Question

12．LED节能灯的核心元件是发光二极管，二极管是由半导体材料制成的．LED灯可以把电能直接转化为光能，一盏“24V 12W”的LED灯，其亮度与“220V 100W”的普通白炽灯相当，若上述LED灯和白炽灯都正常工作相同时间，两灯消耗的电能之比是3：25．如图是白炽灯工作时的能量转化情况，由此可知，“24V 12W”LED灯与“220V 100W”白炽灯照明效果相同，是因为它们的发光效率不相同．

Answer 1

分析 （1）二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性；
（2）用电器正常工作时的功率和额定功率相等，根据W=UIt求出LED灯和白炽灯都正常工作相同时间时消耗的电能之比；
（3）利用效率公式求白炽灯的发光效率，通过计算看出白炽灯消耗的电能转化为光能的效率很低，则12WLED灯与100W的白炽灯照效果相同的原因是两种灯电能转化为光能的效率不同．

解答 解：（1）制造发光二极管的主要材料是半导体材料；
（2）LED灯和白炽灯都正常工作相同时间时消耗的电能之比：
W_LED：W_白炽灯=P_LEDt：P_白炽灯t=P_LED：P_白炽灯=12W：100W=3：25；
（3）白炽灯的发光效率：
η=$\frac{{W}_{光}}{{W}_{电}}$×100%=$\frac{10J}{100J}$×100%=10%，
LED灯可以把电能直接转化为光能，即100%，
通过计算看出白炽灯消耗的电能转化为光能的效率很低，
则12WLED灯与100W的白炽灯照明效果相同的原因是节能灯的电能转化为光能的效率比白炽灯的要高得多．
故答案为：半导体； 3：25； 发光效率．

点评 本题考查了半导体材料的应用和电功公式、效率公式的应用，关键是利用好灯的铭牌（额定功率）和白炽灯的能流图．