Περιεχόμενο
Μια βιομηχανική κοινωνία λειτουργεί λόγω της ικανότητάς της να μετατρέπει ενέργεια από τη μια μορφή στην άλλη. Η ενέργεια που περιέχεται στο νερό που βυθίζει, καίει άνθρακα ή συλλέγει ηλιακό φως, μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, αποθηκεύεται στη συνέχεια σε χημικές μπαταρίες για απελευθέρωση σε πλήθος άλλων εφαρμογών. Όταν πιέζετε το διακόπτη του φανού σας, παίρνετε μέρος σε μια σειρά ενεργειακών μετατροπών από το κουμπί στη δέσμη του φωτός.
Θερμοδυναμική και ενεργειακή μετατροπή
Σε έναν φακό, η ενέργεια πρέπει να μετακινείται από την πηγή ενέργειας (γενικά μια μπαταρία) στην πηγή φωτός (συχνά ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως, μερικές φορές ένα LED). Ωστόσο, κάθε φορά που αλλάζει η ενέργεια, κάποια από αυτά χάνονται ως θερμότητα - μια θεμελιώδης αρχή της θερμοδυναμικής. Οι φακοί που χρησιμοποιούν λαμπτήρες πυρακτώσεως χάνουν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας τους ως θερμότητα μέσω της λειτουργίας του ίδιου του βολβού. Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως είναι ένας καλός τρόπος να παραμείνετε ζεστοί, αλλά δεν είναι τόσο καλός τρόπος να φωτίσετε αποτελεσματικά το μονοπάτι.
Η μπαταρία
Όταν πιέζετε το κουμπί σε έναν ηλεκτρικό φακό ή φακό, η πρώτη μετατροπή ενέργειας προέρχεται από την ίδια την μπαταρία. Οι μπαταρίες χρησιμοποιούν μεταλλικά ηλεκτρόδια που τοποθετούνται σε μια χημική πάστα για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας. καθώς το ηλεκτρόδιο οξειδώνει, απελευθερώνει ηλεκτρόνια. Σε ορισμένες μπαταρίες, αυτή η διαδικασία είναι μονόδρομη. Μόλις τελειώσει η μπαταρία, είναι άχρηστη. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Είναι δυνατόν να προσθέσει ηλεκτρική ενέργεια σε αυτές σε μια διαδικασία που είναι πολύ ενεργειακά αποδοτική, καθιστώντας τους μια φιλική προς το περιβάλλον εναλλακτική λύση σε αλκαλικές μίας χρήσης.
Ο λαμπτήρας
Ένας λαμπτήρας πυράκτωσης αποτελείται από ένα γυάλινο θάλαμο σφραγισμένο σε κενό, με ένα λεπτό συρμάτινο νήμα μέσα. Όταν ο ηλεκτρισμός διέρχεται από το καλώδιο, η αντίσταση προκαλεί τη θέρμανση του. Αυτή η μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας στη θερμότητα είναι η δεύτερη μετατροπή ενέργειας σε έναν τυπικό φακό. Αυτό γίνεται με σχεδόν 100% αποδοτικότητα. Πολύ μεγάλο μέρος της ηλεκτρικής ενέργειας πηγαίνει στην παραγωγή θερμότητας, όπως σε ένα ηλεκτρικό ψυγείο ή σόμπα. Αυτά παράγουν επίσης φως, όπως δείχνει η κόκκινη-πορτοκαλί λάμψη του στοιχείου.
Φως και θερμότητα
Για να παράγει φως, το νήμα πρέπει να ζεσταθεί μέχρις ότου λάμπει φωτεινό λευκό. Αυτή η διαδικασία είναι εξαιρετικά ενεργειακά αναποτελεσματική. Το 95% της ισχύς που εφαρμόζεται στον λαμπτήρα χάνεται ως άχρηστη θερμότητα παρά ως φωτισμός. Οι σύγχρονοι φανοί μπορούν να χρησιμοποιούν "δίοδοι εκπομπής φωτός" ή LED, αντί λαμπτήρων πυρακτώσεως. Οι λυχνίες LED εκπέμπουν άμεσα το φως, χωρίς να χρειάζεται να ζεσταθεί ένα στοιχείο. αυτό τους επιτρέπει να παραλείψετε την πιο σπάταλη μετατροπή ενέργειας ενός φακού.