Een industriële samenleving werkt vanwege haar vermogen om energie van de ene vorm in de andere om te zetten. De energie in stromend water, het verbranden van kolen of het opvangen van zonlicht, omgezet in elektriciteit, wordt vervolgens opgeslagen in chemische batterijen voor vrijgave in tal van andere toepassingen. Wanneer je de schakelaar op je zaklamp omdraait, neem je deel aan een reeks energieconversies van de knop naar de lichtstraal.
Thermodynamica en energieconversie
In een zaklamp moet energie van de stroombron (meestal een batterij) naar de lichtbron gaan (vaak een gloeilamp, soms een LED). Telkens wanneer energie echter van vorm verandert, gaat een deel ervan verloren als warmte - een fundamenteel principe van de thermodynamica. Zaklampen met gloeilampen verliezen het grootste deel van hun energie als warmte door de werking van de lamp zelf. Gloeilampen zijn een goede manier om warm te blijven, maar niet zo'n goede manier om je pad efficiënt te verlichten.
De batterij
Wanneer je op de knop van een elektrische zaklamp of zaklamp drukt, komt de eerste energieomzetting van de batterij zelf. Batterijen gebruiken metalen elektroden die in een chemische pasta zijn geplaatst om elektriciteit op te slaan; terwijl de elektrode oxideert, komen elektronen vrij. Bij sommige batterijen is dit proces eenrichtingsverkeer. Zodra de batterij leeg is, is het nutteloos. U kunt oplaadbare batterijen gebruiken. Het is mogelijk om er elektriciteit aan toe te voegen in een proces dat zeer energiezuinig is, waardoor ze een milieuvriendelijk alternatief zijn voor wegwerpbare alkalines.
De gloeilamp
Een gloeilamp bestaat uit een vacuüm afgesloten glazen kamer met daarin een dunne draadgloeidraad. Wanneer elektriciteit door de draad gaat, zorgt weerstand ervoor dat deze opwarmt. Deze omzetting van elektriciteit in warmte is de tweede energieomzetting in een typische zaklamp. Dit gebeurt met bijna 100% efficiëntie. Vrijwel alle elektriciteit gaat naar de productie van warmte, zoals in een elektrische radiator of kookplaat. Deze genereren ook licht, zoals de roodoranje gloed van het element laat zien.
Licht en warmte
Om licht te produceren, moet de gloeidraad opwarmen totdat deze helder wit gloeit. Dit proces is extreem energie-inefficiënt. Maar liefst 95% van het vermogen dat op de lamp wordt toegepast, gaat verloren als nutteloze warmte in plaats van verlichting. Moderne zaklampen kunnen "light-emitting diodes" of LED's gebruiken in plaats van gloeilampen. LED's stralen direct licht uit, zonder dat een element opgewarmd hoeft te worden; hierdoor kunnen ze de meest verspillende energieconversie van een zaklamp overslaan.