En Glödlampa – verkningseffekt & Hållbar Utveckling

2012 förbjöd EU vanliga glödlampor, varför? Dem tyckte att glödlampan inte var tillräckligt energieffektiva för att användas. Men hade de rätt?

Vi gjorde ett experiment där vi sänkte ner en glödlampa i vatten. I vattnet hade vi en termometer med hjälp av termometern kunde vi se hur temperaturen ändrades i vattnet. Vi mätte vattnets temperatur och förde sedan vi ner lampan i vattnet under 3 min. Efter 3 minuter rörde vi om och vi kunde se hur mycket varmare vattnet hade blivit.

Bild 1. Graf över temperaturen i vattnet.

Som man kan se i grafen ökar temperaturen i vattnet dramatisk vid 180 sekunder, vid 180 sekunder tog vi nämligen upp glödlampan och rörde om i vattnet. När vi gjorde det kom termometern åt det vattnet som varit precis vid lampan och därför blivit varmast.  Vi räknade ut temperaturändring i vattnet och det kunde då säga oss hur mycket av den energin (el) som vi tillförde som hade blivit till värme och hur mycket som hade blivit till ljus.  När man räknar ut hur mycket energi som blivit till det önskade ändamålet för vi något som vi kallar för verkningsgrad.

Så här räknade vi ut verkningsgraden för glödlampan;

Spänning: 25,03 V                  Ström: 0,94 A                                 Tid: 3 min = 180 s

E = U × I × t                      joules lag; energiändringen = spänning × ström × tid

E = 23,03 × 0,94 × 180 J/C × C/s × s = 3896,676 J ≈ 3,9 kJ              <- tillförd energi

Starttemperatur: 22,15°C                 Sluttemperatur: 28,21°C  

Temperaturförändring (ΔT): 6,06°C

 Specifik värmekapacitet                               Massa

c = 4180 J/kg°C                                             m = 0,1 kg

Energiändring i värme

E_v = c × m × ΔT                         

E_v = 4180 × 0,1 × 6,06 J/kg°C × kg × °C = 2533,08 J ≈ 2,5 kJ  <- värmeenergi

E_l = E - E_v = 3896,676 J - 2533,08 J = 1363,596 J                    <- nyttig energi, ljus

Verkningsgrad, η = nyttig energi/tillförd energi

                      η = 1363,596/3896,676 J/J = 0,3499... ≈ 0,35 = 35 %

Resultatet i experimentet visar att verkningsgraden för glödlampan är 35%, av den energin som vi tillförde var det bara 35% som blev till ljus, resten blev till värme. Detta är dock inte helt sant, verkningsgraden för en glödlampa ligger normalt på 5 %. Vi fick ett högre resultat eftersom att vi inte kunde mäta all värme som utvecklades. När vi mätte värmen, fick vi bara den värme som utvecklades vid glaskupan, all värme som utvecklades vid lampfot osv fick vi inte med i våra mätvärden.  Därför vi en högre verkningsgrad.

Glödlampan är väldigt ineffektiv i användning av energi och det var därför den förbjöds. Den nya led- lampan har 75 % i verkningsgrad och är därför mycket mer energismart. EU beslut om att förbjud glödlampan är därför befogat om vi ska kunna utveckla livet på jorden.

Idag lever väldigt få människor med den el-energistandard som vi i Sverige är vana vid, om fler ska kunna göra det måste vi hitta lösningar som tillvara tar energin bättre, LED-lampan är därför ur miljösynpunkt en bättre lösning.