Energiją taupančios LED lemputės

Šiame straipsnyje: Šviesos diodų istorija LED lempa – prietaisas; LED lempos charakteristikos; gamintojai ir kainos; pasirenkant energiją taupančią lempą namams.

Energiją taupančios LED lemputės

Kokį apšvietimą turėtume turėti savo namuose? Dėl šio balo yra dvi nuomonės: namų ūkiai – šviesa turėtų būti maloni ir neturi būti atšiauri; šalies vadovų – namų apšvietimas turėtų sunaudoti kuo mažiau elektros energijos. Nenumaldomą energijos nešėjų kainų kilimą mažai supranta paprastas gatvės žmogus, jį labiau domina klausimas „kodėl tos pačios energiją taupančios lempos yra tokios brangios“. Šiame straipsnyje bus išsamiai išnagrinėtos energiją taupančios LED lempos, kurios artimiausiu metu, neatsižvelgiant į paprasto vartotojo norą ar nenorą, apšvies mūsų namus. Pažiūrėkime, ar jie tokie geri, kaip aprašyta.?

LED lempų istorija

Viskas prasidėjo dar 1907 m., Kai anglų inžinierius Henris Roundas, išjungdamas apšvietimą laboratorijoje, netyčia pastebėjo aplink diodo kontaktą veikiantį švytėjimą, veikiant įtampai. Jis nusprendė, kad švytėjimą sukėlė tam tikra skaičiavimų klaida ir nekreipė į tai ypatingo dėmesio, nors šį faktą pažymėjo pranešime..

LED lempų istorija
Olegas Vladimirovičius Losevas

Praėjus 16 metų po šio įvykio, sovietų fizikas Olegas Vladimirovičius Losevas pradėjo tyrinėti keistą spindesį, kuris atsiranda silicio karbido (karborundo) diodo kontaktų litavimo taške. Losevas niekada nesiaiškino, koks yra švytėjimo pobūdis, pažymėdamas, kad nebuvo kaitinama iki aukštų temperatūrų – švytėjimo priežastis buvo paslėpta kažkokiame elektroniniame procese, nežinomam tų metų mokslui. Losevo tyrimų apie diodų švytėjimą rezultatai buvo išversti į keletą kalbų ir paskelbti daugelyje mokslinių žurnalų, tačiau didelio susidomėjimo nesukėlė. XX amžiaus pradžioje pažįstamos lempos su kaitrine kaitrine siūle buvo laikomos gana pakankamomis ir nepakeičiamomis – nereikėjo išrasti kažko naujo.

Nuolatinis susidomėjimas diodų švytėjimu kilo praėjusio amžiaus antroje pusėje, kai amerikiečių inžinierius Rubinas Brownsteinas paskelbė apie savo atradimą – diodai, pagaminti iš galio arsenido (GaAs), skleidžia infraraudonuosius spindulius, kai yra maitinami. Anot inžinieriaus, lygiai tokią pat spinduliuotę jis stebėjo dioduose, pagamintuose iš indio fosfido (InP), galio antimonido (GaSb) ir susidedančio iš silicio-germanio lydinio..

Pirmąjį infraraudonųjų spindulių diodą užpatentavo 1961 m. Amerikiečių tyrinėtojai Gary Pitmanas ir Robertas Byardas. Bet tokių diodų nebuvo įmanoma panaudoti patalpoms apšviesti, nes infraraudonieji spinduliai yra už žmogaus akies matomo spektro.

LED lempų istorija
Amerikos mokslininkas ir išradėjas Nickas Holonyakas

Visavertės šviesos diodo kūrėjas buvo Nickas Holonyakas jaunesnysis, 1962 m. Sukūręs visavertę LED lemputę, skleidžiančią matomą raudoną šviesą. Būtent Holonyakas laikomas LED lempų „tėvu“. Po 10 metų jo studentas George’as Crafordas sukūrė pirmąjį šviesos diodą, skleidžiantį geltoną šviesą, taip pat dešimteriopai padidino raudonos ir oranžinės raudonos šviesos diodų ryškumą..

Tačiau nauji šviesos šaltiniai nebuvo ypač komerciniai paklausa – žinoma, nes vieno LED kaina tuo metu buvo 200 USD. Pirmą komerciškai sėkmingą šviesos diodų gamybą 1968 m. Įsteigė amerikiečių įmonė „Monsanto“, kuri specializuojasi chemijos gaminiuose. Tai buvo šviesos diodai iš galio arsenido ir indžio fosfido lydinių. Būtent „Monsanto“ padarė šviesos diodus populiarius ir plačiai paplitusius elektroniniuose skaičiuotuvuose ir skaitmeniniuose laikrodžiuose – nuo 1968 iki 1970 metų LED monopolijoje buvo parduota dvigubai daugiau produktų nei kiekvieną ankstesnį mėnesį. Šviesos diodų įvedimas į elektroniką atsirado dėl to, kad „Hewlett-Packard“ pirmasis įvertino elektros prietaisų šviesos diodų vertę ir aktyviai juos įsigijo iš „Monsanto“.

1970 m. „Monsanto“ monopolija LED rinkoje buvo nutraukta – pasitelkdama daktaro Jeano Ernie puslaidininkinius lustus, amerikiečių įmonė „Fairchild Semiconductor“ pradėjo pigių šviesos diodų, kurių kiekviena kainuoja po penkis centus, gamybą..

Dešimtmečius šviesos diodai buvo aktyviai naudojami buitinėje ir pramoninėje elektronikoje, bet ne vidaus apšvietimui. Idėja sukurti visavertes LED lempas, galinčias geriau apšviesti mūsų namus, nei bet kurios „Ilyicho lempos“ kilo Shuji Nakamurai, dirbusiai Japonijos įmonėje „Nichia Corporation“ – būtent jam vadovaujant bendrovės inžinieriai 1993 m. Sukūrė pirmąjį didelio ryškumo mėlyną LED..

LED lempų istorija

Pirmasis šviesos diodas, skleidžiantis ryškiai baltą šviesą, buvo sukurtas ne taip seniai – 1997 m. Jį sukūrė amerikiečių inžinierius Fredas Schubertas.

Šiandien energiją taupančios LED lempos jau egzistuoja, tačiau jos vis dar tobulinamos, nes pirmieji šviesos diodai, kurių šviesos intensyvumas tapo lygus ir vėliau viršijo kaitrinių lempų ryškumą, pasirodė tik XXI amžiaus pradžioje..

Kaip veikia ir veikia LED lempa

Bet kurios šiuolaikinės LED lempos įtaisas yra toks:

  • bazė. Bet kurio žibinto standartinis elementas, skirtas įsukti į lempos laikiklį;
  • balastinis starteris (vairuotojas), uždarytas plastikiniame korpuse su ventiliacijos angomis. Konvertuoja kintamąją srovę į nuolatinę srovę, joje yra galingesni kondensatoriai nei liuminescencinių lempų balasto grandinėje. Priežastis yra tokia – LED lempose esančių diodų skleidžiama šiluma nukreipta ne į išorę, o į jo korpuso vidų, todėl balasto korpuse būtinos ventiliacijos angos. Bet kurios LED lempos tarnavimo laikas yra susijęs su ventiliacijos angų skaičiumi korpuse ir kondensatorių patikimumu, taip pat iš zenerio diodų, kurie išlygina įtampą, kai sumažėja įtampa;
  • aliuminio radiatorius. Jo išsikišę šonkauliai yra išilgai ir spiralėje, kuri pagerina šilumos išsiskyrimą;
  • plokštė, ant kurios sumontuoti šviesos diodai. Jis pagamintas iš aliuminio, šone, nukreiptu į radiatorių, uždedama šiluminė pasta, kuri pašalina šilumą – 90% šviesos diodų šilumos spinduliuotės patenka ant aliuminio lentos, kurioje jie sumontuoti;
  • Šviesos diodai, kurių skaičius nuo 5, suteikia bendrą lempos galią. Jų generuojamas šviesos srautas priklauso nuo šviesos diodų kokybės;
  • ant aliuminio vidinio žiedo įmontuotas šviesos difuzorius. Pagaminta iš matinio plastiko ir naudojama tolygiam šviesos pluošto išsklaidymui iš LED. Praktiškai nešildomas.

Pagrindiniai LED lempos elementai yra šviesos diodai – puslaidininkiniai įtaisai, kurie elektros srovę paverčia šviesos spinduliuote. Bet kurį šviesos diodą sudaro nelaidus substratas, ant kurio klojamas puslaidininkio kristalas – abu šie elementai yra uždaryti pakuotėje, kurioje vienoje pusėje yra kontaktiniai laidai, o kitoje – plastikiniai lęšiai. Tarpas tarp objektyvo ir krištolo yra užpildytas bespalviu silikonu, LED konstrukcija yra pritvirtinta ant aliuminio pagrindo, kuris pašalina šilumą ir daro LED tvirtesnį.

Kaip veikia ir veikia LED lempa

Kodėl užsidega šviesos diodas? Švytėjimo paslaptis slypi elektronų rekombinacijoje tarp dviejų puslaidininkių kontaktų, turinčių skirtingą laidumą. Puslaidininkio kristalas sąlyčio taškuose yra išmirkytas akceptoriaus priemaiša, turinčia nepakankamą elektronų skaičių, viena vertus, ir donoro priemaiša, kur elektronų gausu, kita vertus. Įjungus energiją, elektronai rekombinuojasi ir susidariusi perteklinė energija virsta matoma šviesa. Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad kuo didesnė srovė, tuo intensyviau šviečia šviesos diodas. Teisingai, šviesos energijos intensyvumas bus didesnis, tačiau tuo pačiu metu dėl pasipriešinimo puslaidininkiui staigiai padidės diodo įkaitimas, dėl kurio kontaktai ištirps arba puslaidininkis išdegs..

Energiją taupančių LED lempučių privalumai ir trūkumai

Šiandien egzistuojančios LED lempos turi ir privalumų, ir trūkumų – jų plėtra į visavertį šviesos šaltinį mūsų namuose dar nėra baigta..

Teigiamos savybės:

  • mažiausios, palyginti su bet kurios kitos rūšies buitinėmis lempomis, elektros energijos suvartojimas – 8–10 kartų mažesnis nei lempų su kaitrine kaitrine siūle;
  • didelis šviesos efektyvumas, apie 120 liumenų už kiekvieną sunaudotos energijos vatą. Palyginimui, „Iljičio lempų“ šviesos efektyvumas yra nuo 10 iki 24 liumenų už vatą, liuminescencinių lempų – nuo 60 iki 100 liumenų už vatą;
  • aukščiausias, palyginti su bet kuriomis kitomis apšvietimo lempomis, tarnavimo laikas yra apie 50 000 valandų, atsižvelgiant į pačios LED lempos aukštos kokybės konstrukciją ir gaminant aukštos kokybės medžiagas;
  • išgauti įvairias spektro charakteristikas nenaudojant šviesos filtrų, t. pagal analogiją su kaitrinėmis lempomis;
  • stiprumas ir saugumas vartotojams. LED lemputė nenulaužta ir nebus sugadinta, jei netyčia nukris, t. stiklo drožlių, būdingų panašiai situacijai kaip ir bet kuri kita apšvietimo lemputė, nebus. Jo elementuose nėra jokių pavojingų cheminės kilmės komponentų, kurių yra, pavyzdžiui, liuminescencinėse lempose;
  • nepriklauso nuo įjungimo ir išjungimo skaičiaus, kitų žibintų atveju įjungimo / išjungimo skaičius daro didelę įtaką tarnavimo laikui;
  • saugus veikimas – nereikia aukštos įtampos, aukščiausia šviesos diodo ir pridedamos armatūros temperatūra neviršys 60 ° С.

Neigiamos savybės:

  • auksta kaina. Šiais laikais LED lempų kaina 8-10 kartų viršija panašios galios liuminescencinių lempų kainą. Mažinti mažmenines kainas neprarandant kokybės yra pagrindinis iššūkis LED lempų gamintojams;
  • šilumos kriauklės poreikis. Šviesos diodų matmenys yra per maži ir nepakankami, kad jie galėtų savarankiškai išsklaidyti šilumą, kurią sukuria eksploatacijos metu – kuo galingesnė LED lemputė, tuo didesnis radiatoriaus dydis ir plotas jai reikalingas. Atitinkamai, įspūdingas aliuminio radiatoriaus dydis daro įtaką lempos kainai, be to, bus sunku ar neįmanoma įdiegti galingą LED lempą į paprastas lempas – ji jose netiks;
  • jei nėra kondensatoriaus, išlyginančio šviesos diodų šviesos srautą, pastebimas pastebimas šviesos virpėjimas;
  • statant lempą, pagrįstą pigiais šviesos diodais, jos šviesos srautas sumažėja iki 100 lm / W ir tampa lygus fluorescencinėms lempoms, t. prarandamas svarbus LED lempos pranašumas;
  • šviesos diodų generuojamas šviesos spektras yra vienspalvis ir labai skiriasi nuo natūralių saulės spindulių. Norint sušvelninti vienspalvį šviesos spinduliavimą, reikalinga speciali fosforų kompozicija;
  • generuojamas šviesos srautas yra siaurai nukreiptas, todėl reikia įmontuoti keletą krypčių lempų arba šviesos difuzorių, tačiau pastarųjų naudojimas žymiai sumažina apšvietimo intensyvumą.

Kaip išsirinkti LED lempą savo namams

Techninės įrangos parduotuvėse Rusijoje energiją taupančios LED lempos nėra tokios plačiai paplitusios kaip fluorescencinės – jos yra brangesnės, todėl yra mažesnės paklausos. Didžiausi LED lempų gamintojai: „American General Electric“, Vokietijos „Osram“, „Bioledex“ ir „BLV licht“, Olandijos „Philips“, Indijos Sylvanija, Rusijos „Optogan“ – jų gaminių kaina svyruoja nuo 600 iki 3000 rublių … vienai lemputei.

Kaip išsirinkti LED lempą savo namams

Be žinomų prekės ženklų, parduotuvėse dažnai randamos nebrangios Kinijos ir mažų namų gamintojų LED lempos – mano manymu, neturėtumėte pirkti jų gaminių, nes mažos išlaidos greičiausiai atsiranda dėl sutaupytų komponentų, o tai reiškia, kad tokios lempos ilgai tarnaus.

O dabar apie LED lempų pasirinkimo kriterijus:

  • lempos galia. 100 W kaitrinė lempa atitinka 12-15 W LED lempą, o 15 W LED lempos šviesos srautas bus šiek tiek stipresnis nei 100 W Iljičio lempos;
  • šviesos temperatūra. Šviesos temperatūra Kelvinuose bus išspausdinta ant pakuotės arba lempos korpuso, saulės šviesos, prie kurios mes esame įpratę, temperatūra yra 2700 – 3000 K. Žibintų lempų šviesos temperatūra priklauso nuo krosnyje įkaitintos metalinės juostos spalvos – iki 3000 K ji yra gelsvai balta. , vis labiau baltos, kintant temperatūrai. Žibintai, skleidžiantys šviesą aukštesnėje nei 3000 K temperatūroje, yra ryškesni, tačiau jų šviesą sunku toleruoti ir jie yra tinkami tik biuro patalpose;
  • apšvietimo kampas. Jei visi lempos šviesos diodai yra toje pačioje plokštumoje, tada apšvietimo pobūdis bus fokusuotas, siaurai nukreiptas – kiekvienas šviesos diodas skleidžia nukreiptą šviesos srautą. Šviesos sklaidai ir efektyviam kambario apšvietimui bus patogu, jei šviesos diodai bus išdėstyti keliose plokštumose, o pačioje lempoje bus įmontuoti šviesos sklaidomieji lęšiai, iš vidaus padengti fosforu;
  • spalvų perteikimo santykis. Jos vertė turėtų būti nurodyta ant lempos pakuotės, šviesos diodams koeficientas paprastai yra nuo 70 iki 95 – kuo didesnė vertė nurodyta ant pakuotės, tuo geriau LED lemputė šviečia ir atvirkščiai. Jei ant pakuotės nurodomas 95% spalvų perteikimo indeksas, o pačios lempos kaina yra maža, tai yra bandymas suklaidinti pirkėją, pigios lempos negali turėti tokios aukštos spalvos perteikimo;
  • šilumos pašalinimas. Būtina turėti aliuminio radiatorių ir jei vietoj aliuminio naudojamas plastikas, atsisakykite pirkti šią lempą, ji ilgai neišsilaikys;
  • darbo valandos. Paprastai gamintojai nurodo 30 000 darbo valandų, o tai iš tikrųjų yra vidurkis. Pati lempa po šio laikotarpio veiks ir toliau, tačiau jos ryškumas sumažės apie 30% – laikui bėgant kaitinant šviesos diodus sumažėja šviesos srauto intensyvumas.

Neabejoju, kad per ateinančius 5–10 metų LED lempos bus patobulintos – padidės liumenų skaičius vienam suvartojamam vatui, o išlaidos žymiai sumažės. Jie taps ne mažiau populiarūs, kaip kadaise buvo kaitinamosios lempos, tik pelningesni tiek paprastam vartotojui, tiek valstybei. Bet tam prireiks laiko …

Įvertinkite šį straipsnį
( Kol kas nėra įvertinimų )
Pridėti komentarų

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: