LED-valgustus on praegu kõige populaarsem valgustustehnoloogia. Peaaegu kõik on tuttavad LED-valgustite paljude eelistega, eriti sellega, et need on energiasäästlikumad ja kestavad kauem kui traditsioonilised valgustid. Enamikul inimestel pole aga LED-valgustuse aluseks oleva tehnoloogia kohta palju teadmisi. Selles postituses vaatleme, kuidas LED-valgustustehnoloogia aluseks on, et mõista, kuidas LED-tuled töötavad ja kus kõik need eelised on tekkinud.
1. peatükk: Mis on LED-id ja kuidas need töötavad?
Esimene samm LED-valgustustehnoloogia mõistmiseks on mõista, mis on LED-id. LED tähistab valgusdioode. Need dioodid on oma olemuselt pooljuhid, mis tähendab, et nad suudavad juhtida elektrivoolu. Kui valgusdioodile rakendatakse elektrivoolu, vabaneb energia footonite kujul (valgusenergia).
Tulenevalt asjaolust, et LED-valgustid kasutavad valguse tootmiseks pooljuhtdioodi, nimetatakse neid pooljuhtvalgustiteks. Teiste tahkisvalgustite hulka kuuluvad orgaanilised valgusdioodid ja polümeervalgusdioodid, mis kasutavad samuti pooljuhtdioodi.
2. peatükk: LED-valguse värvus ja värvitemperatuur
Enamik LED-lampe toodab valget valgust. Valge valgus liigitatakse erinevatesse kategooriatesse sõltuvalt iga valgusti soojusest või jahedusest (seega ka värvitemperatuurist). Need värvitemperatuuri klassifikatsioonid hõlmavad järgmist:
Soe valge – 2700–3000 kelvinit
Neutraalne valge – 3000 kuni 4000 kelvinit
Puhas valge – 4000 kuni 5000 kelvinit
Valge päev – 5000 kuni 6000 kelvinit
Cool White – 7000 kuni 7500 kelvinit
Soojas valges on LED-ide toodetud värv kollase tooniga, mis sarnaneb hõõglampide omaga. Värvustemperatuuri tõustes muutub valgus valgemaks, kuni saavutab päevavalge värvuse, mis on sarnane loomulikule valgusele (päevane päikesevalgus). Värvustemperatuuri tõustes muutub valguskiir sinakaks.
Üks asi, mida peaksite valgusdioodide puhul siiski meeles pidama, on see, et need ei tekita valget valgust. Dioodid on saadaval kolmes põhivärvis: punane, roheline ja sinine. Valge värv, mida leidub enamikus LED-seadmetes, saadakse nende kolme põhivärvi segamisel. Põhimõtteliselt hõlmab värvide segamine LED-ides kahe või enama dioodi erineva valguse lainepikkuste kombineerimist. Seetõttu on värvide segamise abil võimalik saavutada mis tahes seitsmest nähtava valguse spektris leiduvast värvist (vikerkaarevärvid), mis annavad valge värvi, kui need kõik kombineerida.
3. peatükk: LED ja energiatõhusus
LED-valgustustehnoloogia üks oluline aspekt on nende energiatõhusus. Nagu juba mainitud, teavad peaaegu kõik, et LED-id on energiasäästlikud. Paljud inimesed ei saa aga aru, kuidas energiatõhusus tekib.
Asi, mis muudab LED-i teistest valgustustehnoloogiatest energiasäästlikumaks, on asjaolu, et LED-id muundavad peaaegu kogu sisendvõimsuse (95%) valgusenergiaks. Lisaks ei kiirga LED-id infrapunakiirgust (nähtamatut valgust), mida hallatakse igas valgustites olevate dioodide värvide lainepikkuste segamisega, et saavutada ainult valge värvi lainepikkus.
Teisest küljest muudab tüüpiline hõõglamp valguseks vaid väikese osa (umbes 5%) tarbitud võimsusest, ülejäänu läheb raisku kuumuse (umbes 14%) ja infrapunakiirguse (umbes 85%) kaudu. Seetõttu on traditsiooniliste valgustustehnoloogiate puhul piisava heleduse tekitamiseks vaja palju võimsust, kusjuures LED-id vajavad sarnase või suurema heleduse tekitamiseks oluliselt vähem energiat.
4. peatükk: LED-seadmete valgusvoog
Kui olete varem ostnud hõõg- või luminofoorlampe, on teile võimsusega tuttav. Pikka aega oli vatt aktsepteeritud viis armatuuri tekitatud valguse mõõtmiseks. Kuid pärast LED-ide tulemist on see muutunud. LED-ide poolt toodetud valgust mõõdetakse valgusvoos, mis on defineeritud kui valgusallika poolt igas suunas kiiratav energia hulk. Valgusvoo mõõtühik on luumenid.
Heleduse mõõtmise muutmise põhjus võimsuselt heledusele on tingitud asjaolust, et LED-id on väikese võimsusega seadmed. Seetõttu on mõttekam määrata heledust, kasutades väljundvõimsuse asemel valgusväljundit. Lisaks on erinevatel LED-valgustitel erinev valgustugevus (võime muuta elektrivoolu valgusväljundiks). Seetõttu võib valgustitel, mis tarbivad sama palju energiat, olla väga erinev valgustugevus.
5. peatükk: LEDid ja soojus
Levinud eksiarvamus LED-valgustite kohta on see, et need ei tooda soojust, kuna need on puudutamisel jahedad. See aga ei vasta tõele. Nagu eespool juba mainitud, muundatakse väike osa valgusdioodidesse söödetud võimsusest soojusenergiaks.
Põhjus, miks LED-valgustid on katsudes lahedad, on see, et soojusenergiaks muundatud väike osa energiast ei ole liiga palju. Lisaks on LED-valgustid koos jahutusradiaatoritega, mis seda soojust hajutavad, mis hoiab ära valgusdioodide ja LED-seadmete elektriahelate ülekuumenemise.
6. peatükk: LED-valgustite eluiga
Lisaks energiatõhususele on LED-valgustid kuulsad ka oma energiatõhususe poolest. Mõned LED-valgustid võivad kesta 50 000 kuni 70 000 tundi, mis on umbes 5 korda (või isegi rohkem) kauem võrreldes mõne hõõglambi ja fluorestseeruva valgustiga. Niisiis, mis muudab LED-tuled kauem vastu kui muud tüüpi valgustid?
Noh, üks põhjusi on seotud asjaoluga, et LED on pooljuhtvalgustid, samas kui hõõglambid ja luminofoorlambid kasutavad valguse kiirgamiseks elektrilisi hõõgniite, plasmat või gaasi. Elektrilised hõõgniidid põlevad pärast lühikest aega kuumuse lagunemise tõttu kergesti läbi, samas kui plasma või gaasi sisaldavad klaaskestad on löögi, vibratsiooni või kukkumise tõttu väga vastuvõtlikud kahjustustele. Need valgustid ei ole seega vastupidavad ja isegi kui nad peavad vastu piisavalt kaua, on nende eluiga võrreldes LED-idega oluliselt lühem.
Üks asi, mida LED-ide ja eluea kohta tähele panna, on see, et need ei põle nagu luminofoor- või hõõglambid (kui dioodid üle ei kuumene). Selle asemel halveneb LED-valgustite valgusvoog aja jooksul järk-järgult, kuni see jõuab 70% -ni algsest valgusvõimsusest.
Sel hetkel (mida nimetatakse L70-ks) muutub valguse halvenemine inimsilmale märgatavaks ja lagunemiskiirus suureneb, muutes LED-seadmete jätkuva kasutamise ebapraktiliseks. Seega loetakse, et kinnitusdetailid on praegusel hetkel jõudnud oma eluea lõppu.
Postitusaeg: 27. mai-2021