發光效率這么低,難怪被淘汰——白熾燈的消亡史
隨著科技的進步,人們在享受物質生活的同時也不斷的在追求節能環保的低碳生活。所以在照明設備方面上,白熾燈相繼被熒光燈和LED燈代替。作為最早一代的燈泡,白熾燈除了使用壽命不長外,其發光效率可謂是極低的。一個100w的白熾燈發光效率可能只有10%不到,這也就造成了90%的電能用在產生熱量上。這樣的耗能燈泡,如今只能被淘汰掉了。

本期實驗:測量白熾燈發光效率與熱損失功率,(從安全角度出發,由于日常白熾的燈的工作電壓為220V極不方便實驗的安全操作,這里使用工作電壓6V、功率為12w的小功率白熾燈進行實驗)。為了測量12W白熾燈泡在設定電壓范圍內的光和溫度輸出,從而可以計算燈泡的效率此時要求DrDAQ裝有溫度、電壓和光傳感器。
所需設備:連接到PC的DrDAQ數據記錄器、一個可以包含數據記錄器、探頭和燈泡的絕緣箱、足夠的膠帶(將進入盒子的電線入口封住)、電源組、電線、6V燈泡。

實驗設置:
1、將DrDAQ數據記錄器放入帶燈泡的盒子中,確保電線通過盒子的外部,并將間隙密封。
2、將箱子放入裝有隔熱材料包裝的較大容器中。
3、將數據記錄器連接到PC和燈泡到電源組。
4、運行Picolog記錄儀,添加正確的傳感器:光、溫度和電壓。
5、當傳感器顯示穩定的讀數開始記錄時,建議30秒采樣率與“盡可能多”的平均值。
6、打開2V燈泡并記錄10分鐘。
7、將電壓增加到3V并重復。
8、將電壓增加到4V并重復。
9、將電壓提高到5V并重復。
進行實驗:
創建表如下所示:

在增加電壓之前,讓讀數達到一個恒定的水平。再計算結果。

問題:
1、每種情況下的溫度升高是多少?
2、每種情況下的光線增加是多少?這是否與溫度變化相同?
3、計算每次讀數的功率
4、計算燈泡的能量效率。這是否與熱量相關?
進一步研究
1.白熾燈工作時,連接導線為什么不能發光發熱。
2.光和電壓、光和溫度、電壓和溫度之間有什么關系(例如從轉換關系及轉換效率上考慮)?
3.白熾燈為什么要用玻璃密封?試著在玻璃上打個小孔,觀察燈的工作情況。
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