальнейшему использованию светодиодов в технике и быту.Светодиодная лента- источник света , собранный на основе светодиодов , который при минимальных затратах энергии дает яркость освещения поверхности.В ходе экспериментов нами установлены следующие закономерности:1. Рациональный способ соединения отрезков светодиодных лент;2. Зависимость яркости освещения от:-Светового потока, -Силы света,- видов и числа светодиодов на единицу отрезка и их размера.-температуры.Чем больше число светодиодов на единицу длины, тем больше яркость освещения.Чем выше световой поток, тем выше яркость.Чем больше сила света, тем выше яркость.