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第四代电光源-----\(LED\)光源
如图甲是时下较为流行的\(LED\)手电筒和\(LED\)吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源,是极具发展前途的新光源。\(LED\)的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理截然不同,是直接把电能转换成光能的器件,因而其发光效率较高,是新一代固体冷光源,将逐步取代传统光源。图乙是\(LED\)的元件实物及符号。
由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态。利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性:把一个额定电压为\(3V\)的\(LED\)接入电源电压恒为\(4.5V\)的电路,闭合开关\(S\),\(LED\)即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变\(LED\)两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如丁所示。
\((1)LED\)灯主要由 ______ \((\)导体\(/\)半导体\(/\)超导体\()\)材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为电热转换损耗的能量较白炽灯 ______ \((\)高\(/\)低\()\);
\((2)\)在图丙中,闭合\(S\),调节滑动变阻器,使\(LED\)正常发光;断开\(S\),改变电源的正负极后再闭合\(S\),\(LED\) ______ \((\)能\(/\)不能\()\)发光;此时两电表的示数为 ______
A.\(4.5V\) \(20mA\) \(B.3V\) \(20mA\) \(C.4.5V\) \(0mA\) \(D.3V\) \(0mA\)
\((3)\)某个家庭原来全部用白炽灯来照明,平均每月照明用电\(50kW⋅h\),现全部改用\(LED\)灯。相同情况下可节能约\(70\%.\)已知每消耗\(l\)度电相当于排入\(1.1kg\)的二氧化碳,则改用\(LED\)灯后,这个家庭平均每月能减排二氧化碳约 ______ \(kg\)。