LED 燈泡為什麼比傳統燈泡省電這麼多?鎢絲燈九成的電都變成熱|電學小知識
小東老師電子學
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LED 燈泡為什麼比傳統燈泡省電這麼多?鎢絲燈九成的電都變成熱|電學小知識
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以前的 60 瓦燈泡,換成不到 10 瓦的 LED 燈泡,亮度差不多。同樣是把電變成光,為什麼差這麼多?
這集講清楚:
・亮度看流明(lm),不是瓦特;能源之星對照表:60 W 約 800 lm、40 W 約 450 lm、100 W 約 1600 lm
・發光效率 lm/W:傳統燈泡 800 ÷ 60 ≈ 13 lm/W;台灣節能標章(2023 年 3 月起)暖白光 LED 燈泡至少 125 lm/W
・鎢絲燈靠熱輻射發光:燈絲兩千多度,最強的波長在紅外線;美國能源部:約 90% 變成熱、約 10% 變成光
・鎢熔點 3422 °C,燈絲越熱蒸發越快,壽命約 1000 小時
・LED:電子在 PN 接面掉下能階,直接放出光子;藍光 450 nm 約 2.8 eV;白光 = 藍光晶片 + 黃色螢光粉(2014 諾貝爾物理學獎:高亮度藍光 LED)
・LED 仍會熱:最好的白光 LED(晶片+螢光粉)約一半的電變成光,另一半在晶片和螢光粉裡變成熱(依美國能源部數字推算);燈泡層級:驅動電路 84%、晶片變熱 86%、光學 88%,合計約 65%,約 133 lm/W
・LED 的熱留在晶片,要靠鋁散熱片導出;溫度越高效率越差、壽命越短
・壽命:LED 用 L70(亮度剩 70%)定義;能源之星 LED 燈泡規格曾要求至少 15000 小時
・算一筆帳:60 W 換 8 W,一天 4 小時,一年約省 76 度電
畫面中的光譜是示意(理想熱輻射 2800 K 與暖白光 LED 的典型形狀),數字以旁白與下方資料為準。LED 驅動電路的細節請看「LED 串電阻白白發熱?定電流與交換式 LED 驅動器」那一集。
資料來源(2026-10-13 查閱):
ENERGY STAR Learn About Brightness https://www.energystar.gov/products/l...
U.S. DOE Consumer Guide to Energy-Efficient Lighting (2021) https://www.energy.gov/sites/default/...
U.S. DOE 2022 Solid-State Lighting R&D Opportunities(Table 2.4、2.5) https://www.energy.gov/sites/default/...
ENERGY STAR Lamps V2.1 規格 https://www.energystar.gov/sites/defa...
經濟部能源署 節能標章 發光二極體燈泡能源效率基準(能技字第11005000560號) https://www.energylabel.org.tw/applyi...
Nobel Prize in Physics 2014 新聞稿 https://www.nobelprize.org/prizes/phy...
Nobel Prize in Physics 2014 科普說明 https://www.nobelprize.org/prizes/phy...
PubChem 鎢熔點 https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/elem...
熱輻射比例:普朗克公式自行計算(CODATA 2018 常數)
🌏 本片有中文與英文配音(可在 YouTube 音軌切換),附中英字幕。English audio track and subtitles available.
00:00 開場:60 W 和不到 10 W,一樣亮
00:27 瓦特和流明:每瓦換到多少光
01:15 鎢絲燈:燒到兩千多度,九成變成熱
02:25 LED:電子掉下能階,直接放出光
03:38 LED 為什麼還是會熱
04:55 壽命:燒斷 vs 慢慢變暗(L70)
05:16 一顆燈一年省多少電
05:37 重點整理
影片 / 圖片 / 配樂素材:
傳統燈泡點亮: Pexels / Pexels License / https://www.pexels.com/video/853772/
發亮的鎢絲特寫: Pexels / Pexels License / https://www.pexels.com/video/855410/
裝上 LED 燈泡: Pexels / Pexels License / https://www.pexels.com/video/4109223/
點亮的 LED 燈泡: Pexels / Pexels License / https://www.pexels.com/video/853724/
傳統白熾燈泡: KMJ / CC BY-SA 3.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
燒斷的燈絲: TeWeBs / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
拆開燈罩的 LED 燈泡: User:Loadmaster, User:Bech / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
拆開的 LED 燈泡:LED 板、驅動電路、散熱外殼: Hans Haase / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
紫外線照射下的 LED 燈絲燈泡: W.carter / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...
動畫:小東老師電子學(Remotion 自繪)
配樂: Urban Retreat - Kike Gutz (Magnific/Freepik Music, id 1098); Cloudy Coffee - Kike Gutz (Magnific/Freepik Music, id 389); Chill Vibes Only - Kike Gutz (Magnific/Freepik Music, id 2338)
配樂: Cozy Room (Magnific/Freepik Music, id 1024)
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#LED #燈泡 #鎢絲燈 #發光效率 #電學小知識