Рекомендуємо

Світлодіодні лампи — новітні технології освітлення

З кожним роком технічний прогрес приносить нам різні нововведення, що дозволяють зробити життя більш якісним і зручним. Не стоїть на місці просування і в сфері освітлювальних технологій. Останнім інноваційним винаходом в даній області стали світлодіоди. Ці мініатюрні прилади вже встигли показати ту «потужність», на яку вони здатні. Незважаючи на деякі недоліки даних джерел світла, вони вже успішно застосовуються в різних сферах людської діяльності.

В даний час світлодіодні лампи зі стандартними типами цоколів — далеко не рідкість. Зараз ці прилади поступово витісняють традиційні види джерел світла. Світлодіоди знаходять собі застосування не тільки в декоративних підсвічуваннях, але і в повноцінному освітленні приміщень.

Світлодіодні лампочки: пристрій і принцип роботи

Головним елементом кожного світлодіоди є штучно створений напівпровідниковий кристал. Цей елемент безпосередньо перетворює електричний струм у випромінювання. У світлодіодах велика частина енергії йде в світловий потік (втрат практично немає), оскільки напівпровідникові джерела світла не потребують нагріванні, як, приміром, лампи розжарювання.

Функціонування цих приладів засновано на принципі p-n переходу. Світлодіодний кристал включає в себе напівпровідники з різною провідністю. Під впливом електричного струму в області контакту даних елементів відбувається рекомбінація носіїв негативних і позитивних зарядів (електронів і дірок), в результаті чого відбувається випускання фотонів, завдяки яким і створюється випромінювання.

У світлодіодах напівпровідниковий кристал з’єднується з анодом у вигляді золотої нитки і розміщується в мідній або алюмінієвої відполірованої чашечці, яка одночасно служить катодом і рефлектором. Вся ця конструкція поміщається в невелику колбу або заливається спеціальним матеріалом, яким надають певну форму. Від форми захисної оболонки світлодіода залежить кут його випромінювання. Чим більше плоский вигляд у колби, тим більше розсіяно світіння (до 120-130 градусів). У опуклих джерел світла розглянутого типу кут світіння становить від 8 до 60 градусів.

Світлодіоди можна підрозділити на дві основні різновиди: звичайні, які мають витягнутої формою і двома виходами, і більш компактні і яскраві smd пристрою. Останній тип володіє можливістю встановлення на поверхню друкованої плати в автоматичному режимі.

З розглянутих точкових джерел світла найбільш часто збирають лампи світлодіодні. Дані прилади мають традиційними типами цоколів, що дозволяє замінювати ними інші типи освітлювальних пристроїв. У напівпровідникові лампи вбудовується блок живлення, необхідний для перетворення змінного струму електромережі в постійна (завдяки цьому забезпечується рівність випромінювання). Напівпровідникові лампочки додатково захищаються зверху міцної колбою або залишаються відкритими.

Трохи про історію створення інноваційних джерел світла

Можливість отримання світіння за допомогою використання напівпровідникових матеріалів була відкрита ще в 1907 році експериментатором з Британії Генрі Раундом. Перший світлодіод з видимим спектром випромінювання з’явився лише в 1962 році. Професорові Іллінойського університету Ніку Холоньяку з групою своїх учених тоді вдалося домогтися червоного світлового потоку. Таким чином, головна заслуга в розробці напівпровідникових джерел світла належить саме даному вченому і винахідникові.

Трохи раніше, у 1961 році, Гару Питманом і Робертом Байардом була розроблена технологія створення інфрачервоних світлодіодів.

Після відкриття напівпровідникових лампочок з червоним випромінюванням поступово стали изобретаться зелені, жовті, оранжеві, сині джерела світла. Перший білий світлодіод з’явився тільки в самому кінці 20-го століття. Насправді він являє собою джерело синього випромінювання, на поверхню колби якого завдано люмінофор, перетворюючий синє світіння в біле. Сині світлодіоди з’явилися на світ в 1995 році завдяки японським винахідникам.

У зв’язку з чим лампи світлодіодні набувають все більшу популярність?

З кожним роком традиційні різновиди ламп все більше і більше поступаються у своїх якостях напівпровідниковим джерелами світла. Звичайно ж, найбільшою перевагою світлодіоди мають над лампами розжарювання. Загальна частка цих пристроїв на світовому ринку поступово зменшується, у той час як обсяг продажів напівпровідникових ламп збільшується.

Світлодіодні прилади неідеальні — вони мають деякі недоліки, але на тлі тих вражаючих особливостей, які властиві їм, «мінуси» стають незначними.

Отже, світлодіодні лампи особливо цікавлять загальною тривалістю своєї експлуатації. Сучасні моделі від світових виробників дійсно здатні служити довше багатьох інших різновидів джерел світла. Найбільш часто виробниками обіцяється тривалість «життя», що досягає 50 000 і 100 000 годин. Жоден з інших типів ламп не здатний відслужити таку кількість часу. Але тут важливо відмітити, що звані виробниками цифри є поки не перевіреними на практиці розрахунками. До того ж, нерідко на ринку напівпровідникових пристроїв зустрічаються неякісні прилади. Такі підробки можуть виходити з ладу швидше навіть ламп розжарювання. У зв’язку з цим, варто звертати особливу увагу на світлодіодні лампи, ціна яких виглядає дуже привабливою.

Завдяки тривалому терміну служби даних приладів скорочуються грошові витрати, які йдуть на їх технічне обслуговування освітлювальних пристроїв (не потрібно часта заміна лампочок). Крім того, економічність використання світлодіодних джерел світла полягає і в їх зниженого енергоспоживання. Порівняно з люмінесцентними лампами, а тим більше з лампами розжарювання, напівпровідникові прилади «харчуються» в рази меншою кількістю струму. При заміні традиційних освітлювальних приладів розглянутими джерелами світла можна скоротити грошові витрати, які йдуть на оплату електроенергії, на 60-90%.

Лампи світлодіодні мають дивну стійкістю до різних зовнішніх впливів. Міцність і надійність даних пристроїв пояснюється особливостями їх конструкції. Приміром, ключовим елементом лампи розжарювання є нитка напруження. У зв’язку з крихкістю і ненадійністю даної складової джерела світла на основі неї можуть вийти з ладу при першому ж падінні або вібрації. Що стосується ламп, в яких для створення світіння застосовуються газові середовища, то вони часто не виносять низьких температур. При сильних заморозках нерідко якість їх випромінювання значно зменшується. Світлодіодних ламп «невідомі» всі ці проблеми. Розглянуті напівпровідникові прилади випромінюють якісний світловий потік практично в будь-яких умовах. Їм не страшні ні зимову холоднечу, ні підвищена повітряна вологість, а герметичні моделі світлодіодних ламп можуть сміливо використовувати водних середовищах (наприклад, в підводних ліхтариках). Ці прилади здатні гідно витримати падіння з висоти людського зросту.

Світлодіодні лампи — це абсолютно нешкідливі для екології пристрою. В їх конструкції немає токсичних речовин, загрозливих чистоту навколишнього світу і людському здоров’ю. Завдяки цьому виключається необхідність спеціальної утилізації даних джерел світла, яка нерідко вимагає вкладення значних грошових сум. Крім цього, лампи світлодіодні не порушують загальний клімат приміщень, оскільки практично не виділяють тепло. При використанні великої кількості ламп розжарювання в житловій кімнаті або офісі доводиться досить часто провітрювати повітря або встановлювати кондиціонуючу систему, оскільки це і деякі інші типи освітлювальних приладів характеризується великим тепловиділенням. Звичайно ж, розглянуті напівпровідникові прилади незамінні і в тих випадках, коли неправильний підігрів якого-або освітлюваного ними об’єкта.

По яскравості випромінювання світлодіодні лампи поступаються деяким газорозрядним джерелами світла. Тим не менш, світловий потік напівпровідникових пристроїв володіє хорошими показниками за іншими параметрами. Так, випромінювання світлодіодних ламп властива м’якість, рівність і контраст. Воно не пов’язане з стробоскопичним ефектом і не має ультрафіолетовими і інфрачервоними променями, завдяки чому не викликає втому очей і не сприяє погіршення зору, як деякі інші пристрої.

Світлодіодні лампочки мають випромінюванням чистих кольорів. Для отримання певного відтінку світлового потоку їм не потрібні різні фільтри та покриття. Серед усього асортименту розглянутих ламп зустрічаються пристрої з синім, фіолетовим, червоним, зеленим, жовтим, оранжевим і багатьма іншими квітами випромінювання. Можна з упевненістю сказати, що у сфері світлодизайну даними джерел світла просто немає рівних. Що стосується білих світлодіодних ламп, то серед них зустрічаються моделі з різної колірної температури. Напівпровідникові прилади з білим випромінюванням характеризуються високим показником перенесення кольорів, тобто вони не спотворюють сприйняття навколишнього оточення, на яку падає їх світіння.

Ще одна перевага, якою володіють лампи світлодіодні, — це їх швидке реагування на клацають тумблера, тобто вони, на відміну від багатьох люмінесцентних ламп, видають повну потужність свого випромінювання відразу ж після включення. Крім того, кількість і періодичність «включень/виключень», а також стрибки напруги, не впливають на тривалість терміну служби.

Як вже говорилося вище, світлодіодні лампи мають і деякими недоліками, але фахівці передових країн продовжують свою роботу над вдосконаленням розглянутих приладів. З кожним роком ці джерела світла стають все більш серйозними конкурентами для всіх існуючих освітлювальних пристроїв інших типів.

Що ж загальмовує популяризацію світлодіодних ламп?

Звичайно ж, у першу чергу впадає в очі вартість цих пристроїв. На світлодіодні лампи досі встановлюються досить високі ціни. Даний фактор має пояснення: висока вартість сполучена зі складністю виробництва даних джерел світла. Для того, щоб виготовити якісний світлодіодне лампу потрібні досвідчені фахівці, але і дороге устаткування. Тим не менш, багато споживачів не замислюються про те, що витрачені на таке джерело світла грошові кошти в більшості випадків окупаються протягом приблизно двох років завдяки низькому енергоспоживанню напівпровідникового приладу.

Ще один пункт, який заважає популяризації світлодіодних ламп, — це поступове зменшення яскравості їх випромінювання протягом всього терміну корисного експлуатації. Хоча дана властивість дуже помітно в основному тільки у неякісної продукції маловідомих виробників. У ламп, що виготовляються провідними виробниками світу, ступінь щорічної деградації випромінювання становить не більше п’яти відсотків.

Варто також відмітити ще й те, що багато споживачів не набувають лампи світлодіодні в силу своєї «звички» до традиційних джерел світла.

Види світлодіодних ламп

В даний час різні виробники надають споживачам широкий асортимент напівпровідникових джерел світла. Зараз можна підібрати світлодіодне лампу, як говориться, на будь-який випадок життя».

Дані пристрої відрізняються один від одного не тільки технічними характеристиками, але й особливостями будови та зовнішнім виглядом.

Світлодіодні лампи класифікують на прилади, які працюють на напрузі 4 Вольта, 12 Вольт і 220 Вольт. Всі вони можуть володіти різними типами цоколів. Лампи на 4 Вольта являють собою невеликі світлодіоди, які використовуються в різних портативних пристроях (ліхтариках, невеликі декоративні світильники і т.д.). Прилади на 12 вольт найбільш часто використовуються для заміни галогенних освітлювальних пристроїв. Завдяки низькій напрузі успішно практикується їх використання в приміщеннях з підвищеною вологістю або ризиком виникнення спалахів. Найчастіше такі прилади мають цоколем наступних типів: GU5,3, GU10, E14 і іноді і E27, придатні для заміни рефлекторних ламп розжарювання.

На напругу 220 Вольт працюють в основному світлодіодні лампи для дому. Завдяки поступового вдосконалення напівпровідникових матеріалів і використанню новітніх технологій виробництва вдалося домогтися випромінювання цих пристроїв, здатного якісно висвітлювати житлові приміщення. Зараз світлодіодні лампи для дому — не фантастика, а реальність. Використання напівпровідникового освітлення успішно вже практикується в багатьох будинках. У таких пристроях споживачів найбільше приваблює безпека, економічність і довгий термін служби. Дані прилади — ідеальний варіант для дитячих кімнат.

Світлодіодні лампи для дому (220 Вольт) також виготовляються з такими стандартними і поширеними типами цоколів, як E14, E27, GU10 або GU5.3. Звичайно ж, зустрічаються і менш поширені види (E40, MR-16 і деякі інші).

В даний час лампи світлодіодні виробляються з використанням потужних або над ’ яскравих світлодіодів. Пристрої з джерелами світла другого типу характеризуються низьким тепловиділенням, завдяки чому вони не потребують використання радіаторів. Тим не менше, для того, щоб виготовити таку лампу, потрібно безліч над ’ яскравих світлодіодів (від 100 і більше штук). У зв’язку з цим, пристрій даного типу набуває видовжену форму, незручну для установки в деякі світильники. До того ж випромінювання таких ламп створює ефект множинних тіней. Пристрої з потужними світлодіодами мають досить великим тепловиділенням, але їх світловий потік характеризується більш високою яскравістю і рівномірністю. Єдиний недолік — габаритний радіатор, але він зазвичай не заважає встановленню у всілякі світильники. Найбільш часто у світлодіодні лампи для дому вбудовуються саме потужні світлодіоди.

Розглянуті напівпровідникові прилади підрозділяють також на одноколірні і багатобарвні. Монохромні лампи світлодіодні видають випромінювання «чистих кольорів. Дана властивість приваблює фахівців світлодизайну, які все частіше і частіше вдаються до використання напівпровідникових джерел світла, але найбільший інтерес для них представляють rgb пристрою. В багатобарвних лампах встановлюють світлодіоди, що володіють трьома кристалами з червоним, зеленим і синім випромінюваннями. Такі пристрої шляхом «змішування» променів здатні видавати не тільки всілякі різнокольорові відтінки, але і білий світловий потік з різними кольоровими температурами.

Світлодіодні лампи випускаються в різних варіаціях форм і розмірів. Вони можуть виготовлятися у вигляді звичних «куль», а також у вигляді овалів, циліндрів, трубок і т.д. Деякі моделі можуть повторювати навіть форму вогню свічки.

Області застосування світлодіодних ламп

Переваги та унікальні особливості даних пристроїв залучають їх у різні сфери застосування, де їх застосування є найбільш актуальних на даний момент.

Звичайно ж, найбільший успіх світлодіодні лампи отримали в області світлодизайну. Різноманітна палітра випромінювань, «чистота» світла, всілякі динамічні ефекти світлового потоку — все це дозволяє створювати вражаючі ефекти, надовго залишаються в пам’яті глядачів. Ці пристрої використовуються в архітектурній і ландшафтної підсвічуванні, в оздобленні інтер ’ єрів різних приміщень і в багатьох інших областях, де потрібно перетворення «нудною» дійсності.

У сфері освітлення дані прилади поки ще не настільки популярні, але, тим не менше, їх популярність у цій справі з кожним роком зростає. Як вже згадувалося вище, світлодіодні лампи для дому легко заміняють традиційні джерела світла, що дозволяє скоротити витрати на електроенергію і створити в приміщенні більш безпечне середовище.

Стійкість до ударів і вібрацій робить ці пристрої незамінними для використання в автомобільних фарах і сигнали, на будівельних майданчиках, у виробничих цехах і на багатьох інших об’єктах, що характеризуються підвищеним ризиком зовнішніх механічних впливів на джерела світла.

Завдяки низькому тепловиділенню лампи світлодіодні успішно використовуються в холодильному обладнанні і у всіляких вітринах з товарами, здатними зіпсуватися в результаті нагрівання.

Де можна купити світлодіодні лампи?

В даний час ці пристрої можна придбати в багатьох місцях. Можливість купити світлодіодні лампи оптом і в роздріб існує в різних що спеціалізуються на даній продукції інтернет-магазинах. У таких торгових точках придбати товар можна за прийнятною вартістю, без націнки, але, звичайно ж, є такий недолік, як відсутність можливості «очно» розглянути прилад.

«Рядовими» споживачам купуються лампи світлодіодні і на ринках радіоелектроніки, і в звичайних спеціалізованих магазинах. Великі підприємства шукають партнерів (в основному за кордоном, оскільки саме зарубіжні напівпровідникові джерела світла володіють високою якістю), з якими укладають договори про постачання цієї продукції великими партіями. До речі, останнім часом «звичайні» споживачі лампи світлодіодні купити можуть і у відділах поширених мереж гіпермаркетів, таких як «Ашан», «Леруа-Мерлен» і багатьох інших.

Що стосується фірм, на продукцію яких рекомендується звертати увагу в першу чергу, то зараз виробництвом високоякісних напівпровідникових джерел світла займаються американські, європейські та японські організації. Лампи світлодіодні, які можна купити у таких брендів, як CREE, Osram, Philips, Nichia і деяких інших, встигли отримати популярність у всьому світі завдяки високим показникам за всіма параметрами (світловіддача, термін служби, економічність і т.д.).

Таким чином, стає очевидним, що купити світлодіодні лампи можна сьогодні абсолютно в різних місцях, від постачальників з різним ступенем надійності і відповідальності, в різних цінових діапазонах, але все ж слід ретельно оцінювати прийнятність вибраних способів придбання даної продукції — підробки, дешеві екземпляри часто недовговічні і недостатньо якісні в експлуатації.

Також цікаво: