Innehåll
Ett industrisamhälle fungerar på grund av dess förmåga att konvertera energi från en form till en annan. Energin i rusande vatten, bränna kol eller fånga solljus, omvandlas till elektricitet, lagras sedan i kemiska batterier för utsläpp i en mängd andra applikationer. När du bläddrar på brytaren på ficklampan deltar du i en serie energiomvandlingar från knappen till ljusstrålen.
Termodynamik och energiomvandling
I en ficklampa måste energi flytta från strömkällan (vanligtvis ett batteri) till ljuskällan (ofta en glödlampa, ibland en LED). Men varje gång energi förändras form, förloras en del av den som värme - en grundläggande princip för termodynamiken. Ficklampor som använder glödlampor tappar större delen av sin energi som värme genom själva glödlampans funktion. Glödlampor är ett bra sätt att hålla sig varm, men inte ett så bra sätt att tända din väg effektivt.
Batteriet
När du trycker på knappen på en elektrisk fackla eller ficklampa kommer den första energiomvandlingen från själva batteriet. Batterier använder metallelektroder inställda i en kemisk pasta för att lagra elektricitet; när elektroden oxiderar frigör den elektroner. I vissa batterier är denna process enkelriktad. När batteriet har gått ur är det värdelöst. Du kan använda laddningsbara 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.
Glödlampan
En glödlampa består av en vakuumtätad glaskammare med en tunn trådtråd inuti. När elektricitet passerar genom ledningen får motståndet att värmas upp. Denna omvandling av elektricitet till värme är den andra energiomvandlingen i en typisk ficklampa. Detta görs med nästan 100% effektivitet. Ganska mycket all elektricitet går till producerande värme, som i en elektrisk radiator eller spis. Dessa genererar också ljus, som elementets rödorange glöd visar.
Ljus och värme
För att producera ljus måste glödtråden värmas upp tills den lyser en ljus vit. Denna process är extremt energieffektiv. Så mycket som 95% av kraften som appliceras på glödlampan går förlorad som värdelös värme snarare än belysning. Moderna ficklampor kan använda "ljusemitterande dioder" 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 slösande energiomvandlingen av en ficklampa.