Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

18 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [20364]

Fråga:
Har förstått att en lampa blinkar på 50hz? Vad har Hz för samband med ögat? Vad är gränsen för hur mycket Hz ögat kan uppfatta. Gör gärna en fördjupning i det området, snabb kurs på induktion och transformation också tack:)
/Kevin M, Sofiaskolan, Södermalm

Svar:
Nej, en glödlampa blinkar med frekvensen 100 Hz eftersom ljusintensiteten är proportionell mot effekten R*I2. Detektorerna i ögat (stavar och tappar) svarar inte oändligt snabbt på varierande ljusintensitet, men frekvenser över 70 Hz uppfattas inte som varierande av de flesta människor. En glödlampa blinkar dessutom med liten amplitud eftersom den inte hinner svalna så mycket när växelspänningen är låg. Se fråga 20105 och 12034 .

Se även Flicker_(screen) och Flicker_fusion_threshold .

Se fråga 15153 för induktion och fråga 12295 för transformator.
/Peter E

Nyckelord: ögat [14]; glödlampa [18];

*

Elektricitet-Magnetism [20105]

Fråga:
Hej! I skolan håller vi på med magnetism, det är en fråga som jag inte vet/hittar svaret på. Frågan lyder: Från våra vägguttag får vi växelström, det vill säga strömmen svänger fram och tillbaka. Strömmen går först i en riktning, stammar upp och går sen i motsatt riktning. Om du kopplar in en lampa till ett vägguttag borde väl i så fall lampan blinka. Varför gör den inte det?
/Denise P, Västerås

Svar:
Hej Denise!

Eftersom effektutvecklingen U ges av

P = R*I2

har strömmens riktning (tecken) ingen betydelse. För det normala 50 Hz växelström blir då den effektiva frekvensen 100 Hz. Detta är tillräckligt för att ögat skall uppfatta belysningen som konstant. Dessutom finns det lite tröghet i temperaturändringen i glödtråden vilket bidrar till stabilare ljusflöde.

Du har kanske sett att en datorskärm med frekvenser under 70 Hz blinkar på ett irriterande sätt.

Järnvägen i Sverige använder växelström med frekvensen 16 2/3 Hz. Glödlampor i tågvagnar blinkade därför tydligt förr i tiden. Numera antar jag att man har fixat detta.

Se även fråga 19720 .
/Peter E

Nyckelord: glödlampa [18];

1 http://www.nyteknik.se/popular_teknik/teknikfragan/article3479220.ece

*

Ljud-Ljus-Vågor [19720]

Fråga:
Hej!

Jag är inte en student men jag har en ganska intressant fråga angående ljus och videoupptagning.

Många har säkert råkat ut för fenomenet att ljuset "pulserar" när användning av LED armaturer används i samma utrymme där inspelning av video utförs. Mig veterligen är det frekvensen av ljuset som uppfattas av videoupptagningen varav "pulseringen" uppstår.

Har nu råkat ut för ett annat "case" där slowmotion inspelning skall göras i 720p 250 bilder i sekunden och ljuskällorna i utrymmet skall vara LED. Frågan är om man på någotvis kan försäkra sig att "viss typ av ljuskälla" kan användas?

Satte mitt hopp i att detta forum kanske skulle kunna ge svar på detta då dom flesta armaturtillverkare har svårt att svara mig på frågeställningen.

Jag misstänker att jag måste hitta en armatur med högre frekvens för att lyckas med detta?

Tack på förhand // Johan
/Johan S, Göteborg

Svar:
Hej Johan! Jag är inte expert på LED men såvitt jag förstår är problemet att LED-belysning har en mycket kort tidskonstant. Om man föder en LED med likriktad växelström av hög frekvens så kommer den att blinka. En glödlampa som föds med 50 Hz växelström har en ganska lång tidskonstant (det tar lång tid för att ändra temperaturen väsentligt), så med glödlampor är det inget problem.

Om du skaffar LED-belysning som föds med likspänning (från ett batteri eller med en ordentlig kondensator) bör ditt problem vara löst.
/Peter E

Nyckelord: lysdiod [12]; glödlampa [18];

*

Elektricitet-Magnetism [19523]

Fråga:
I bostäder använder vi lampor med olika watt-tal. Det finns tex lampor på 25W och 60W. En 60W-lampa lyser starkare eftersom det går starkare ström genom den än 25w- lampa. Vad är det för skillnad mellan de båda lampornas glödtrådar?
/Linnea D, djäkneskolan, skara

Svar:
Om spänningen över lampan är U blir effekten

P = U2/R = U*I

där R är glödtrådens resistans när lampan är tänd och I är strömmen. (Observera att glödtrådens resistans är mycket mindre vid rumstemperatur.)

Det är alltså resistansen som bestämmer wattalet. Låg resistans ger en hög ström och därmed hög utvecklad effekt.

Resistansen beror av glödtrådens längd, tvärsnittsyta och vilket material den är gjord av (bestämmer resistiviteten), se länk 1.
/Peter E

Nyckelord: glödlampa [18]; resistans [11];

1 http://dev.physicslab.org/Document.aspx?doctype=3&filename=DCcircuits_Filaments.xml

*

Elektricitet-Magnetism [19502]

Fråga:
Hur lyser glödtråden i lampan? Alltså vad händer?
/Alma A, Kulturama

Svar:
När man lägger elektrisk spänning över glödtråden går det en ström av elektroner igenom den. Elektronerna kolliderar med atomerna i glödtråden. Detta kallas motstånd eller resistans, se fråga 12826 .

Elektronerna förlorar en del av sin rörelseenergi, vilket värmer upp glödtråden.

Ett föremål med en temperatur över absoluta nollpunkten strålar ut elektromagnetisk strålning, så kallad temperaturstrålning, se fråga 12564 .

Glödtråden blir så varm att en liten del av strålningen (ett par procent) är synligt ljus. Största delen av lampans effekt blir emellertid till värmestrålning som normalt inte är till någon nytta. Detta är skälet till att vi nu håller på att ersätta glödlampan med lysdiodslampor.

Se vidare Glödlampa



/Peter E

Nyckelord: glödlampa [18]; temperaturstrålning [21];

*

Elektricitet-Magnetism [18851]

Fråga:
Seriekoppling av glödlampor
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Vi labbade med eleverna seriekoppling och parallellkoppling av lampor.

Enligt teorin skall strömstyrkan för seriekoppling minska till hälften om man byter från en lampa till två lampor, bli en tredjedel om man har tre lampor och så vidare..men i praktiken blir inte resultatet det! Strömtyrkan minskade nog men mindre än det teoretiska. Tänker man sig att sladdarnas resistans påverkar oxå så borde ju strömstyrkan minska mer än det teoretiska.
/Svante K, Finland

Svar:
Svante! Din teori gäller bara om resistansen hos lamporna är konstant, dvs samma när de är tända som när de är släckta. Ledningarna bör normalt ha så litet motstånd att de inte påverkar spänningen.

Om du mäter resistansen för en släckt lampa med en ohmmeter så finner du att resistansen är c:a 40 ohm. För en 40 W lampa ansluten till 230 V blir resistansen

R = U2/P = 2302/40 = 1300 ohm.

Anledningen är helt enkelt att resistansen hos glödtråden ökar med temperaturen. Ju varmare glödtråd desto högre resistans. När man tänder lampan får man under en mycket kort stund mycket hög ström. Effekten i en kall glödtråd blir

P = U2/R = 2302/40 = 1300 W

På en bråkdel av en sekund stiger temperaturen och motståndet tills ett jämviktsläge med effekten 40 W inställer sig.

Strömmen blir enligt Ohms lag

I = U/R = 230/1300 = 0.18 A.

Vad händer om man seriekopplar två lampor? Om resistansen vore densamma skulle vi få strömmen

I = U/(2R)

Men eftersom strömmen är mindre blir även uppvämningen mindre. Du får då en lägre resistans än 2R, så strömmen blir mer än hälften av värdet med en lampa. Detta är precis vad du observerade.

Lägg märke till att lampor uppför sig helt annorlunda än resistorer! Resistorer har konstant resistans eftersom man normalt inte låter strömmen bli så hög att de värms upp till höga temperaturer.
/Peter E

Nyckelord: glödlampa [18]; *vardagsfysik [60]; serie- och parallellkoppling [13]; resistans [11];

*

Blandat [16280]

Fråga:
När och hur och vem kom på/skapade platt tvn?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
När och hur och vem kom på/skapade platt tvn?
/Lennart L, Tunaberg, uppland

Svar:
Lennart! Det fungerar inte så längre att en person plötsligt kommer på någonting, startar tillverkning och tjänar massor med pengar! Alfred Nobel (han med dynamiten) är ett exempel på en uppfinning som gav omedelbart genomslag, men det var på 1800-talet då den tekniska utvecklingen började sätta fart.

Glödlampan, en av de klassiska uppfinningarna, uppfanns faktiskt inte av Edison, han bara förbättrade grödtråden och såg till att man fick en användbar produkt, se Light_Bulb och länk 1. Den förra är för övrigt en bra beskrivning av processen från idé till användbar produkt. Nedan är en bild på Edisons glödlampa. Även den svenska Wikipedia-artikeln är bra: Glödlampa . Se även glödlampa .

Både när det gäller teknikutveckling och i naturvetenskapen sker framstegen i allmänhet i små steg. Man bygger alltså oftast på kunskap som har tagits fram under lång tid och av flera personer/organisationer. Det kan vara ett mycket långvarigt utvecklingsarbete innan en produkt baserad på en upptäckt kommer ut på marknaden.

Ett ovanligt exempel på motsatsen är jättemagnetresonans (nobelpris 2007, se länk 2). I detta fallet tog det bara några få år (från upptäckten 1988 till mitten av 1990-talet) innan upptäckten resulterade i kompakta hårddiskar med hög kapacitet.

Det räcker inte med att upptäcka en användbar effekt för att det skall bli en spridd produkt. Det måste först finnas (eller skapas) en marknad. Tillverkningsprocessen måste göras billig och tillåta massproduktion. Det är massproduktionen som tillåter priset att bli lågt så att produkten får ett stort genomslag. Du har säker sett att priset på platta skärmar har sjunkit radikalt de senaste åren.

Den första plattskärmen var Flat_screen_pocket_TV från Sinclair. Den byggde på samma princip som en tjock-TV men med en kompakt elektronkanon monterad åt sidan. Det blev en kollosal flopp eftersom man redan hade uppfunnit flytande kristaller (LCD, liquid crystal display).

LCDn var från början mycket dyr och användes först i små svart-vita dispayer t.ex. klockor och portabla datorer med pyttesmå skärmar. LCD kan nu göras stora, i färg och dessutom billiga.

Se Liquid_crystal_display , Flytande_kristallskärm för mer om LCD och Plasma_display , Plasmaskärm för information om plasmaskärmen som är den nuvarande konkurrenten till LCD.

Det finns flera nya tekniker för att göra bildskärmar för olika behov, se Comparison_of_display_technology . En svaghet med både LCD och plasmaskärm är att de med sin inre belysning fungerar dåligt i starkt ljus. Det finns projekt att utveckla skärmar där bilden belyses av omgivningsljuset, t.ex. Elektroniskt papper (Electronic_paper ). En intressant tillämpning av detta skulle vara elektroniska böcker som fortfarande är ganska klumpiga och har begränsat användningsområde.



/Peter E

Nyckelord: TV [9]; bildskärmar [4]; glödlampa [18];

1 http://energy.gov/articles/history-light-bulb
2 http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2007/info_sv.pdf

*

Blandat [14280]

Fråga:
Vad är det för gas i en vanlig glödlampa?
/Rasmus K, Väskolan, Kristianstad

Svar:
Rasmus! Från början pumpade man ut luften i glödlampan, dvs glödtråden omgavs med vakuum. Sedan kom man på att glödtråden varade längre om man hade en ädelgas, så i dag använder man framför allt argon. Anledningen till att man inte kan ha luft är att luft innehåller syre, och syret skulle oxidera (förena sig med) metallen i glödtråden (av wolfram) och förstöra den.

För andra aspekter på glödlampor se glödlampa . Se mer om glödlampor under länkarna nedan, tyvärr på engelska så du behöver kanske hjälp av din lärare.
/Peter E

Nyckelord: glödlampa [18];

1 http://science.howstuffworks.com/light-bulb.htm
2 http://inventors.about.com/library/inventors/bllight.htm

*

Elektricitet-Magnetism [14122]

Fråga:
Hej vi är en lärare och en elev som undrar. De skriver i spektrum fy-bok att tråden glöder i en lampa ju större motstånd det tråden har. Det tycker vi också. Senare i en uppgift frågar de efter när en lampa lyser starkast om man får välja olika trådar med olika hög resistans. Då är svaret att den med minst resistans lyser starkast. Då tänkte vi att ja just det för resistansen måste ju vara liten om strömmen ska vara stor enligt Ohms lag. Spänningen är ju oförändrad. Problemet är då bara att resonemanget säger emot sig själv. Kan ni hjälpa oss? Anette och Emma
/Emma+Anette O, Eklidens skola, Nacka

Svar:
Anette och Emma! Det är det utvecklade effekten som bestämmer temperaturen och därmed hur mycket tråden lyser. Effekten P ges av P = U*I. Om vi använder Ohms lag U = R*I kan vi eliminera I och får P = U2/R. Spänningen är som ni säger given (220V för en normal glödlampa), så effekten ökar med minskande motstånd R för konstant spänning. Det första påståendet är sant för konstant ström, t.ex. om ni kopplar lamporna i serie. Då är P = R*I2.

Länken nedan ger mer information om glödlampor.
/Peter E

Nyckelord: glödlampa [18];

1 http://fragelada.fysik.org/index.asp?keyword=gl%F6dlampa

*

Elektricitet-Magnetism [13909]

Fråga:
Hej, min klasskompis fick snabbt svar på sin fråga så jag provar att ställa en jag med. Vi jobbar med elektricitet nu och jag undrar varför det är viktigt att välja rätt sorts glödlampor i en elljusstake. Kan man ta t ex vilken som av en 14 V, 3W eller en 25 V, 3W? vad är det som avgör vilken jag ska välja? Tack så jättemycket för en supersida!!
/Anna L, Vikingaskolan, Lund

Svar:
Hej Anna! Alla bra frågor får svar !

I elljusstakar och julgransbelysning är lamporna kopplade i serie, se fråga 13729 . Lamporna delar då upp spänningen mellan sig. Om nätspänningen är 220V och vi har t.ex. 16 lampor i en julgransslinga så får varje lampa spänningen 220/16 = 14V.

Om vi i stället har en elljusstake med t.ex. 5 seriekopplade lampor så blir spänningen över varje lampa 220/5 = 44V.

Man behöver alltså helt olika lampor. Märkspänningen för den korrekta lampan räknar du ut som 220/(antalet lampor). Men denna information räcker inte om du redan har lampor. Då måste även effekten (watt-talet) matchas, annars lyser lampan inte som den skall och går eventuellt sönder.

Låt oss anta vi vill att lamporna skall vara på 3W.

Effekten P ges av

P = U*I

Vi kan då räkna ut strömmen I i julgransslingan som

I = P/U = 3W/14V = 0.21A (ampere)

För ljusstaken får vi

I = P/U = 3W/44V = 0.07A

Du ser alltså att lamporna har mycket olika ström eftersom resistansen är olika.

Sätter du lampan från julgransbelysningen i ljusstaken kommer den att lysa dåligt. Om du i stället sätter in lampan från ljusstaken i julgransbelysningen så kommer den att lysa med så hög effekt att den går sönder.

Det är alltså lite krångligt. Det enklaste du kan gära när du köper en reservlampa är att matcha både spänningen (V) och effekten (W). Sen måste förstås gängorna passa också!

Kommentar: Vi har i ovanstående resonemang bortsett från att vi har växelström, men detta ändrar inte slutsatsen.
/Peter E

Se även fråga 4018

Nyckelord: glödlampa [18]; serie- och parallellkoppling [13];

*

Elektricitet-Magnetism [13307]

Fråga:
Jag kopplade en lampa 1,5 V med ett batteri 1,5V och amperemeter visade 0,15A. Sedan koppade jag en lampa till (i serie,likadan lampa 1,5 V) och förväntade mig att strömmen skulle vara hälften så stor, enligt Ohms lag. Men amperemeter visade 0,12 A. Hur kan det vara så?
/Dusan M, Lindängeskolan, Malmö

Svar:
Bra fråga! Ja, det kan tyckas konstigt. Du har emellertid utan att tänka på det antagit en sak: glödlampans egenskaper är konstanta. För en lampa har du U = 1.5V och I = 0.15A. Resistansen R blir då enligt Ohms lag U/I = 10 Ohm. Ta och mät resistansen med en ohmmeter! Du kommer säkert att få ett mycket lägre värde. Förklaringen är att glödtråden är kall när du mäter resistansen, och när du ansluter lampan till ett batteri, så värms glödtråden upp. Resistansen ökar då mycket, kanske med en faktor 10. När du seriekopplar två lampor, går det som du väntat mindre ström igenom dem. Detta betyder att de värms upp mindre, och att slutresistansen blir lägre. Detta förklarar ditt till synes underliga resultat. Se vidare fråga 4730 .
/Peter E

Nyckelord: glödlampa [18];

*

Energi [13166]

Fråga:
Varför har man dioder i trafikljusen och inte en vanlig lampa? varför är det bättre att ha dioder?
/josephine å, brunnaskolan, Norsborg

Svar:
En glödlampa (som man har i äldre trafikljus) har en effektivitet på några procent. Detta betyder att bara några procent av den tillförda energin går till att producera ljus man kan se. Resten går åt till att värma upp trakikljuset - ganska onödigt. Dessutom varar lysdioderna mycket längre är glödlampor. Kostnaden att byta ut lampor som gått sönder är mycket hög, och även om lysdioderna är dyrare i inköp blir dioderna billogare.

För mer detaljer se länk 1 nedan där man bl.a. säger: "Ett exempel på lysdioders praktiska tillämpning är att Stockholm Stad nu börjar byta ut sina glödlamps- och halogenlampsbaserade trafikljus mot trafikljus baserade på lysdioder. Detta har blivit praktiskt genomförbart sedan lysdioder med hög ljusstyrka som samtidigt har rätt grön, gul och röd färg kunnat framställas till en rimlig kostnad. I och med detta beräknar Gatukontoret att spara uppemot 5,5 miljoner kronor per år. Två miljoner sparas på underhållet och 3,5 miljoner på elräkningen, eftersom lysdioder drar ca 10W per trafikljus mot glödlampans 35-70W. Underhållskostnaden hålls nere då lysdioder har en livslängd på uppemot 30 gånger en glödlampas."
/Peter E

Se även fråga 12571

Nyckelord: glödlampa [18]; lysdiod [12];

1 http://www.enigma.se/imponans/LED.htm

*

Elektricitet-Magnetism [12571]

Fråga:
Hur fungerar lysdioder med vitt ljus?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Det blir allt vanligare med vita lysdioder i olika sammanhang. Hur är de konstruerade för att kunna ge ett så intensivt sken? Förklarar konstruktionen det höga priset?
/Mats A, Stockholm

Svar:
Funktionaliteten hos en lysdiod beskrivs bra i Dioder . Wikipedias artikel Led innehåller mycket information och bra länkar.

För att få vitt ljus kan man ha flera lysdioder av olika färg (röd, grön, blå). Dessa kan då blandas till en godtycklig färg, inklusive vitt.

För att ersätta glödlampor använder man ofta fluorescens för att göra om blått ljus (som har det högsta energiinnehållet) till andra färger. Detta är samma metod som används i lysrör och lågenergilampor. Bilden nedan (från Wikipedia-artikeln ovan) visar hur spektrum ser ut. Den smala toppen vid 450 nm är det blå ljuset från dioden och den breda fördelningen vid längre våglängder från fluorescensen gör att ljuset uppfattas som någotsånär vitt.

Det finns två fördelar med att använda lysdioder för belysning. För det första håller de mycket längre (c:a 100000 timmar jämfört med c:a 1000 timmar för en glödlampa och c:a 10000 timmar för ett lysrör). För det andra går nästan 100% av den elektriska energin till produktion av ljus. För en glödlampa är denna effektivitet mindre än 5% - mer än 95% blir värme. För fluoriserande vita lysdioder har man lite förluster som uppkommer när man skiftar det blå ljuset till ljus med lägre energi (längre våglängd) - effekten kallas Stokes-förskjutning, se Stokes_shift .

Vad gäller priset så finns nog ett antal förklaringar. Dels är lysdioder som ger blått ljus (som behövs för att göra vitt ljus) svåra att tillverka. Lysdioder tillverkas under extremt rena förhållanden, för att materialen inte skall kunna ta skada av störande partiklar som försämrar deras funktion. Sedan är produkterna relativt nya - med mer konkurrens kommer de säkert att bli billigare. Dessutom kommer man säkert snart på hur man skall tillverka dem billigare.

PS 7/10/2014:
Nobelpris i fysik 2014 för blå lysdioder, se länk 1.



/Peter E

Se även fråga 1677

Nyckelord: Illustrerad Vetenskap [17]; lysdiod [12]; glödlampa [18]; fluorescens [6]; #ljus [63];

1 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2014/press.html

*

Elektricitet-Magnetism [12034]

Fråga:
Min fråga lyder enligt följande: En vanlig glödlampa som är kopplad till elnätet lyser med växelström, vilket innebär att den borde blinka. Gör den det (fast så pass snabbat att vi inte uppfattar det), eller hinner glödtråden inte svalna så att skenet därmed är det närmaste konstant?
/Johan P, Klågerupskolan, KLÅGERUP

Svar:
Med 50 periodig växelström blinkar en glödlampa inte märkbart för ögat. Det skulle emellertid säkert vara lätt att med en snabb ljusmätare mäta en variation på 100 hertz. 100 hertz är tillräckligt snabbt för att ögat inte skall uppfatta variationerna. Tänk på en bildskärm: för de flesta går gränsen där man uppfattar blinkningar vid c:a 70 hertz.

Åtminstone förr hade man på SJ en lägre period på växelströmmen i vagnarna (16 2/3 hertz). Då kunde man lätt se att lamporna blinkade.
/Peter E

Nyckelord: glödlampa [18];

*

Energi [723]

Fråga:
Är det miljövänligt att använda lågenergilampor?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Minskar jag den totala energikostnaden (inklusive kostnader för glödlampor och elförbrukning) om jag skaffar mig lågenergilampor till en villa med direktverkande el?
/Karin O, Mörarp, Mörarp

Svar:
En mycket bra fråga, som är ett av många exempel på att man, om man vill värna om vår miljö, måste ta hänsyn till alla effekter. Tåg är ju till exempel ett mycket energieffektivt och miljövänligt transportmedel, men man måste också ta hänsyn till exempelvis tunnelbyggande (tänk på Hallandsåsen!) och hur man producerar den ström som tågen behöver.

Lågenergilampor är små kompakta lysrör, som i stället för en glödtråd har en gas i vilken det blir en urladdning. Lågenergilampor innehåller miljöfarliga ämnen (t.ex. kvicksilver), så när de går sönder måste de tas om hand på ett bra sätt.

Lågenergilampor är betydligt dyrare än vanliga lampor, men de varar längre, så kostnaden blir ungefär densamma. Det har ingen betydelse om värmen kommer från lampor eller element - all energi från lamporna utom den lilla del som går ut genom fönstren används till uppvärmning. Dessutom är det ju så att vi behöver mest uppvärmning på vintern när vi även behöver mest ljus. Värmen från utspridda lampor blir även jämnare fördelad i rummet än från enstaka element.

Skulle man då lika gärna kunna använda bara lampor för uppvärmningen? Nej, det skulle bli för dyrt. Visserligen blir energiförbrukningen (det vill säga elräkningen) densamma, men lamporna går sönder efter en tid, medan ett el-element kan användas mycket länge. Dessutom blir det väldigt ljust hela natten, vilket kan vara störande.

Se även Lågenergilampor sprider kvicksilver med soporna .

Ljuskällor

Ljuskällor är konstruktioner som genererar ljus. Det finns flera olika ljuskällor som bygger på varierande fysikaliska fenomen. Nedan är en sammanställning av fördelar och nackdelar med olika ljuskällor. Detaljer om hur de olika ljuskällorna fungerar finns under länk 1, i Wikipedia-artiklarna Glödlampa och Lågenergilampa samt under nyckelordslänkarna nedan.

Eftersom olika ljuskällor skapar ljus på olika sätt (se nedan) så är fördelningen av ljuset med olika våglängd (spektrum) mycket olika, se figuren nedan.

Glödlampa
Mycket gammal och etablerad ljuskälla som är på väg att fasas ut genom EU-bestämmelser (Incandescent_light_bulb ). Glödlampan har en glödtråd (vanligen av wolfram) som ljuskälla. Glödtråden omges av en skyddande gas (vanligen en ädelgas) innesluten i en glaskolv. Glaskolven är fastsatt i en metallsockel, och elektriskt ledande trådar går från glödtrådens ändar ut genom sockeln. Glödtråden fungerar som ett elektriskt motstånd, och då ström leds genom den blir den het och fungerar därmed som en svartkroppsstrålare (temperaturstrålning ) som avger ljus och värme.
++ billig
+ behagligt, varmt ljus
- dålig ljuseffektivitet, c:a 2% (ger mycket värme, Incandescent_light_bulb#Efficiency_comparisons )

Lysrör
Etablerad ljuskälla i vissa miljöer, speciellt offentliga (Fluorescent_lamp ). Lysrör är en elektrisk ljuskälla som joniserar argon och kvicksilverånga för att bli elektriskt ledande varvid UV-ljus skapas. UV-ljuset exciterar elektroner i det fluorescerande pulver som är anbragt på glasrörets insida. När den exciterade elektronen återfaller i sin lägre bana avges synligt ljus. Glaskvaliteten i röret förhindrar UV-läckage.
+ relativt billigt
+ bra ljuseffektivitet (c.a 10 gånger bättre än en glödlampa)
+ lång livslängd
+ ljuset kan anpassas för olika behov med olika fluoriscenter
- startar upp långsamt (sekunder)
- kallt ljus
- svåra att reglera ljusstyrkan ("dimma")

Lågenergilampa
Är i princip ett litet lysrör och har därför liknande fördelar och nackdelar (Compact_fluorescent_lamp , Lågenergilampa )
+ relativt billig
+ bra ljuseffektivitet
+ lång livslängd (varierar dock)
- startar upp långsamt (sekunder)
- kallt ljus
- innehåller kvicksilver
- åldras (effektiviteten försämras)
- temperaturkänslig
- kan ej "dimmas"

Halogenlampa
Används mest i tillämpningar där man vill ha en liten ljuskälla, t.ex. bilstrålkastare, spotlight (Halogen_lamp ). En halogenlampa är en slags glödlampa som innehåller halogengas, vanligen av jod eller brom. I halogenlampan är temperaturen hos glödtråden högre än i en vanlig glödlampa. Den höga temperaturen gör att glödtråden förgasas till viss del men de gasformiga atomerna sublimerar och återgår till glödtråden i ett kretslopp så att den håller 2-4 gånger längre och ger mer ljus än en glödlampa. Halogenlampans ytterhölje är gjort av värmetåligt kvartsglas och har vanligen ett UV-skydd för att filtrera bort UV-strålning.
+ lite högre ljuseffektivitet än en vanlig glödlampa pga högre temperatur
+ innehåller inga tungmetaller
- relativt dyr
- kräver normalt lågspänning så man behöver en transformator

Lysdiod
Kommer nog att etablera sig som en mycket viktig ljuskälla när problemen högt pris och onjutbart ljus har lösts (Light-emitting_diode ). Lysdiod (Light Emitting Diode, LED) är en diod som utstrålar inkoherent monokromatiskt ljus vid en elektriskt framåtriktad spänning. Till skillnad från glödlampor, som kan använda likström eller växelström så kräver lysdioder likström med rätt polaritet (några få volt). När spänningen genom PN-övergången är i rätt riktning, flyter en betydande ström genom dioden. Strömmen säges då vara framåtriktad. Spänningen över lysdioden är i detta tillfälle stabil för en given lysdiod och proportionell mot energin av de utstrålade fotonerna. Speciella konstruktioner (fråga 12571 ) kan ge vitt ljus.
+ bra ljuseffektivitet
+ ej stötkänslig
+ mycket lång livslängd även om den tappar i effektivitet
+ innehåller inga tungmetaller
+ kan göras mycket små
+ ljuset kan fokuseras till en stråle utan reflektor
-- mycket dyr än så länge
- kallt ljus
- temperaturkänslig (speciellt för värme)

Översikt över de vanligaste lamptyperna (från Sydsvenska Dagbladet 5/12/09):

Glödlampa   Lågenergilampa   Halogenlampa   LED-lampa
   60W           15W            35W         7-15W
710 lumen      710 lumen       710 lumen   710 lumen
12 lumen/W     50 lumen/W      20 lumen/W  50-100 lumen/W

Se Luminous_efficacy för en översikt av effektiviteten (verkningsgraden) av olika ljuskällor. Se länk 2 och Plasma_lamp för information om plasmalampor.



/Peter Ekström

Nyckelord: *miljöpåverkan [14]; uppvärmning av bostäder [2]; lågenergilampa [13]; glödlampa [18]; lysdiod [12]; lysrör [9]; halogenlampa [3]; verkningsgrad [20]; #ljus [63];

1 http://www.blewbury.co.uk/energy/lighting.htm
2 http://www.nyteknik.se/nyheter/energi_miljo/energi/article3079117.ece

*

Blandat [8723]

Fråga:
Vad består en halogenlampa av (som används i bilar) och hur fungerar den?
/Lotta H, Vimarskolan, Vimmerby

Svar:
Livstiden för en vanlig glödlampa begränsas av att wolframglödtråden långsamt avdunstar. Tråden blir till slut så tunn och het att den bränner av.

I en halogenlampa finns lite jod (en halogen) i glaskolven. När en wolframatom lossnar från glödtråden, förenar den sig med jod, och det bildas wolframjodid. När denna molekyl kolliderar med den heta glödtråden, sönderdelas molekylen, och wolframatomen fastnar åter på glödtråden. Detta gör att man kan hålla högre temperatur på glödtråden, vilket gör att halogenlampan Har bättre ljusutbyte än en vanlig glödlampa.

Fundera: Man skulle få längre livslängd på en glödlampa genom att sänka temperaturen på glödtråden. Varför gör man inte det?
/KS

Nyckelord: glödlampa [18]; halogenlampa [3];

*

Ljud-Ljus-Vågor [8314]

Fråga:
Hej jag är lärarkandidat och har fått som fråga från en elev: Hur stor ljusstyrka har en vanlig glödlampa?
/Ann-Christin L, Högskolan, Stehag

Svar:
Vanliga glödlampor uppges ge 12 lumen per W. Lågenergilampor är 5 gånger mera effektiva, 60 lumen per W.
/KS

Nyckelord: glödlampa [18]; lågenergilampa [13];

*

Elektricitet-Magnetism [4730]

Fråga:
Går det åt mera ström om man tänder och släcker en glödlampa ofta?
/Ingvar P, Katedralskolan, Uppsala

Svar:
Det beror på hur du menar. Medeleffekten när lampan är tänd blir faktiskt lite högre. Just när man slår på lampan drar den mycket mera ström än vanligt. En 60 W drar hela 800 W de första ögonblicken. Glödtrådens resistans beror nämligen på temperaturen. Vid rumstemperatur är den mindre än en tiondel av resistansen när den glöder.

Mät resistansen hos en glödlampa med en ohmmeter. Räkna ut effekten. Förklara varför den uträknade effekten inte stämmer med lampans märkeffekt.

Ovanstående är förklaringen till att lampor ofta går sönder precis när de tänds. Den snabba uppvärmningen orsakar mekaniska spänningar (termisk materialutmattning) i glödtråden, vilket kan orsaka att den går sönder.

Kommentar om motstånd och glödlampor:

Ett elektriskt motstånd har normalt inte så hög ström att det värms upp särskilt mycket. Resistansen är därför konstant, och strömmen ges av

I = U/R

där U är spänningen och R resistansen.

Den utvecklade effekten P ges av

P = U*I = U2/R

En glödlampa eller ett elektriskt värmeelement, däremot, värms upp till över tusen grader vilket gör att resistansen ökar väsentligt. Strömmen minskar då och temperaturen stabiliseras till ett värde så att det är balans mellan den utstrålade effekten och värmeutvecklingen i glödtråden. Denna effekt är märkeffekten för den aktuella spänningen.

I metaller leds strömmen av fria elektroner. Om temperaturen ökar "vibrerar" atomerna mer vilket hindrar elektronernas rörelse. Detta är skälet till att resistansen ökar med ökande temperatur för nästan alla metaller. (Electrical_resistivity_and_conductivity#Metals )
/KS/lpe

Nyckelord: glödlampa [18]; resistans [11];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7180 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-23 11:27:37.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.