Question

12．

发光原理	二极管发光	钨丝高温发光
额定电压	24V	220V
响应时间	10-9s	10-3s
额定功率	12W	100W

请根据以上材料说明
（1）白炽灯额定电压下正常工作时电流是多少；
（2）白炽灯工作时的电阻是多少？
（3）每天正常工作4小时，使用LED灯比使用白炽灯一个月可节约多少电能？
（4）LED灯的优点．

Answer 1

分析 （1）已知白炽灯的额定电压和额定功率，根据I=$\frac{P}{U}$求出正常工作时的电流；
（2）根据欧姆定律的变形公式R=$\frac{U}{I}$求出白炽灯工作时的电阻；
（3）由两灯的功率之差，利用W=Pt求出一个月（30天）节约的电能；
（4）根据表格可知，LED灯电压低，功率小，响应时间短，故可从以上几点进行分析其优点．

解答 解：
（1）由P=UI得，白炽灯正常工作时的电流：
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）白炽灯功率比LED灯功率高：
△P=P₂-P₁=100W-12W=88W，
一个月节约的电能：
W=△P×t=88×10^-3kW×30×4h=10.56kW•h．
（4）白炽灯是通过钨丝高温发光把电能转化为内能和光能，而LED灯是通过二极管发光，电能直接转化为光能，从而发光效率高，节省电能；LED灯的额定电压低，人直接接触不会触电；LED灯响应时间短，也就是从开始发光到正常发光所用的时间短；LED灯额定功率小，节约能源．故优点为：发光效率高、节能降耗，响应时间短、环保、额定电压低（安全电压）．
答：（1）白炽灯正常工作时的电流为0.45A；
（2）白炽灯工作时的电阻为484Ω；
（3）节约的电能为10.56kW•h；
（4）发光效率高、节能降耗，响应时间短、环保、额定电压低（安全电压）．

点评 随着科技创新，发光二极管（LED）越来越广泛的应用于现代生产和生活中，例如传统的红绿交通信号灯逐渐被发光二极管（LED）灯所替代；现在一些手电筒的灯泡也被LED灯所取代．LED灯是怎样发光的？使用LED灯有什么优点？等等问题相信很早就萦绕在你的心头，通过本题会帮助你解开一些谜团．你也可以在生活中寻找还有哪些用电装置可以用来节约电能？