جواب پرسش صفحه ۶۸ فیزیک (2) - ریاضی فیزیک
بازگشت به صفحه کتاب
اگر لامپهای رشتهای (التهابی) را با لامپهای LED جایگزین کنیم، درخواهیم یافت که در مصرف انرژی تفاوت چشمگیری حاصل میشود. مثلاً درحالیکه لامپ هالوژن یک کلاه ایمنی چند باتری را در ۳ ساعت مصرف میکند، نوع LED همان لامپ، آن باتریها را در ۳۰ ساعت به مصرف میرساند. دلیل این اختلاف را بیان کنید.
پاسخ:
انرژی ذخیرهشده در باتریها در هر دو حالت یکسان است. این انرژی برابر است با حاصلضرب توان در زمان، یعنی \(U = Pt\). چون باتریها یکساناند، داریم:
\[U = P_{\text{هالوژن}} \times 3\,\text{h} = P_{\text{LED}} \times 30\,\text{h}\]
از این رابطه نتیجه میشود:
\[P_{\text{LED}} = \frac{1}{10}P_{\text{هالوژن}}\]
یعنی توان مصرفی لامپ LED حدود یکدهم توان لامپ هالوژن است. با توجه به رابطهٔ \(P = I\,\Delta V\)، و چون اختلاف پتانسیل دو لامپ تقریباً یکسان است، جریان عبوری از لامپ LED هم بسیار کمتر است.
دلیل این اختلاف: در لامپ رشتهای (التهابی و هالوژن)، جریان الکتریکی رشتهٔ تنگستنی را تا دمای بسیار بالا گرم میکند. بیشتر انرژی الکتریکی بهصورت گرما (تابش مادون قرمز) تلف میشود و فقط بخش کوچکی از آن به نور تبدیل میشود. اما در لامپ LED، انرژی الکتریکی مستقیماً و با بازده بالا به نور تبدیل میشود و گرمای کمتری تولید میشود. بنابراین برای تأمین همان میزان روشنایی، توان کمتری لازم است. در نتیجه همان باتریها برای مدت زمان بیشتری دوام میآورند.

فعالیت ۲ـ۱
|
صفحه ۴۷تمرین ۲-۱
|
صفحه ۴۸فعالیت ۲-۲
|
صفحه ۵۱تمرین ۲ـ۲
|
صفحه ۵۸فعالیت 2-3
|
صفحه ۵۹پرسش ۲ـ۱
|
صفحه ۶۱«فعالیت ۲ـ۴»
|
صفحه ۶۲«فعالیت ۲ـ۵»
|
صفحه ۶۲تمرین ۲ـ۳
|
صفحه ۶۵فعالیت ۲ ـ ۶ (کار در کلاس)
|
صفحه ۶۶فعالیت ۲ ـ ۷
|
صفحه ۶۸فعالیت ۲ ـ ۸
|
صفحه ۶۸پرسش ۲ ـ ۲
|
صفحه ۶۸تمرین ۲ـ۵
|
صفحه ۷۱پرسش ۲ـ۳
|
صفحه ۷۲فعالیت ۲ـ۹
|
صفحه ۷۳تمرین ۲ـ ۶
|
صفحه ۷۴تمرین ۲ـ ۷
|
صفحه ۷۶بدون عنوان
|
صفحه ۷۹