同样功率的灯泡,为什么商家都说LED的比荧光灯、白炽灯省电?
怎么可能,用电器消耗电能的多少,可用公式W=Pt计算,其中P表示用电器的功率,t表示用电器的工作时间,W表示用电器消耗电能的多少,也就是一段时间内,电能表上走过的数字。自己算算吧,电灯的功率一样,工作时间也一样,消耗的电能会不会不一样。
同样功率的灯泡,为什么商家都说LED的比荧光灯、白炽灯省电?
要是紧扣字眼的话,这句话就是错误的:如果功率相同,就不存在省电这种说法。因为这是功率的定义所决定的:单位时间内所做的功叫功率。既然是同样的功率,又都是通过耗电来完成做功的,因此耗电是一样的。这个问题错在哪儿了?是提问者把光源消耗的功率和光强度两个不同的概念混同到一块儿了。以为只要看见亮度一样,所消耗的功率就一样。就没有仔细想了想:白炽灯、日光灯、LED灯,它们的发光效率是一样的吗?如果不一样,那它们在同样光强度的条件下,所消耗的功率就不一样。就有了省电、费电的说法了。
首先要搞清光是怎么回事,是从那里来的?这就要从原子的结构谈起了:原子是由原子核和绕核运行的电子共同组成的。不同元素的原子,核外的电子数目也不同。如金是79号元素,它的核外就有79个电子。钚是94号元素,它核外就有94个电子。这么多的电子绕着原子核旋转,会不会碰在一起,撞车了?答案是不会的。因为它们会根据各个电子所获得的能量的不同,而在不同的轨道上运行。能量低的在离原子核近的轨道上运行,能量高的在离原子核远的轨道上运行。如果永远这样安于现状,就没有什么光的事儿了。但物质是运动的,电子也不例外。当它受到外界的影响如加热、碰撞、被高能激发时,低轨道的电子就会获得能量,升级到高轨道上去风光风光。运转了一段时间后,觉得不行,呆不住了,得下去,原来的轨道却不让了:我们庙小,你神像大。要回来也行,得把你获得的能量释放岀去,才能容你。否则你就在高能量轨道上呆着,别回来。无奈之下,电子只好把获得的能量再以光子的形式释放岀去,回到原来的轨道上。大量原子核外的电子这样跃迁、回落,这就形成了我们所说的发光。
由此可见,只要你想办法让电子获取一定能量进行跃迁,再释放光子回落,就能造岀光源来。为此,白炽灯的发明者是采用加热的方式使电子跃迁/回落,效率也就顶多百分之十几吧;日光灯的发明者是利用汞离子去敲打荧光粉达到目的,效率能有个百分之三、四十的样子;LED则是利用电子在通过半导体材料内的P—N结的电场时获得加速,使之跃迁,而与材料空穴相结合时释放光子,产生发光。材料不同,释放的能量就不同。所发的光颜色也不同。(发白光的LED是用发蓝光的LED去撞击发黄光的荧光粉,根据三基色原理合成的白光)效率很高,远高于白炽灯的发光效率,也高过日光灯一倍以上。因此说LED在同样发光强度下比白炽灯、日光灯省电,是因为它效率高。假如它同白炽灯、日光灯消耗一样的功率,其光强度至少是白炽灯的七、八倍,日光灯的两、三倍(视各灯的制造工艺水平而有差异)。
同样功率的灯泡,为什么商家都说LED的比荧光灯、白炽灯省电?
我们抛开题目,先来简单认识一下led灯与荧光灯,白炽灯之间的不同发光原理
白炽灯白炽灯应该是我们所熟悉的最常见的灯,圆圆的灯泡里,细细的灯丝,在电流经过时,被不断的加热,当热到一定程度就发出了我们所见到的光。
白炽灯在发功过程中,主要的电量被用来发热,所以能量的转化率来说很低。
荧光灯荧光灯是在通电过程中将汞蒸气蒸发,反射到荧光粉上,也就是荧光灯灯管等内壁,从而使荧光粉发光。
LED灯LED灯其实是有单个或多个发光二极管组成的。
当通电后,可以直接将电能转化为光能,能量转化率非常高。相对于传统的白炽灯而言尤其减少了大部分的热能能量浪费。
接下来让我们回到题目
仔细查看题目,我们可以得到两个关键词:同等功率——省电
将这两个关键词放在一起我们会觉得非常矛盾,那么我们来一个一个的分析。
一、同等功率
我们都知道 ,电器在同等功率下使用相同的时间,所产生的功耗是一样的。那么上述的三种灯在同等功率下是否能产生同样的光能?
由于三个灯对电能转化为光能转化率不同,白炽灯的效率时最低的,然后是荧光灯,最高的是LED灯。
得出结论:同等功率,得到的光能:LED>荧光灯>白炽灯
二、省电
其实在上面的分析中,我们可以先假设一个问题:发出同样的光,哪个灯需要更少的电?
同样是因为产生大量热量而浪费电能的白炽灯 属于消耗大户。
荧光灯中规中矩
LED灯由于没有太多的能量浪费,转化率最高,所以需要最少的电。
得出结论:产生同样的光能,消耗的电能:LED<荧光灯<白炽灯
结合上面的两个小结论,我们可以简单直接的认为:LED是省电的。
当然,根据不同的使用环境及使用条件,我们需要配置不同的灯种。而不是一味的觉得LED省电就处处使用。
我们最后来看看一些主要的LED灯的优缺点
优点:
使用寿命更长、更安全
节能、环保
无频闪、消除了视觉疲劳
缺点:
购买成本高
维护成本高
- 需要配合驱动、光度调节复杂
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