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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 便捷式節(jié)能插座
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 當(dāng)今全球提倡低碳生活，我國也號召每個家庭在不使用家用電器的時(shí)候能夠切斷電源，但是很多人怕麻煩或者忘記做這樣的事情，浪費(fèi)了寶貴的能源，同時(shí)縮短了用電器的壽命。為了讓我們每一個人都能夠?yàn)闇p少二氧化碳的排放做出貢獻(xiàn)，我特別設(shè)計(jì)了這個便捷式節(jié)能插座，其原理利用了通電螺線管能夠產(chǎn)生磁場的性質(zhì)，巧妙的解決了生活中很多家用電器待機(jī)耗電的問題。與傳統(tǒng)插座相比較，它操作簡便、節(jié)能省電，有廣闊的生產(chǎn)和銷售前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，我們對生活質(zhì)量有了更高的追求。溫室效應(yīng)的日益顯現(xiàn)，全球氣候變暖的問題也越來越嚴(yán)重，全球、全國上下都在為緩解這一大問題想對策。作為一個普通的大學(xué)生，我們能為減少二氧化碳的排放做些什么呢？對此，我展開了思考。所謂“低碳生活（low-carbon life）”，就是把生活作息時(shí)間所耗用的能量要盡量減少，從而減低二氧化碳的排放量。低碳生活，對于我們這些普通人來說是一種生活態(tài)度。低碳生活宣傳海報(bào)也成為人們推進(jìn)潮流的新方式。它給我們提出的是一個愿不愿意和大家共創(chuàng)造低碳生活的問題。我們應(yīng)該積極提倡并去實(shí)踐低碳生活，要注意節(jié)電、節(jié)氣、熄燈一小時(shí)……從這些點(diǎn)滴做起。除了植樹，還有人買運(yùn)輸里程很短的商品，有人堅(jiān)持爬樓梯，形形色色，有的很有趣，有的不免有些麻煩。生活節(jié)能已經(jīng)成為緩解能源供求矛盾的重要環(huán)節(jié)，許多人為了在使用電器時(shí)“方便”，經(jīng)常把插頭插在插線板上不拔下來。大家也許不知道，彩電、空調(diào)、電腦等家用電器關(guān)機(jī)后如果不把插頭拔下來，是要待機(jī)耗電的。據(jù)介紹，現(xiàn)代化辦公設(shè)備和家用電器絕大多數(shù)都具有待機(jī)功能。在待機(jī)狀態(tài)下，設(shè)備并沒有切斷電源，也沒有運(yùn)行主要功能，看上去像是關(guān)機(jī)，實(shí)際上電器內(nèi)部還有少部分線路和元件在帶電工作，這種狀態(tài)下的耗電量就是待機(jī)能耗。彩電、冰箱、空調(diào)、熱水器、電腦等家用電器都會發(fā)生大量的待機(jī)能耗。對此，我們進(jìn)行一個簡單的計(jì)算：以一套 電腦設(shè)備待機(jī)耗電狀況為例: (42mA+23mA+32 mA+28 mA +40 mA)*220v=36.3W 36.3W/1000*10小時(shí)=0.363度/10小時(shí) 365天*24小時(shí)/10*0.363度=318度/年因此，一個普通城市，除空調(diào)負(fù)荷以外，全市居民用電負(fù)荷約為85萬千瓦，一天的待機(jī)耗電約為100萬千瓦時(shí)。全市按300萬個家庭計(jì)算，全市家庭的平均待機(jī)能耗相當(dāng)于每個家庭每天都在使用一盞30瓦的長明燈，為此需要多付出待機(jī)電費(fèi)1億元。近年來，在實(shí)際的工作過程中，我們雖然把節(jié)能減排工作放在重要位置，制定了相關(guān)的政策措施，節(jié)能減排工作取得了一定成效，但與中央提出的科學(xué)發(fā)展觀，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求還存在一定的差距。（1）對“節(jié)能減排”的重要性和緊迫性認(rèn)識還不足。（2）加強(qiáng)節(jié)能減排管理的協(xié)調(diào)聯(lián)動機(jī)制還尚未形成。（3）節(jié)能減排統(tǒng)計(jì)制度、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和體系不夠健全。（4）對推廣應(yīng)用節(jié)能減排技術(shù)的支撐體系尚不完備。（5）節(jié)能減排效益不高，污染物治理系統(tǒng)不夠完善。 2005年6月21日，國務(wù)院總理溫家寶主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，研究建設(shè)節(jié)約型社會和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)問題。之后，國務(wù)院發(fā)出《關(guān)于做好建設(shè)節(jié)約型社會近期重點(diǎn)工作的通知》，從節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地和資源綜合利用五個方面提出了要求，并把建設(shè)節(jié)約型社會作為重點(diǎn)工作來抓。電器長期待機(jī)的缺點(diǎn)（1）耗費(fèi)電能驚人——不節(jié)能據(jù)測定，電器設(shè)備在待機(jī)狀態(tài)下耗電一般為其開機(jī)功率的10%左右，約5—15瓦不等，家里的電視、空調(diào)、電腦、飲水機(jī)和電熱水器等常用家用電器的待機(jī)耗能加在一起，相當(dāng)于開著一只30—50瓦的長明燈，每年全國的待機(jī)能耗浪費(fèi)驚人。（2）意外事故頻頻發(fā)生——不安全據(jù)統(tǒng)計(jì)，火災(zāi)損失中有三成以上是由電器火災(zāi)引起的，其中罪魁禍?zhǔn)椎氖沁B接電器的插座。究其原因，除了插座質(zhì)量不過關(guān)以外，另外一個重要的原因即是家電待機(jī)時(shí)間過長，導(dǎo)致超負(fù)荷工作而發(fā)生危險(xiǎn)——插座已經(jīng)成為了家庭用電安全的軟肋。（3）電費(fèi)節(jié)節(jié)攀高——不經(jīng)濟(jì)從國家電力部門獲悉，因家電待機(jī)耗能，全國城市家庭平均用戶多消耗10%的用電量，平均每個家庭一年多交電費(fèi)100多元，同時(shí)，處于待機(jī)狀態(tài)的電器壽命大大降低，變相增加了使用電器的成本。（4）對環(huán)境氣候的影響根據(jù)聯(lián)合國氣候變化專門委員會（IPCC）的研究：本世紀(jì)，地表溫度將平均升高1.4—5.8℃,海平面將升高98cm左右。北冰洋的冰蓋以每12年近3%的速度在融化，到2030年，北冰洋將可以直接通航，世界海平面到時(shí)將提高26cm至50cm，電器的待機(jī)損耗將會產(chǎn)生更多的二氧化碳，加快氣候變暖的腳步，可以預(yù)見，地球的氣候入股這樣惡化下去，它將不再成為人類的棲身之所。空氣開關(guān)是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中非常重要的一種電器，它集控制和多種保護(hù)功能于一身。除了能完成接觸和分?jǐn)嚯娐吠猓心軐﹄娐坊螂姎庠O(shè)備發(fā)生的短路．嚴(yán)重過載及欠電壓等進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也可以用于不頻繁地啟動電動機(jī)。一句話，空氣開關(guān)是一種只要電路中電流過大就會自動斷開的開關(guān)。因此，我受到空氣開關(guān)的啟發(fā)，結(jié)合當(dāng)前低碳生活的背景以及黨和國家政策的大環(huán)境，開始思考：我們能不能對我們現(xiàn)在的插座進(jìn)行改造，使它具備這樣一種功能：當(dāng)用電器由正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇龣C(jī)狀態(tài)時(shí)，該插座能夠自動切斷電源。例如：我們在炎炎夏日享受空調(diào)的時(shí)候，在晚上睡覺時(shí)我們給空調(diào)設(shè)置了晚上12:00自動關(guān)機(jī)，當(dāng)我們熟睡中空調(diào)關(guān)機(jī)后，由于空調(diào)的插銷還接在電源上，還存在潛在用電，這時(shí)插銷能夠自動斷電多好啊？基于以上背景，我們做了如下思考。 I代表電流 R代表電阻 它們之間的關(guān)系是 U=I*R 還用到熱脹冷縮的原理。 當(dāng)家中的用電器過多（相當(dāng)于電阻并聯(lián)），會導(dǎo)致路端電阻減少。但電壓是保持在220V的穩(wěn)定電壓。所以根據(jù) U=I*R 可知電流變大。電流的增大會產(chǎn)生大量的熱，同時(shí)空氣開關(guān)中的空氣也開始膨脹。因?yàn)樵谟邢薜目臻g里空氣膨脹帶來一種推力，當(dāng)推力達(dá)到足夠大時(shí)會把開關(guān)推成段路。就是我們說的調(diào)閘了。 當(dāng)空氣冷卻到常溫時(shí)開關(guān)又在彈簧的彈力下恢復(fù)成通路，這樣又可以工作了。這樣起到了自動恢復(fù)的作用。只要有短路現(xiàn)象,開關(guān)形成回路就會跳閘。 當(dāng)線路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載電流時(shí)，短路電流超過瞬時(shí)脫扣整定電流值，電磁脫扣器產(chǎn)生足夠大的吸力，將銜鐵吸合并撞擊杠桿，使搭鉤繞轉(zhuǎn)軸座向上轉(zhuǎn)動與鎖扣脫開，鎖扣在反力彈簧的作用下將三副主觸頭分?jǐn)?，切斷電源?當(dāng)線路發(fā)生一般性過載時(shí)，過載電流雖不能使電磁脫扣器動作，但能使熱元件產(chǎn)生一定熱量，促使雙金屬片受熱向上彎曲，推動杠桿使搭鉤與鎖扣脫開，將主觸頭分?jǐn)?，切斷電源。空氣開關(guān)就是應(yīng)用了電磁感應(yīng)的原理，當(dāng)電流足夠大時(shí)，自動斷電。能不能設(shè)計(jì)一種裝置，使得當(dāng)電流足夠小時(shí)，自動斷電？當(dāng)在通電螺線管內(nèi)部插入鐵芯后，鐵芯被通電螺線管的磁場磁化。磁化后的鐵芯也變成了一個磁體，這樣由于兩個磁場互相疊加，從而使螺線管的磁性大大增強(qiáng)。為了使電磁鐵的磁性更強(qiáng)，通常將鐵芯制成蹄形。但要注意蹄形鐵芯上線圈的繞向相反，一邊順時(shí)針，另一邊必須逆時(shí)針。如果繞向相同，兩線圈對鐵芯的磁化作用將相互抵消，使鐵芯不顯磁性。另外，電磁鐵的鐵芯用軟鐵制做，而不能用鋼制做。否則鋼一旦被磁化后，將長期保持磁性而不能退磁，則其磁性的強(qiáng)弱就不能用電流的大小來控制，而失去電磁鐵應(yīng)有的優(yōu)點(diǎn)。使用用電器前開啟開關(guān)即可，正常關(guān)閉用電器或者使用電器處于待機(jī)狀態(tài)均會自動切斷電源。通過便攜式節(jié)能插座的使用，可以有效地解決生活中不知不覺的費(fèi)電弊端，在生產(chǎn)中有廣闊的應(yīng)用前景。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 當(dāng)今全球提倡低碳生活，我們國家也多次號召每個家庭在不用家用電器的時(shí)候能夠切斷電源，但是很多人怕麻煩或者忘記做這樣的事情，不知不覺中，浪費(fèi)了寶貴的能源。為了讓我們每一個人都能夠?yàn)闇p少二氧化碳的排放做出貢獻(xiàn)，我們特別設(shè)計(jì)了這個操作簡便、實(shí)用性強(qiáng)的便捷式節(jié)能插座，其原理利用了線圈通電后能夠產(chǎn)生磁場的性質(zhì)，巧妙的解決了生活中很多用電器待機(jī)耗電的問題。與傳統(tǒng)插座相比較，它操作簡便、節(jié)能省電，有廣闊的生產(chǎn)和銷售前景。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 為了節(jié)約生活中的每一度電，減少待機(jī)狀態(tài)下的用電損耗，延長用電器的使用壽命，我們設(shè)計(jì)了便捷式節(jié)能插座。其基本思路就是利用了電磁原理，大電流可以形成通路，小電流則斷路。創(chuàng)新點(diǎn)在于在普通插座上接上一個電磁繼電器來進(jìn)行改裝，小小的變化則起了妙用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 在我校“興農(nóng)挑戰(zhàn)杯”中獲得一等獎。
作品所處階段
- 處于待開發(fā)狀態(tài)。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作生產(chǎn)。
作品可展示的形式
- 公開展示。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 便捷式節(jié)能插座科學(xué)的利用了通電螺線管產(chǎn)生磁場的原理，巧妙地對市場上現(xiàn)有的插座進(jìn)行了改造。與現(xiàn)在家用的插座相比，它只需要手動開啟，不需要手動關(guān)閉；它在用電器變?yōu)椴皇褂玫拇龣C(jī)狀態(tài)時(shí)可以自動切斷電源，當(dāng)需要啟用用電器時(shí)，可以重新開啟，從而起到節(jié)能省電的作用?？梢?，它已經(jīng)不同于普通插座僅僅是起到接電的作用，它同時(shí)具備了節(jié)能、便利的特點(diǎn)，相信他的問世，可以改變我們的生活，踐行低碳生活。
同類課題研究水平概述
- 沒有相關(guān)資料表明有類似發(fā)明，市場上未見有類似產(chǎn)品。
