Jaké jsou konverze energie ve světle baterky?

Průmyslová společnost funguje díky své schopnosti přeměňovat energii z jedné formy na druhou. Energie obsažená ve spěchající vodě, spalování uhlí nebo zachycování slunečního záření, přeměněná na elektřinu, se poté ukládá v chemických bateriích k uvolnění v řadě dalších aplikací. Když přepnete vypínač na baterku, účastníte se řady energetických přeměn od tlačítka po paprsek světla.

V baterce se energie musí přesouvat ze zdroje energie (obvykle baterie) do zdroje světla (často žárovka, někdy LED). Avšak pokaždé, když se změní energie, část se ztratí jako teplo - základní princip termodynamiky. Svítilny využívající žárovky ztrácejí většinu své energie jako teplo provozem samotné žárovky. Žárovky jsou dobrým způsobem, jak zůstat v teple, ale ne tak dobrým způsobem, jak efektivně osvětlit cestu.

Když stisknete tlačítko na elektrické hořáku nebo baterce, první přeměna energie pochází ze samotné baterie. Baterie k ukládání elektřiny používají kovové elektrody zasazené do chemické pasty; při oxidaci elektrody uvolňuje elektrony. U některých baterií je tento proces jednosměrný. Jakmile se baterie vybije, je to k ničemu. Můžete použít dobíjecí baterie. Je možné do nich přidávat elektřinu v procesu, který je vysoce energeticky účinný, což z nich dělá ekologickou alternativu k jednorázovým zásadám.

Žárovka se skládá z vakuově uzavřené skleněné komory s tenkým drátkovým vláknem uvnitř. Když elektřina prochází vodičem, odpor způsobí její zahřátí. Tato přeměna elektřiny na teplo je druhou přeměnou energie v typické baterce. To se děje s téměř 100% účinností. Téměř veškerá elektřina jde na výrobu tepla, jako v elektrickém radiátoru nebo sporáku. Ty také generují světlo, jak ukazuje červeno-oranžová záře prvku.

Aby vlákno produkovalo světlo, musí se zahřát, dokud nesvítí jasně bíle. Tento proces je extrémně energeticky neúčinný. Až 95% energie aplikované na žárovku je ztraceno spíše jako zbytečné teplo než osvětlení. Moderní svítilny mohou místo žárovek používat „světelné diody“ nebo LED. LED diody vyzařují světlo přímo, bez nutnosti ohřívat prvek; to jim umožňuje přeskočit nejvíce zbytečnou přeměnu energie baterky.