李明同学发现家中“220V 60V”的灯泡使用一段时间后,发光程度原来暗,且在用电高峰时

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-04
在用电高峰时,某同学家的电压比220V降低了10%,此时正在工作的"220V 100W"的白炽灯的实际功率是多少?

白炽灯相当于纯电阻,适用于P=U*2/R
所以功率和电压的平方成正比,U降低10%,
实际功率就是p_=(90%U)*2/R=81%U*2/R=0.81*100=81W (灯丝温度上升产生的电阻忽略)

首先P=U2/R,所以灯泡电阻R=U2/P=484欧,所以实际198V时P=U2/R=81瓦

因为灯丝电阻会随温度升高而增大,使用一段时间后,温度升高了,灯的电阻增大,它的实际电功率就会变低,所以变暗了。

把电能全部转换为光能的话,节能灯的效率是100%,比如工作T秒,获得的光能就是W=11*T
而灯泡工作T秒,消耗的电能是W=60T(总能量),获得的光能和节能灯一样,所以也是11*T(有用能量)
所以灯泡效率η=有用能量/总能量=11T/60T=18.3%

灯泡会变更暗,这是为什么?是因为灯丝在高温作用下不断升华,使玻璃上沾有黑色的钨,从而变暗。
η =P有/P总=11/60=18.3%

灯泡亮暗取决于灯泡消耗的实际电功率,在用电高峰期,灯泡两端的电压会降低,消耗的实际电功率会减小,所以灯会变暗,而且灯泡用的时间长了钨丝在高温作用下不断升华,然后又凝华在灯泡壁,使玻璃壁上沾有黑色的钨,从而变暗。
η =P有/P总=11/60=18.3%

灯泡的发光效率≤11/60=18.3%.
高峰时用电量大,电源电压会比平时有所降低,因此相应的用电器的功率也会有所降低,灯泡亮度也会变暗一些,这是正常现象。此外,钨丝灯泡使用时间长了之后,钨丝由于蒸发而覆盖在灯泡内壁上影响透光率,亮度也会略有降低。

白炽灯使用过程中,灯丝会少量升华,使得灯丝变细,电阻增大,功率变小,灯也就暗了。
60W的输入功率11W的输出,所以效率=11/60=18.33%

灯泡的发光效率=11/60=18%,用电高峰时,干路上分的电压多,用电器上分的电压下,所以灯泡变暗。