8.22. Hagyományos izzólámpa, energiatakarékos kompakt fénycső és LED lámpa relatív fényteljesítményének összehasonlítása
A kísérlet célja 
Egy hagyományos izzólámpa, egy energiatakarékos kompakt fénycső és egy LED lámpa relatív fényteljesítményének összehasonlítása zsírfoltos fotométer segítségével.
Szükséges anyagok, eszközök
- Égő foglalat (2db, E27) biztonsági dugaszú csatlakozással
- Hagyományos izzólámpa (25 W névleges teljesítmény)
- LED lámpa (4 W névleges teljesítmény)
- kompakt fénycső (15 W névleges teljesítmény)
- elektromos teljesítménymérő
- zsírfoltos fotométer (pausz ernyő, zsírfolttal a közepén) talpazaton
- kapcsolóval ellátott elosztó
- mérőszalag
Leírás
A foglalatokba csavarjuk be a hagyományos izzót, valamint a kompakt fénycsövet, majd helyezzük el egymással szemben kb. 1 méter távolságban. A két lámpa közé a lámpákat összekötő egyenesre merőlegesen rakjuk a zsírfoltos papírernyőt (zsírfoltos fotométer)! Az összeállítást az ábra mutatja.
Vigyázat! Az elosztó biztonsági kapcsolója csak a mérések során legyen bekapcsolva! Az átszerelések alatt mindig kapcsoljuk ki!
A lámpák bekapcsolása után az ernyő egyik oldalát az egyik, a másik oldalát a másik lámpa fénye világítja meg. A terem világítását érdemes lekapcsolni és besötétíteni, ha ez nem lehetséges, akkor arra kell figyelni, hogy az egyéb fényforrások egyenlő mértékben világítsák az ernyő két oldalát. A megvilágítás erőssége megváltozik, ha az ernyőt elmozdítjuk a lámpákat összekötő egyenes mentén. (A lámpák fénykibocsátását tekinthetjük gömbszimmetrikusnak. Ennek megfelelően lámpák az ernyőt az ernyőtől vett távolságuk négyzetével fordítottan arányos mértékben világítják meg.)
Feladatok
- Mérjük meg a teljesítménymérő segítségével mindkét lámpa elektromos teljesítményét! Ehhez a teljesítménymérőt csatlakoztassuk az elosztóhoz, majd ebbe dugjuk be a lámpa hálózati dugaszát! Az elosztó bekapcsolása után az eszköz kiírja a felvett teljesítményt. Hasonlítsuk össze a névleges és a felvett teljesítményeket!
- Az zsírfoltos fotométer mozgatásával keressük meg azt a helyzetet, amikor az ernyő mindkét lámpából azonos megvilágítást kap, azaz amikor az ernyőn lévő zsírfolt sem nem sötétebb, sem nem világosabb az ernyő többi részénél!
- Mérjük meg ebben a helyzetben az ernyő távolságát mindkét lámpától, majd a lámpák felvett teljesítményét alapul véve határozzuk meg a relatív fényteljesítmények arányát!
- Végezzük el a hagyományos izzó és a LED összehasonlítását is a fent leírt módszerrel.
Ajánlott feladat
- Fényerősség mérő (mobiltelefon alkalmazás) segítségével ellenőrizzük a feladat alapfeltevését miszerint: „a lámpák fénykibocsátását tekinthetjük gömbszimmetrikusnak”.
Kísérlethez kapcsolódó kérdések
- Mi a fényerősség SI mértékegysége? Lámpavásárláskor sokszor a lumen és a lux értékeket adják meg. Mi ezeknek az SI mértékegységhez fűződő viszonya?
- Ismertessük a LED lámpa működését!
- Ismertessük a kompakt lámpa működését!
Módszertani kiegészítések
- A fent leírt kísérlet kiértékelése a legtöbb diák számára bonyolult, de leegyszerűsítve mindenképpen érdemes bemutatni (akár általános iskolában is), hiszen nagyon fontos energiatakarékossági következtetéseket lehet levonni. Egyszerűsített formában csupán azt állapítjuk meg, hogy melyik lámpa világít fényesebben és melyiknek fogyaszt kevesebbet. Ezekre alapozva meg lehet beszélni, hogy melyiket érdemes a háztartásokban használni. Érdemes utánanézni az egyes fényforrások árának, élettartamának, hogy még árnyaltabb képet tudjunk átbeszélni a diákokkal.
- A kísérlethez nem szüksége a zsírfoltos fotométer. Manapság minden diáknak van okostelefonja, mellyel lehet fényerősséget is mérni. Ha van ilyen eszközünk, akkor a mérés egyszerűsödik: tegyük le a mérőeszközt mindig 1 méter távolságra a fényforrástól. Mérjük a fényerősséget és az elektromos teljesítményt! A kettő hányadosa adja relatív fényteljesítményt. Ilyenkor a fényerősség négyzetes távolságfüggését nem is kell feltétlenül szóbahozni és magyarázni.
8.22. Hagyományos izzólámpa, energiatakarékos kompakt fénycső és LED lámpa relatív fényteljesítményének összehasonlítása
A kísérlet célja
Egy hagyományos izzólámpa, egy energiatakarékos kompakt fénycső és egy LED lámpa relatív fényteljesítményének összehasonlítása zsírfoltos fotométer segítségével.
Szükséges anyagok, eszközök
- Égő foglalat (2db, E27) biztonsági dugaszú csatlakozással
- Hagyományos izzólámpa (25 W névleges teljesítmény)
- LED lámpa (4 W névleges teljesítmény)
- kompakt fénycső (15 W névleges teljesítmény)
- elektromos teljesítménymérő
- zsírfoltos fotométer (pausz ernyő, zsírfolttal a közepén) talpazaton
- kapcsolóval ellátott elosztó
- mérőszalag
Leírás
A foglalatokba csavarjuk be a hagyományos izzót, valamint a kompakt fénycsövet, majd helyezzük el egymással szemben kb. 1 méter távolságban. A két lámpa közé a lámpákat összekötő egyenesre merőlegesen rakjuk a zsírfoltos papírernyőt (zsírfoltos fotométer)! Az összeállítást az ábra mutatja.
Vigyázat! Az elosztó biztonsági kapcsolója csak a mérések során legyen bekapcsolva! Az átszerelések alatt mindig kapcsoljuk ki!
A lámpák bekapcsolása után az ernyő egyik oldalát az egyik, a másik oldalát a másik lámpa fénye világítja meg. A terem világítását érdemes lekapcsolni és besötétíteni, ha ez nem lehetséges, akkor arra kell figyelni, hogy az egyéb fényforrások egyenlő mértékben világítsák az ernyő két oldalát. A megvilágítás erőssége megváltozik, ha az ernyőt elmozdítjuk a lámpákat összekötő egyenes mentén. (A lámpák fénykibocsátását tekinthetjük gömbszimmetrikusnak. Ennek megfelelően lámpák az ernyőt az ernyőtől vett távolságuk négyzetével fordítottan arányos mértékben világítják meg.)
Feladatok
- Mérjük meg a teljesítménymérő segítségével mindkét lámpa elektromos teljesítményét! Ehhez a teljesítménymérőt csatlakoztassuk az elosztóhoz, majd ebbe dugjuk be a lámpa hálózati dugaszát! Az elosztó bekapcsolása után az eszköz kiírja a felvett teljesítményt. Hasonlítsuk össze a névleges és a felvett teljesítményeket!
- Az zsírfoltos fotométer mozgatásával keressük meg azt a helyzetet, amikor az ernyő mindkét lámpából azonos megvilágítást kap, azaz amikor az ernyőn lévő zsírfolt sem nem sötétebb, sem nem világosabb az ernyő többi részénél!
- Mérjük meg ebben a helyzetben az ernyő távolságát mindkét lámpától, majd a lámpák felvett teljesítményét alapul véve határozzuk meg a relatív fényteljesítmények arányát!
- Végezzük el a hagyományos izzó és a LED összehasonlítását is a fent leírt módszerrel.
Ajánlott feladat
- Fényerősség mérő (mobiltelefon alkalmazás) segítségével ellenőrizzük a feladat alapfeltevését miszerint: „a lámpák fénykibocsátását tekinthetjük gömbszimmetrikusnak”.
Kísérlethez kapcsolódó kérdések
- Mi a fényerősség SI mértékegysége? Lámpavásárláskor sokszor a lumen és a lux értékeket adják meg. Mi ezeknek az SI mértékegységhez fűződő viszonya?
- Ismertessük a LED lámpa működését!
- Ismertessük a kompakt lámpa működését!
Módszertani kiegészítések
- A fent leírt kísérlet kiértékelése a legtöbb diák számára bonyolult, de leegyszerűsítve mindenképpen érdemes bemutatni (akár általános iskolában is), hiszen nagyon fontos energiatakarékossági következtetéseket lehet levonni. Egyszerűsített formában csupán azt állapítjuk meg, hogy melyik lámpa világít fényesebben és melyiknek fogyaszt kevesebbet. Ezekre alapozva meg lehet beszélni, hogy melyiket érdemes a háztartásokban használni. Érdemes utánanézni az egyes fényforrások árának, élettartamának, hogy még árnyaltabb képet tudjunk átbeszélni a diákokkal.
- A kísérlethez nem szüksége a zsírfoltos fotométer. Manapság minden diáknak van okostelefonja, mellyel lehet fényerősséget is mérni. Ha van ilyen eszközünk, akkor a mérés egyszerűsödik: tegyük le a mérőeszközt mindig 1 méter távolságra a fényforrástól. Mérjük a fényerősséget és az elektromos teljesítményt! A kettő hányadosa adja relatív fényteljesítményt. Ilyenkor a fényerősség négyzetes távolságfüggését nem is kell feltétlenül szóbahozni és magyarázni.
