亮度比較

亮度比較

目的

能用肉眼直觀看出在相同功率下,LED、省電燈泡、白熾燈泡照度之差異。 

 

實驗

1.實驗裝置:三種燈皆使用家用110V交流電源。

2.省電燈泡、白熾燈皆使用市售110V/5W之規格。

 LED使用單顆12V/0.02A之規格,做一排九顆串聯、五排並聯之電路設計使其吃110V交流 電,並用電錶測量得total電流為0.09A,功率P = VI = 110 x 0.09 = 9.9W。

 由LED單向導通,因此真正消耗功率槪算約為9.9 / 2 = 4.95 ≒5W。使用照度計測量不同光源在相同距離下的照度。

 

原理思考
 LED、省電燈泡、白熾燈泡的發光原理各為何?

 

白熾燈的發光原理是由電流通過燈絲產生熱效應而發光,一般使用高熔點的鎢絲,白熾燈的發光效率不高,因為大部分的電能都被轉換成熱能消耗掉。 省電燈泡是日光燈管與安定器結合,因此可以直接接在一般燈座上,它的發光原理與同日光燈:燈管壁上塗有螢光塗料,燈管內填充有水銀或其他原料,通電後燈管兩邊形成電場使加速電子前進,並加熱水銀氣化與電子發生碰撞,產生紫外線,紫外線能量被管壁的螢光物質吸收,進而產生可見光。

 

LED的發光原理是利用半導體中的電子和電洞結合而發出光子,它的顏色主要取決於電子電洞結合所釋放出來的能量高低,也就是由所用半導體材料的能隙所決定。 省電燈泡的熱耗損比白熾燈泡小,發光效率也較高,舉例來說,Philips市售60W白熾燈泡發光效率為830lm,而13W省電燈泡的發光效率為831lm。而LED具有低電壓驅動(2~4V)、體積小、光電轉換損失低、單位亮度高等優點,目前已應用在手機、面板背光、指示燈等方面,是目前發光效率最好的燈源,只是生產成本過高而不被大眾所普遍接受於一般光源使用。在大型照明方面,除了成本外LED尚有散熱問題等因素,因此大型探照設備使用LED不多,但目前LED的發展日益進步應該在未來幾年內就可以克服大型照明設備散熱問題。

 

討論

1.市面上螺旋燈管與3U燈管的省電電泡有何不同?

2.何謂鹵素燈?

 

關於實驗

也可以換上不同瓦數的省電燈泡與白熾燈泡來做更進一步的比較。

 

參考資料

中華民國消費者文教基金會:螢光燈泡品質大評鑑 

卡樂燈泡專業網 

 

製作

戴嘉言 

 

指導老師

朱慶琪

 

撰稿

戴嘉言