基本信息
- 项目名称：
- 安全节能开关——断电识别开关
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 众所周知:在停电以后再次来电的时候，难免会忘记关闭电器开关，而当再次来电的时候，普通的开关仍然保持通电状态，如果人已经离开就会造成不必要的电力浪费，更有甚者可能酿成火灾或烧毁仪器。基于以上思考，本作品设计的开关能在停电后自动断开电源，避免浪费和保护电器。断电开关产品具有以下几个优点：（1）制作简单、成本低（2）安全性和稳定性好（3）使用范围广。
- 详细介绍：
- 如果采用我这个开关，那么就我们学校来说，一年将能够节约电费：114618.6元；详细内容如下： 我们学校一共17幢学生宿舍，每一幢有100个寝室，一个寝室两个日光灯（额定功率:30W）、两个风扇（额定功率:45W）和一个热水器（额定功率:2000W）;一年有9个月在学校（除开寒假和暑假），在学校炎热的日子一般有两个月，这两个月风扇、热水器、电灯都会使用，剩下的7个月简单的算作只使用电灯。 我们寝室早上一般是6点30集体来电，而此时，一般会有接近50%的寝室的灯是开着的，在炎热的两个月，风扇和热水器也是开着的，而我们经常会到大约8点才会起来关这些用电器。中间就有一个半小时在浪费电能。所以: 30×1.5×9×30+2000×1.5×2×30+40×2×2×1.5×30=229237.2KW 也就是说相当于，仅仅我们学校一年就节约了电能: 229237.2KW，现在一度电大约是0.5元。所以就相当于就节约了:114618.6元。
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
- 作品设计目的： 人们在遇到停电的情况之后，经常忘记关电器的开关，在下次来电的时候，造成电能的浪费，更可能引发火灾等不幸事故。该节能开关就是为了避免此类事件发生而设计的。 基本思路： 利用晶闸管的单向导通特性、桥堆对交流电进行整流、电容的充电特性和经过电阻的放电特性巧妙地结合制作而成。 创新点： ①目前市场上并没有这种功能的产品销售；直流电路里面有能够识别断电的电路，但是那只能应用于直流，根本无法应用于交流。我们日常用电都是交流，因此那种电路无法得到实际生产和应用。 ②有一种人体感应开关也叫"节能开关"，但是功能完全不一样，而且人体感应开关无法得到广泛应用，比如说：如果电饭煲采用人体感应开关，那当人离开的时候，电饭煲将处于断开状态，而该开关完全可以做到人不在时电饭煲依然处于工作状态。 ③鉴于以上两项比较以及大量的信息搜集，该开关完全属于独立创新产品，功能上完全是独特的构思。 技术关键： ①晶闸管的选择需要考虑到耐压和通电电流的灵敏度。 ②电阻的阻值尽量的小（在允许的范围内），这样对电路中用电器的电压影响更小，达到可以忽略的程度。 ③电阻要能承受相应电路的电流大小。 ④电容的击穿电压要能承受相应电路，防止电容被击穿。 ⑤电容的容量要适合所使用的电路。 主要技术指标（仅仅想对于我的模型）： ①灵敏度：5秒； ②额定电压：220V； ③额定电流：0.2A；
科学性、先进性
- 科学性： 根据能量守恒定律，要想真正去节约电路中的能量是无法实现的，但是该节能开关采用独特的构思，从避免电能浪费的角度出发，达到节约电能的目的。 先进性： 现有的普通开关在闭合状态下，电路突然停电后，在下次来电的情况下，电路将处于导通状态，但是该节能开关将自动处于断开状态。将能够避免人们因为忘记关开关而造成的电能浪费。并且该节能开关成本低、易于产业化生产、应用范围广，能够很好替代现有普通开关。
获奖情况及鉴定结果
- 该作品获得国家实用新型专利，专利号为：201020207073.5
作品所处阶段
- 实验成功阶段
技术转让方式
- 可以转让使用权 需要的话可以联系我
作品可展示的形式
- 模型 现场演示
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
- 使用说明： 1.正常情况: 该开关在正常情况下（即没有断电情况）和普通开关的使用方法一样。 2.断电情况: 在断电后到下次来电的情况下：①如果自锁开关（该开关内有自锁开关和不自锁开关各一个）处于断开状态，那么只需要按一次开关，就能使电路处于工作状态，②如果开关中的自锁开关处于闭合状态，那么需要按两次开关，才能使电路处于工作状态。 技术特点与优势： ①制作简单： 主要由二极管、电阻、电容、晶闸管、自锁开关和不自锁开关制作而成。 ②成本低： 以下是该开关的主要原材料的价格信息（来自淘宝网）： 元件名字 单价 需要数量 二极管 0.05元 4个 晶闸管 0.50元 1个 电容 0.05元 1个 电阻 0,01元 1个 自锁开关 0.13元 1个 不自锁开关0.13元 1个 ③产业化： 该开关非常利于产业化生产。 应用范围与推广前景: 该开关能够应用在大多电器上面，目前市场上90%的开关都可以用该节能开关替代（另外10%为特殊开关，比如电冰箱开关等）。
同类课题研究水平概述
- 由于目前并没有这类开关，因此只能找其他一些稍微有点类似的进行比较，下面是直流断电识别电路、人体感应开关、断路保护器的比较： 直流断电识别开关的不足： ①无法通用：无法应用于交流电路。 ②缺乏推广性：我们日常用电基本上都是交流电，所以这种电路无法进行实际的投入生产。 人体感应开关的不足： ①操作不便：人体感应开关对人与开关的远近距离有要求，影响了人们的自由活动。 ②不安全：人体感应开关容易受到干扰，一束光线或者一只老鼠经过都可能开启该开关，使得该开关存在安全隐患。 断路保护器的不足： ①不安全：由于断路保护器的继电器是由金属线圈制作而成，所以在电路中容易出现电火花，存在一定的安全隐患。 ②不稳定性：因为采用金属线圈，电路中就存在电感，电感会使得电路中电流出现波动的现象或者是瞬间增大的情况。 ③不利于集成：由于采用金属线圈，导致断路保护器的体积偏大。 ④成本高：金属线圈的价格相对昂贵，这对于金属资源也是一种浪费，因此成本相对较高。 该安全节能开关 该开关具有以下优点： ①通用性：该开关既能应用于直流也能应用于交流电路，具有通用性。 ②易集成：电路采用桥堆、晶闸管、电容、电阻、自锁开关和不自锁开关，这些电子元件非常利于集成，能够制作出小巧的产品，可以做到一枚一元硬币的大小。 ③安全性：该开关不易受到外界干扰，电路中也不会出现电火花。电路更加安全。 ④稳定性：电路中并不会出现电流波动和瞬时增大的情况，电路更加的可靠和稳定。 ⑤成本低：下面我列出主要材料的价格： 元件名字 单价 需要数量 二极管 0.05元 4个 晶闸管 0.50元 1个 电容 0.05元 1个 电阻 0,01元 1个 自锁开关 0.13元 1个 不自锁开关0.13元 1个 ⑥节能性：该开关能够在一定程度上避免人们因为忘记关开关而造成的电能浪费。 ⑦减少意外事故：当突然停电后，如果我们的电炒锅、电饭煲处于工作状态，那么下次来电的时候，如果主人不在家，如若采用普通开关可能将会因此产生火灾等不幸事件，该开关能够在一定程度上避免此类事故的发生。 ⑧易推广性：该开关可以安装在大多家用电器上面。目前市场上90%的开关都可以用这种节能开关替代（另外10%属于一些特殊开关，比如电冰箱开关）。
