Question

12．LED節(jié)能燈的核心元件是發(fā)光二極管，二極管是由半導(dǎo)體材料制成的．LED燈可以把電能直接轉(zhuǎn)化為光能，一盞“24V 12W”的LED燈，其亮度與“220V 100W”的普通白熾燈相當(dāng)，若上述LED燈和白熾燈都正常工作相同時(shí)間，兩燈消耗的電能之比是3：25．如圖是白熾燈工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況，由此可知，“24V 12W”LED燈與“220V 100W”白熾燈照明效果相同，是因?yàn)樗鼈兊陌l(fā)光效率不相同．

Answer 1

分析 （1）二極管是由半導(dǎo)體做成的器件，它具有單向?qū)щ娦裕?br />（2）用電器正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)W=UIt求出LED燈和白熾燈都正常工作相同時(shí)間時(shí)消耗的電能之比；
（3）利用效率公式求白熾燈的發(fā)光效率，通過計(jì)算看出白熾燈消耗的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率很低，則12WLED燈與100W的白熾燈照效果相同的原因是兩種燈電能轉(zhuǎn)化為光能的效率不同．

解答 解：（1）制造發(fā)光二極管的主要材料是半導(dǎo)體材料；
（2）LED燈和白熾燈都正常工作相同時(shí)間時(shí)消耗的電能之比：
W_LED：W_白熾燈=P_LEDt：P_白熾燈t=P_LED：P_白熾燈=12W：100W=3：25；
（3）白熾燈的發(fā)光效率：
η=$\frac{{W}_{光}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{10J}{100J}$×100%=10%，
LED燈可以把電能直接轉(zhuǎn)化為光能，即100%，
通過計(jì)算看出白熾燈消耗的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率很低，
則12WLED燈與100W的白熾燈照明效果相同的原因是節(jié)能燈的電能轉(zhuǎn)化為光能的效率比白熾燈的要高得多．
故答案為：半導(dǎo)體； 3：25； 發(fā)光效率．

點(diǎn)評 本題考查了半導(dǎo)體材料的應(yīng)用和電功公式、效率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是利用好燈的銘牌（額定功率）和白熾燈的能流圖．