Світлодіодні лампи

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

1. Світлодіодні лампи - визначення

2. Історія виникнення світлодіодних ламп

3. Класифікація світлодіодних ламп та характеристика кожного з типів ламп

4. Санітарно-гігієнічна характеристика світлодіодних ламп

5. Переваги та недоліки СДЛ

Висновок

1. Світлодіодні лампи - визначення

світлодіод лампа вуличний гігієнічний

Світлодіодні лампи або світлодіодні світильники -- світлотехнічні вироби для побутового, промислового і вуличного освітлення, у яких джерелом світла є світлодіоди

Світлодіомд (англ. LED - light-emitting diode) -- напівпровідниковий пристрій, що випромінює некогерентне світло, при пропусканні через нього електричного струму (ефект, відомий як електролюмінесценція)

2. Історія виникнення світлодіодних ламп

Вперше інфрачервона емісія з напівпровідникових елементів, була зареєстрована Рубіном Браунштейном, працівником компанії Radio Corporation of America в 1955, який використовував арсенід галію (GaAs) та інші напівпровідникові сплави. Але перший світлодіод, тобто прилад, що дає випромінювання на напівпровідниковому переході, при пропусканні через нього електричного струму, як і патент на нього, був отриманий працівниками компанії Texas Instruments -- Бобом Б'ярдом і Гарі Пітманом, в 1961 році. Згодом, світлодіоди що працюють на GaAs та GaP (фосфід галію), почали виготовлятися комерційно -- для використання в якості індикаторів. Перший світлодіод, який працює у видимому діапазоні, був розроблений групою Ніка Голоняка, в компанії General Electric, в 1962 р.

При цьому з'явилося багато нових застосувань світлодіодів (у калькуляторах, цифрових годинниках, тестових приладах). Хоча надійність світлодіодів завжди перевищувала надійність ламп розжарювання, неонових ламп тощо, що і сприяло їх поширенню

Одним з кроків стало також створення «Лабораторією фундаментальних досліджень», компанії NTT, світлодіода, що випромінював хвилі в ультрафіолетовій частині спектру, завдовжки 210 нм. Випромінювання з такою короткою довжиною хвилі знайшло широке застосування в медицині і техніці.

3. Класифікація світлодіодних ламп та характеристика кожного з типів ламп

Не дивлячись на широке використання світлодіодів у всіх сферах нашого життя, я зосереджусь на світлодіодах котрі використовуються для освітлення приміщень.

Для цих потреб застосовують світлодіодні лампи (далі СДЛ) з білим світлодіодом (це багатокомпонентний напівпровідниковий прилад, що випромінює світло , що викликає в силу особливостей психофізіології сприйняття кольору людиною ( метамерія ) відчуття світла , близького до білого)

Білі світлодіоди поділяться на:

Багатокристальні світлодіоди, частіше - трикомпонентні (RGB-світлодіоди), що мають у своєму складі три напівпровідникових випромінювача червоного, зеленого і синього світіння, об'єднані в одному корпусі.

Люмінофорні світлодіоди, створювані на основі ультрафіолетового або синього світлодіода, що мають у своєму складі шар спеціального люмінофора, що перетворює в результаті фотолюмінесценції частина випромінювання світлодіода в світло в щодо широкої спектральної смузі з максимумом в області жовтої (найбільш поширена конструкція). Випромінювання світлодіода і люмінофора, змішуючись, дають біле світло різних відтінків.

Обидва типи СД використовуються у більшій чи меншій мірі у повсякденному освітленні будівель, та потрібно нагадати, що багатокристалічні СД більш наближені до показників натурального білого світла, та мають вищу собівартість, що обмежує їхнє використання так як вони користуються меншим попитом на ринку, тому на перше місце виходять люмініфорні СД

4. Санітарно-гігієнічна характеристика світлодіодних ламп

Санітарно - гігієнічними критеріями оцінки штучних джерел випромінювання є критерії котрі матимуть вплив на здоров'я людини і в першу чергу це буде орган зору:

1. Гострота зору: вона залежатиме від світлодіодні лампи, мають менший світловий потік, ніж люмінесцентні. Наприклад, стандартна люмінесцентна лампа “ЛБ-20', з потужністю 20 Вт створює світловий потік 1200 лм. Для створення аналогічного світлового потоку світлодіодними лампами необхідно 10 ламп високої яскравості з одним CREE-світлодіодом із світловіддачею 120 лм, потужність яких складе 30 Вт (103 Вт).

2. Контрастна чутливість. Її можна продемонструвати на попередньому прикладі і зізнатись, що тут світлодіодні лампи програють

3. Швидкість зорового сприйняття, цей показник знову ж таки залежить від кількості люксів розподілених на метрі квадратному і якщо порівнювати за попереднім прикладом то бачимо що і тут світлодіод поступається люмінісцентній лампі.

4. Видимість це підсумок попередніх критеріїв і тут можна чесно сказати, що світлодіод потерпів поразку

5. Стійкість ясного бачення найкраще себе проявляє у проміжку 600 -- 1000 лк, враховуючи, що на відмінно від світлодіодів потужність світіння світлодіодів можна було б скоригувати за допомогою того, що їх виготовляють мало потужними, а для досягнення потрібного ефекту застосовується декілька джерел, то можна просто коригувати їх кількість в світильнику. Раунд за світлодіодами

6.Функція кольорового розрізнення. Так як обидва типи ламп можуть мати різну кольорову гаму в силу накладення різнокольорових емалей на люмінісцентні лампи, або ж підбирання різної потужності світлодіодів у багатокристальних світлодіодах то цей раунд буде зіграний в нічию

7. Акомодація. І знову ж таки все, що пов'язане з електрозбереженням буде за люмінісцентними лампами.

8. Відсутність стробоскопічного ефекту, що значно кривдить репутацію люмінісцентних ламп.

5. Переваги та недоліки СДЛ

Основна перевага білих світлодіодів - високий ККД.

Висока надійність і тривалий термін служби дозволяють говорити про можливу економію на заміні ламп. Крім того, використання світлодіодних джерел світла у важкодоступних місцях і вуличних умовах дозволяє знизити витрати на обслуговування. У сукупності з високою ефективністю, можна сказати про істотної економії коштів при використанні світлодіодного освітлення в деяких застосуваннях.

Мала вага і розмір пристроїв. Світлодіоди відрізняються малими габаритами і придатні для використання у важкодоступних місцях і малогабаритних переносних пристроях.

Відсутність ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювання в спектрі дозволяє використовувати світлодіодне освітлення без шкоди для людини і в спеціальних цілях (наприклад, для освітлення раритетних книг або інших схильних до впливу світла предметів), так як ультрафіолет згубний для тканин, живопису та шкіри людини, а інфрачервоне випромінювання дає багато тепла і може призвести до опіків [34]. Проте безпека видимого спектру також буває переоцінена [35].

Відмінна робота при негативних температурах без зниження, а часто і з поліпшенням, параметрів. Більшість типів світлодіодів показують велику ефективність і довговічність при зниженні температури, однак пристрої живлення, управління та елементи конструкції можуть мати протилежну залежність.

Світлодіоди - безінерційні джерела світла, вони не вимагають часу на прогрів або вимикання, як, наприклад, люмінесцентні лампи і кількість циклів включення і виключення не робить негативного впливу на їх надійність.

Хороша механічна міцність дозволяє використовувати світлодіоди у важких умовах експлуатації.

Легкість регулювання потужності як скважностью, так і регулюванням струму живлення без зниження параметрів ефективності і надійності.

Безпека використання, немає небезпеки ураження електричним струмом за рахунок низького живлячої напруги.

Низька пожежонебезпека, можливість використання в умовах вибухонебезпечності та небезпеки спалаху за рахунок відсутності накальних елементів.

Вологостійкість, стійкість до впливу агресивних середовищ.

Хімічна нейтральність, відсутність шкідливих викидів і відсутність спеціальних вимог до процедур утилізації, що створює велику проблему для люмінісцентних ламп.

Але є й недоліки:

Білі світлодіоди у виробництві значно дорожче і складніше аналогічних за світловому потоку ламп розжарювання, хоча їх ціна постійно знижується.

Мають в більшості невисокою якістю передачі кольору (індекс CRI, у порівнянні з сонячним кольором), яке, однак, постійно зростає з розвитком технологій виробництва світлодіодів та їх поєднань у кінцевому продукті (лампи, світильники).

Існують побоювання про шкоду світлодіодних джерел для схильних до впливу світла предметів, наприклад, творів мистецтва. А також, ймовірно, шкідливий вплив на органи зору. Слід зазначити, що подібні твердження і дослідження, як правило, відносяться до холодних лампам (> 5000К, чий світло значною мірою відрізняється від звичного сонячного спектру).Деякі ЗМІ публікують спекуляції про шкідливість LED-освітлення, посилаючись на дослідження іспанських учених з Університету Комплутенсе. Це дослідження, дійсно, говорить про більшу шкідливості холодного випромінювання світлодіодів в порівнянні з іншими світловипромінюючими елементами, але мова йде про ситуацію при довгому і безпосередньому погляді на джерела світла - екрани всіляких пристроїв, що виключає освітлювальні прилади.

При переході від побутових до промислових світильників потрібно продумана і надійна система охолодження.

Принципова неможливість роботи при підвищених температурах навколишнього середовища більше 60 - 80 ° C.

У силу значної нелінійності вольт-амперної характеристики світлодіоди не можуть харчуватися безпосередньо від джерел напруги і вимагають для збереження високого ККД всієї системи застосування досить складних спеціалізованих джерел живлення (зазвичай імпульсних перетворювачів - драйверів). У побутових світлодіодних лампах перетворювач вбудовують в цоколь, що підвищує вимога до його охолодження.

Світлодіоди освітлення володіють також особливостями, притаманними всім напівпровідниковим випромінювачам, враховуючи які, можна знайти найбільш вдале застосування, наприклад, спрямованість випромінювання. Світлодіод світить тільки в одну сторону без застосування додаткових відбивачів і розсіювачів. Світлодіодні світильники найкращим чином підходять для місцевого і спрямованого освітлення.

Негативний вплив на екосистему. Згідно з дослідженнями проведеними Стефаном Павсоном і Мартіном Бейдером у 2014 році безхребетних комах приваблює синє випромінювання котре створюється люмініформними світлодіодами і є невидимим для людського ока через покриття напівпровідника люмініформним покриттям. Що створює неабияку небезпеку для міст котрі перейшли на світлодідне освітлення

Помітки:

Хочу зазначити, що департамент енергоресурсів США закликає переходити саме на світлодіодні лампи для збереження електроенергії і відсутнього токсичного впливу при утилізації на навколишнє середовище

Висновок

В ході цієї самостійної роботи ми розглянули світлодіодні лампи, їх санітарно гігієнічну характеристику, переваги і недоліки, згідно з яких можна впевнитись, що майбутнє за світлодіодними джерелами випромінювання, бо вони мають найвищу енергоефективність, поміж інших джерел і відсутність токсичних відходів, що робить його потенціальним замінником попередніх аналогів штучного світла.

Джерела

1. http://energy.gov/articles/top-8-things-you-didn-t-know-about-leds

2.https://ru.wikipedia.org/

3. http://www.esapubs.org/archive/appl/A024/191/suppl-1.php#desc

4. http://lenta.ru/news/2014/10/17/ledinsects/

5.http://www.labprice.ua/statti_pro__tovari_ta_poslugi/energozberigayuchi_lampi_ta_kancerogenne_ultrafioletove_viprominyuvannya

6. https://uk.wikipedia.org/wiki/

Размещено на Allbest.ru