램프의 효율 (2024년 1회 전기기사 실기문제)

 

문제 : 어떤 램프의 소비 전력이 200V, 1000W이고 램프에서 나오는 광속이 2000lm 이라면 램프의 효율은 얼마인가?

 

램프의 효율은 발광 효율(luminous efficacy)을 의미하며, 단위 전력당 방출되는 광속(광의 밝기)을 계산합니다. 효율은 다음과 같은 공식으로 계산됩니다.

주어진 조건

• 소비 전력: 1000W
• 광속: 2000lm

 

 

풀이

램프의 효율은 2lm/W입니다.

 

 

 

추가 설명

• 효율 단위 (lm/W): 1W의 전력으로 몇 루멘(lm)의 빛을 방출하는지를 나타냅니다.
• 실제 활용: 효율이 높을수록 같은 전력에서 더 밝은 빛을 내는 램프입니다.
• 비교: 현대 LED 조명의 효율은 보통 100lm/W 이상이며, 이 값은 매우 낮은 효율로 평가됩니다.

 

 

 

이 문제를 풀기 위한 기본용어

 

1. 램프의 효율

램프의 효율은 발광 효율(luminous efficacy)이라고도 하며, 조명이 얼마나 에너지 효율적으로 빛을 생성하는지를 나타냅니다. 단위는 루멘 퍼 와트(lm/W)로 표현되며, 램프가 소비한 전력(W)에 대해 방출한 빛의 총량(lm)을 계산합니다. 공식은 다음과 같습니다.

예를 들어, 1000W 전력을 사용하는 램프가 2000lm의 빛을 방출하면 효율은 2lm/W입니다. 효율이 높은 램프는 동일한 전력에서 더 많은 빛을 생성하므로 에너지 절약에 유리합니다. 현대 LED 조명의 효율은 100lm/W 이상으로 매우 높지만, 기존 백열등은 10~20lm/W로 상대적으로 낮습니다.

 

 

2. 광속 (Luminous Flux)

광속은 램프에서 방출되는 가시광선의 총량을 나타내며, 단위는 루멘(lm)입니다. 이는 램프가 실제로 얼마나 밝은 빛을 방출하는지를 측정하는 주요 지표입니다. 광속은 빛의 질과 양을 모두 포함하며, 인간의 눈이 인지할 수 있는 밝기를 기준으로 평가됩니다. 예를 들어, 800lm 정도의 광속은 일반적인 60W 백열등과 비슷한 밝기를 제공합니다.
광속은 조명의 목적에 따라 중요하게 평가됩니다. 예를 들어, 작업등이나 산업용 조명은 높은 광속이 필요하지만, 분위기 조명을 위해서는 낮은 광속이 적합할 수 있습니다.

 

 

3. 소비 전력 (Power Consumption)

소비 전력은 램프가 작동하는 데 필요한 에너지의 양을 의미하며, 단위는 와트(W)입니다. 이는 조명 기기의 전기 소비량과 관련이 있으며, 높은 소비 전력을 가진 램프는 전기 요금과 에너지 사용량에 더 큰 영향을 미칩니다. 백열등, 형광등, LED 등의 조명 기술은 동일한 광속을 내기 위해 서로 다른 소비 전력을 요구합니다. 예를 들어, 같은 800lm의 빛을 내기 위해 백열등은 약 60W, 형광등은 약 15W, LED는 약 8~10W만 필요합니다.