Ключевые слова: светодиодные индикаторы, экономические энергозатраты.
Авторы ставят цель — выяснить какое количество энергии затрачивают светодиодные индикаторы и проанализировать экономические затраты на их работу
В самом начале исследования выводим гипотезу:светодиодные индикаторы не ведут к экономическим затратам по оплате электроэнергии, потому что:
– для своей работы используют электрический ток порядке 1–20 мА и напряжение ниже 3 В;
– предел чувствительности электронных счетчиков электроэнергии АСКУЭ не «улавливает» ток индикатора.
Задачи:
- Изучить технические и эксплуатационные характеристики светодиодов, их маркировку и способы включения в электрическую цепь.
- Определить типы светодиодов, используемых в качестве индикаторов бытовой техники и приборов.
- Рассмотреть принципы работы АСКУЭ.
- Изучить технические характеристики электронных счетчиков электрической энергии.
- Рассчитать экономические затраты электроэнергии на работу светодиодных индикаторов.
- Проанализировать экономические расходы, приходящиеся на светодиодные индикаторы.
Вся современная бытовая техника оснащена цветовыми индикаторами.
Электронные индикаторы устанавливается в различное бытовое и промышленное оборудование для информирования человека об уровне или значении различных параметров.
На сегодняшний день индикаторы представлены в виде светодиодов — полупроводниковых приборов, излучающих свет. Рынок полупроводниковых приборов представляет очень широкий спектр светодиодов, различных как по внешним данным, так и по светоизлучательным характеристикам, среди которых наиболее значимой является яркость свечения. Яркость свечения излучательного светодиода определяет его электрические параметры: силу тока и напряжение.
Электрические параметры являются приоритетными при использовании светодиодов в качестве световых индикаторов бытовой техники, потому что они определяют количество затрат электрической энергии, а следовательно, и их оплату.
Учитывая тот факт, что на сегодняшний день введены в эксплуатацию автоматизированные системы контроля и учета электроэнергии, которые повлекли за собой переход к использованию электронных счетчиков электрической энергии, имеющих высокий порог чувствительности, возникают вопросы:
- Какое количество электрической энергии необходимо для работы светодиодных индикаторов?
- Регистрируют ли электронные счетчики АСКУЭ электроэнергию, затрачиваемую на работу светодиодных индикаторов?
- Выгодно ли экономически выключать из сети бытовую технику, оснащенную светодиодными индикаторами?
Необходимость ответов на эти вопросы обусловила проблему исследования.
Недостаточная степень знаний рядовых пользователей о светодиодах и электронных счетчиках АСКУЭ определили выбор темы исследования.
Ведущая роль в исследовании отведена изучению светоизлучающих диодов: принципам их работы, эксплуатационным и техническим характеристикам.
Практическая значимость исследования заключается в расчете электроэнергии, потребляемой светодиодными индикаторами и расчете экономических затрат потребителей.
Светодиоды были созданы для того, чтобы излучать свет при прохождении по ним электрического тока. Цвет свечения светодиода зависит от примесей, добавленных в полупроводник.
Светодиоды нашли широкое применение в техники, так как обладают рядом преимуществ по сравнению с другими осветительными элементами. Прежде всего, это конструктивные особенности светодиода: он имеет очень маленькие размеры и легко встраивается в любую технику.
Величина тока для светодиода является основным параметром, и, как правило, составляет 10 или 20мА. Неважно, какое будет напряжение, главное, чтобы ток, текущий в цепи светодиода, соответствовал номинальному для светодиода.
Современная система контроля и учета электроэнергии, затрачиваемой потребителями, переходит на автоматизированную работу. Именно этот факт вызвал появление в наших домах электронных счетчиков. Сегодня все приборы фиксации электроэнергии в быту заменяются на электронные счетчики со встроенной АСКУЭ.
Главным преимуществом электронных счётчиков по сравнению с индукционными, является отсутствие вращающихся элементов. Кроме того, они обеспечивают более широкий интервал входных напряжений, позволяют легко организовать многотарифные системы учёта.
В электронном счетчике выполнение практически всех функций возложено на микроконтроллер. Он является преобразователем АЦП (преобразует входной сигнал с трансформатора тока в цифровой вид, производит его математическую обработку и выдаёт результат на цифровой дисплей.) Микроконтроллер также принимает команды от органов управления и управляет интерфейсными выходами.
Для потребителей электроэнергии г. Костаная в качестве приборов учета используются электронные счетчики Орман СО-Э711.
В ходе исследования был произведен теоретический расчет электроэнергии, затрачиваемой на работу одного светодиодного индикатора. В качестве светодиодного индикатора часто используется модель АЛ102АМ или ее зарубежные аналоги.
АЛ102АМ имеет следующие электрические параметры:
– прямой ток I пр =5мА;
– максимальное прямое напряжение U пр =2,8 В.
Эти параметры являются необходимым и достаточным условием расчета затрачиваемой электроэнергии.
Расчеты показали, что один светодиодный индикатор за 1 месяц своей беспрерывной работы затрачивает 0,01 кВт*ч электроэнергии.
Если выразить эти затраты в денежном эквиваленте, то получается, что за работу одного светодиода потребителя платит 0,18 тенге в месяц.
Проведенное исследование показало, что светодиодные индикаторы не «тратят деньги» потребителей, т. к. их энергетические затраты, а соответственно и экономические затраты потребителей очень малы. Ведь индикатору не требуется большое количество энергии, потому как основные его назначением является подача светового сигнала, а не освещение пространства.
Еще необходимо учесть тот факт, что электронные счетчики, установленные в квартирах и домах потребителей г.Костаная, имеют порог чувствительности 20 мА, соответственно затраты светодиодных индикаторов с прямым током ниже этого значения они не фиксируют.
Таким образом, в ходе проведения исследования было установлено, что вовсе не обязательно выключать из сети электробытовые приборы, оснащенные светодиодными индикаторами, т. к. экономических потерь это не принесет.
Литература:
- Аваев Н. А., Наумов Ю. Е., Фролкин В. Т. Основы микроэлектроники. М., Радио и связь, 1991.
- Батушев В. А. Электронные приборы. М., Высшая школа, 1980.
- Справочник по полупроводниковым и электровакуумным приборам.
- Федосеева Е. О., Федосеева Г. П. Основы электроники и микроэлектроники. М., Искусство, 1990.
- Харченко В. М. Основы электроники. М., Энергоиздат, 1983.
