¿Cuáles son las conversiones de energía en una linterna con pilas?

Una sociedad industrial funciona debido a su capacidad para convertir energía de una forma a otra. La energía contenida en el agua corriente, la quema de carbón o la captura de la luz solar, convertida en electricidad, se almacena en baterías químicas para su liberación en una serie de otras aplicaciones. Cuando pulsas el interruptor de tu linterna, estás participando en una serie de conversiones de energía desde el botón hasta el haz de luz.

En una linterna, la energía debe pasar de la fuente de alimentación (generalmente una batería) a la fuente de luz (con frecuencia una bombilla incandescente, a veces un LED). Sin embargo, cada vez que la energía cambia de forma, parte de ella se pierde en forma de calor, un principio fundamental de la termodinámica. Las linternas que utilizan bombillas incandescentes pierden la mayor parte de su energía en forma de calor a través del funcionamiento de la bombilla. Las bombillas incandescentes son una buena forma de mantenerte caliente, pero no tan buena forma de iluminar tu camino de manera eficiente.

Cuando presiona el botón de una linterna eléctrica o linterna, la primera conversión de energía proviene de la propia batería. Las baterías utilizan electrodos metálicos en una pasta química para almacenar electricidad; a medida que el electrodo se oxida, libera electrones. En algunas baterías, este proceso es unidireccional. Una vez que la batería se agota, es inútil. Puede utilizar pilas recargables. Es posible agregarles electricidad en un proceso que es altamente eficiente desde el punto de vista energético, lo que los convierte en una alternativa ecológica a los alcalinos desechables.

Una bombilla incandescente consta de una cámara de vidrio sellada al vacío con un filamento de alambre delgado en el interior. Cuando la electricidad pasa a través del cable, la resistencia hace que se caliente. Esta conversión de electricidad en calor es la segunda conversión de energía en una linterna típica. Esto se hace con una eficiencia de casi el 100%. Casi toda la electricidad se destina a producir calor, como en un radiador eléctrico o en una estufa. Estos también generan luz, como lo demuestra el resplandor rojo anaranjado del elemento.

Para producir luz, el filamento debe calentarse hasta que brille de un blanco brillante. Este proceso es extremadamente ineficiente desde el punto de vista energético. Hasta el 95% de la potencia aplicada a la bombilla se pierde como calor inútil en lugar de iluminación. Las linternas modernas pueden usar "diodos emisores de luz" o LED, en lugar de bombillas incandescentes. Los LED emiten luz directamente, sin necesidad de calentar un elemento; esto les permite omitir la conversión de energía más derrochadora de una linterna.