Có phải bật và tắt một lighbulb liên tục sử dụng nhiều năng lượng hơn là chỉ để nó trong nhiều giờ?

48

Hãy nói rằng tôi có một bóng đèn 60W trong một đèn trong phòng ngủ của tôi. Nếu tôi giữ đèn trong 2 giờ liên tục nhưng ngày hôm sau, tôi bật và tắt nó 10 lần trong khoảng thời gian 5 phút. Kịch bản nào sẽ sử dụng nhiều năng lượng hơn?

— Chip Chip
nguồn

6

Nếu bạn đang tiết kiệm năng lượng, hãy cân nhắc sử dụng công nghệ LED.

— Marcel

7

Những loại bóng đèn?

— Nick Johnson

2

Tôi tự hỏi nếu câu trả lời là giống nhau trên tất cả các loại đèn. Tôi đã thấy các thử nghiệm về đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang và đèn LED. Nhưng những gì về natri áp suất cao, halogen kim loại, hơi thủy ngân, vv?

— Cấp

3

@marcel hoặc thực sự là "bất cứ thứ gì ngoại trừ" .. tương đương với bóng đèn LED 60w khá tốt đã giảm xuống còn khoảng 15 đô la trên Amazon tại thời điểm nhận xét này và kéo không quá 9w, thường là ít hơn.

— Jeff Atwood

2

Tôi luôn nghĩ rằng huyền thoại là về bóng đèn tồn tại lâu hơn nếu không tiếp tục rằng bạn sẽ tiết kiệm điện. Sự quay vòng của sức mạnh làm cho dây tóc nóng và mát và điều đó khiến nó bị hao mòn nhanh hơn. Tôi cho rằng đó là suy nghĩ tương tự đằng sau ánh sáng rực rỡ luôn luôn bị bỏ lại. Mọi thứ hao mòn nhanh hơn nếu trạng thái của chúng được thay đổi thành thường xuyên.

— Đầu bếp Flambe

59

Để nó trên sẽ sử dụng nhiều năng lượng hơn, hoàn toàn. Đôi khi, mọi người cố gắng thuyết phục bản thân rằng bật và tắt đèn sẽ sử dụng nhiều năng lượng hơn vì có dòng điện xâm nhập cao hoặc một số thứ như vậy.

Thứ nhất, đèn sợi đốt hầu như không có dòng điện vào, vì chúng không có bất kỳ tụ điện nào để sạc và chúng không cần phải chiếu một vòng cung trong bóng đèn. Dòng điện ban đầu cao hơn vì điện trở dây tóc thấp hơn, nhưng:

đây là một phần của giây
làm cho nó lên đến nhiệt độ sẽ không tốn nhiều năng lượng hơn mức cần thiết để duy trì nhiệt độ đó để duy trì nhiệt độ đó
mặc dù hiện tại có thể cao hơn, nó không cao hơn nhiều . Có phải tất cả các đèn khác trong nhà của bạn tạm thời mờ khi bạn bật?

Thứ hai, nếu bạn sử dụng bóng đèn huỳnh quang, có thể có tụ điện, và do đó có thể cần một dòng điện vào, nó sẽ không bắt đầu bù cho chi phí khi bật đèn. Xem xét lại xem thời gian bật tắt ngắn như thế nào so với thời gian nghỉ phép. Ngay cả khi bạn xem xét sự hao mòn trên bóng đèn và bộ khởi động và vật cố định, việc tắt bóng đèn gần như luôn luôn kinh tế hơn. Tôi đã đọc một báo cáo của một người bận tâm làm tất cả các phép toán và họ kết luận rằng nếu bạn có ý định tắt đèn trong hơn 60 giây, thì việc đó sẽ kinh tế hơn.

— Phil Frost
nguồn

3

Một lưu ý là một số bóng đèn huỳnh quang không nóng lên đến độ sáng tối đa cho đến khi chúng được bật trong một phút trở lên. Chúng có thể bật chỉ khoảng một phần tư độ sáng đầy đủ và tăng chậm. Đây có thể là một tính năng hay để giúp mắt bạn điều chỉnh từ phòng tối sang phòng sáng hoặc khó chịu nếu di chuyển từ phòng này sang phòng khác. Người ta có thể muốn đánh đổi một chi phí năng lượng cao hơn một chút nếu đây là một vấn đề.

— Matt B.

4

+1 cho câu trả lời tốt. Bạn có tình cờ có một liên kết đến báo cáo? Nghe có vẻ rất hợp lý, nhưng sẽ rất thú vị khi đọc (và luôn luôn tốt để có tài liệu tham khảo).

— Leo

@Leo - chỉ cần nhìn vào các tính chất điện của bóng đèn sợi đốt (đường cong nhiệt độ và hằng số thời gian, v.v.) sẽ cho phép bạn lập mô hình toán học và tự thuyết phục câu trả lời.

— John U

3

60 giây âm thanh waayyy quá dài cho một bóng đèn sợi đốt. Hãy xem xét họ bật ngay lập tức khá nhiều về mặt con người. Hãy nói 100 ms là hào phóng. Ngay cả khi dòng lạnh là 10 lần dòng nóng, nó chỉ chiếm 1 giây thời gian chạy.

— Olin Lathrop

3

Đối với bóng đèn sợi đốt, bất cứ thứ gì làm tăng công suất tiêu thụ của bóng đèn đều phải tăng tổng lượng nhiệt tỏa ra môi trường (thông qua bức xạ nhìn thấy, bức xạ hồng ngoại, dẫn, đối lưu, v.v.) Đối với bóng đèn được chế tạo thông thường, tắt bóng đèn bất kỳ khoảng thời gian nào - theo như tôi có thể nói - giảm vô điều kiện lượng nhiệt tiêu tan, và do đó phải giảm lượng năng lượng tiêu thụ.

— supercat

40

Được rồi, hãy thiết lập một mô phỏng đơn giản:

Theo trang Wiki về bóng đèn sợi đốt , đối với bóng đèn 100W, 120V, điện trở lạnh là ~ 9,5Ω và điện trở nóng ~ 144Ω. Phải mất khoảng 100ms để bóng đèn đạt được điện trở nóng khi bật.
Vì vậy, được trang bị thông tin này, chúng tôi có thể mô phỏng và chứng minh sự đột biến ban đầu sẽ hoàn toàn không đáng kể nếu chúng tôi bật bóng đèn cứ sau 5 phút. Chúng tôi thực sự không cần phải chạy mô phỏng trong 2 giờ để chứng minh điều này, nhưng chúng tôi sẽ làm. Tôi thậm chí đã kéo dài thời gian "khởi động" lên 300ms.
Đây là mạch SPICE của chúng tôi, bóng đèn được biểu thị bằng một công tắc thay đổi dần điện trở từ 9,5Ω đến 144Ω so với mức tăng tín hiệu điều khiển (300ms) Công tắc đèn được biểu thị bằng một công tắc khác, chỉ thay đổi từ 1mΩ đến 10MΩ

Kiểm tra bóng đèn

Đây là mô phỏng, với công suất trung bình được hiển thị trong hộp thoại:

Mô phỏng thử nghiệm bóng đèn

Dưới đây là cận cảnh của việc chuyển đổi, với điện trở bóng đèn được hiển thị (đừng lo lắng về điện trở âm, điều đó đơn giản là vì SPICE đã tính toán theo cách đó bằng cách sử dụng dòng chảy hiện tại - nó vẫn là điện trở dương thực sự):

Kiểm tra bóng đèn chụp gần

Và bây giờ, đây là một mô phỏng với bóng đèn được bật trong toàn bộ thời gian, với công suất trung bình được hiển thị:

Kiểm tra bóng đèn

Bạn có thể thấy rằng công suất trung bình là 95.659W, chỉ nhỏ hơn một chút so với khi chúng tôi tăng gấp đôi 5 phút ban đầu, giảm 5 phút giá trị thử nghiệm là 48,2W (48,2 "* 2 = 96,4W) vì vậy sự khác biệt của việc chuyển đổi là nhỏ bé.

Làm thế nào nhanh chóng bạn sẽ cần phải chuyển đổi để nó tồi tệ hơn?

Có lẽ không thể làm cho nó tồi tệ hơn vì Supercat lưu ý đúng, vì dây tóc sẽ không đủ mát giữa các lần chuyển đổi. Vì vậy, hãy lấy biểu đồ bên dưới làm trường hợp xấu nhất (ví dụ: bóng đèn được thổi khí lạnh giữa chuyển đổi hoặc thứ gì đó :-) Lưu ý rằng điều này sẽ thêm một nguồn năng lượng khác vào hệ thống, vì vậy rõ ràng là sẽ gian lận) nó nguội đi và hiệu quả sẽ rất thú vị khi nhìn vào, và nếu thời gian cho phép tôi sẽ thêm một số thứ nữa vào đây.

Vì vậy, giả sử ở trên, khá nhanh, cứ sau 2 giây theo mô phỏng phóng đại ở trên (trong thực tế, có lẽ khoảng một giây) Đây là hai phút đáng để chuyển đổi một lần trong hai giây và công suất trung bình chỉ hơn 100W ( ~ 104W):

Kiểm tra bóng đèn nhanh

— Gli Glaser
nguồn

1

+1 cho biểu đồ. Chuyện hoang đường đã chứng minh điều tương tự, nhưng họ đã cho thấy rằng huỳnh quang tiêu thụ đáng kể khi khởi động.

— Gustavo Litovsky

1

Vâng, tôi nghĩ rằng tôi nhớ lại xem chương trình đó từ lâu. Tôi có thể nhìn vào bóng đèn huỳnh quang một lát sau và thêm nó vào, vì tôi chắc chắn rằng nó sẽ tiêu thụ nhiều năng lượng hơn khi khởi động nên sẽ rất thú vị khi so sánh.

— Oli Glaser

1

Tôi không nghĩ rằng bất kỳ chu kỳ nhiệm vụ nào cũng có thể làm tăng mức tiêu thụ điện trong bóng đèn sợi đốt được xây dựng theo quy ước; có lẽ bạn có thể đọc câu trả lời của tôi và cho tôi biết nếu có bất kỳ sai sót nào trong lý luận của tôi.

— supercat

1

@supercat - có lẽ là không, do dây tóc không đủ hạ nhiệt giữa lúc chuyển đổi, điều mà tôi nhận ra chỉ một lúc trước. Vì vậy, tôi nghĩ rằng bạn hoàn toàn đúng, và tôi sẽ thêm một ghi chú về điều này, và có lẽ sẽ thay đổi mô phỏng đó sau khi tôi có thêm một chút thời gian để nhìn vào bóng đèn huỳnh quang. Điểm chính (như bạn biết) là cho thấy hiệu quả của việc chuyển đổi là rất nhỏ.

— Oli Glaser

@supercat - lưu ý rằng chúng tôi chỉ tính đến bóng đèn ở đây chứ không phải phần còn lại của hệ thống. Nhìn vào trở kháng hệ thống dây điện và các yếu tố hệ thống không lý tưởng khác cũng có thể thú vị (tôi chỉ không có thời gian để thực hiện công lý ngay bây giờ)

— Oli Glaser

19

Theo tóm tắt tập phim của Mythbuster trên Wikipedia :

"MythBuster tính toán rằng việc tăng công suất khi bật đèn sẽ chỉ tiêu thụ nhiều năng lượng như để nó bật trong một phần giây (ngoại trừ đèn ống huỳnh quang; khởi động tiêu thụ năng lượng khoảng 23 giây)".

Vì vậy, trên thực tế có thể bật / tắt sẽ tiêu thụ nhiều năng lượng hơn nếu huỳnh quang liên tục được bật và tắt.

— Gustavo Litovsky
nguồn

1

Bạn cần nhiều năng lượng hơn để bật nó lên, nhưng bạn phải trừ đi năng lượng bạn tiết kiệm được bằng cách tắt nó đi.

— Al Kepp

1

@AlKepp: Tất cả phụ thuộc vào "chu kỳ nhiệm vụ"

— Gustavo Litovsky

10

Việc cài đặt liên tục sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng hơn cho bóng đèn.

Một lập luận ngược lại có thể là việc đạp xe bật / tắt sẽ rút ngắn tuổi thọ bóng đèn, và do đó, chi phí năng lượng của việc sản xuất, vận chuyển và xử lý nó sẽ được khấu hao trong thời gian phục vụ ít hơn. Nhưng không đào sâu con số thực tế, cảm giác ruột của tôi là điều này khó có thể vượt quá năng lượng hoạt động. Một cách hợp lý để ràng buộc một ước tính là so sánh chi phí của chính bóng đèn với chi phí cung cấp năng lượng cho nó.

— Chris Stratton
nguồn

2

Chi phí của bóng đèn là một cách tuyệt vời để đưa một số vào chi phí vận chuyển và sản xuất. Rốt cuộc, người ta không bán chúng để mất tiền. Bạn chỉ phải lo lắng về các tác động bên ngoài như gánh nặng môi trường của việc sản xuất không được trả lại cho nhà sản xuất. Nhưng dù sao đây cũng là một trò giải trí, câu hỏi đặt ra cụ thể về sử dụng năng lượng, không phải chi phí.

— Phil Frost

1

Ý tưởng sẽ là chi phí hạn chế ước tính chi phí sản xuất / vận chuyển và do đó năng lượng tiêu thụ để thực hiện điều đó. Nhưng một số yếu tố bên ngoài có thể nội hóa hóa như sử dụng năng lượng, ví dụ, xử lý dòng chất thải có thể sẽ tiêu thụ năng lượng (vì chất thải liên quan ở đây có thể không có tiềm năng làm nhiên liệu để thúc đẩy quá trình)

— Chris Stratton

1

+1 cho một cách thực tế khác để xem xét vấn đề. Tôi nghĩ mặc dù đó là một câu hỏi rất đơn giản, bạn có thể viết một bài viết khá dài (và nặng về toán học) về các yếu tố khác nhau được gợi ý trong những câu trả lời này. Chỉ cần trở kháng của hệ thống dây điện, công tắc bật lên, đặc tính nhiệt của bóng đèn sẽ rất thú vị khi bắt đầu với ...

— Oli Glaser

1

Theo tập phim Thần thoại được đề cập trong một câu trả lời khác 'Hơn nữa, sự hao mòn của việc bật và tắt đèn liên tục không làm giảm tổng tuổi thọ của bóng đèn đủ để bù lại việc sử dụng điện tăng. Do đó, việc tắt đèn thay vì bật đèn sẽ kinh tế hơn nhiều.

— Sarel Botha

5

Tất cả năng lượng đi vào bóng đèn sợi đốt sẽ được chuyển thành nhiệt, sau đó phải tiêu tan bằng cách nào đó. Một phần nhiệt đó sau đó sẽ được tỏa ra dưới dạng ánh sáng, nhưng năng lượng phải bắt đầu dưới dạng nhiệt. Do đó, cách duy nhất một bóng đèn sợi đốt có thể sử dụng nhiều năng lượng hơn là để nó tản nhiệt nhiều hơn. Một bóng đèn lạnh tiêu thụ nhiều năng lượng điện hơn một bóng đèn nóng, nhưng cũng tiêu tan ít nhiệt hơn. Nếu một bóng đèn được cấp nguồn ở nhiệt độ ổn định bị tắt tại thời điểm T1, nguội đi đôi chút, được bật lại và trở về nhiệt độ trước đó theo thời gian T2, tổng năng lượng tiêu thụ giữa thời gian T1 và T2 phải là tổng số lượng nhiệt tiêu tan, và sẽ ít hơn lượng nhiệt sẽ tiêu tan nếu bóng đèn được bật liên tục.

Kịch bản duy nhất trong đó bóng đèn sợi đốt có thể sử dụng nhiều năng lượng hơn khi đạp xe so với khi hoạt động liên tục sẽ là nếu bóng đèn có các phần dây tóc khác nhau được nối tiếp và hoạt động ở nhiệt độ khác nhau (một số bóng đèn máy chiếu được chế tạo như vậy). Trong kịch bản đó, đạp xe bóng đèn sẽ khiến phần nhiệt độ cao tỏa ra ít hơn, nhưng trong một số điều kiện chu kỳ nhiệm vụ sẽ khiến phần nhiệt độ thấp tỏa ra nhiều hơn. Có thể xây dựng bóng đèn theo cách mà sự tăng độ phân tán từ phần nhiệt độ thấp vượt quá mức giảm độ phân tán từ phần nhiệt độ cao, do đó làm tăng mức sử dụng năng lượng tổng thể; Tôi không chắc chắn nếu điều kiện như vậy sẽ bao giờ áp dụng cho bất kỳ thiết kế bóng đèn "thực tế", mặc dù.

— siêu mèo
nguồn

Lý do này đưa ra một giả định về nơi bạn đo mức tiêu thụ năng lượng cho các mục đích của câu hỏi ban đầu: nếu bạn đo nó bằng điện gần ổ cắm bóng đèn thì điều này là chính xác. Nhưng nó bỏ qua khả năng tổn thất ở nơi khác do cách sử dụng và mô hình sử dụng, sẽ không xuất hiện dưới dạng nhiệt thải trong bóng đèn mà thay vào đó là trong nhà máy điện, lưới phân phối, v.v.

— Chris Stratton

@ChrisStratton: Nếu cơ sở hạ tầng được mô hình hóa thành điện trở, điều đó tương tự như tình huống với các sợi tơ nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp; nếu cơ sở hạ tầng "phức tạp" hơn, thì mọi thứ đều có thể. Thật vậy, nếu một tòa nhà được phục vụ bởi các dây cáp dài có tải cảm ứng mạnh, thì việc bật một bóng đèn nối tiếp với một nắp lớn có thể - ít nhất là về mặt lý thuyết - giảm tổn thất đường dây lớn hơn nhiều năng lượng tiêu thụ của bóng đèn.

— supercat

"Do đó, cách duy nhất một bóng đèn sợi đốt có thể sử dụng nhiều năng lượng hơn là để nó tiêu tan nhiều nhiệt hơn. Một bóng đèn lạnh tiêu thụ nhiều năng lượng điện hơn so với một cái nóng, nhưng cũng tiêu tan ít nhiệt hơn." Đừng để những câu đó hoàn toàn trái ngược nhau ....? Cách duy nhất để tiêu thụ nhiều năng lượng hơn là nhiều nhiệt hơn, nhưng cách tiêu thụ nhiều năng lượng hơn sẽ tỏa nhiệt ít hơn .....?

— Ảnh hưởng

1

@Affe - thực ra, họ không, nhưng đó không phải là tình huống có thể kéo dài. Một bóng đèn nóng làm tản nhiệt nhiều hơn, bởi vì tốc độ tiêu tán là một hàm của nhiệt độ. Tuy nhiên, việc bóng đèn lạnh không tiêu tan càng nhiều sẽ nhanh chóng dẫn đến việc nó trở thành bóng đèn nóng.

— Chris Stratton

0

Để lại một ánh sáng trên sử dụng nhiều năng lượng hơn. Tắt đèn tiết kiệm điện.

Chỉ cần giả sử ánh sáng mất điện khi tắt (POWER_OFF = 0) và 100W hoặc bất cứ điều gì khi bật (POWER_ON = 100).

Tổng công suất tính theo giờ watt bằng: POWER_ON * TIME_ON + POWER_OFF * TIME_OFF.

Lưu ý rằng vì POWER_OFF = 0, tổng công suất chỉ được xác định bởi thuật ngữ TIME_ON.

-l8rs

— l8rs
nguồn