Содержание
Индустриальное общество работает благодаря своей способности преобразовывать энергию из одной формы в другую. Энергия, содержащаяся в струящейся воде, сжигании угля или захвате солнечного света, превращается в электричество, а затем сохраняется в химических батареях для последующего использования в других приложениях. Когда вы нажимаете кнопку на своем фонаре, вы принимаете участие в серии преобразований энергии от кнопки до луча света.
Термодинамика и преобразование энергии
В фонарике энергия должна перемещаться от источника питания (обычно от батареи) к источнику света (часто лампа накаливания, иногда светодиод). Тем не менее, каждый раз, когда энергия изменяется, часть ее теряется в виде тепла - фундаментального принципа термодинамики. Фонари, использующие лампы накаливания, теряют большую часть своей энергии в виде тепла при работе самой лампы. Лампы накаливания - это хороший способ согреться, но не очень хороший способ эффективно осветить ваш путь.
Батарея
Когда вы нажимаете кнопку на электрическом фонарике или фонарике, первое преобразование энергии происходит от самой батареи. Батареи используют металлические электроды, вставленные в химическую пасту для хранения электричества; когда электрод окисляется, он выпускает электроны. В некоторых батареях этот процесс односторонний. Как только батарея разрядится, это бесполезно. Вы можете использовать аккумуляторы. Можно добавлять в них электричество в процессе, который очень энергоэффективен, что делает их экологически чистой альтернативой одноразовым щелочам.
Луковица
Лампа накаливания состоит из вакуумной герметичной стеклянной камеры с тонкой проволочной нитью внутри. Когда электричество проходит через провод, сопротивление заставляет его нагреваться. Это преобразование электричества в тепло является вторым преобразованием энергии в типичном фонарике. Это сделано с почти 100% эффективностью. Почти все электричество уходит на выработку тепла, как в электрическом радиаторе или плите. Они также генерируют свет, как показывает красно-оранжевое свечение элемента.
Свет и тепло
Чтобы произвести свет, нить должна нагреться, пока она не станет ярко-белой. Этот процесс чрезвычайно энергоэффективен. Целых 95% мощности, подаваемой на лампу, теряется как бесполезное тепло, а не освещение. Современные фонарики могут использовать «светодиоды» или светодиоды вместо ламп накаливания. Светодиоды излучают свет напрямую, без необходимости нагревать элемент; это позволяет им пропускать наиболее расточительное преобразование энергии фонарика.