2022-01-18 作者 :大连材料资讯网 围观 : 0次
大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于节能电机二级管原材料的问题,于是小编就整理了3个相关介绍节能电机二级管原材料的解答,让我们一起看看吧。
这倒是个很有意思的问题,不知出于何种考虑,题主把节能和材料的熔点扯到了一起。不过,硬是要把二者联系在一块儿的话,我也可以直接回答,正因为钨丝熔点高所以才费电。
大家知道白炽灯是美国大发明家爱迪生于1879年发明的。但他当时是用碳化材料制作灯丝,寿命只有几百小时。后经大家不断改进终于在1906年由美国人库利奇选择了熔点高的钨丝做灯丝,才有了现代意义的白炽灯泡。
由于钨丝可以耐受更高的温度,所以提高了亮度和寿命,但这种靠发热来发光的模式效率很低,造成了电能的巨大浪费。你看,正是钨丝的高熔点成就了白炽灯,是不是熔点越高越费电呢。
但发光二极管就不一样了,所用材料不仅仅有氮化镓,而且根据不同颜色的需求还有砷化镓、磷化镓、铝磷化镓、碳化硅等多种材料。但不管用何种材料,其正常工作温度一般都不会超过100ºC,连水的沸点都够不上更谈不上熔点有什么影响了。因为发光二极管是利用PN结电子和空穴复合释放出的能量来发光的,说通俗点就是直接把电转化为光,和发热一点关系都没有。产生热量只是转化效率还不够高的表现,如果将来发光二极管的光效能接近100%,自然也就不会发热了。
而钨丝灯泡的发热是发光的前提和条件,所以费电是必然的。以上是我的回答。
欢迎评论,转发、点赞!
光源是否节能取决于光效,所谓光效就是单位功率发出的光的流明数,钨丝发光的原理与氮化镓发光的原理是不同的,钨丝是电能转化为热,热转化为光,所以效率是完全不可相提并论。氮化镓是直接的电光转化,光效显然高得多,可达十倍甚至以上。
对于这个问题我是这样理解的,我认为判断一种灯具是否节不能仅仅用其材料的熔点高低来判断,因为一种灯具的能耗主要是取决于加在负载上的电压和电流。如果这种灯具所消耗的电压高且电流大的话那么其肯定不节能,反之则则是节能的。
我们中学物理课中就学过热辐射原理,那么白炽灯的发光就是通过热辐射原理制造而成,电流通过钨丝后由于电流的热效应会使钨丝加热到白炽状态,其温度可高达二千摄氏度到三千摄氏度之间,白炽灯就是通过这种方法发光发热的。通电时它不仅通过热辐射发光而且还发出大量的热能。据测量100瓦的白炽灯泡,其灯泡表面的温度可达170摄氏度到200摄氏度之间;而40瓦的白炽灯泡其表面温度可达60摄氏度到80摄氏度之间。所以用钨丝制作灯丝的白炽灯就是通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的一种灯具。这种灯具所消耗的能量大部分都产生了不可见的红外辐射而可见辐射不到其总耗能的10%,其光效比较低。
另一方面用钨丝制作的白炽灯其阻值比较小通过钨丝的电流就会很大,例如40瓦的白炽灯其钨丝阻值可达1210欧姆,电流可达0.18A,其耗能是非常可观的。因此这种白炽灯的耗能大是不节能的。
利用高亮度LED制作的光源是一种冷光源,它是由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。是由流过每个发光二极管LED的电流只有十几的毫安,电压也只有几伏的电压总体耗能很小。并且这种LED灯的发光的机理不是通过电流的热效应而产生的热辐射发光的,它是通过利用半导体的PN结的电子与空穴复合时会释放出可见光,也就是说LED灯直接把电能转化为光能,所以这种灯具转化效率高,耗能低。
现在的发光的半导体照明灯具包括发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)两种,我们也把OLED称作固态照明 ,这种灯具的特点是具有耗电量少、寿命长、无污染、色彩丰富、耐震动、可控性强等很多的优点。这种半导体照明灯具是继白炽灯、荧光灯之 后照明光源的又一次革命。
我们平时常见的白炽灯能发光,原理是通过加热钨丝产生了光辐射。这里涉及到三种能量的转化,即电能转换成了光能和热能,而只有光能是我们需要的。一只白炽灯辐射出来的可见光却只有输入电能的2%~4%,其他电能转换成了热能了,做了无用功,这也是为什么长时间打开的电灯会烫手的原因。
LED,也就是发光二极管,要弄清其发光原理会涉及到模拟电子技术中的专业术语:PN结。将P型半导体和N型半导体制作在同一块硅片上,其交界面就是PN结,它具有单向导电性。给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,同时会辐射光子。由于特殊性值,其光电转换效率比白炽灯高得多。
光伏组件(俗称太阳能电池板)由太阳能电池片(整片的两种规格125*125mm、156*156mm、124*124mm等)或由激光切割机机或钢线切割机切割开的不同规格的太阳能电池组合在一起构成。
由于单片太阳能电池片的电流和电压都很小,然后我们把他们先串联获得高电压,再并联获得高电流后,通过一个二极管(防止电流回输)然后输出。
看了其他的回答,所述原理都正确,在这我也抱砖引玉一下,总结一下二极管发光的原理:
二极管是高科技技术应用在日常生活中最具代表性的实物之一。
发光二极管是日常生活中最常见的一个小器材,常见到无论是否受过相关专业教育都会知道的存在,小到日常所用的电视遥控器指示灯,都是发光二极管的身影。
但是,为什么在这里又说发光二极管不平凡呢?除了作指示用,二极管还被更加广泛的用在照明上,被誉为:“爱迪生之后的第二次照明革命”。如香港港铁荃湾线列车的车厢照明,美国西雅图市部分路线的指示照明,西班牙PINTO市政公路部分路段照明设施等,都离不开发光二极管。
甚至,在2014年,日本科学家天野浩(美国国家工程院外籍院士)与赤崎勇、中村修二因发明“高亮度蓝色发光二极管,带来了节能明亮的新光源”共同获得诺贝尔物理学奖。
可见小小的二极管内隐藏着大大的不平凡,因此其也变得更加与众不同。
图1 中村修二教授与高亮度蓝色发光二极管
现今的各种发光二极管,发光颜色可以从红外一直到紫外,每一种不同的发光颜色都对应这不同的设计原材料,因而设计原理也大同小异,所以在此只介绍发光二极管的基本原理。
图2 发光二极管的无机半导体原料及发光颜色
发光二极管就是我们常说的LED,现在发光二极管的应用越来越广泛了,现在装修房子的时候,很多人都会选择LED灯,城市里的路灯也越来越多的采用LED灯了。而我们在电子产品中经常会用LED来进行各种运行状态的指示。
但是说起发光二极管的发光原理,估计很少人知道。也难怪,在生活中,有很多东西我们只管能够拿来用就行了,不可能每样东西都要知道他们的工作原理。
不过做以电子爱好者,或者说对发光二极管感兴趣的人来说,多少了解一下发光二极管的工作原理也是很有必要的。
发光二极管的全称是:半导体发光二极管。我们知道,二极管的主要结构就是一个PN结,发光二极管同样也有一个PN结。利用发光二极管的发光是通过外电源向PN结注入电子的方式来发光的,它发出的光是荧光。
发光二极管的发光原理可以用PN结的能带结构来解释。制作半导体发光二极管的材料是重杂的,热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子,P区有较多迁移率较低的空穴。由于PN结阻挡层的限制,在常态下,二者不能发生自然复合。而当给PN结加以正向电压时,沟区导带中的电子则可逃过PN结的势垒进入到P区一侧。于是在PN结附近稍偏于P区一边的地方,处于高能态的电子与空穴相遇时,便产生发光复合。这种发光复合所发出的光属于自发辐射,辐射光的波长决定于材料的禁带宽度。由于不同材料的禁带宽度不同,所以由不同材料制成的发光二极管可发出不同波长的光,表现出来就是不同颜色的光。另外,有些材料由于组成和掺杂不同,例如,有的具有很复杂的能带结构,相应的还有间接跃迁辐射等,因此有各种各样的发光二极管。
到此,以上就是小编对于节能电机二级管原材料的问题就介绍到这了,希望介绍关于节能电机二级管原材料的3点解答对大家有用。