Question

8．為踐行“低碳理念”，現(xiàn)在已廣泛使用LED節(jié)能燈，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能．現(xiàn)有一盞標(biāo)有“24V  12W”LED燈，其亮度與“220V  100W”的普通白熾燈相當(dāng)，白熾燈工作時的能量轉(zhuǎn)化情況如圖，則該LED燈的發(fā)光效率是83.3%；試推測12W LED燈與100W白熾燈照明效果相同的可能原因是節(jié)能燈的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率比白熾燈的要高得多．

Answer 1

分析 （1）由圖可知白熾燈消耗的電能和獲得的光能，根據(jù)效率公式求出該白熾燈的發(fā)光效率；額定功率為12W的LED燈的亮度與額定功率為100W的普通白熾燈相當(dāng)，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的電能相等，根據(jù)t=$\frac{W}{P}$求出工作時間，根據(jù)W=Pt求出LED燈消耗的電能，利用效率公式求出12WLED燈的發(fā)光效率．
（2）LED燈的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率高．

解答 解：
（1）由圖可知，W_光=10J，W_電=100J，
則該白熾燈的發(fā)光效率：
η=$\frac{{W}_{光}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{10J}{100J}$×100%=10%；
因額定功率為12W的LED燈的亮度與額定功率為100W的普通白熾燈相當(dāng)，
所以，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的電能相等，
則白熾燈消耗100J電能的工作時間：
t=$\frac{{W}_{電}}{{P}_{白熾燈}}$=$\frac{100J}{100W}$=1s，
LED燈消耗的電能：
W_電′=P_LEDt=12W×1s=12J，
則12WLED燈的發(fā)光效率：
η′=$\frac{{W}_{光}}{{{W}_{電}}^{′}}$×100%=$\frac{10J}{12J}$×100%≈83.3%．
（2）通過計(jì)算看出白熾燈消耗的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率很低，則12WLED燈與100W的白熾燈照明效果相同的原因是節(jié)能燈的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率比白熾燈的要高得多．
故答案為：83.3%；節(jié)能燈的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率比白熾燈的要高得多．

點(diǎn)評 本題考查的是能量轉(zhuǎn)化及其效率計(jì)算，關(guān)鍵是掌握好燈的銘牌（額定功率）和白熾燈的能流圖．