Energibesparende LED-pærer

Indholdet af artiklen

• Historie om LED-lamper
• Sådan fungerer LED-lampen
• Fordele og ulemper ved energibesparende LED-pærer
• Sådan vælges en LED-lampe til dit hjem

I denne artikel: Historik om lysdioder LED-lampe – enhed; egenskaber ved LED-lampe; fabrikanter og priser; vælge en energibesparende lampe til hjemmet.

Hvilken slags belysning skal vi have i vores hjem? På denne score er der to meninger: husholdninger – lyset skal være behageligt og ikke hårdt; landets ledere – belysning af huse bør forbruge så lidt elektricitet som muligt. Den ubønhørlige stigning i priserne for energibærere forstås lidt af den gennemsnitlige mand på gaden, han er mere interesseret i spørgsmålet “hvorfor disse samme energibesparende lamper er så dyre”. Denne artikel vil i detaljer undersøge energibesparende LED-lamper, som i en meget nær fremtid uanset den gennemsnitlige forbrugers ønske eller modvilje vil belyse vores hjem. Lad os se, om de er så gode, som de er beskrevet.?

Historie om LED-lamper

Det hele startede tilbage i 1907, da den engelske ingeniør Henry Round, der slukker for belysningen på laboratoriet, ved et uheld bemærkede en glød omkring en diodekontakt under spænding. Han besluttede, at glødet var forårsaget af en eller anden fejl i beregningerne og ikke var særlig opmærksom på dette, skønt han bemærkede dette i rapporten..

Oleg Vladimirovich Losev

16 år efter denne begivenhed begyndte den sovjetiske fysiker Oleg Vladimirovich Losev at undersøge en mærkelig glød, der forekommer ved lodningspunktet for kontakterne i en siliciumkarbid (carborundum) diode. Losev har aldrig fundet ud af glødets art og bemærkede, at der ikke var nogen opvarmning til høje temperaturer – årsagen til glødet var skjult i en slags elektronisk proces, ukendt for videnskaben i disse år. Resultaterne af Losevs undersøgelser af diodes glød blev oversat til flere sprog og offentliggjort i en række videnskabelige tidsskrifter, men vakt ikke meget interesse. I begyndelsen af ​​det 20. århundrede blev kendte lamper med glødetråd betragtet som ganske tilstrækkelige og uerstattelige – det var ikke nødvendigt at opfinde noget nyt.

Vedvarende interesse for glød af dioder opstod i anden halvdel af forrige århundrede, da den amerikanske ingeniør Rubin Brownstein annoncerede sin opdagelse – dioder lavet af galliumarsenid (GaAs) udsender infrarøde stråler, når de er drevet. Ifølge ingeniøren blev nøjagtigt den samme stråling observeret af ham i dioder fremstillet af indiumphosphid (InP), galliumantimonid (GaSb) og bestående af en silicium-germaniumlegering..

Den første infrarøde diode blev patenteret i 1961 af de amerikanske forskere Gary Pitman og Robert Byard. Men det var umuligt at bruge sådanne dioder til at belyse lokaler, fordi infrarøde stråler er uden for spektret synlige for det menneskelige øje.

Den amerikanske forsker og opfinder Nick Holonyak

Skaberen af ​​den fulde LED var Nick Holonyak Jr., der i 1962 skabte en fuldgyldig LED-lys, der udsendte synligt rødt lys. Det er Holonyak, der betragtes som “far” til LED-lamper. 10 år senere skabte hans studerende George Craford den første LED, der udsender gult lys, og øgede også lysstyrken på røde og orange-røde lysdioder ti gange..

De nye lyskilder var imidlertid ikke i særlig kommerciel efterspørgsel – selvfølgelig, fordi udgifterne til en LED på det tidspunkt var $ 200. Den første kommercielt vellykkede produktion af LED’er i 1968 blev etableret af det amerikanske firma “Monsanto”, der specialiserede sig i kemiske produkter, dette var LED’er fra legeringer af galliumarsenid og indiumphosphid. Det var Monsanto, der gjorde LED’er populære og udbredte inden for elektroniske regnemaskiner og digitale ure – fra 1968 til 1970 solgte LED-monopolet dobbelt så mange produkter som i hver foregående måned. Indførelsen af ​​LED’er i elektronik skyldes Hewlett-Packard, som var den første til at sætte pris på værdien af ​​LED’er til elektriske apparater og aktivt købte dem fra Monsanto..

I 1970 sluttede Monsantos monopol på LED-markedet – ved hjælp af halvlederchips fra Dr. Jean Ernie, lancerede det amerikanske firma Fairchild Semiconductor produktionen af ​​billige LED’er til en værdi af fem cent hver..

I årtier er LED’er blevet brugt aktivt i forbruger- og industrielektronik, men ikke til indendørs belysning. Ideen om at skabe fulde LED-lamper, der kan belyse vores hjem bedre end nogen “Ilyich-lamper”, kom fra Shuji Nakamura, der arbejdede for det japanske firma “Nichia Corporation” – det var under hans ledelse, at virksomhedens ingeniører oprettede den første blå lysstyrke med høj lysstyrke i 1993.

Den første LED, der udsender skarpt hvidt lys, blev skabt for ikke så længe siden – i 1997 blev det skabt af den amerikanske ingeniør Fred Schubert.

I dag findes der allerede energibesparende LED-lamper, men de forbedres stadig, fordi de første lysdioder, hvis lysintensitet blev lige og efterfølgende overskred glødelampernes lysstyrke, dukkede først i begyndelsen af ​​det 21. århundrede..

Sådan fungerer LED-lampen

Enheden til enhver moderne LED-lampe er som følger:

• grundlag. Et standardelement i enhver lampe, designet til at skrues ind i lampeholderen;
• ballaststarter (driver) lukket i et plastikhus med ventilationshuller. Konverterer vekselstrøm til jævnstrøm, indeholder mere kraftfulde kondensatorer end i lysstofrørets ballastkredsløb. Årsagen er som følger – varmen, der genereres af dioderne i LED-lamper, er ikke rettet udad, men inde i dens krop kræves derfor ventilationshuller i ballastlegemet. Levetiden for enhver LED-lampe er relateret til antallet af ventilationshuller i kabinettet og pålideligheden af ​​kondensatorerne såvel som fra zenerdioder, der udligner spændingen i tilfælde af spændingsfald;
• aluminium radiator. Dets fremspringende ribber er placeret langs og i en spiral, hvilket forbedrer varmeafledningen;
• det bord, hvorpå lysdioderne er installeret. Lavet af aluminium på den side, der vender mod radiatoren, påføres termisk pasta, der fjerner varme – 90% af varmestrålingen fra lysdioderne falder på aluminiumskortet, hvori de er installeret;
• Lysdioder, i antal fra 5, giver total lampeeffekt. Den lysstrøm, der genereres af dem, afhænger af LED’ernes kvalitet;
• lys diffusor monteret på en indvendig aluminiumsring. Den er lavet af matplast og bruges til ensartet spredning af lysstrålen fra LED’er. Praktisk set ikke opvarmet.

Hovedelementerne i en LED-lampe er LED’er – halvlederenheder, der konverterer elektrisk strøm til lysstråling. Enhver LED består af et ikke-ledende underlag, hvorpå der er lagt en halvlederkrystall – begge disse elementer er lukket i en pakke med kontaktledninger på den ene side og en plastiklinse på den anden side. Den frie plads mellem linsen og krystallen er fyldt med farveløs silikone, LED-strukturen er fastgjort på en aluminiumsbase, der fjerner varme og gør LED’et mere stiv.

Hvorfor lyser LED’en? Glødens hemmelighed ligger i rekombinationen af ​​elektroner mellem to halvlederkontakter med forskellig konduktivitet. Halvlederkrystallen på de steder, hvor kontakterne fjernes, er doteret med en acceptor-urenhed, der indeholder et utilstrækkeligt antal elektroner på den ene side og donor, hvor elektroner er rigelige på den anden side. Når der tilføres strøm, rekombineres elektronerne, og den resulterende overskydende energi omdannes til synligt lys. Ved første øjekast ser det ud til, at jo højere strømmen er, desto mere intens vil LED’en lyse. Det er rigtigt, intensiteten af ​​lysenergien vil være højere, men på samme tid på grund af modstanden i halvlederen vil opvarmningen af ​​dioden stige kraftigt, hvilket vil få kontakterne til at smelte eller halvlederen brænder ud.

Fordele og ulemper ved energibesparende LED-pærer

LED-lamper, der findes i dag, har både fordele og ulemper – deres udvikling til en fuldgyldig lyskilde i vores hjem er endnu ikke afsluttet..

Positive egenskaber:

• den mindste i sammenligning med andre typer huslygter er elforbruget 8-10 gange mindre end det for lamper med glødetråd;
• høj lyseffektivitet, ca. 120 lumen for hver energi energi, der bruges. Til sammenligning er lyseffektiviteten af ​​”Ilyich-lamper” fra 10 til 24 lumen pr. Watt, for lysstofrør – fra 60 til 100 lumen pr. Watt;
• den højeste i sammenligning med andre belysningslamper, levetid på ca. 50.000 timer underlagt den høje kvalitet af konstruktionen af ​​selve LED-lampen og brugen af ​​materialer af høj kvalitet til dens fremstilling;
• opnåelse af forskellige egenskaber ved spektret uden brug af lysfiltre, dvs. analogt med glødelamper;
• styrke og sikkerhed for brugerne. LED-lampen går ikke i stykker eller bliver beskadiget, hvis den tabes ved et uheld, dvs. glasskår, der er typisk for en lignende situation med enhver anden lampe, vil det ikke være. Dets elementer indeholder ingen farlige bestanddele af kemisk oprindelse, som for eksempel findes i lysstofrør;
• afhænger ikke af antallet af til og fra, for andre lamper påvirker antallet af til / fra alvorligt levetiden;
• sikker i drift – ingen høj spænding er påkrævet, den højeste temperatur på LED og det omgivende anker må ikke overstige 60 ° С.

Negative karakteristika:

• høj pris. Omkostningerne til LED-lamper i dag overstiger omkostningerne til lysstofrør med lignende strøm med 8-10 gange. At sænke detailpriserne uden at miste kvalitet er den største udfordring for fabrikanter af LED-lamper;
• behovet for en køleplade. Dimensionerne på LED’erne er for små og ikke tilstrækkelige til uafhængigt at sprede den varme, der genereres af dem under drift – jo kraftigere LED-lampe, desto større er størrelsen og arealet på den radiator, den har brug for. Følgelig påvirker den imponerende størrelse af aluminiumsradiator lampens omkostninger, derudover vil det være vanskeligt eller umuligt at installere en kraftig LED-lampe i almindelige lamper – den passer ikke i dem;
• i fravær af en kondensator, der udjævner lysstrømmen af ​​lysdioder, observeres en mærkbar lysring
• ved konstruktion af en lampe, der er baseret på billige LED’er, falder dens lysudgang til højst 100 lm / W og bliver lig med lysstofrør, dvs. en vigtig fordel ved LED-lampen går tabt;
• lysspektret, der genereres af LED’er, er monokrom og adskiller sig markant fra naturligt sollys. For at blødgøre monokrom lysstråling kræves en speciel sammensætning af fosfor;
• den genererede lysstrøm er snævert rettet og kræver installation af flere multidirektionslamper eller en lysdiffusor, men anvendelsen af ​​sidstnævnte reducerer lysintensiteten markant.

Sådan vælges en LED-lampe til dit hjem

I hardwareforretninger i Rusland er energibesparende LED-lamper ikke så udbredt som lysstofrør – de er dyrere, derfor er de i mindre efterspørgsel. De største producenter af LED-lamper: American General Electric, tyske Osram, Bioledex og BLV licht, hollandske Philips, indiske Sylvania, russiske Optogan – prisen på deres produkter varierer fra 600 til 3.000 rubler … til en lampe.

Ud over velkendte mærker findes der ofte billige LED-lamper fra kinesiske og små indenlandske producenter i butikkerne – efter min mening bør du ikke købe deres produkter, fordi de lave omkostninger skyldes sandsynligvis besparelser på komponenter, hvilket betyder, at sådanne lamper ikke vil vare længe.

Og nu om kriterierne for valg af LED-lamper:

• lampe magt. En glødelampe på 100 W svarer til en 12-15 W LED-lampe, og den lysende strøm af en 15 W LED-lampe vil være lidt mere intens end den for en 100 W Ilyich-lampe;
• let temperatur. Temperaturen på lyset i Kelvin vil blive anvendt på emballagen eller lampekroppen, sollyset, vi er vant til, har en temperatur på 2 700 – 3 000 K. Temperaturen i lyset på lamperne i Kelvin skylder sin oprindelse til farven på metalstangen, der er opvarmet i ovnen – op til 3 000 K, den er gul-hvid , bliver mere og mere hvid med stigende temperatur. Lamper, der udsender lys ved en temperatur, der er højere end 3000 K, er lysere, men deres lys er vanskeligt at tolerere og er kun passende i kontorlokaler;
• lysvinkel. Hvis alle lysdioder i lampen er placeret i det samme plan, vil belysningens art være fokal, snævert rettet – hver LED udsender en styret lysstrøm. Til lysdiffusion og effektiv belysning af rummet vil det være praktisk, hvis LED’erne er placeret på flere plan, og selve lampen er udstyret med lysdiffusionslinser, belagt indefra med en fosfor;
• farve gengivelsesforhold. Dets værdi skal angives på lampeemballagen, for LED’er er koefficienten normalt fra 70 til 95 – jo højere værdien, der er angivet på emballagen, jo bedre lyser LED-lampen og vice versa. Hvis farve gengivelsesindekset på 95 er angivet på emballagen, og omkostningerne ved selve lampen er lave, er dette et forsøg på at narre køberen, billige lamper kan ikke have en så høj farvegengivelse;
• fjernelse af varme. Tilstedeværelsen af ​​en aluminiumsradiator er påkrævet, og hvis plast anvendes i stedet for aluminium, skal du nægte at købe denne lampe, vil den ikke vare længe;
• Arbejdstimer. Producenter citerer typisk 30.000 arbejdstimer, hvilket faktisk er et gennemsnit. Selve lampen efter denne periode vil fortsætte med at fungere, men dens lysstyrke falder med ca. 30% – opvarmning af lysdioderne over tid reducerer intensiteten af ​​lysstrømmen.

Jeg er ikke i tvivl om, at LED-lamper i de næste 5-10 år vil blive forbedret – antallet af lumen pr. Forbrugt watt vil stige, og omkostningerne vil falde markant. De bliver ikke mindre populære, som glødelamper engang var, kun mere rentable både for den gennemsnitlige forbruger og for staten. Men det vil tage tid …

Lignende poster:

1. Charlotte med pærer – opskrift med fotos trin for trin. Sådan koges pære charlotte i en ovn eller langsom komfur Charlotte med pærer er en lækker opskrift, der trin for trin guider dig gennem forberedelserne og kogningen af denne sødme. Denne opskrift gør det muligt både i ovnen og på...
2. Energibesparende lampe er gået i stykker – hvad skal jeg gøre Energibesparende lamper er et smukt og effektivt supplement til ethvert hjem. Men hvad nu hvis det går i stykker? Der er ingen grund til bekymring - her er nogle hurtige...
3. Energibesparende teknologier til hjemmet – lift-og-skydedøre Lift-og-skydedøre er energibesparende teknologier, der gør det nemt at få adgang til hjemmet, mens det forhindrer varmetab, øger indeklimaet og sikrer, at der ikke kommer uønskede elementer ind. Med innovative...
4. Energieffektive vinduer og energibesparende glas Energieffektive vinduer og energibesparende glas gør det nemt at reducere varmeudgifterne i hjemmet. Tilbyder energibesparelser op til 40%, ultra-lyddæmpende, er de parametererede for at reducere UV-stråling og designer antioxidante lag...

Læs mere  Hjem og familie varmeovne - valget mellem en blandt mange