Ett industrisamhälle fungerar på grund av dess förmåga att omvandla energi från en form till en annan. Den energi som finns i rusande vatten, brinnande kol eller fånga solljus, omvandlas till el, lagras sedan i kemiska batterier för frisättning i en mängd andra tillämpningar. När du trycker på strömbrytaren på ficklampan deltar du i en serie energikonverteringar från knappen till ljusets stråle.

Termodynamik och energiomvandling

I en ficklampa, energi måste flyttas från strömkällan (vanligtvis ett batteri) till ljuskällan (ofta en glödlampa, ibland en LED). Men varje gång energi förändras bildas något av det som värme - en grundläggande princip för termodynamik. Ficklampor med glödlampor förlorar större delen av sin energi som värme genom själva lampans funktion. Glödlampor är ett bra sätt att hålla dig varm, men inte ett bra sätt att ljusa din väg effektivt.

Batteriet

När du trycker på knappen på en elektrisk fackla eller ficklampa, kommer den första energiomvandling kommer från själva batteriet. Batterier använder metallelektroder som sätts i en kemisk pasta för att lagra el; som elektroden oxiderar frigörs elektroner. I vissa batterier är denna process enkelriktad. När batteriet går ner är det värdelöst. Du kan använda laddningsbara batterier. Det är möjligt att lägga till el i dem i en process som är mycket energieffektiv, vilket gör dem till ett miljövänligt alternativ till engångs alkalier.

Lampan

En glödlampa består av ett vakuumtätat glas kammare med en tunn trådfilament inuti. När el passerar genom tråden får motståndet att värma upp. Denna omvandling av el till värme är den andra energikonvertering i en typisk ficklampa. Detta görs med nästan 100% effektivitet. Nästan all kraft går ut på att producera värme, som i en elektrisk radiator eller kamin. Dessa genererar också ljus, som elementets röd-orange glöd visar.

Ljus och värme

För att producera ljus måste filamentet värmas upp tills det lyser en ljus vit. Denna process är extremt energi ineffektiv. Så mycket som 95% av kraften som appliceras på glödlampan förloras som värdelös värme istället för belysning. Moderna ficklampor kan använda "lysdioder" eller lysdioder, istället för glödlampor. Lysdioderna avger ljus direkt, utan att behöva värma upp ett element; detta gör att de kan hoppa över den mest slöseriösa energikonvertering av en ficklampa.