光通量與光源效率的影響為何? - 節約能源

By Yuri
at 2006-01-20T00:00

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假設有兩不同燈管,令他們為甲和乙
電功率(W) 光通量(1m) 光源效率(1m/W)
甲日光燈管 20 1180 59
乙日光燈管 40 3100 77.5
就節約能源的觀點而言,
使用兩根甲日光燈管和使用一根乙日光燈管哪種比較好呢?
已更新項目:
考試答案直接給用兩個甲燈管比較省耶
某年學測考題
希望能簡單一點解釋,老實說我看不太懂(高三程度>_

Tags: 節約能源

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By Susan
at 2006-01-21T15:16

一般來說要測試光源的發光效率可以使用(流明/瓦)或(燭光/瓦)來演算，但是光以光源的瓦數直接代入瓦來計算這麼做是算不出真正的發光效率值的。因為每種光源會因實際工作電壓的不同與容許度的不同，在先路的安排上就會有要接安定器與不接安定器之分，而安定器本身是一個電器或電阻電熱器，必須會消耗掉一定份量的額外電力才有辦法運作。所以需要搭配外接安定器使用的不專一光源(例如日光燈、高壓水銀燈、低壓石英杯燈、鈉氣燈...等)實際的耗電量將因安定器的使用與高熱的產生必須要再往上追加安定器的額外耗電量。而不需要使用外接安定器就能適應用電環境之電壓數值使用的專一光源(例如白熱燈、省電燈泡、免安水銀燈與螺旋燈...等)實際的耗電量因沒有安定器的額外剝削。若不升高輸入至燈泡的電壓值，大都不會超過光源的規格瓦數，甚至還會因輸入至燈泡的電壓不到燈泡的頂壓而產生減壓優待功率，促使燈泡的實際耗電量減低。所以綜觀專一與不專一光源的屬性而言，區區一個安定器就會讓既定的發光效率相差兩到三倍這點絕不誇張！請一般人必須先暸解到這一點：“日光燈的實際耗電量不能直接以燈管的瓦數來計算”因為：日光燈隸屬於不專一消極性光源，因此使用日光燈必須連接安定器，而安定器並非義工而是電器用品，將會增加耗電功率。加上日光燈所使用的串聯式電阻安定器必須要維繫燈管的供應電壓之正常值，而必須消耗掉一定功率的用電量才有辦法維持分配給燈管的電壓不致過高而失常，此時的安定器大都會產生趨近攝氏六十度的高溫才有辦法耗去足夠的電力並吸收過高的電壓。根據調查，這種日光燈的實際耗電量將高達燈管規格的2.00-3.00倍。如果是電子日光燈，實際耗電量將高達燈管規格的1.15-1.35倍。日光燈的發光效率必須除以實際耗電倍率來計算：所以，你所提出的甲日光燈若使用電子式日光燈具時，發光效率最高約為(59/1.15)=51.3043流明/瓦，最低則為(59/1.35)=43.7037流明/瓦。若使用傳統日光燈具時，發光效率最高僅剩(59/2)=29.5流明/瓦，最低更是只有(59/3)=19.6667流明/瓦。至於你所提出的乙日光燈若使用電子式日光燈具時，發光效率最高約為(77.5/1.15)=67.3913流明/瓦，最低則為(77.5/1.35)=57.4074流明/瓦。若使用傳統日光燈具時，發光效率最高僅剩(77.5/2)=38.8流明/瓦，最低更是只有(77.5/3)=25.3125流明/瓦。結論：若甲乙日光燈均使用相同條件的燈具來照明時，使用乙*1燈管會比甲*2燈管省電。若甲燈管使用電子式日光燈安定器而乙燈管使用傳統日光燈安定器的話，使用甲*2燈管就會比乙*1燈管省電。若乙燈管使用電子式日光燈安定器而甲燈管使用傳統日光燈安定器的話，使用乙*1燈管依然會比甲*2燈管省電。因為不管你使用幾支相同的燈管與燈具，它的發光效率都是相同的呀！
2006-01-23 14:14:29 補充：
簡單的說，就是日光燈是一種消極性光源，因此在屬性上會出現效率與瓦數成反比的現象。所以甲燈管的規格僅只20瓦，當然效率就會比同等級40瓦的乙燈管來得高了。你所提供的資料是以流明來計算的結果，因此在複雜度上會比以燭光計算來得高；但是準確度卻會比用燭光來計算來得低。20瓦普通日光燈的亮度約為60燭光/支，實際耗電量約40-60瓦；40瓦普通日光燈的亮度約為100燭光/支，實際耗電量約為80-120瓦。若以此數據來計算的話，20瓦的甲日光燈兩支發光效率就會比40瓦的乙日光燈一支來得高了。

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