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有人说,电灯开关一次相当于持续点亮N小时,也有人说,不能总是开灯关灯,开灯关灯最费电了。这是真的吗?开关灯瞬间究竟有多费电?
学过物理,明白了电压电流电阻之间的关系之后,你就应该明白,白炽灯在开灯的那一瞬间灯丝的温度低,电阻只有正常工作的十分之一左右,因此耗电多一些。但是这个过程不过短短数秒,也不过是多消耗了相当于稳定发光1分钟左右的电能,根本谈不上有多费电。
目前,照明多采用日光灯之类的节能灯,能量效率更高、更省电。有些灯在启动的时候,需要一个很高的电压来预热,外电路的电压恒定不变,这种高压启动一般是通过灯具内部的电路来实现的,比如日光灯管的启动器。
有些人认为,因为要预热,所以节能灯开关的瞬间最费电,开关一次相当于持续点亮N小时,这个N甚至等于10!
初听起来,这个说法似乎颇有道理。但是,如果开关一次真的相当于10个小时的耗电量,以20瓦的灯泡来说,启动的瞬间耗电将高达720千焦,足够把2升水烧开了。这么大的热量在极短的时间内散发开来,而开灯的时候我们居然感觉不到热浪扑面而来,岂不是太奇怪了?
那么,节能灯开关的瞬间到底消耗了多少电能呢?我们用一个实验来回答这个问题。我们可以利用手头上的一个额定电压为120伏,额定功率为14瓦的节能灯泡和一些电路原件(电阻、万用电表和示波器)搭建一个电路。把一个小电阻(13.6欧姆)和节能灯泡串联接到120伏、60赫兹的交流电源上。通过测量电阻两端的电压,我们就可以计算出通过节能灯泡的电流,从而计算出灯泡的功率。
测量节能灯泡稳定工作时的功率很容易。在开关闭合后,节能灯正常发光时,用普通的万用电表就可以测量出电阻两端的电压为1.4伏。同时我们测得外电路电压为119.8伏。因此通过灯泡的电流为0.103安。那么这只灯泡在稳定工作时的功率就是P=UI=(119.8-1.4)×0.103≈12.2瓦,稍低于灯泡上标识的14瓦。
但是我们关心的“高压”启动问题,在普通万用电表上却完全显示不出来。我们尝试多次打开和闭合开关,万用电表的读数没有任何异常。这说明开始的高压启动时间非常短,远小于万用电表的响应时间。因此,我们不得不使用另一种可以看到短时间信号的仪器——示波器。
在接通的一瞬间,我们看到了期盼已久的“高压启动”——一个极短的脉冲峰出现在示波器的波形图上。这正代表了节能灯的“高压启动”过程,这个尖峰发生在0.001秒之内。那么,在这个过程中耗费了多少电能呢?
实际上,“高压启动”的瞬间电流约是正常工作情况下的5到7倍。以7倍来计算,我们可以估计出节能灯泡在这个时间内的电能消耗不超过0.1焦耳,只相当于稳定工作情况下不到0.01秒的耗能。由于实验手段的限制,实际的耗能可能和估计的值有些差别,但是即使放大10倍,也只相当于正常工作时0.1秒的耗能,也就是说,启动消耗的能量微不足道。
至此我们可以判定,传言的节能灯开关瞬间大量耗电的说法是完全站不住脚的。节能灯在启动瞬间消耗的电能总量很小,并不会出现开关一次相当于持续发光几个小时的情况。因此,千万不要为了“省电”而不关灯,最好的省电方式,应该是关掉不该开着的灯才对!
当然,过于频繁地开关对电器的寿命肯定会有影响。从这个角度来说,避免过于频繁地开关电灯还是有一定道理的。
学过物理,明白了电压电流电阻之间的关系之后,你就应该明白,白炽灯在开灯的那一瞬间灯丝的温度低,电阻只有正常工作的十分之一左右,因此耗电多一些。但是这个过程不过短短数秒,也不过是多消耗了相当于稳定发光1分钟左右的电能,根本谈不上有多费电。
目前,照明多采用日光灯之类的节能灯,能量效率更高、更省电。有些灯在启动的时候,需要一个很高的电压来预热,外电路的电压恒定不变,这种高压启动一般是通过灯具内部的电路来实现的,比如日光灯管的启动器。
有些人认为,因为要预热,所以节能灯开关的瞬间最费电,开关一次相当于持续点亮N小时,这个N甚至等于10!
初听起来,这个说法似乎颇有道理。但是,如果开关一次真的相当于10个小时的耗电量,以20瓦的灯泡来说,启动的瞬间耗电将高达720千焦,足够把2升水烧开了。这么大的热量在极短的时间内散发开来,而开灯的时候我们居然感觉不到热浪扑面而来,岂不是太奇怪了?
那么,节能灯开关的瞬间到底消耗了多少电能呢?我们用一个实验来回答这个问题。我们可以利用手头上的一个额定电压为120伏,额定功率为14瓦的节能灯泡和一些电路原件(电阻、万用电表和示波器)搭建一个电路。把一个小电阻(13.6欧姆)和节能灯泡串联接到120伏、60赫兹的交流电源上。通过测量电阻两端的电压,我们就可以计算出通过节能灯泡的电流,从而计算出灯泡的功率。
测量节能灯泡稳定工作时的功率很容易。在开关闭合后,节能灯正常发光时,用普通的万用电表就可以测量出电阻两端的电压为1.4伏。同时我们测得外电路电压为119.8伏。因此通过灯泡的电流为0.103安。那么这只灯泡在稳定工作时的功率就是P=UI=(119.8-1.4)×0.103≈12.2瓦,稍低于灯泡上标识的14瓦。
但是我们关心的“高压”启动问题,在普通万用电表上却完全显示不出来。我们尝试多次打开和闭合开关,万用电表的读数没有任何异常。这说明开始的高压启动时间非常短,远小于万用电表的响应时间。因此,我们不得不使用另一种可以看到短时间信号的仪器——示波器。
在接通的一瞬间,我们看到了期盼已久的“高压启动”——一个极短的脉冲峰出现在示波器的波形图上。这正代表了节能灯的“高压启动”过程,这个尖峰发生在0.001秒之内。那么,在这个过程中耗费了多少电能呢?
实际上,“高压启动”的瞬间电流约是正常工作情况下的5到7倍。以7倍来计算,我们可以估计出节能灯泡在这个时间内的电能消耗不超过0.1焦耳,只相当于稳定工作情况下不到0.01秒的耗能。由于实验手段的限制,实际的耗能可能和估计的值有些差别,但是即使放大10倍,也只相当于正常工作时0.1秒的耗能,也就是说,启动消耗的能量微不足道。
至此我们可以判定,传言的节能灯开关瞬间大量耗电的说法是完全站不住脚的。节能灯在启动瞬间消耗的电能总量很小,并不会出现开关一次相当于持续发光几个小时的情况。因此,千万不要为了“省电”而不关灯,最好的省电方式,应该是关掉不该开着的灯才对!
当然,过于频繁地开关对电器的寿命肯定会有影响。从这个角度来说,避免过于频繁地开关电灯还是有一定道理的。