Vad är energiomvandlingarna i en batterilampa?

Ett industrisamhälle fungerar på grund av dess förmåga att omvandla energi från en form till en annan. Energin i rusande vatten, kolförbränning eller fångning av solljus, omvandlad till elektricitet, lagras sedan i kemiska batterier för att släppas ut i en mängd andra applikationer. När du slår på strömbrytaren på din ficklampa deltar du i en serie energiomvandlingar från knappen till ljusstrålen.

I en ficklampa måste energi flyttas från strömkällan (vanligtvis ett batteri) till ljuskällan (ofta en glödlampa, ibland en LED). Men varje gång energi förändras, förloras en del av det som värme - en grundläggande princip för termodynamik. Ficklampor som använder glödlampor tappar det mesta av sin energi som värme genom själva lampan. Glödlampor är ett bra sätt att hålla sig varm, men inte ett så bra sätt att tända din väg effektivt.

När du trycker på knappen på en elektrisk fackla eller ficklampa kommer den första energiomvandlingen från själva batteriet. Batterier använder metallelektroder i en kemisk pasta för att lagra elektricitet. när elektroden oxiderar frigör den elektroner. I vissa batterier är denna process enkelriktad. När batteriet tar slut är det värdelöst. Du kan använda uppladdningsbara batterier. Det är möjligt att lägga till elektricitet i dem i en process som är mycket energieffektiv, vilket gör dem till ett miljövänligt alternativ till engångsalkaliner.

En glödlampa består av en vakuumförseglad glaskammare med en tunn trådtråd inuti. När elektricitet passerar genom ledningen värms motståndet upp. Denna omvandling av el till värme är den andra energiomvandlingen i en typisk ficklampa. Detta görs med nästan 100% effektivitet. Ganska mycket all el går till att producera värme, som i en elektrisk kylare eller spis. Dessa genererar också ljus, som elementets röd-orange glöd visar.

För att producera ljus måste glödtråden värmas upp tills den lyser ljusvitt. Denna process är extremt energiineffektiv. Så mycket som 95% av den effekt som appliceras på glödlampan går förlorad som värdelös värme snarare än belysning. Moderna ficklampor kan använda "ljusdioder" eller lysdioder istället för glödlampor. Lysdioder avger ljus direkt utan att behöva värma upp ett element. detta gör att de kan hoppa över den mest slösaktiga energiomvandlingen av en ficklampa.