Question

12．

發(fā)光原理	二極管發(fā)光	鎢絲高溫發(fā)光
額定電壓	24V	220V
響應時間	10-9s	10-3s
額定功率	12W	100W

請根據(jù)以上材料說明
（1）白熾燈額定電壓下正常工作時電流是多少；
（2）白熾燈工作時的電阻是多少？
（3）每天正常工作4小時，使用LED燈比使用白熾燈一個月可節(jié)約多少電能？
（4）LED燈的優(yōu)點．

Answer 1

分析 （1）已知白熾燈的額定電壓和額定功率，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出正常工作時的電流；
（2）根據(jù)歐姆定律的變形公式R=$\frac{U}{I}$求出白熾燈工作時的電阻；
（3）由兩燈的功率之差，利用W=Pt求出一個月（30天）節(jié)約的電能；
（4）根據(jù)表格可知，LED燈電壓低，功率小，響應時間短，故可從以上幾點進行分析其優(yōu)點．

解答 解：
（1）由P=UI得，白熾燈正常工作時的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{100W}{220V}$=$\frac{5}{11}$A=0.45A；
（2）由I=$\frac{U}{R}$得：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{220V}{\frac{5}{11}A}$=484Ω；
（3）白熾燈功率比LED燈功率高：
△P=P₂-P₁=100W-12W=88W，
一個月節(jié)約的電能：
W=△P×t=88×10^-3kW×30×4h=10.56kW•h．
（4）白熾燈是通過鎢絲高溫發(fā)光把電能轉化為內能和光能，而LED燈是通過二極管發(fā)光，電能直接轉化為光能，從而發(fā)光效率高，節(jié)省電能；LED燈的額定電壓低，人直接接觸不會觸電；LED燈響應時間短，也就是從開始發(fā)光到正常發(fā)光所用的時間短；LED燈額定功率小，節(jié)約能源．故優(yōu)點為：發(fā)光效率高、節(jié)能降耗，響應時間短、環(huán)保、額定電壓低（安全電壓）．
答：（1）白熾燈正常工作時的電流為0.45A；
（2）白熾燈工作時的電阻為484Ω；
（3）節(jié)約的電能為10.56kW•h；
（4）發(fā)光效率高、節(jié)能降耗，響應時間短、環(huán)保、額定電壓低（安全電壓）．

點評 隨著科技創(chuàng)新，發(fā)光二極管（LED）越來越廣泛的應用于現(xiàn)代生產和生活中，例如傳統(tǒng)的紅綠交通信號燈逐漸被發(fā)光二極管（LED）燈所替代；現(xiàn)在一些手電筒的燈泡也被LED燈所取代．LED燈是怎樣發(fā)光的？使用LED燈有什么優(yōu)點？等等問題相信很早就縈繞在你的心頭，通過本題會幫助你解開一些謎團．你也可以在生活中尋找還有哪些用電裝置可以用來節(jié)約電能？