Ποιες είναι οι ενεργειακές μετατροπές σε ένα φως φακού μπαταρίας;

Μια βιομηχανική κοινωνία λειτουργεί λόγω της ικανότητάς της να μετατρέπει ενέργεια από τη μία μορφή στην άλλη. Η ενέργεια που περιέχεται στο βιασύνο νερό, στην καύση άνθρακα ή στη δέσμευση του ηλιακού φωτός, μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, στη συνέχεια αποθηκεύεται σε χημικές μπαταρίες για απελευθέρωση σε πολλές άλλες εφαρμογές. Όταν πατάτε το διακόπτη στο φακό σας, συμμετέχετε σε μια σειρά ενεργειακών μετατροπών από το κουμπί έως τη δέσμη του φωτός.

Σε έναν φακό, η ενέργεια πρέπει να μετακινηθεί από την πηγή ισχύος (γενικά μια μπαταρία) στην πηγή φωτός (συχνά ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως, μερικές φορές ένα LED). Ωστόσο, κάθε φορά που η ενέργεια αλλάζει, μερικές από αυτές χάνονται ως θερμότητα - μια θεμελιώδης αρχή της θερμοδυναμικής. Οι φακοί που χρησιμοποιούν λαμπτήρες πυρακτώσεως χάνουν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας τους ως θερμότητα μέσω της λειτουργίας του ίδιου του λαμπτήρα. Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως είναι ένας καλός τρόπος για να παραμείνετε ζεστοί, αλλά όχι τόσο καλός τρόπος για να φωτίσετε αποτελεσματικά τη διαδρομή σας.

Όταν πατάτε το κουμπί σε ηλεκτρικό φακό ή φακό, η πρώτη μετατροπή ενέργειας προέρχεται από την ίδια την μπαταρία. Οι μπαταρίες χρησιμοποιούν μεταλλικά ηλεκτρόδια σε χημική πάστα για αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας. καθώς το ηλεκτρόδιο οξειδώνεται απελευθερώνει ηλεκτρόνια. Σε ορισμένες μπαταρίες, αυτή η διαδικασία είναι μονόδρομη. Μόλις τελειώσει η μπαταρία, είναι άχρηστο. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Είναι δυνατόν να προσθέσετε ηλεκτρισμό σε αυτά σε μια διαδικασία υψηλής ενεργειακής απόδοσης, καθιστώντας τους μια φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση έναντι των αλκαλικών μίας χρήσης.

Ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως αποτελείται από ένα γυάλινο θάλαμο σφραγισμένο με κενό με ένα λεπτό νήμα από σύρμα μέσα. Όταν η ηλεκτρική ενέργεια διέρχεται από το καλώδιο, η αντίσταση το κάνει να ζεσταθεί Αυτή η μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμότητα είναι η δεύτερη μετατροπή ενέργειας σε έναν τυπικό φακό. Αυτό γίνεται με σχεδόν 100% απόδοση. Σχεδόν όλη η ηλεκτρική ενέργεια πηγαίνει στην παραγωγή θερμότητας, όπως σε ηλεκτρικό καλοριφέρ ή σόμπα. Αυτά παράγουν επίσης φως, όπως δείχνει η κόκκινη-πορτοκαλί λάμψη του στοιχείου.

Για να παράγει φως, το νήμα πρέπει να ζεσταθεί μέχρι να λάμψει ένα φωτεινό λευκό. Αυτή η διαδικασία είναι εξαιρετικά αναποτελεσματική σε ενέργεια. Το 95% της ισχύος που εφαρμόζεται στον λαμπτήρα χάνεται ως άχρηστη θερμότητα και όχι ως φωτισμός. Οι σύγχρονοι φακοί ενδέχεται να χρησιμοποιούν "διόδους εκπομπής φωτός" ή LED, αντί για λαμπτήρες πυρακτώσεως. Οι λυχνίες LED εκπέμπουν άμεσα φως, χωρίς την ανάγκη θέρμανσης ενός στοιχείου. Αυτό τους επιτρέπει να παραλείψουν την πιο άχρηστη μετατροπή ενέργειας ενός φακού.