Lampa LED

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Lampa diodowa z trzonkiem GU10, zbudowana na diodach SMD.
Lampa LED SMD ze standardowym wejściem halogenowym G4 niskiego napięcia.
Listwowy moduł led[1]
Lampa diodowa z gwintem Edisona E27 (27 mm), w kształcie przypominająca żarówkę tradycyjną z ośmioma pionowymi włóknami pokrytymi luminoforem typu LED COB

Lampa LED – (nieprawidłowo zwana "żarówką LED") - źródło światła oparte na diodach elektroluminescencyjnych (LED), umieszczone w obudowie pozwalającej zastosować je w oprawie oświetleniowej przeznaczonej dla żarówek.

Źródłem światła w lampach LED jest biała dioda elektroluminescencyjna, która składa się z zwykle z dwóch zasadniczych elementów: niebieskiej diody elektroluminescencyjnej i luminoforu. Niebieska dioda elektroluminescencyjna emituje światło o długości fali około 450 nm. Światło niebieskie pobudza do świecenia luminofor umieszczony w obudowie diody. Luminofor, np. YAG:Ce, emituje światło żółtozielone, które zmieszane ze światłem niebieskim diody daje światło białe. W zależności od rodzaju luminoforu, można uzyskać biały kolor o różnej temperaturze barwnej. W 2014 ogłoszono skonstruowanie białej LED o wydajności 303 lumenów na wat mocy elektrycznej zasilającej lampę jest to znacznie więcej niż osiągane przeciętnie 84 lm/W w lampach będących w oferciehandlowej[2]. Dodatkowo sprawność układu obniża zasilacz, którego sprawność nie przekracza 95%.

Proste konstrukcje, służące głównie jako kontrolki przeznaczone do zastępowania miniaturowych żaróweczek w tablicach synoptycznych lub samochodowych tablicach rozdzielczych, zawierają tylko diodę świecącą w dowolnym kolorze oraz opornik i pracują przy napięciach 6–24 V.

Lampy diodowe służące do oświetlania mają cokół, np. E14 lub E27, który pozwala umieścić je w oprawie dla żarówek 230 V, ale też znormalizowane przyłącza bagnetowe albo igiełkowe. Niskie napięcie konieczne do zasilania diod świecących białych lub ciepłych białych (Warm White) jest w nich wytwarzane za pomocą przetwornicy impulsowej. W lampach LED stosuje się zarówno diody klasyczne (okrągłe, coraz rzadziej) jak i nowoczesne diody montowane powierzchniowo (SMD) o szerszym kącie świecenia oraz większej trwałości.

Zalety[edytuj]

Do podstawowych zalet lamp diodowych, w porównaniu z lampami żarowymi, należy znacznie większa trwałość (obecnie[kiedy?] na rynku dostępne są lampy LED o trwałości ok. 50 tys. godzin - przy korzystaniu przez około 5h/dzień ich trwałość wynosi ok. 30 lat)[3], szerszy zakres napięć roboczych, większa sprawność, znacznie mniejsze nagrzewanie, brak zależności temperatury barwowej światła od napięcia zasilającego, a w przypadku kontrolek dodatkowo możliwość uzyskania dowolnego koloru świecenia bez użycia barwnych filtrów.

Niska cena eksploatacyjna - zwrot inwestycji polegającej na wymianie tradycyjnego oświetlenia żarowego na lampy LED może być krótszy niż 1 rok, a oszczędności osiągane na każdej wymienionej żarówce wynoszą (przy korzystaniu średnio przez 5 godzin) około 50 zł/rok w przypadku żarówki 60-watowej (odpowiednik to ok. 10-watowa lampa LED) i ok. 90 zł/rok dla 100-watowej (ok. 15-watowa lampa LED)[4].

Zaletą jest także możliwość doboru dowolnej temperatury barwowej lampy LED[5].

Lampy LED są praktycznie niewrażliwe na częste cykle włącz/wyłącz, przez co stanowią dobrą alternatywę oświetlenia w miejscach gdzie często i na krótko zapala się światło, np. toalety lub lampy z czujnikiem ruchu. Cechują się także niezwykle krótkim (<1s) czasem rozpalenia do jasności 100%.

Wady[edytuj]

Jedną z poważniejszych wad jest wysoka cena, która jest jednak rekompensowana przez dużo dłuższą żywotność oraz bardzo niskie koszty eksploatacyjne.

Wadą lamp LED jest różnorodna charakterystyka widmowa w porównaniu do żarówki wolframowej lub halogenowej. Przy wyborze źródła światła należy zatem zwracać uwagę na opis lampy LED - np. "ciepła biała" i "zimna biała"[6].

Według badań przeprowadzonych w 2012 roku na Uniwersytecie Compultense bezpośrednie patrzenie w światło emitowane przez lampy LED może spowodować nieodwracalne zmiany w siatkówce, przy czym badanie dotyczy długotrwałego patrzenia na ekrany telewizorów, telefonów komórkowych, komputerów wyposażonych w monitory LED itp. a nie dotyczy oświetlenia LED. Autorka badania wskazuje na to, że ludzie obecnie żyją coraz dłużej i coraz więcej czasu spędzają wpatrzeni w różne ekrany emitujące sztuczne światło, co może powodować wspomniane nieodwracalne zmiany[7].

Rodzaje barwnych LED[edytuj]

Jedną z zalet LED stosowanych do innych celów niż oświetlenie jest możliwość bezpośredniego wytwarzania w złączu światła o wybranej barwie. Oznacza to brak konieczności wykorzystywania kolorowych filtrów, które w znaczący sposób wpływają na efektywność energetyczną takiego oświetlenia. Barwa wytwarzanego światła zależy od składu chemicznego (sposobu domieszkowania) materiału, z którego składa się półprzewodnik. Poniżej przedstawiono podstawowe typy materiałów stosowanych w LED oraz wytwarzane przez nie promieniowanie:

  • arsenek glinowo-galowy (AlGaAs) – LED emituje światło barwy czerwonej i promieniowanie podczerwone
  • fosforek glinowo-galowy (AlGaP) – LED emituje światło barwy zielonej
  • glino-galo fosforek indu (AlGaInP) – LED emituje światło barwy pomarańczowo-czerwonej, pomarańczowej, żółtej i zielonej
  • fosforo-arsenek galu (GaAsP) – LED emituje światło barwy czerwonej, pomarańczowoczerwonej, pomarańczowej i żółtej
  • fosforek galu (GaP) – LED emituje światło barwy czerwonej, żółtej i zielonej
  • azotek galu (GaN) – LED emituje światło barwy zielonej, czysto zielonej (lub szmaragdowej) oraz niebieskiej
  • azotek indowo-galowy (InGaN) – LED emituje promieniowanie w bliskim nadfiolecie, światło barwy niebiesko-zielonej i niebieskiej
  • selenek cynku (ZnSe) – LED emituje światło barwy niebieskiej
  • diament (C) – LED emituje promieniowanie nadfioletowe
  • azotek glinu (AlN), azotek glinowo-galowy (AlGaN) – LED emituje promieniowanie w zakresie bliskiego nadfioletu[8]


Przypisy