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基本信息

项目名称:
便捷式节能插座
小类:
数理
简介:
当今全球提倡低碳生活,我国也号召每个家庭在不使用家用电器的时候能够切断电源,但是很多人怕麻烦或者忘记做这样的事情,浪费了宝贵的能源,同时缩短了用电器的寿命。为了让我们每一个人都能够为减少二氧化碳的排放做出贡献,我特别设计了这个便捷式节能插座,其原理利用了通电螺线管能够产生磁场的性质,巧妙的解决了生活中很多家用电器待机耗电的问题。与传统插座相比较,它操作简便、节能省电,有广阔的生产和销售前景。
详细介绍:
随着经济的发展和人民生活水平的提高,我们对生活质量有了更高的追求。温室效应的日益显现,全球气候变暖的问题也越来越严重,全球、全国上下都在为缓解这一大问题想对策。作为一个普通的大学生,我们能为减少二氧化碳的排放做些什么呢?对此,我展开了思考。所谓“低碳生活(low-carbon life)”,就是把生活作息时间所耗用的能量要尽量减少,从而减低二氧化碳的排放量。低碳生活,对于我们这些普通人来说是一种生活态度。低碳生活宣传海报也成为人们推进潮流的新方式。它给我们提出的是一个愿不愿意和大家共创造低碳生活的问题。我们应该积极提倡并去实践低碳生活,要注意节电、节气、熄灯一小时……从这些点滴做起。除了植树,还有人买运输里程很短的商品,有人坚持爬楼梯,形形色色,有的很有趣,有的不免有些麻烦。生活节能已经成为缓解能源供求矛盾的重要环节,许多人为了在使用电器时“方便”,经常把插头插在插线板上不拔下来。大家也许不知道,彩电、空调、电脑等家用电器关机后如果不把插头拔下来,是要待机耗电的。据介绍,现代化办公设备和家用电器绝大多数都具有待机功能。在待机状态下,设备并没有切断电源,也没有运行主要功能,看上去像是关机,实际上电器内部还有少部分线路和元件在带电工作,这种状态下的耗电量就是待机能耗。彩电、冰箱、空调、热水器、电脑等家用电器都会发生大量的待机能耗。对此,我们进行一个简单的计算:以一套 电脑设备待机耗电状况为例: (42mA+23mA+32 mA+28 mA +40 mA)*220v=36.3W 36.3W/1000*10小时=0.363度/10小时 365天*24小时/10*0.363度=318度/年因此,一个普通城市,除空调负荷以外,全市居民用电负荷约为85万千瓦,一天的待机耗电约为100万千瓦时。全市按300万个家庭计算,全市家庭的平均待机能耗相当于每个家庭每天都在使用一盏30瓦的长明灯,为此需要多付出待机电费1亿元。近年来,在实际的工作过程中,我们虽然把节能减排工作放在重要位置,制定了相关的政策措施,节能减排工作取得了一定成效,但与中央提出的科学发展观,建设资源节约型、环境友好型社会的要求还存在一定的差距。(1)对“节能减排”的重要性和紧迫性认识还不足。(2)加强节能减排管理的协调联动机制还尚未形成。(3)节能减排统计制度、评价标准和体系不够健全。(4)对推广应用节能减排技术的支撑体系尚不完备。(5)节能减排效益不高,污染物治理系统不够完善。 2005年6月21日,国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议,研究建设节约型社会和发展循环经济问题。之后,国务院发出《关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》,从节能、节水、节材、节地和资源综合利用五个方面提出了要求,并把建设节约型社会作为重点工作来抓。电器长期待机的缺点(1)耗费电能惊人——不节能据测定,电器设备在待机状态下耗电一般为其开机功率的10%左右,约5—15瓦不等,家里的电视、空调、电脑、饮水机和电热水器等常用家用电器的待机耗能加在一起,相当于开着一只30—50瓦的长明灯,每年全国的待机能耗浪费惊人。(2)意外事故频频发生——不安全据统计,火灾损失中有三成以上是由电器火灾引起的,其中罪魁祸首的是连接电器的插座。究其原因,除了插座质量不过关以外,另外一个重要的原因即是家电待机时间过长,导致超负荷工作而发生危险——插座已经成为了家庭用电安全的软肋。(3)电费节节攀高——不经济从国家电力部门获悉,因家电待机耗能,全国城市家庭平均用户多消耗10%的用电量,平均每个家庭一年多交电费100多元,同时,处于待机状态的电器寿命大大降低,变相增加了使用电器的成本。(4)对环境气候的影响根据联合国气候变化专门委员会(IPCC)的研究:本世纪,地表温度将平均升高1.4—5.8℃,海平面将升高98cm左右。北冰洋的冰盖以每12年近3%的速度在融化,到2030年,北冰洋将可以直接通航,世界海平面到时将提高26cm至50cm,电器的待机损耗将会产生更多的二氧化碳,加快气候变暖的脚步,可以预见,地球的气候入股这样恶化下去,它将不再成为人类的栖身之所。空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器,它集控制和多种保护功能于一身。除了能完成接触和分断电路外,尚能对电路或电气设备发生的短路.严重过载及欠电压等进行保护,同时也可以用于不频繁地启动电动机。一句话,空气开关是一种只要电路中电流过大就会自动断开的开关。因此,我受到空气开关的启发,结合当前低碳生活的背景以及党和国家政策的大环境,开始思考:我们能不能对我们现在的插座进行改造,使它具备这样一种功能:当用电器由正常工作状态转变为待机状态时,该插座能够自动切断电源。例如:我们在炎炎夏日享受空调的时候,在晚上睡觉时我们给空调设置了晚上12:00自动关机,当我们熟睡中空调关机后,由于空调的插销还接在电源上,还存在潜在用电,这时插销能够自动断电多好啊?基于以上背景,我们做了如下思考。 I代表电流 R代表电阻 它们之间的关系是 U=I*R 还用到热胀冷缩的原理。 当家中的用电器过多(相当于电阻并联),会导致路端电阻减少。但电压是保持在220V的稳定电压。所以根据 U=I*R 可知电流变大。电流的增大会产生大量的热,同时空气开关中的空气也开始膨胀。因为在有限的空间里空气膨胀带来一种推力,当推力达到足够大时会把开关推成段路。就是我们说的调闸了。 当空气冷却到常温时开关又在弹簧的弹力下恢复成通路,这样又可以工作了。这样起到了自动恢复的作用。只要有短路现象,开关形成回路就会跳闸。 当线路发生短路或严重过载电流时,短路电流超过瞬时脱扣整定电流值,电磁脱扣器产生足够大的吸力,将衔铁吸合并撞击杠杆,使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开,锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断,切断电源。 当线路发生一般性过载时,过载电流虽不能使电磁脱扣器动作,但能使热元件产生一定热量,促使双金属片受热向上弯曲,推动杠杆使搭钩与锁扣脱开,将主触头分断,切断电源。空气开关就是应用了电磁感应的原理,当电流足够大时,自动断电。能不能设计一种装置,使得当电流足够小时,自动断电?当在通电螺线管内部插入铁芯后,铁芯被通电螺线管的磁场磁化。磁化后的铁芯也变成了一个磁体,这样由于两个磁场互相叠加,从而使螺线管的磁性大大增强。为了使电磁铁的磁性更强,通常将铁芯制成蹄形。但要注意蹄形铁芯上线圈的绕向相反,一边顺时针,另一边必须逆时针。如果绕向相同,两线圈对铁芯的磁化作用将相互抵消,使铁芯不显磁性。另外,电磁铁的铁芯用软铁制做,而不能用钢制做。否则钢一旦被磁化后,将长期保持磁性而不能退磁,则其磁性的强弱就不能用电流的大小来控制,而失去电磁铁应有的优点。使用用电器前开启开关即可,正常关闭用电器或者使用电器处于待机状态均会自动切断电源。通过便携式节能插座的使用,可以有效地解决生活中不知不觉的费电弊端,在生产中有广阔的应用前景。

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

当今全球提倡低碳生活,我们国家也多次号召每个家庭在不用家用电器的时候能够切断电源,但是很多人怕麻烦或者忘记做这样的事情,不知不觉中,浪费了宝贵的能源。为了让我们每一个人都能够为减少二氧化碳的排放做出贡献,我们特别设计了这个操作简便、实用性强的便捷式节能插座,其原理利用了线圈通电后能够产生磁场的性质,巧妙的解决了生活中很多用电器待机耗电的问题。与传统插座相比较,它操作简便、节能省电,有广阔的生产和销售前景。

科学性、先进性

为了节约生活中的每一度电,减少待机状态下的用电损耗,延长用电器的使用寿命,我们设计了便捷式节能插座。其基本思路就是利用了电磁原理,大电流可以形成通路,小电流则断路。创新点在于在普通插座上接上一个电磁继电器来进行改装,小小的变化则起了妙用。

获奖情况及鉴定结果

在我校“兴农挑战杯”中获得一等奖。

作品所处阶段

处于待开发状态。

技术转让方式

合作生产。

作品可展示的形式

公开展示。

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

便捷式节能插座科学的利用了通电螺线管产生磁场的原理,巧妙地对市场上现有的插座进行了改造。与现在家用的插座相比,它只需要手动开启,不需要手动关闭;它在用电器变为不使用的待机状态时可以自动切断电源,当需要启用用电器时,可以重新开启,从而起到节能省电的作用。可见,它已经不同于普通插座仅仅是起到接电的作用,它同时具备了节能、便利的特点,相信他的问世,可以改变我们的生活,践行低碳生活。

同类课题研究水平概述

没有相关资料表明有类似发明,市场上未见有类似产品。
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