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《新京报·新知周刊》

 
 
 

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开关节能灯究竟有多“耗电”?  

2010-04-21 09:51:00|  分类: 新知茶座 |  标签: |举报 |字号 订阅

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开关灯瞬间消耗多少电?

新京报《新知周刊》

小时候就听大人说,“不要总是开灯关灯,开灯关灯最费电了”。那个时候,家里用的还是白炽灯泡。等学了物理,明白了电压电流电阻等等的时候,也就明白了白炽灯将电能转化为热能,虽然说开灯那一瞬间灯丝的温度低,电阻只有正常工作的十分之一左右,因此耗电多一些。但是这个过程不过短短数秒,也不过是多消耗了相当于稳定发光一分钟左右的电能,根本谈不上有多费电了。

现在,大家照明多用日光灯之类的节能灯,能量效率更高、更省电。有些灯启动的时候,需要一个很高的电压来预热,外电路的电压恒定不变,这种高压启动一般是通过灯具内部的电路来实现,比如日光灯管的启动器。

也许因为要预热,江湖上又把当年“开灯关灯最费电”的说法套在了节能灯上,说是“开关一次相当于持续点亮N小时”。前段时间,《新知周刊》一篇关于“地球一小时”活动的文章中提到了这个流言,里头的N等于1。而在一些网络帖子中,这个N甚至等于10!

初听起来,这个说法似乎颇有些道理。但是,如果真的相当于10个小时的耗电量,以20瓦的灯泡来说,启动的瞬间会耗电高达720千焦,足够把2升水烧开了。这么大的热量在极短的时间内散发开来,开灯的时候我们居然感觉不到热浪扑面而来,岂不是太奇怪了?

那么,到底节能灯开关的瞬间消耗多少电能呢?我们用一个实验来回答这个问题。我们利用手头上的一个额定电压120伏(60赫兹,美制),额定功率14瓦的节能灯泡(EDXO-14型一体式荧光灯)和一些电路原件(电阻、万用电表和示波器),搭建了一个电路。其中,一个小电阻(13.6欧姆)和节能灯泡串联在一起连接到120伏,60赫兹的交流电源上。通过测量电阻两端的电压,我们就可以计算出通过节能灯泡的电流,从而计算出灯泡的功率。

首先,测量稳定工作时节能灯泡的功率很容易。开关闭合后,节能灯正常发光时,只要用普通的万用电表就可以测量电阻两端的电压为1.4伏。同时我们测得外电路电压为119.8伏。因此通过灯泡的电流为0.103安。那么这只灯泡在稳定工作时的功率就是P=UI=(119.8-1.4)×0.103≈12.2 瓦,稍低于灯泡上标识的14瓦。

但是我们关心的“高压”启动问题,在普通万用电表上却完全显示不出来。我们尝试多次打开闭合开关,万用电表的读数上没有任何异常。这说明开始的高压启动时间非常短,远小于万用电表的响应时间。因此,我们不得不使用另一种可以看到短时间信号的仪器:示波器。

在接通的一瞬间,我们看到了期盼已久的“高压启动”——一个极短的脉冲峰出现在示波器的波形图上。这正代表了节能灯的“高压启动”过程。那么,在这个过程中耗费了多少电能呢?

开关节能灯究竟有多“耗电”? - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》

实际上,这个尖峰发生在1毫秒(0.001秒)之内,随后波形就正常了。这个瞬时的大电流约有正常工作情况下的5到7倍。以7倍计,我们可以估计出节能灯泡在这个时间内的电能消耗不超过0.1焦耳,只相当于稳定工作下不到0.01秒的耗能。由于实验手段的限制,实际的耗能可能和估计的值有些差别,但是即使放大10倍也只相当于0.1秒的耗能——启动消耗的能量微不足道。

从这个实验我们可以看出,传言的节能灯开关瞬间大量费电的说法是完全站不住脚的。节能灯在启动的时候消耗的电能总量其实很小,并不会有开关一次等于几个小时持续发光的情况。大家不用为了“省电”而不关灯。

当然,过于频繁地开关电器对电器的寿命肯定会有所影响。从这点来说,避免过于频繁地开关节能灯还是有一定道理的。

□沐右 水龙吟(科学松鼠会)
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