전구를 켜고 끄는 것이 몇 시간 동안 그대로 두는 것보다 더 많은 에너지를 사용합니까?

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침실의 램프에 60W 전구가 있다고 가정 해 봅시다. 램프를 2 시간 동안 똑바로 켰지 만 다음 날에는 5 분 간격으로 10 번 켜고 끕니다. 어떤 시나리오에서 더 많은 에너지를 사용합니까?

— 크리스토퍼 칩스
소스

6

에너지 절약을 원한다면 LED 기술 사용을 고려하십시오.

— Marcel

7

어떤 종류의 전구?

— Nick Johnson

2

나는 모든 종류의 조명에서 답이 같은지 궁금합니다. 백열등, 형광등 및 LED 테스트를 보았습니다. 그러나 고압 나트륨, 금속 할로겐화물, 수은 증기 등은 어떻습니까?

— Grant

3

@marcel 또는 정말 "백열하지만 아무것도".이 꽤 좋은 60w LED 전구 등가물은이 의견 당시 아마존에서 약 $ 15로 떨어졌으며, 종종 9w를 넘지 않습니다.

— Jeff Atwood

2

나는 항상 신화가 당신이 전력을 절약 할 수 없다면 전구가 더 오래 지속될 것이라고 생각했다. 전원을 껐다 켜면 필라멘트가 가열 및 냉각되어 더 빨리 마모됩니다. 나는 그것이 형광등이 항상 남아있는 것과 같은 생각이라고 생각했습니다. 상태가 자주 바뀌면 상황이 더 빨리 마모됩니다.

— Chef Flambe

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그대로두면 더 많은 에너지를 사용하게됩니다. 때때로 사람들은 돌입 전류가 높거나 그와 같은 것이 있기 때문에 조명을 켜고 끄는 데 더 많은 에너지를 사용한다고 스스로 설득하려고합니다.

첫째, 백열등은 충전 할 커패시터가 없기 때문에 돌입 전류가 거의 없으며 전구에서 아크를 칠 필요가 없습니다. 필라멘트 저항이 낮기 때문에 처음에는 전류가 더 높지만

이것은 몇 분의 1 초입니다
온도에 도달하면 온도를 유지하기 위해 에너지를 유지하는 것보다 더 많은 에너지를 소비하지 않습니다.
전류가 더 높을지라도 그다지 높지는 않습니다 . 집을 켰을 때 집안의 다른 모든 조명이 일시적으로 어둡습니까?

둘째, 커패시터가있을 수있는 형광 전구를 가져 와서 약간의 돌입 전류가 필요할 수 있으면 조명을 켜두는 비용을 보충하기 시작하지 않습니다. 켜기 기간이 휴가 기간에 비해 얼마나 짧은 지 다시 고려하십시오. 전구와 스타터 및 고정구의 마모를 고려하더라도 전구를 끄는 것이 거의 항상 더 경제적입니다. 나는 모든 수학을 귀찮게하는 누군가의 보고서를 읽었으며 약 60 초 이상 빛을 끄려고하면 더 경제적이라고 결론을 내 렸습니다.

— 필 프로스트
소스

3

한 가지 고려 사항은 일부 형광등이 1 분 이상 켜질 때까지 최대 밝기로 예열되지 않는다는 것입니다. 전체 밝기의 약 1/4 만 켜지고 천천히 상승 할 수 있습니다. 이것은 어두운 방에서 밝은 방으로 눈을 조정하거나 한 방에서 다른 방으로 옮길 때 성가 시게하는 데 유용한 기능입니다. 이것이 문제라면 다소 높은 에너지 비용을 절약하고 싶을 수도 있습니다.

— Matt B.

4

좋은 답변을 얻으려면 +1하십시오. 보고서에 대한 링크가 있습니까? 매우 그럴듯하게 들리지만 읽는 것이 흥미로울 것입니다 (그리고 항상 참조하는 것이 좋습니다).

— 레오

@ 레오-백열 전구의 전기 특성 (저항 온도 곡선 및 시간 상수 등)을 수학적으로 모델링하고 답을 확신 할 수 있어야합니다.

— John U

3

60초 소리 waayyy 백열 전구를 위해 너무 오래. 그것들이 인간의 관점에서 거의 순간적으로 켜지는 것을 고려하십시오. 관대하다고 100ms라고합시다. 차가운 전류가 뜨거운 전류의 10 배인 경우에도 1 초의 작동 시간 만 차지합니다.

— Olin Lathrop

3

백열 전구의 경우 전구에서 소비하는 전력을 증가시키는 것은 가시 광선, 적외선, 전도, 대류 등을 통해 환경으로 방출되는 총 열량을 늘려야합니다. 정상적으로 구성된 전구의 경우 전구를 끄려면 내가 알 수있는 한, 간격은 무조건 열 방출량을 무조건 감소 시키므로 결과적으로 소비되는 에너지의 양을 줄여야합니다.

— supercat

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이제 간단한 시뮬레이션을 설정해 봅시다 :

백열 전구 의 Wiki 페이지에 따르면 100W, 120V 전구의 경우 냉기 저항은 ~ 9.5Ω, 열 저항은 ~ 144Ω입니다. 전원을 켤 때 전구가 뜨거운 저항에 도달하는 데 약 100ms가 걸립니다.
이 정보로 무장 한 경우, 전구를 5 분마다 교체하면 초기 서지가 절대적으로 중요하지 않음을 시뮬레이션하고 증명할 수 있습니다. 이를 증명하기 위해 실제로 2 시간 동안 시뮬레이션을 실행할 필요는 없지만 그렇게 할 것입니다. "웜업"시간을 300ms로 연장했습니다.
SPICE 회로는 전구가 제어 신호 상승 (300ms) 동안 저항을 9.5Ω에서 144Ω으로 점진적으로 변경하는 스위치로 표시됩니다. 조명 스위치는 1mΩ에서 10MΩ으로 변경되는 다른 스위치로 표시됩니다.

벌브 테스트 회로

대화 상자에 표시된 평균 전력을 사용한 시뮬레이션은 다음과 같습니다.

벌브 테스트 시뮬레이션

다음은 전구 저항이 표시된 스위칭의 클로즈업입니다 (저항이 음수인지 걱정하지 마십시오. SPICE가 전류 흐름을 사용하여 그렇게 계산했기 때문입니다. 여전히 실제 양의 저항입니다).

벌브 테스트 근접 촬영

그리고 이제 평균 전력이 표시된 전구가 항상 켜져있는 시뮬레이션이 있습니다.

벌브 테스트 켜기

평균 전력이 95.659W임을 알 수 있습니다. 초기 5 분, 테스트 값 48.2W (48.2 "* 2 = 96.4W)의 5 분을 5 분으로 두 배로했을 때보 다 약간 작습니다. 작은.

더 나빠지려면 얼마나 빨리 전환해야합니까?

필라멘트가 스위칭 사이에 충분히 냉각되지 않기 때문에 Supercat이 올바르게 지적한 것처럼 악화시킬 수는 없습니다. 따라서 최악의 시나리오로 아래의 그래프를 사용하십시오 (예 : 전구가 스위칭 또는 무언가 사이에 동결 가스로 폭발합니다 :-) 이것은 시스템에 다른 에너지 원을 추가 할 것이므로 분명히 부정 행위를합니다) 얼마나 빨리 차가워지고 효과는 흥미로울 것입니다. 시간이 허락한다면 이것에 대해 더 추가하겠습니다.

따라서 위의 과장된 시뮬레이션에 따라 위의 것을 2 초마다 한 번 정도 매우 빠르다고 가정하면 (실제로 약 1 초) 2 초마다 한 번 전환하는 데 2 분의 가치가 있으며 평균 전력은 100W 이상입니다 ( ~ 104W) :

벌브 테스트 퀵 스위치

— 올리 글레이저
소스

1

그래프의 경우 +1 Mythbusters는 동일한 것으로 입증되었지만 시작시 형광이 크게 소비된다는 것을 보여주었습니다.

— Gustavo Litovsky

1

예, 나는 그 쇼가 오래 전에 본 것을 기억합니다. 스타트 업시 훨씬 더 많은 전력을 소비 할 것이기 때문에 형광 전구를 조금 더 살펴보고 추가 할 수 있습니다.

— Oli Glaser

1

나는 생각하지 않는다 어떤 듀티 사이클은 종래 구성 백열 전구의 소비 전력을 증가시킬 수있다; 아마도 내 대답을 읽고 내 추론에 결함이 있는지 말해 줄 수 있습니다.

— supercat

1

@ supercat-아마도 필라멘트가 스위칭 사이에서 충분히 냉각되지 않아서 아마 조금 깨달았습니다. 그래서 저는 여러분이 옳다고 생각합니다. 그리고 이것에 대한 메모를 추가하고, 나중에 형광등을 볼 시간이 더 있으면 시뮬레이션을 변경할 것입니다. 요점은 (아시다시피) 스위칭 효과가 전체적으로 얼마나 작은 지 보여주었습니다.

— Oli Glaser

@supercat-우리는 전구 자체 만 고려하고 나머지 시스템은 고려하지 않습니다. 배선 임피던스 및 기타 비 이상적인 시스템 요소를 살펴 보는 것도 흥미로울 수 있습니다 (지금은 정의 할 시간이 없었습니다)

— Oli Glaser

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Wikipedia 의 Mythbusters 에피소드 요약에 따르면 :

"MythBusters는 조명을 켤 때 발생하는 전력 서지로 인해 1 초 동안 그대로 유지하는 것만 큼 많은 전력을 소비 할 것이라고 계산했습니다 (형광등 제외; 시작은 약 23 초 분량의 전력 소비)"

따라서 실제로 형광등이 지속적으로 켜졌다 꺼지면 켜고 끌 때 더 많은 전력을 소비 할 수 있습니다.

— 구스타보 리 토프 스키
소스

1

전원을 켜려면 더 많은 에너지가 필요하지만 절약 한 에너지를 꺼서 빼야합니다.

— Al Kepp

1

@ AlKepp : 이것은 "듀티 사이클"에 의존합니다

— Gustavo Litovsky

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지속적으로 설정하면 전구를 구동하는 데 더 많은 에너지가 소비됩니다.

가능한 반론은 턴온 / 턴 오프 사이클이 전구 수명을 단축 시키므로 제조, 운송 및 폐기에 소요되는 에너지 비용은 서비스 시간이 줄어들면 상각 될 수있다. 그러나 실제 숫자를 파지 않으면 내 생각에 이것이 작동 에너지를 초과하지 않을 것입니다. 추정치를 묶는 한 가지 그럴듯한 방법은 전구 자체의 비용과 전구의 비용을 비교하는 것입니다.

— 크리스 스트래튼
소스

2

벌브의 비용은 운송 및 제조 비용을 증가시키는 훌륭한 방법입니다. 사람들은 결국 돈을 잃기 위해 팔지 않습니다. 제조업체에 비용을 청구하지 않는 제조의 환경 적 부담과 같은 외부 문제 만 걱정 하면됩니다. 그러나 이것은 어쨌든 혼란입니다. 질문은 비용이 아니라 에너지 사용에 대해 구체적으로 묻습니다.

— Phil Frost

1

아이디어는 비용이 제조 / 운송 비용 추정치와이를 달성하기 위해 소비되는 에너지를 제한한다는 것입니다. 그러나 일부 외부는 에너지 사용으로 내재화 될 수있다. 예를 들어, 폐기물 스트림 처리는 에너지를 소비 할 가능성이있다 (여기서 관련된 폐기물은 공정을 추진하는 연료로서의 가능성이 없기 때문에)

— Chris Stratton

1

문제를 보는 또 다른 실용적인 방법은 +1입니다. 나는 그것이 매우 간단한 질문이라고 생각하지만,이 답변에서 암시 된 다양한 요소에 대해 꽤 긴 (그리고 수학적으로 무거운) 논문을 쓸 수 있다고 생각합니다. 배선의 임피던스, 스위치 바운스, 전구의 열 특성은 다음과 같이 시작하는 것이 재미있을 것입니다.

— Oli Glaser

1

또 다른 답변에서 언급 된 Mythbusters 에피소드에 따르면, 더 나아가, 불을 반복적으로 켜고 끄는 마모는 증가 된 전기 사용량을 상쇄 할만큼 전구의 전체 수명을 감소시키지 못했습니다. 따라서 조명을 켜두 지 않고 끄는 것이 훨씬 경제적입니다. '

— Sarel Botha

5

백열 전구로 들어가는 모든 에너지는 열로 변환되어 어떻게 든 소산되어야합니다. 이 열 중 일부는 빛의 형태로 방출되지만 에너지는 열로 시작해야합니다. 따라서 백열 전구가 더 많은 전력을 사용할 수있는 유일한 방법은 더 많은 열을 방출하는 것입니다. 차가운 전구는 뜨거운 전구보다 더 많은 전력을 소비하지만 열을 덜 방출합니다. 시간 T1에서 안정된 온도로 전원이 공급되는 전구를 끄고 약간 식힌 다음 다시 켜서 시간 T2까지 초기 온도로 되 돌리면 시간 T1과 T2 사이에서 소비 된 총 에너지는 총계 여야합니다. 전구가 지속적으로 켜져있을 때 소멸 될 열의 양보다 적을 것입니다.

백열 전구가 연속으로 작동 할 때보 다 순환 할 때 더 많은 전력을 사용할 수있는 유일한 시나리오는 전구에 직렬로 배선되고 다른 온도에서 작동하는 다른 필라멘트 섹션이있는 경우 (일부 프로젝터 전구는 이와 같이 구성됨)입니다. 이 시나리오에서 전구를 순환하면 고온 부분이 덜 방출되지만 일부 듀티 사이클 조건에서는 저온 부분이 더 많이 방출됩니다. 저온 부분으로부터의 소산 증가가 고온 부분으로부터의 소산 감소를 초과하여 전체 에너지 사용량을 증가시키는 방식으로 벌브를 구성하는 것이 가능할 것이다; 그래도 그러한 조건이 "실제적인"전구 디자인에 적용되는지 확실하지 않습니다.

— 슈퍼 캣
소스

이 추론은 원래 질문의 목적을 위해 에너지 소비를 측정하는 위치를 가정합니다. 전구 소켓 근처에서 전기적으로 측정하는 경우에는 이것이 맞습니다. 그러나 전구 자체의 폐열로 표시되지 않고 발전소, 배 전망 등에서 폐열로 표시되는 사용 및 사용 패턴으로 인해 다른 곳에서 손실이 발생할 가능성을 무시합니다. 결론은 바뀌지 않았을 것입니다.

— Chris Stratton

@ChrisStratton : 인프라가 저항성으로 모델링 된 경우 고온 및 저온 필라멘트의 상황과 유사합니다. 인프라가 "복잡한"경우라면 무엇이든 가능합니다. 실제로 긴 케이블을 사용하는 건물에 유도 력이 큰 부하가있는 경우 큰 캡과 직렬로 연결된 전구를 켜면 적어도 이론적으로는 라인 손실을보다 크게 줄일 수 있습니다 전구가 소비하는 전력.

— supercat

"따라서 백열 전구가 더 많은 전력을 사용할 수있는 유일한 방법은 더 많은 열을 방출하는 것입니다. 차가운 전구는 뜨겁지 않은 전구보다 더 많은 전력을 소비하지만 열도 덜 방출합니다." 그 문장들이 서로 완전히 모순되지 않습니까? 더 많은 전력을 소비하는 유일한 방법은 더 많은 열이지만 더 많은 전력을 소비하는 방법은 더 적은 열을 방출합니다.

— Affe

1

@Affe-실제로는 그렇지 않지만 지속될 수있는 상황은 아닙니다. 소멸률은 온도의 함수이기 때문에 뜨거운 전구는 더 많은 열을 소산합니다. 그러나 냉구가 많이 사라지지 않으면 빨리 전구가됩니다.

— Chris Stratton

0

불을 켜두면 더 많은 전력이 사용됩니다. 표시등을 끄면 전원이 절약됩니다.

꺼져있을 때 (POWER_OFF = 0), 100W 또는 켜져있을 때 (POWER_ON = 100) 조명이 제로 전력을 소비한다고 가정하면됩니다.

와트시 단위의 총 전력은 POWER_ON * TIME_ON + POWER_OFF * TIME_OFF입니다.

POWER_OFF = 0 이후 총 전력은 TIME_ON 항에 의해서만 결정됩니다.

--l8rs

— l8rs
소스