क्या बार-बार इसे छोड़ने से ज्यादा ऊर्जा का इस्तेमाल बार-बार करने पर एक लिगबुल को बंद कर देता है?

Question

मान लीजिए कि मेरे बेडरूम में एक दीपक में 60W बल्ब है। अगर मैंने दीपक को 2 घंटे तक सीधे रखा लेकिन अगले दिन, मैंने इसे 5 मिनट के अंतराल पर 10 बार चालू और बंद किया। कौन सा परिदृश्य अधिक ऊर्जा का उपयोग करेगा?

Comments

यदि आप ऊर्जा बचाने के बारे में हैं तो एलईडी तकनीक का उपयोग करने पर विचार करें।

— मार्सेल

किस तरह का बल्ब?

— निक जॉनसन

मुझे आश्चर्य है कि रोशनी की सभी किस्मों में उत्तर समान है। मैंने गरमागरम, फ्लॉसेंट और एल ई डी के परीक्षण देखे हैं। लेकिन उच्च दबाव सोडियम, धातु हलाइड, पारा वाष्प, आदि के बारे में क्या?

— अनुदान

@marcel या वास्तव में "कुछ भी लेकिन गरमागरम" .. इस टिप्पणी के समय अमेज़ॅन पर बहुत अच्छे 60w एलईडी बल्ब समकक्ष लगभग 15 डॉलर तक नीचे हैं, और 9w से अधिक नहीं खींचते हैं, अक्सर कम।

— जेफ एटवुड

मैं हमेशा सोचता था कि यह बल्ब लंबे समय तक चलने वाला है, अगर इसे छोड़ दिया जाए तो आप सत्ता पर बचेंगे। बिजली के साइकलिंग के कारण रेशा गर्म और ठंडा हो जाता है और इसके कारण यह तेजी से खराब हो जाता है। मैंने यह माना कि हर समय छोड़े जा रहे उत्कर्ष प्रकाश के पीछे यही सोच थी। अगर उनका राज्य अक्सर बदल दिया जाए तो चीजें तेजी से घटती हैं।

— शेफ फ्लेम्बे

Answer 1

इसे छोड़ने पर अधिक ऊर्जा का उपयोग होता है, बिल्कुल। कभी-कभी, लोग खुद को यह समझाने की कोशिश करते हैं कि प्रकाश को चालू और बंद करना अधिक ऊर्जा का उपयोग करता है क्योंकि कुछ उच्च दबाव वर्तमान है, या कुछ ऐसी चीज है।

सबसे पहले, गरमागरम रोशनी शायद ही किसी भी वर्तमान चालू है, क्योंकि उनके पास चार्ज करने के लिए कोई कैपेसिटर नहीं है, और उन्हें बल्ब में एक चाप को हड़ताल करने की आवश्यकता नहीं है। वर्तमान में उच्चतर है क्योंकि फिलामेंट प्रतिरोध कम है, लेकिन:

1. यह एक सेकंड के एक अंश के लिए है
2. इसे तापमान तक पहुँचाने में इससे अधिक ऊर्जा नहीं लगती है, जितना उस तापमान को बनाए रखने के लिए इसे छोड़ने पर लिया जाता है
3. भले ही करंट अधिक हो, यह उतना अधिक नहीं है । जब आप एक चालू करते हैं तो क्या आपके घर की सभी अन्य लाइटें अस्थायी रूप से मंद पड़ जाती हैं?

दूसरे, यदि आप एक फ्लोरोसेंट बल्ब लेते हैं, जिसमें कैपेसिटर हो सकते हैं, और इस प्रकार कुछ अशुभ वर्तमान की आवश्यकता हो सकती है, तो यह प्रकाश को छोड़ने की लागत के लिए बनाना शुरू नहीं करता है। फिर से विचार करें कि टर्न-ऑन अवधि कितनी कम है, जो कि ऑन-ऑन अवधि के सापेक्ष है। यहां तक ​​कि अगर आप बल्ब और स्टार्टर और पहनने पर पहनने-ओढ़ने पर विचार करते हैं, तो बल्ब को बंद करना लगभग हमेशा अधिक किफायती होता है। मैंने किसी ऐसे व्यक्ति की एक रिपोर्ट पढ़ी, जिसने सभी गणित करने की जहमत उठाई, और उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि यदि आप लगभग 60 सेकंड से अधिक समय तक प्रकाश को छोड़ने का इरादा रखते हैं, तो ऐसा करना अधिक किफायती है।

Comments

एक विचार यह है कि कुछ फ्लोरोसेंट बल्ब पूर्ण चमक तक गर्म नहीं होते हैं जब तक कि वे एक मिनट या उससे अधिक के लिए नहीं होते हैं। वे पूर्ण चमक के बारे में केवल एक चौथाई को चालू कर सकते हैं और धीरे-धीरे बढ़ सकते हैं। यह आपकी आंखों को एक अंधेरे कमरे से एक प्रकाश एक में समायोजित करने में मदद करने के लिए एक अच्छी सुविधा हो सकती है, या एक जलाए कमरे से दूसरे में जाने पर कष्टप्रद हो सकता है। अगर यह एक समस्या है तो कुछ हद तक उच्च ऊर्जा लागत का व्यापार करना चाहते हैं।

— मैट बी।

अच्छे उत्तर के लिए +1। क्या आपके पास रिपोर्ट का लिंक होना चाहिए? बहुत प्रशंसनीय लगता है, लेकिन यह पढ़ना दिलचस्प होगा (और संदर्भ के लिए हमेशा अच्छा होगा)।

— सिंह

@ लिओ - बस एक तापदीप्त बल्ब (प्रतिरोध-तापमान वक्र और समय स्थिर, आदि) के विद्युत गुणों को देखते हुए आपको इसे गणितीय रूप से मॉडल करने और अपने आप को उत्तर देने की अनुमति देनी चाहिए।

— जॉन यू

60 सेकंड एक तापदीप्त बल्ब के लिए बहुत लंबा लग रहा है। विचार करें कि वे मानवीय दृष्टि से बहुत ही त्वरित रूप से चालू होते हैं। मान लीजिए कि 100 एमएस उदार हैं। यहां तक ​​कि अगर ठंड का प्रवाह 10x गर्म धारा है, तो यह केवल चलने के समय का 1 सेकंड है।

— ओलिन लेट्रोप

तापदीप्त बल्बों के लिए, बल्ब द्वारा उपभोग की जाने वाली शक्ति में वृद्धि करने वाली किसी भी चीज़ को वातावरण में फैलने वाली गर्मी की कुल मात्रा में वृद्धि करनी चाहिए (दृश्य विकिरण, अवरक्त विकिरण, चालन, संवहन, आदि के माध्यम से) सामान्य रूप से निर्मित बल्बों के लिए, बल्ब को बंद करना। किसी भी अंतराल - जहां तक ​​मैं बता सकता हूं - बिना शर्त गर्मी की मात्रा को कम कर देता है, और परिणामस्वरूप ऊर्जा की खपत को कम करना चाहिए।

— सुपरकैट

Answer 2

ठीक है, चलो एक सरल सिमुलेशन सेट करें:

100W, 120V बल्ब के लिए गरमागरम बल्बों पर विकी पेज के अनुसार , ठंड प्रतिरोध ~ 9.5 hot है, और गर्म प्रतिरोध ~ 144Ω है। बल्ब को चालू करने पर गर्म प्रतिरोध तक पहुंचने में लगभग 100ms लगते हैं।
इस जानकारी से लैस, हम अनुकरण कर सकते हैं और साबित कर सकते हैं कि अगर हम 5 मिनट के लिए बल्ब को स्विच करते हैं तो शुरुआती उछाल बिल्कुल महत्वहीन होगा। हमें वास्तव में यह साबित करने के लिए 2 घंटे के लिए सिमुलेशन चलाने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन हम करेंगे। मैंने "वार्म अप" समय को भी 300ms तक बढ़ा दिया है।
यहाँ हमारा SPICE सर्किट है, बल्ब को एक स्विच द्वारा दर्शाया जाता है जो धीरे-धीरे प्रतिरोध को 9.5Ω से 144, तक कंट्रोल सिग्नल वृद्धि (300ms) पर बदल देता है। लाइट स्विच को दूसरे स्विच द्वारा दर्शाया जाता है, जो सिर्फ 1mΩ से 10MΩ में बदलता है

यहाँ सिमुलेशन, संवाद बॉक्स में दिखाई गई औसत शक्ति है:

यहां स्विचिंग का एक क्लोज अप दिखाया गया है, जिसमें बल्ब प्रतिरोध दिखाया गया है (प्रतिरोध के नकारात्मक होने की चिंता न करें, ऐसा केवल इसलिए है क्योंकि SPICE ने वर्तमान प्रवाह का उपयोग करके इस तरह से गणना की - यह अभी भी एक वास्तविक सकारात्मक प्रतिरोध है):

और अब, यहाँ पूरे समय के लिए बंद बल्ब के साथ एक सिमुलेशन है, जिसमें औसत शक्ति दिखाई गई है:

आप देख सकते हैं कि औसत शक्ति 95.659W है, जो कि अगर हम शुरुआती 5 मिनटों को दोगुना करते हैं, तो 48.2W (48.2 "* 2 = 96.4W) के परीक्षण मूल्य से 5 मिनट की तुलना में थोड़ा कम है, इसलिए किए गए स्विचिंग अंतर छोटे।

इससे बदतर होने के लिए आपको कितनी जल्दी स्विच करने की आवश्यकता होगी?

सुपरकैट सही रूप से नोटों के रूप में इसे बदतर बनाना संभव नहीं है, क्योंकि स्विचिंग के बीच फिलामेंट पर्याप्त ठंडा नहीं होगा। तो सबसे खराब स्थिति के रूप में ग्राफ को नीचे ले जाएं (उदाहरण के लिए स्विच या कुछ के बीच बल्ब को फ्रीजिंग गैस के साथ ब्लास्ट किया गया है। नोट करें कि इससे सिस्टम में ऊर्जा का एक और स्रोत जुड़ जाएगा, लेकिन जाहिर तौर पर धोखा होगा) यह ठंडा हो जाता है और प्रभाव हालांकि देखने में दिलचस्प होगा, और यदि समय की अनुमति है तो मैं इस पर कुछ और जोड़ूंगा।

इसलिए, ऊपर दिए गए अतिरंजित अनुकरण के अनुसार हर 2 सेकंड में एक बार ऊपर, बहुत तेज़, मान लेना, (शायद एक सेकंड में लगभग एक बार) यहाँ दो मिनट के स्विचिंग के दो मिनट लगते हैं, और औसत शक्ति 100W से अधिक है ( ~ 104W):

Comments

रेखांकन के लिए +1। मिथबस्टर्स ने वही साबित किया, लेकिन उन्होंने दिखाया कि स्टार्टअप में फ्लोरोसेंट खपत काफी होती है।

— गुस्तावो लिटोव्स्की

हां, मुझे लगता है कि मैं उस शो को देखकर याद करता हूं, जो सदियों पहले था। मैं थोड़ी देर बाद फ्लोरोसेंट बल्ब पर एक नज़र डाल सकता हूं और इसे जोड़ सकता हूं, क्योंकि मुझे यकीन है कि यह स्टार्टअप पर बहुत अधिक बिजली की खपत करेगा ताकि तुलना करना दिलचस्प होगा।

— ओली ग्लेसर

मुझे नहीं लगता कि कोई भी कर्तव्य चक्र पारंपरिक रूप से निर्मित तापदीप्त बल्ब में बिजली की खपत बढ़ा सकता है; शायद आप मेरा जवाब पढ़ सकते हैं और मुझे बता सकते हैं कि मेरे तर्क में कोई दोष है या नहीं।

— सुपरकैट

@ सुपरफ़ैट - शायद नहीं, फिलामेंट स्विचिंग के बीच पर्याप्त ठंडा नहीं होने के कारण, जो मुझे थोड़ी देर पहले एहसास हुआ था। इसलिए मुझे लगता है कि आप काफी सही हैं, और मैं इस पर एक नोट जोड़ूंगा, और संभवत: उस सिमुलेशन को बाद में बदलूंगा जब मेरे पास फ्लोरोसेंट बल्ब को देखने के लिए थोड़ा और समय होगा। मुख्य बिंदु (जैसा कि आप जानते हैं) यह दिखाना था कि स्विचिंग का प्रभाव कुल मिलाकर कितना कम है।

— ओली ग्लेसर

@supercat - ध्यान दें कि हम केवल बल्ब को ही खाते में ले रहे हैं, बाकी सिस्टम में नहीं। वायरिंग प्रतिबाधा और अन्य गैर-आदर्श प्रणाली कारकों को देखते हुए यह भी दिलचस्प हो सकता है (मैं अभी इसे न्याय करने के लिए समय नहीं है हालांकि)

— ओली ग्लेसर

Answer 3

विकिपीडिया पर एक मिथबस्टर्स एपिसोड सारांश के अनुसार :

"द मिथबस्टर्स ने गणना की कि प्रकाश को चालू करने से होने वाली शक्ति केवल एक सेकंड के एक अंश के लिए इसे छोड़ने पर उतनी ही बिजली की खपत करेगी (फ्लोरोसेंट ट्यूब लाइट को छोड़कर; स्टार्टअप ने लगभग 23 सेकंड की बिजली की खपत की")।

तो वास्तव में यह संभव है कि अगर फ्लोरोसेंट लगातार चालू और बंद हो रहा था तो चालू / बंद अधिक बिजली की खपत करेगा।

Comments

इसे चालू करने के लिए आपको अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है, लेकिन आपको उस ऊर्जा को घटाना होगा जिसे आप बंद करके सहेजते हैं।

— अल कीप

@AlKepp: यह सब "कर्तव्य चक्र" पर निर्भर है

— गुस्तावो लिटोव्स्की

Answer 4

लगातार स्थापित करने से बल्ब को अधिक ऊर्जा की खपत होती है।

एक संभावित प्रतिवाद यह होगा कि टर्न-ऑन / टर्न-ऑफ साइकलिंग से बल्ब का जीवन छोटा हो जाएगा, और इस प्रकार विनिर्माण, परिवहन, और इसे निपटाने की ऊर्जा लागत कम सेवा घंटों में समाप्त हो जाएगी। लेकिन वास्तविक संख्याओं को खोले बिना, मेरी आंत की भावना यह है कि यह परिचालन ऊर्जा से अधिक होने की संभावना नहीं है। एक अनुमान लगाने के लिए एक प्रशंसनीय तरीका यह है कि बल्ब की लागत की तुलना खुद को बिजली देने की लागत से की जाए।

Comments

बल्ब की लागत परिवहन और विनिर्माण लागतों में एक संख्या डालने का एक शानदार तरीका है। लोग उन्हें पैसे खोने के लिए, सब के बाद नहीं बेचते हैं। आपको केवल निर्माण के पर्यावरणीय बोझ जैसे बाहरी तत्वों के बारे में चिंता करना होगा जो निर्माता से वापस नहीं लिया जाता है। लेकिन यह वैसे भी एक मोड़ है, सवाल विशेष रूप से ऊर्जा उपयोग के बारे में पूछता है, लागत नहीं।

— फिल फ्रॉस्ट

यह विचार होगा कि लागत विनिर्माण / परिवहन लागत के अनुमानों को बाधित करती है और इस तरह से पूरा करने के लिए ऊर्जा की खपत होती है। लेकिन कुछ बाहरी ऊर्जा ऊर्जा के उपयोग के रूप में आंतरिक कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक अपशिष्ट धारा के प्रसंस्करण की संभावना ऊर्जा की खपत होती है (क्योंकि इसमें शामिल कचरे की प्रक्रिया को चलाने के लिए ईंधन के रूप में क्षमता नहीं हो सकती है)

— क्रिस स्ट्रैटन

समस्या को देखने के लिए एक और व्यावहारिक तरीका के लिए +1। मुझे लगता है कि यह एक बहुत ही सरल प्रश्न है, आप इन उत्तरों में संकेतित विभिन्न कारकों पर काफी लंबा (और गणित भारी) पेपर लिख सकते हैं। बस वायरिंग की गति, स्विच उछाल, बल्ब की थर्मल विशेषताओं के साथ शुरू करने के लिए मजेदार होगा ...

— ओली ग्लेसर

एक अन्य जवाब में वर्णित माइथबस्टर्स प्रकरण के अनुसार, इसके अलावा, बार-बार प्रकाश को चालू और बंद करने के पहनने और आंसू ने बल्ब की कुल जीवन प्रत्याशा को कम नहीं किया, जिससे बिजली के उपयोग में वृद्धि हुई। इसलिए, इसे छोड़ने के बजाय एक प्रकाश बंद करना कहीं अधिक किफायती है। '

— सेरेल बोथा

Answer 5

सभी ऊर्जा जो एक गरमागरम बल्ब में जाती है, गर्मी में परिवर्तित हो जाएगी, जिसे बाद में किसी तरह से नष्ट कर दिया जाना चाहिए। उस गर्मी में से कुछ तो प्रकाश के रूप में विकीर्ण हो जाएंगे, लेकिन ऊर्जा को गर्मी के रूप में बाहर शुरू करना होगा। इसलिए, अधिक ताप का उपयोग करने के लिए एक गरमागरम बल्ब अधिक शक्ति का उपयोग कर सकता है। एक बल्ब जो ठंडा होता है वह एक से अधिक बिजली की खपत करता है जो गर्म है, लेकिन कम गर्मी को भी नष्ट कर देता है। यदि एक बल्ब जो एक स्थिर तापमान पर संचालित होता है, समय पर T1 को बंद कर दिया जाता है, तो कुछ हद तक ठंडा हो जाता है, वापस स्विच किया जाता है, और समय से पहले T2 पर वापस आ जाता है, T1 और T2 के बीच कुल ऊर्जा खपत कुल होनी चाहिए। उष्मा की मात्रा विघटित हो जाती है, और यह उष्मा की मात्रा से कम होने वाली होती है, जो कि विघटित होती थी, बल्ब लगातार होता था।

एकमात्र परिदृश्य जिसमें एक गरमागरम बल्ब अधिक शक्ति का उपयोग कर सकता है जब चक्र से लगातार संचालित होता है यदि बल्ब में अलग-अलग फिलामेंट अनुभाग होते हैं जो श्रृंखला में वायर्ड होते थे और विभिन्न तापमानों पर संचालित होते थे (कुछ प्रोजेक्टर बल्ब उसी तरह निर्मित होते हैं)। उस परिदृश्य में, बल्ब को साइकिल चलाने से उच्च तापमान वाले हिस्से को कम विकीर्ण किया जा सकता है, लेकिन कुछ ड्यूटी-चक्र परिस्थितियों में कम तापमान वाले हिस्से को अधिक विकीर्ण करने का कारण होगा। इस तरह से बल्ब का निर्माण करना संभव होगा कि कम तापमान वाले हिस्से से अपव्यय में वृद्धि उच्च तापमान वाले हिस्से से अपव्यय में कमी से अधिक हो, इस प्रकार समग्र ऊर्जा उपयोग में वृद्धि; मुझे यकीन नहीं है कि अगर ऐसी स्थितियां कभी भी किसी भी "व्यावहारिक" बल्ब डिजाइन पर लागू होंगी।

Comments

यह तर्क एक धारणा बनाता है कि आप मूल प्रश्न के उद्देश्यों के लिए ऊर्जा की खपत को कहां मापते हैं: यदि आप इसे बल्ब सॉकेट के पास विद्युत रूप से मापते हैं तो यह सही है। लेकिन यह उपयोग के उपयोग और पैटर्न के कारण कहीं और नुकसान की संभावना की उपेक्षा करता है, जो बल्ब में खुद को बेकार गर्मी के रूप में नहीं दिखाएगा, बल्कि पावर प्लांट, वितरण ग्रिड, आदि में निष्कर्ष शायद अपरिवर्तित है।

— क्रिस स्ट्रैटन

@ क्रिसस्ट्रैटन: यदि अवसंरचना को प्रतिरोधक के रूप में प्रतिरूपित किया जाता है, तो यह उच्च और निम्न-तापमान फिलामेंट्स के साथ स्थिति के समान है; यदि बुनियादी ढांचा अधिक "जटिल" है, तो कुछ भी संभव है। वास्तव में, यदि एक इमारत जो लंबे केबलों द्वारा सेवा की जाती है, उसमें भारी-आगमनात्मक भार होता है, तो एक बल्ब पर स्विच करना जो एक बड़ी टोपी के साथ श्रृंखला में था - कम से कम सिद्धांत रूप में - एक से अधिक मात्रा में लाइन हानियों को कम कर सकता है बल्ब द्वारा खपत बिजली।

— सुपरकैट

"इसलिए, एक एकमात्र तरीका एक गरमागरम बल्ब अधिक गर्मी का प्रसार करने के लिए अधिक शक्ति का उपयोग कर सकता है। एक बल्ब जो ठंडा होता है वह एक से अधिक विद्युत शक्ति का उपभोग करता है जो गर्म है, लेकिन कम गर्मी को भी नष्ट कर देता है।" क्या वे वाक्य पूरी तरह से एक दूसरे के विपरीत नहीं हैं ....? अधिक शक्ति का उपभोग करने का एकमात्र तरीका अधिक गर्मी है, लेकिन अधिक शक्ति का उपभोग करने वाला कम गर्मी देता है .....?

— Affe

@Affe - वास्तव में, वे नहीं करते हैं, लेकिन यह ऐसी स्थिति नहीं है जो पिछले हो सकती है। एक गर्म बल्ब अधिक गर्मी का प्रसार करता है, क्योंकि अपव्यय दर तापमान का एक कार्य है। हालाँकि, कोल्ड बल्ब की विफलता जितनी जल्दी नष्ट हो जाएगी, उतनी ही जल्दी यह एक गर्म बल्ब बन जाएगा।

— क्रिस स्ट्रैटन

Answer 6

अधिक बिजली का उपयोग करने पर प्रकाश छोड़ना। बिजली बंद करने से बिजली की बचत होती है।

मान लें कि प्रकाश बंद होने पर शून्य बिजली लेता है (POWER_OFF = 0), और 100W या जो कुछ भी जब (POWER_ON = 100) पर होता है।

वाट घंटे में कुल शक्ति बराबर है: POWER_ON * TIME_ON + POWER_OFF * TIME_OFF।

ध्यान दें कि POWER_OFF = 0 के बाद से, कुल शक्ति TIME_ON शब्द से ही निर्धारित होती है।

--l8rs