例談中學(xué)物理教師參與校園節(jié)電增效

桑建華

中學(xué)物理教師具有較為系統(tǒng)和完備的物理知識(shí)和相當(dāng)?shù)膶?shí)踐技能，在應(yīng)用于校園節(jié)電增效方面，既能為學(xué)校作出價(jià)值不菲的貢獻(xiàn)，又能進(jìn)一步實(shí)踐和提高實(shí)踐方面的技能，有利于提高物理教師自身的科學(xué)探究的實(shí)際能力，更重要的是能影響到學(xué)生，讓其感受到物理知識(shí)技能的實(shí)用性和拓展性，從而更好地激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，筆者在學(xué)校行政和后勤部門(mén)的大力支持下進(jìn)行了校園節(jié)電增效方面的嘗試，并帶領(lǐng)高二學(xué)生建立物理課外興趣小組，共同參與了一些校園實(shí)際問(wèn)題的探討和實(shí)踐，取得了一定的成效。

一、采用新型智能開(kāi)關(guān)進(jìn)行用電控制

[例1]本校學(xué)生可飲用開(kāi)水采用河南產(chǎn)方快牌(LDR0，4)400升電開(kāi)水鍋爐將水燒開(kāi)并存入3噸保溫儲(chǔ)水箱的形式，當(dāng)儲(chǔ)水箱的水位低于一定值，開(kāi)水鍋爐全自動(dòng)燒水并自動(dòng)注入，而儲(chǔ)水箱的出水口可隨時(shí)沖水，由于開(kāi)水出水口缺少必要的技術(shù)手段進(jìn)行管制，開(kāi)水的使用存在浪費(fèi)現(xiàn)象，而人工控制又帶有一定的隨意性，筆者使用時(shí)控開(kāi)關(guān)配合50寸口徑的電磁閥實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，按作息時(shí)間分多個(gè)時(shí)間段進(jìn)行開(kāi)水供應(yīng)，代替原來(lái)的人工控制，既節(jié)約人力，又減免了人工控制的隨意性，經(jīng)此改造，全校學(xué)生可飲用開(kāi)水在保證供應(yīng)的情況下，節(jié)電效果顯著，每天可節(jié)電約35度，年可節(jié)電約13000度，在此過(guò)程中，筆者帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)選用多大口徑的電磁閥、電磁閥的工作原理和內(nèi)部構(gòu)造、節(jié)水節(jié)電量的計(jì)算，觀察學(xué)校水電工安裝和自動(dòng)控制的過(guò)程進(jìn)行了全程的參與。

[例2]本校教學(xué)區(qū)、學(xué)生宿舍均安裝有空調(diào)，共200多臺(tái)，空調(diào)的節(jié)電問(wèn)題尤其突出，在加強(qiáng)宣傳教育的情況下，借助技術(shù)手段進(jìn)行了空調(diào)通斷電的控制，筆者主要采用了微電腦時(shí)控開(kāi)關(guān)、溫控儀、熱電偶和交流接觸器實(shí)現(xiàn)了該項(xiàng)功能，全部成本在300元以內(nèi)。

基本工作原理：針對(duì)教學(xué)區(qū)和宿舍區(qū)的特點(diǎn)分別設(shè)定好空調(diào)專(zhuān)用電力電路的工作條件，將時(shí)間條件和溫度條件邏輯相與，即時(shí)控開(kāi)關(guān)與溫控儀相串聯(lián)，當(dāng)時(shí)間和溫度條件同時(shí)滿足時(shí)，控制交流接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，空調(diào)正常供電，我們?cè)O(shè)定溫度條件為50℃到250℃溫控儀觸點(diǎn)斷開(kāi)，設(shè)定上課期間教學(xué)區(qū)時(shí)控開(kāi)關(guān)導(dǎo)通。

在安放熱電偶探頭時(shí)需要注意讓探頭端懸空，放置在配電室內(nèi)并避免陽(yáng)光照射，在連線時(shí)筆者與學(xué)校電工一起復(fù)習(xí)了交流接觸器等方面的電工學(xué)知識(shí)及實(shí)際連線方法，在學(xué)生課外興趣小組時(shí)，筆者講解了工作原理，并帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)改裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了參觀。

運(yùn)行一段時(shí)間后，工作基本正常，但在溫控儀設(shè)定溫度附近，溫控儀處于臨界工作狀態(tài)，有誤通斷的現(xiàn)象，目前正在設(shè)法接入延時(shí)繼電器，以避免在臨界溫度附近出現(xiàn)頻繁的通斷電現(xiàn)象，采用本裝置，一方面節(jié)約了人力，另一方面可保證空調(diào)有效地正常工作，避免學(xué)生在教學(xué)區(qū)、生活區(qū)空調(diào)未及時(shí)斷電等情況發(fā)生，以200臺(tái)空調(diào)每臺(tái)空調(diào)每天節(jié)約二十分鐘，每年工作四個(gè)月來(lái)測(cè)算，年可節(jié)省用電8000多度。

二、聲光控開(kāi)關(guān)和人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)的應(yīng)用

建議學(xué)校對(duì)公共部位照明裝置進(jìn)行改造，如選用人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)對(duì)廁所、盥洗間的照明開(kāi)關(guān)進(jìn)行改造，選用聲光控開(kāi)關(guān)和紅外被動(dòng)式人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)對(duì)樓梯燈和走廊燈的開(kāi)關(guān)進(jìn)行改造，為確保安全，樓梯口和底樓走廊采用兩種開(kāi)關(guān)并聯(lián)的方式進(jìn)行控制，確保學(xué)生經(jīng)過(guò)時(shí)，能將開(kāi)關(guān)觸發(fā)。

筆者帶領(lǐng)課外興趣小組學(xué)習(xí)利用人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)配合電磁閥對(duì)廁所沖水裝置進(jìn)行了改造，針對(duì)人體感應(yīng)開(kāi)關(guān)白天不能觸發(fā)的工作原理，將內(nèi)部的線路進(jìn)行改造，讓開(kāi)關(guān)內(nèi)部的光敏電阻引腳斷開(kāi)，使開(kāi)關(guān)無(wú)論是白天還是黑夜，只要有學(xué)生進(jìn)入廁所，開(kāi)關(guān)便導(dǎo)通，220V電磁閥吸合，達(dá)到自動(dòng)沖洗便池的目的，其中，高二(1)男生白瑪旺杰同學(xué)一開(kāi)始就想到用黑色膠帶將透光孔堵住，使光敏電阻不能接受光線照射，從而使感應(yīng)開(kāi)關(guān)誤以為是黑夜，從而達(dá)到改裝目的的方法。

以上列舉的做法受到全校師生的廣泛好評(píng)，并且在學(xué)生中引起強(qiáng)烈的反響，學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣有了一定提高，一學(xué)期以來(lái)，筆者所帶領(lǐng)的高二年級(jí)學(xué)生以興趣小組的形式參與學(xué)校的節(jié)能增效工作，還幫助低年級(jí)同學(xué)修理手電筒等，甚至個(gè)別同學(xué)能成功地修復(fù)MP3耳機(jī)接口脫焊，耳機(jī)線斷線等焊接難度較高的問(wèn)題。

(責(zé)任編輯：黃春香)