Elektriska ljuskällor i hushållet

Elektriska ljuskällor i hushållet

Denna animation visar egenskaperna hos ljuskällor som används i hushållet, från traditionella glödlampor till LED-lampor.

Teknik

Nyckelord

ljuskälla, belysning, lampa, traditionell glödlampa, halogenlampa, kompaktlysrör, LED, glödlampa, livslängd, glödtråd, LED-lampor, LED-chip, gänga, lyspulvret, elektronik, elektrisk ström, elektrod, ljus, Edison, Thomas Edison, värmestrålning, elektromagnetiska, synligt ljus, konduktion, lampknapp, atomorbital, Resistans, partikelfysik, kärnfysik, teknik, fysik

Relaterade objekt

Scener

Elektriska ljuskällor

  • traditionell glödlampa - En volframglödtråd avger ljus när den stimuleras elektriskt. Den har en livslängd på cirka 1000 timmar.
  • halogenlampa - Den fungerar i princip på samma sätt som traditionella glödlampor. Dess livslängd är dock längre än för traditionella glödlampor, eftersom ädelgaserna som finns i den innehåller halogenatomer vilka återsänder avdunstande volframatomer till tråden. Den har en livslängd på ca 1500-5000 timmar.
  • kompaktlysrör - Det är fyllt med ädelgaser och kvicksilveratomer. När kvicksilveratomer exciteras avger de UV-fotoner som absorberas av lysrörets fluorescerande beläggning och istället avges synliga fotoner. Det har en livslängd på ca tiotusen timmar (alltså håller det 10 gånger längre än traditionella glödlampor).
  • LED-lampa - Lysdioder är mycket ekonomiska och har en livslängd på cirka hundratusen timmar (alltså håller de 100 gånger längre än traditionella glödlampor).

Traditionell glödlampa

I traditionella glödlampor finns volframglödtråd som avger ljus när den stimuleras elektriskt. Den elektriska strömmen får volframatomerna att vibrera och frigöra en del av sin vibrationsenergi genom att frigöra fotoner.
Glaskolven är fylld med inert gas (ädelgaser eller kvävgas) eftersom volframtråden, om den utsätts för syre, brinner nästan omedelbart efter att lampan tänts. Glödlampor har en låg energieffektivitet, endast ca 2 % av den energi som förbrukas släpps ut som synligt ljus. Deras livslängd är ca 1000 timmar.

Halogenlampa

Halogenlampor fungerar i princip på samma sätt som traditionella glödlampor. En volframglödtråd avger ljus när den stimuleras elektriskt. Halogenlampans livslängd är längre än den traditionella glödlampans, eftersom ädelgaserna som finns i lampan innehåller halogenatomer. Volframatomer som förångas av värmen fästs vid halogenatomer och bildar volfram-halogenider som bryts ned nära glödtråden på grund av värmen varpå volfram avlagras på tråden.

Detta saktar ned glödtrådens förtunning och ökar halogenlampans livslängd. Glödtrådens temperatur kan också ökas, vilket ger en högre energieffektivitet.

Kompaktlysrör

I lågenergilampor emitterar elektroder elektroner. Lysröret är fyllt med ädelgaser och kvicksilveratomer. När dessa exciteras av elektronerna, avger de osynliga, kortvågiga UV-fotoner. Rörets insida är täckt med en fluorescerande beläggning, som absorberar UV-fotonerna och frigör synliga fotoner istället.

Anledningen till att kvicksilveratomer avger fotoner är att elektronen som frigörs av elektroden exciterar kvicksilveratomens elektron till ett högre energitillstånd. När den exciterade elektronen återgår till den lägre energinivån, avges energiskillnaden i form av UV-ljus. Detta omvandlas sedan till synligt ljus genom rörets fluorescerande beläggning. Jämfört med traditionella glödlampor, har kompaktlysrör liten värmeförlust, därför är de mer energieffektiva. Ett kompaktlysrör på 20 watt avger lika mycket ljus som en traditionell glödlampa på 100 watt. Dess livslängd är cirka tiotusen timmar alltså håller det tio gånger längre än traditionella glödlampor.

LED-lampa

  • lysdiod
  • LED-lampa
  • LED-chip - Lysdiod som består av halvledare och lyser när den stimuleras elektriskt.
  • hölje
  • +
  • -
  • gänga
  • elektronik
  • kolv - Inuti är det täckt med en fluorescerande beläggning. Detta är nödvändigt eftersom ljuset som emitteras av dioden är kortvågigt och därför färgat. Ljuset absorberas av den fluorescerande beläggningen, som avger vitt ljus istället. I äldre typer av LED-lampor användes röda, gröna och blå dioder, vars blandning gav vitt ljus.
  • LED-chip - För att öka ljusstyrkan i LED-lampor, sätts flera LED-chip ihop. Ett LED-chip är en lysdiod som består av halvledare och som lyser när den stimuleras elektriskt.
  • LED-chip
  • halvledande n-skikt
  • halvledande p-skikt
  • positivt laddade "hål"
  • elektron

I LED-lampor avges ljuset av LED-chip. LED-lampor som används inomhus innehåller flera LED-chip för att uppnå en tillräckligt stor ljusstyrka. Ett LED-chip består av två halvledarskikt som innehåller rörliga laddningar. I n-skiktet finns elektroner, medan det i p-skiktet finns positivt laddade "hål". När laddningarna stimuleras elektriskt förflyttar de sig och när elektroner träffar hålen, frigörs energi i form av fotoner.

Lysdioder har en livslängd på cirka hundratusen timmar, alltså håller de 100 gånger längre än traditionella glödlampor. Deras energieffektivitet är väldigt bra. En LED-lampa på 4 watt avger lika mycket ljus som en glödlampa på 100 watt. LED-lampor är den mest kostnadseffektiva och miljövänliga typen av belysning.

Relaterade objekt

Edisons glödlampa

Den amerikanska elingenjören Edison uppfann glödlampan år 1879, en uppfinning som förändrade vår vardag.

Allmännyttiga anläggningar

Kommunala verksamheter som uppfyller invånarnas krav på vattenförsörjning, avloppsrening, el, värme och gas samt telekommunikation.

Elektrisk ringklocka

Mekanisk ringklocka som fungerar med hjälp av en elektromagnet.

Elnät

Syftet med ett elnät är att tillhandahålla el till konsumenterna.

Nikola Teslas laboratorium (Shoreham, USA)

Denna ingenjör och uppfinnare, som huvudsakligen sysslade med elektroteknik, var utan tvekan en av de starkast lysande stjärnorna under den andra...

Typer av vågor

Vågor spelar en viktig roll i våra liv.

Hur fungerar en hårtork?

Denna animation visar hur en hårtork fungerar.

Hur fungerar mobiltelefonen?

Denna animation visar hur en mobiltelefon fungerar.

Kondensator

Kondensatorer lagrar elektrisk energi i form av elektrisk laddning.

Alstrande av växelström

Elektrisk ström kan alstras genom att ett ankare roteras i ett magnetfält.

Eldriven kollektivtrafik

Trådbussar och spårvagnar är exempel på miljövänliga transportmedel.

Hur fungerar en bildrörs-tv?

Denna animation visar hur en bildrörs-tv fungerar.

Hur fungerar en dammsugare?

Dammsugaren skapar ett partiellt vakuum och suger in damm med hjälp av den inkommande högtrycksluften.

Hur fungerar en LCD-skärm?

En flytkristallskärm använder flytande kristallers optiska egenskaper för att skapa en bild.

Hur fungerar en mikrovågsugn?

Denna animation visar hur en mikrovågsugn fungerar.

Hur fungerar ett elektriskt ångstrykjärn?

Denna animation visar hur ett elektriskt ångstrykjärn fungerar.

Hur fungerar ett kylskåp?

Denna animation visar hur ett kylskåp fungerar.

Hur fungerar optiska skivenheter?

Denna animation visar olika optiska skivenheters konstruktion och funktion.

Hur fungerar solpaneler och solfångare?

Denna animation visar hur solenergi kan utnyttjas.

Hur fungerar tvättmaskinen?

Denna animation visar hur en tvättmaskin fungerar.

Hus utan koldioxidutsläpp

Utformningen och konstruktionen av moderna hus spelar en viktig roll i att skydda miljön.

Passivhus

I ett passivhus kan en behaglig inomhustemperatur upprätthållas utan användning av traditionella värme- och kylsystem.

Genomskinlighet

Denna animation förklarar genomskinlighet och opacitet, principen bakom röntgenfotografering samt materialens ljusabsorberande egenskaper.

Hur fungerar vattenkranen?

Denna animation visar funktionen hos de tre vanligaste typerna av vattenkranar.

Ljusets reflektion och brytning

En ljusstråle reflekteras eller bryts vid gränslinjen mellan två medier med olika brytningsindex.

Added to your cart.