Question

人類正面臨能源危機，為選用節(jié)能交通信號燈的燈源，實驗室通過實驗發(fā)現(xiàn)，下表中的LED燈和白熾燈在正常工作時光照強度相同．有關數(shù)據如下表：

二種燈	LED燈	白熾燈
發(fā)光原理	二極管發(fā)光	鎢絲高溫發(fā)光
額定電壓	24伏	220伏
響應時間	10-9秒	10-3秒
額定功率	12瓦	100瓦

（1）請根據以上材料說明使用LED燈的兩個優(yōu)點：
①

發(fā)光效率高

；
②

節(jié)能降耗

．
（2）LED燈正常工作時的電流是

0.5

A，每天正常工作10小時，使用LED燈比使用白熾燈可節(jié)約電能為

0.88

kW?h，LED燈由半導體材料制成，請列舉一種半導體材料：

硅

．

Answer 1

分析：（1）分析表格中的數(shù)據可以發(fā)現(xiàn)，LED燈電壓低，功率小，響應時間短，據此進行分析其優(yōu)點．
（2）由功率公式可求出工作電流，由兩燈的功率之差可求出10小時節(jié)約的電能，由比熱可求出能將多少水加熱到100℃．

解答：解：（1）根據題意和表格中的數(shù)據可知，LED燈和白熾燈相比有明顯的優(yōu)點：在光照強度相同的情況下，LED燈不必要達到很高的溫度就能發(fā)光，電能基本上不轉化成內能，幾乎全部轉化光能，因而發(fā)光效率高；LED燈的額定電壓低，人直接接觸不會觸電；LED燈響應時間短，也就是從開始發(fā)光到正常發(fā)光所用的時間短；LED燈額定功率小，節(jié)約能源．故優(yōu)點可從發(fā)光效率高、節(jié)能降耗，響應時間短、環(huán)保、額定電壓低等；
（2）由P=UI得：I=

P

U

=

12W

24V

=0.5A．
白熾燈功率比LED燈功率高△P=P₂-P₁=100W-12W=88W，則10小時節(jié)約的電能為W=△P×t=0.088kW×10h=0.88kW?h；LED燈由半導體材料制成，如硅、鍺都屬于半導體材料．
故答案為：（1）發(fā)光效率高；節(jié)能降耗；（2）0.5；0.88；硅．

點評：隨著科技創(chuàng)新，傳統(tǒng)的紅綠交通信號燈逐漸被發(fā)光二極管（LED）燈所替代．如果同學們仔細觀察會發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在一些手電筒的燈泡也被LED燈所取代．