Московская область, г. Красногорск, ул. Строительная, д.6 +7 495 729 44 46

Особенности работы LED

Дата: 15.09.2016, Теги: | | |

Как работают светодиодные лампы? И почему они считаются самым идеальным вариантом для дома и офиса с точки зрения соотношения «эффективность + экономическая выгода»? Чтобы ответить на эти вопросы, придется немного углубиться в физику.

Светоизлучающий диод (light emitting diode) – это полупроводниковый источник света. Ток, проходящий по нему, заставляет соединение химических элементов светодиода – полупроводников – излучать видимый глазу человека свет. Или невидимый, если речь идет об инфракрасном излучении. Немного о светодиодах и их химическом составе мы говорили в статье «Кто придумал LED: история одного открытия».

Image-0013

Вообще диод как физико-химическая штуковина, весьма полезная в хозяйстве, работает так: он хорошо пропускает через себя ток в одном направлении и плохо – в другом. Диоды широко применяются для защиты электрических приборов от колебаний тока в сети или высокого напряжения. При чем же тут свет и эффективность, спросите вы?

Дело в том, что свечение диода, например, из кремния, требует крайне малых затрат электроэнергии при весьма значительном КПД (коэффициенте полезного действия). Светодиод, излучая свет, пропускает через себя ток, но не затрачивает его на какие-либо другие действия. Для сравнения: лампа накаливания светится благодаря нагреву вольфрамовой нити. По сути, она представляет собой обогреватель с функцией свечения, заключенный в стеклянную колбу. Около 90 % энергии идет на то, чтобы нагреть нить накала до нужного состояния, а оставшиеся 10 % превращаются в видимый свет. Не вполне честная отработка ресурсов, не так ли?

LED

Для конца XIX и почти половины XX века такое соотношение было относительно приемлемым. Ламп использовалось не так уж и много, население Земли было не столь многочисленным как сейчас. Но в XXI веке, когда ресурсы, особенно невосполнимые, стали цениться больше, а технологии при этом позволяют применять максимально эффективную технику, использовать лампы накаливания для освещения сродни преступлению против самих себя и будущих поколений.

Однако вернемся к принципу действия светодиодов.

В LED электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение. Это основное преимущество источников света на базе светодиодов: они выполняет исключительно свою непосредственную функцию.

led-asd

Современный светодиод в разрезе выглядит так: в корпусе с контактами-выводами и оптической системой находится полупроводниковый кристалл. Он лежит на специальной подложке, которая не проводит электричество. Оптическая система – это чаще всего пластиковая линза со слоем прозрачного силикона под ней или без него. В качестве основы обычно выступает алюминий или термический пластик: эти материалы отводят от светодиода тепло. К слову, тепла LED вырабатывает очень немного в процессе работы, но отвод его необходим, так как сам диод «не любит» избыточного тепла. Это весьма любопытный факт, так как светодиодные лампы могут работать при высоких и низких температурах с одинаковой эффективностью (от -50 до +50 ° С).

037

Люминесценция, или свечение, в полупроводниковом кристалле возникает в области p-n-перехода. Эта область есть ничто иное как контакт двух полупроводников с различными типами проводимости.

В зависимости от материалов, из которых изготовлены полупроводники, свет может быть интенсивнее или слабее. Сегодня светоизлучающие диоды производятся из неорганических материалов – галлия, индия, карбида кремния, селенида цинка и др.

Эффективность светодиодов и осветительных приборов на их основе подтверждены многими исследованиями и заложены в государственные программы по энергоэффективности.
Автор: Ольга Суковицына