Característiques de les làmpades LED: temperatura de color, potència, llum i altres

Avantatges i desavantatges de les làmpades LED

Resumim i definim els avantatges i els inconvenients de les fonts de llum semiconductors. Els seus avantatges inclouen:

• Rècord d'alta eficiència energètica. La sortida de llum dels LED (la relació entre el flux lluminós generat i l'energia consumida), com vam descobrir, és gairebé un ordre de magnitud superior a la sortida de llum de les làmpades incandescents, que pot estalviar significativament en electricitat.
• Llarga vida útil. No he tocat aquest tema, però us interessarà saber que una làmpada LED durarà 20-30 vegades més que una làmpada Ilyich sense una disminució significativa del nivell de flux lluminós.I aquesta fiabilitat és un estalvi addicional, ja que les làmpades de díode s'hauran de canviar molt poques vegades.
• Funcionament en condicions dures. Els LED no tenen matràs ni espirals i, per tant, no tenen por de les vibracions i fins i tot els cops. Els il·luminadors de semiconductors es poden utilitzar en les condicions més severes i a temperatures ambient de -40 a +40 graus centígrads.
• Gairebé no s'escalfa. La temperatura màxima a la qual s'escalfa un potent llum LED no supera els 60 graus centígrads. Podeu utilitzar-lo en objectes perillosos d'incendi.
• Temperatura de color òptima. La gran majoria de làmpades LED, excepte les especials, creen un flux lluminós similar a la llum del dia. Amb aquesta il·luminació, els ulls es cansen menys i els colors dels objectes circumdants no es distorsionen.

Les làmpades LED tenen, malauradament, un inconvenient molt important: el seu cost encara és bastant elevat. Però això paga en part amb una llarga vida útil i un baix consum d'energia. A més, el desenvolupament de la tecnologia LED acaba de començar, la qual cosa significa que en un futur proper el preu de les fonts de llum LED definitivament disminuirà.

Ara ja coneixeu prou les làmpades LED i el seu flux lluminós per poder decidir: com i en quins casos les fonts de llum semiconductors són millors que les bombetes convencionals.

Anterior
LED Com triar una llanterna LED recarregable potent
Pròxim
Llums, aplicsElecció de llums de sostre LED Armstrong

Ús pràctic

El càlcul de la temperatura del color és necessari en totes les zones on s'utilitza generalment la il·luminació.Cadascun dels espectres té les seves pròpies característiques, avantatges i desavantatges, que s'utilitzen per garantir que una determinada font de llum compleixi millor la seva funció. Alguns exemples d'ús de fonts de llum amb diferents valors de paràmetres són els següents:

La il·luminació càlida i brillant amb una temperatura de 3000-4000 K permet veure bé no només els objectes, sinó també l'espai que els envolta, la qual cosa els fa còmodes d'utilitzar en condicions de visibilitat limitada o deficient. Exemples d'això són els llums antiboira i les llanternes per a la investigació submarina.
A les zones de treball s'utilitzen làmpades amb temperatura de color freda

Ajuden a concentrar l'atenció i no permeten relaxar-se. Aquesta il·luminació és especialment eficaç en hospitals, laboratoris, sales d'examen, fàbriques i instal·lacions industrials.

No obstant això, la seva exposició prolongada condueix a la refracció, de manera que per a les oficines es recomana utilitzar làmpades blanques més aviat neutres.
La il·luminació freda també és popular en el disseny de magatzems, aparadors, exposicions, museus i altres llocs on cal cridar l'atenció de la gent sobre alguna cosa. Ajuda a emfatitzar colors i contrastos, cridar l'atenció als detalls. Per això, també s'utilitza en cartells publicitaris i il·luminació d'emergència. A més, els colors de l'espectre fred donen frescor als objectes il·luminats, la qual cosa els fa beneficiosos per utilitzar-los als aparadors dels supermercats, per exemple, amb peix.
La temperatura de color neutre en el rang de 4500-5000 K és universal i adequada per a qualsevol tipus de tasca. No fatiga la vista, té el menor efecte sobre la reproducció del color i és apte per decorar tot tipus d'espais de treball, així com moltes sales d'estar.
També s'ha de mantenir un valor de temperatura de color estrictament definit en alguns altres casos no relacionats amb la comoditat humana, per exemple, quan es crea pel·lícula fotogràfica i en la impressió.

S'ha de prestar especial atenció a l'ús de làmpades amb diferents nivells de temperatura de color en el disseny de locals residencials. Per a aquests propòsits s'utilitzen fonts de colors de diferents tons:

• La càlida llum vermell-taronja de fins a 2700 K ajuda a crear un ambient càlid i acollidor. Us preparen per relaxar-vos a causa de la similitud amb la il·luminació natural del vespre. Aquesta llum també és la menys irritant per als ulls. És insubstituïble en el registre de dormitoris i sales de descans.
• La llum taronja amb una temperatura de 3000-3500 K s'adapta a la comunicació i crea un ambient agradable i animat. Sovint s'utilitza en el disseny d'interiors de llocs públics: restaurants, botigues, botigues, biblioteques, així com zones residencials com passadissos i sales d'estar.
• La llum blanca neutra, corresponent a un valor de temperatura de color de 3500-4000 K, millora la sensació de seguretat i crea certa comoditat, però no permet relaxar-te massa. Es pot utilitzar en el disseny de la cuina, el bany i gairebé qualsevol altre espai habitable.
• La llum freda amb temperatures de fins a 5000 K crea l'estat d'ànim per a la feina, augmenta la productivitat, aclareix els pensaments i ajuda a concentrar-se millor, i també neta l'habitació. S'utilitza per decorar llocs de treball, per exemple, en llums de taula per a un escriptori o en una oficina.

Segons la normativa, les fonts de llum amb una temperatura colorimètrica superior a 5300 K no s'han d'utilitzar en zones residencials. Això es deu al seu efecte nociu sobre els ulls quan romanen a l'interior durant massa temps. Per tant, un llum amb una temperatura de 6500 kelvins (la llum que passa a l'exterior en un dia clar d'estiu) serà útil per a procediments curts que requereixin una gran concentració d'atenció, però farà mal si s'instal·la al dormitori.

Convertir una làmpada incandescent en un LED: taula

Per exemple, comparem tres làmpades que donen un flux de llum de 250 lm. Aquesta configuració correspon a:

• làmpada incandescent de 20 W;
• fluorescent - amb una potència de 5-7 watts.

Aquesta intensitat d'il·luminació pot ser proporcionada per una làmpada LED amb una potència de només 2-3 watts.

A continuació es mostra una taula per convertir làmpades incandescents, fluorescents i LED per flux lluminós:

Els resultats de l'anàlisi comparativa anterior indiquen clarament els beneficis de les làmpades LED.

Avantatges i desavantatges de les làmpades LED

Els avantatges de les làmpades LED inclouen:

• Tota una vida. Les fonts de llum funcionen entre 50.000 i 100.000 hores sense interrupció.
• Consum econòmic d'energia. Els LED es classifiquen com a fonts de llum amb una eficiència 10 vegades superior a la dels seus homòlegs.
• Estabilitat tèrmica. Les làmpades LED són resistents als canvis atmosfèrics, no es deterioren amb un canvi brusc de temperatura.
• Respecte al medi ambient. Estan fets a partir de materials segurs que no perjudiquen la salut.

Contres de les làmpades LED:

• Preu. Els elements d'il·luminació són més cars que els seus homòlegs principals.
• La mida. Les làmpades d'alta potència són grans.Això no sempre és convenient per a habitacions amb una àrea petita.
• Controlador de LED. Per a un funcionament estable del sistema LED, necessiteu una font d'alimentació especial, que també té un cost elevat.

Un altre inconvenient és la dificultat de substituir els díodes en cas que es cremin. De vegades això no és possible.

El benefici més evident és l'estalvi energètic.

La diferència entre les làmpades LED i altres fonts de llum rau en la transformació de la llum en qualsevol ombra.

Percepció dels colors

La percepció del color de cada individu té les seves pròpies característiques. La percepció del color és l'efecte de la refracció de les ones de llum rebudes pel nervi òptic i processades pel centre visual del cervell. Cada persona té la seva pròpia percepció de les ombres. Com més gran es fa una persona, més es distorsiona la seva percepció del color. Les característiques de la psique de l'individu també afecten la seva percepció del color.

La percepció d'un color determinat pot ser distorsionada per la radiació solar. La calor de la llum també es caracteritza per la percepció individual i depèn de les característiques de l'organisme i de l'estat de la persona en el moment de la percepció.

escala de temperatura de color

D'una altra manera s'anomena indicador colorimètric. S'indica a l'embalatge de les làmpades. A partir d'aquests paràmetres, podeu determinar en quin rang la llum il·luminarà l'habitació. Per a una estada còmoda (perquè la llum no irriti els ulls), cal esbrinar amb antelació quin espectre és preferible per a cada habitació: càlid, neutre, fred.

De vegades no és possible trobar un llum amb la temperatura adequada. A continuació, podeu combinar els llums de la gamma freda i càlida.

Índex de reproducció cromàtica de làmpades LED

Mostra amb quina claritat els colors diferiran en un determinat espectre de radiació. Per exemple, al capvespre, els colors s'esvaeixen visualment i poden fusionar-se, mentre que el blau i el bordeus es poden percebre per la mateixa visió.

La taula mostra la proporció de fonts de llum amb la temperatura del color i l'índex de reproducció del color (mesurat de 0 a 100):

La gamma freda d'ones els permet dissipar-se encara més. Per a una il·luminació còmoda i una reproducció de color acceptable, l'índex no hauria de baixar de 80.

Quina llum és millor càlida o freda

Les làmpades LED, que s'utilitzen en il·luminació, es divideixen en fredes i càlides. L'estat psicològic i emocional dels residents de la casa depèn del tipus de color. Els llums LED de brillantor càlid són adequats per a la nit. Contribueixen a adormir-se ràpidament, relaxar-se, crear comoditat. Els tons freds són més naturals durant el dia. Tonifica, manté una persona en bona forma.

L'ús de colors freds i càlids en hores inadequades pot alterar el funcionament del cos.

És important recordar que la pantalla, les ombres i altres difusors també afecten la llum.

A més, a diferents edats, les persones perceben la il·luminació de manera diferent. Amb l'edat, hi ha una distorsió, que també s'ha de tenir en compte. Les característiques de la psique també afecten la percepció del color.

Responent a la pregunta, què és millor: color fred o càlid, la resposta serà una combinació de tons. És desitjable que també sigui possible controlar els accessoris d'il·luminació per separat.

Quina és la temperatura del color?

La temperatura del color és un fenomen físic. Caracteritza la intensitat de la radiació d'una font de llum i determina la composició de l'espectre visible. La temperatura del color no indica la calor que està el cos, sinó que només mostra com l'ull humà percep el flux de llum. Aquest indicador es mesura en Kelvin (K).

En termes simples, la temperatura del color és la ombra de llum emesa per una font. Zero Kelvin té un cos completament negre.

Si parlem de metall, els primers colors apareixen quan la temperatura supera els 500 °C: l'objecte es torna de color vermell fosc. Amb més escalfament, l'espectre de color canvia a taronja, després groc, després blanc i finalment blau.

Comparació de làmpades per factor de pulsació

Els LED superen totes les altres fonts d'il·luminació d'una altra manera. Estem parlant del parpelleig de les làmpades, que reflecteix el coeficient de ondulació (%). Aquesta és una de les característiques més importants de la font de llum, la magnitud de la qual determina la comoditat i la seguretat de la il·luminació. Com més petit sigui el factor ondulació, millor. Si supera el 5-10%, s'inicien processos negatius al cos: apareixen mals de cap al final del dia, fatiga, insomni.

El coeficient de pulsació de la il·luminació d'oficines i altres locals no residencials ha de complir amb les normes sanitàries establertes, i això està controlat pels organismes d'inspecció.A casa, nosaltres mateixos hem de vigilar la qualitat de la llum si la cura de la salut de la família és important per a nosaltres.

Taula 3. Factors de pulsació típics de llums domèstiques.

Com es pot veure a la taula 3, els LED poden pulsar menys. Però només aquells en el disseny dels quals s'instal·la una font d'alimentació d'alta qualitat. Alguns "gels" barats brillen perquè sigui clarament visible a l'ull. No podeu utilitzar aquests dispositius.

Però, encara que les pulsacions no es fixen visualment, això no vol dir que no existeixin. Potser l'ull no nota fluctuacions en el flux de llum, però al mateix temps superen la norma. Per establir la presència de pulsacions de baixa freqüència d'un nivell inacceptable, ajudarà un mesurador de llum amb la funció d'un mesurador de polsos RADEX LUPINE. Aquest dispositiu compleix amb GOST i proporciona una alta precisió de mesura.

Eficiència

Aquest paràmetre (eficiència) caracteritza l'eficiència de convertir l'energia elèctrica en llum. Com més alt sigui, menys pèrdua de calor. Les làmpades LED tenen la màxima eficiència: l'eficiència dels models d'alta qualitat arriba al 90%. El LED converteix l'energia en llum directament, amb una generació de calor mínima.

Les làmpades incandescents tenen l'eficiència més baixa - 4-5%. Durant el funcionament, s'escalfen molt, ja que converteixen més del 90% de l'energia consumida en calor. L'eficiència dels "halògens" és més alta - 15-20%. Per a aparells d'il·luminació fluorescent, aquest paràmetre depèn del tipus de bombeta. L'eficiència més baixa dels CFL en espiral és del 7-8%. L'eficiència del seu ús també es redueix a causa de la pèrdua de la major part de l'energia lluminosa que passa dins de l'espiral.Per tant, amb una sortida de llum més alta, la il·luminació creada per aquestes làmpades és la més baixa (vegeu).

Tria els teus llums amb el mesurador de llum multifuncional

L'única manera de comprovar la qualitat de la il·luminació és comprar un comptador de llum domèstic, com RADEX LUPIN. Mesura les característiques principals: la brillantor del llum, la il·luminació de la superfície i el factor d'ondulació. El mesurador de llum ajudarà a establir:

• si el fabricant ha indicat correctament els paràmetres del dispositiu d'il·luminació o del llum;
• si la il·luminació de les habitacions de l'apartament, l'oficina, les habitacions dels nens correspon a la norma;
• quina és la pulsació de la il·luminació a casa i lloc de treball.

És impossible determinar tot això sense un luxmetre-pulsòmetre. Amb aquest mesurador de llum, seleccionaràs les millors làmpades LED per a la teva llar, i serà una opció tècnicament sòlida. Els "gels" d'alta qualitat realment superen altres dispositius d'il·luminació en la majoria dels aspectes. No escalfen l'aire, no sobrecarreguen la vista i també t'ajuden a estalviar en la factura de la llum. I no cal canviar aquestes bombetes sovint: la seva vida útil és de més de 30.000 hores.

Així que què és millor

Molt sovint, la millor opció serà una combinació de llum freda i càlida, així com la possibilitat de controlar els accessoris d'il·luminació individualment per crear un determinat estat d'ànim a tota l'habitació o part d'ella.

Al vespre, podeu encendre llums incandescents, encendre una llar de foc per relaxar-vos i relaxar-vos en un ambient de llum càlida. I si de sobte voleu llegir un llibre, utilitzeu un llum a part que doni una llum més freda.

La il·luminació càlida s'adaptarà perfectament a un petit apartament decorat amb un estil vintage amb predomini de colors càlids a l'interior, mentre que la llum freda emfatitzarà favorablement les solucions de disseny modern en una habitació espaiosa amb colors brillants i parets clares.

Làmpada LED: disseny i característiques tècniques principals

Làmpada LED: una font de llum, la radiació de la qual es realitza mitjançant l'ús de diversos LED en el disseny, connectats en un circuit. A diferència d'altres tipus de làmpades, no utilitza filaments de tungstè, gasos diversos, mercuri i altres components perillosos per a la vida humana. És un dispositiu respectuós amb el medi ambient que no emet substàncies nocives durant el funcionament i la fallada. Segons els seus indicadors d'estalvi d'energia, és el més econòmic entre els anàlegs. Es pot utilitzar per il·luminar carrers, instal·lacions industrials o residencials i locals.

El disseny d'aquesta bombeta consta dels següents elements: un difusor, LEDs, una placa de circuit, un radiador, una font d'alimentació, una carcassa i una base. L'últim element pot tenir dues mides de cartutx: E14 (petit) i E27 (gran).

A l'hora de triar, us heu de guiar pels valors de les principals característiques:

• Flux lluminós, mesurat en lm (lúmens). La quantitat de llum que s'estén en totes direccions des d'una font de llum.
• Potència, unitat W. La quantitat d'energia consumida per unitat de temps.
• Temperatura de color brillant, unitat K. Determina el color del flux de llum procedent de la font de radiació. Les làmpades incandescents són majoritàriament de 3000K, això és un to "càlid i groguenc".Les fonts de llum LED són diferents, de 3000K a 6500K (color "fred", amb una lleugera barreja de blau).
• Sortida de llum, mesurada en lm/W. Una característica que determina l'eficiència i l'economia d'una font de llum. Per a productes de diferents fabricants, és, per descomptat, diferent.
• Temperatura de calefacció, unitat °C. Indica la temperatura de funcionament per escalfar la superfície de vidre del llum.
• Vida útil, mesurada en hores. Determina la vida útil màxima en condicions òptimes i declarades pel fabricant.
• Índex de reproducció cromàtica, CRI. Mesurat de 0 a 100 punts. Per a una percepció humana òptima de la reproducció del color des d'una font de llum, com més punts, més alt. Un valor de 80 CRI es considera normal.

Aquest tipus de bombetes d'estalvi d'energia es poden produir en dos tipus: estàndard (en forma de pera) i en forma de "blat de moro". Aquest factor s'ha de tenir en compte a l'hora de substituir la font de llum a la lluminària. No es recomana aquest últim tipus, ja que en aquest disseny els LED es troben a l'exterior.

Principi de funcionament i característiques principals

La producció de làmpades LED es pot dividir en tres etapes:

• fer créixer un cristall mitjançant el mètode de l'epitaxia organometàl·lica;
• creació d'un xip mitjançant processament pla de pel·lícules;
• classificació de xips mitjançant binning;
• muntatge de totes les parts del LED.

El principi de funcionament del llum LED

El principi de funcionament d'un LED es pot descriure com la interacció de dos semiconductors de càrrega oposada que creen una unió p-n (contacte d'electrons).En el procés d'intercanvi mutu d'electrons, es crea radiació lumínica al seu límit.

Les principals característiques que permeten avaluar la qualitat del llum LED:

• potència (mesura quantitativa de l'electricitat consumida);
• temperatura de color (el color de la llum emesa per l'element);
• flux lluminós (la quantitat de llum produïda).

L'elecció de llums per a la llar i l'oficina

L'alta durabilitat i el funcionament senzill de les làmpades LED les fan indispensables a la vida quotidiana. Però cal abordar l'elecció d'aquesta làmpada amb reflexió i consciència.

De la comoditat d'estar tant en un local laboral com residencial depèn de la temperatura del color Llums LED amb què s'encenen. Quins llums és millor triar per a la llar i quins per a l'oficina? La diferència en el tipus d'il·luminació es pot veure a la taula de temperatures de la llum. I en funció d'això, tria la llum més còmoda en determinades habitacions.

On són adequats els llums LED per a la llar?

• Il·luminació de la cuina. Llum càlida per a un àpat tranquil, o llum fresca per als entusiastes de la cuina. La tira LED és una solució excel·lent per decorar la zona de treball de la cuina.
• Llum al passadís. Sens dubte, fred. Es mobilitza i s'adapta a l'estat d'ànim de treball.
• Il·luminació freda o càlida al bany, com vulguis.
• Llum càlida al dormitori.

La principal diferència entre l'oficina i la llar és la necessitat d'ajustar la psique a un estat d'ànim de treball. Això es veu facilitat per l'augment de la brillantor i la il·luminació blanca freda. Si la llum és semblant a la llum natural del dia, és la que menys es cansa. La majoria de la gent experimenta un augment del rendiment amb llum brillant, que allunya la somnolència i augmenta la productivitat.A més, l'ús d'aquestes làmpades redueix el cost de l'electricitat, respectivament, es redueixen els costos addicionals mensuals del negoci.

Sortida de llum de llums LED

No vaig incloure aquesta característica tècnica important a la llista general i la vaig deixar deliberadament al final, en primer lloc, perquè no s'aplica a cada llum concreta, sinó a tota la classe. I, en segon lloc, després d'haver tractat amb la sortida de llum, podeu entendre l'efectivitat d'aquest o aquell tipus d'aparells d'il·luminació. La sortida de llum és la relació entre el flux lluminós i el consum d'energia d'una lluminària i es denota com lm/W. Aquest paràmetre mostra literalment amb quina eficàcia el dispositiu converteix l'energia elèctrica en llum.

Pel que fa a les fonts de llum LED, avui ho són La sortida de llum és de 60-120 lm/W, i a mesura que millora la tecnologia, aquesta xifra continua creixent. Suposem que el nombre de lúmens per a un LED d'1 watt és de 100. És molt o poc? Mireu la taula de comparació:

Comparatiu taula d'eficiència energètica de llums de diferents tipus

Com podeu veure a la tauleta, molt conegut per vosaltres làmpada fluorescent compacta ("estalvi d'energia"), per exemple, amb la mateixa potència brillarà gairebé 2 vegades més feble que el seu homòleg semiconductors. És vergonyós parlar d'una làmpada incandescent. 8 de cada 10 watts que un dispositiu LED convertiria en un flux lluminós, la làmpada d'Ilitx es converteix en calor.L'eficiència d'una làmpada de díode a causa de la sortida de llum és, amb diferència, la més alta.

Però tornem als nostres LED. És possible triar aquestes làmpades no pel flux lluminós, sinó pel consum d'energia? Com que saps quants lúmens produeix un LED amb un watt d'electricitat, ho entens: és clar que pots. Per obtenir el flux lluminós, n'hi ha prou amb multiplicar la potència de la làmpada per 80. Per descomptat, no obtindreu la xifra exacta, ja que la sortida de llum real depèn de molts factors, com ara la tecnologia de producció, els materials, el tipus i nombre de LEDs utilitzats. Però el resultat obtingut és bastant adequat per a ús domèstic.

No oblidis! El factor 80 per calcular el flux lluminós generat per consum d'energia només és adequat per a làmpades LED. Per a tots els altres tipus d'aparells d'il·luminació, serà diferent.

Per a aquells a qui no els agrada multiplicar-se, donaré una taula de la dependència del flux lluminós de la potència de la làmpada per a dispositius de diversos tipus: