Hvad er energiomdannelserne i et batterilommelygte?

Et industrisamfund fungerer på grund af dets evne til at konvertere energi fra en form til en anden. Den energi, der er inde i brusende vand, brændende kul eller opsamling af sollys, omdannet til elektricitet, lagres derefter i kemiske batterier til frigivelse i en lang række andre applikationer. Når du drejer kontakten på din lommelygte, deltager du i en række energikonverteringer fra knappen til lysstrålen.

I en lommelygte skal energi bevæge sig fra strømkilden (generelt et batteri) til lyskilden (ofte en glødepære, undertiden en LED). Men hver gang energi skifter form, går noget af det tabt som varme - et grundlæggende princip for termodynamik. Lommelygter, der bruger glødepærer, mister det meste af deres energi som varme gennem driften af ​​selve pæren. Glødepærer er en god måde at holde varmen på, men ikke sådan en god måde at belyse din sti effektivt på.

Når du trykker på knappen på en elektrisk fakkel eller lommelygte, kommer den første energikonvertering fra selve batteriet. Batterier bruger metalelektroder, der er sat i en kemisk pasta til opbevaring af elektricitet; som elektroden oxiderer frigiver den elektroner. I nogle batterier er denne proces envejs. Når batteriet er løbet tør, er det ubrugeligt. Du kan bruge genopladelige batterier. Det er muligt at tilføje elektricitet til dem i en proces, der er meget energieffektiv, hvilket gør dem til et miljøvenligt alternativ til engangsalkaliner.

En glødepære består af et vakuumforseglet glaskammer med en tynd trådfilament indeni. Når elektricitet passerer gennem ledningen, får modstanden den til at varme op. Denne konvertering af elektricitet til varme er den anden energikonvertering i en typisk lommelygte. Dette gøres med næsten 100% effektivitet. Næsten meget al elektricitet går til at producere varme, som i en elektrisk radiator eller komfur. Disse genererer også lys, som elementets rødorange glød demonstrerer.

For at producere lys skal glødetråden varme op, indtil den lyser en lys hvid. Denne proces er ekstremt energi ineffektiv. Så meget som 95% af strømmen til pæren går tabt som ubrugelig varme snarere end belysning. Moderne lommelygter bruger muligvis "lysdioder" eller LED'er i stedet for glødepærer. Lysdioder udsender lys direkte uden behov for at varme et element op; dette giver dem mulighed for at springe over den mest spildte energikonvertering af en lommelygte.