A LED technológiáról...

---

 

 

A fénykibocsátó dióda vagy LED neve az angol Light Emitting Diode rövidítéséből származik.

 

A dióda által kibocsátott fény színe a félvezető anyag összetételétől, ötvözőitől függ. A LED inkoherens keskeny spektrumú fényt bocsát ki. A fény spektruma az infravöröstől az ultraibolyáig terjedhet.

 

A fénykibocsátás úgy keletkezik, hogy a diódára adott áramforrás a dióda anyagában levő atomok elektronjait gerjeszti, amitől azok nagyobb energiaszintű elektronpályára lépnek, majd ezek, miközben visszatérnek eredeti helyükre, fotonokat bocsátanak ki. Nagyobb feszültség hatására nagyobb a kisugárzott fotonok mennyisége, egészen egy bizonyos áramértékig, ahonnan már nem számottevő a változás.

 

A fotonok kibocsátása (sugárzása) hullámhossztól függő  fény formájában jelentkezik.

 

Anyag	Szín	Hullámhossz
Gallium-arzenid (GaAs)	infravörös	940 nm
Gallium-alumínium-arzenid (AlGaAs)	vörös és infravörös	890 nm
Gallium-arzenid-foszfid (GaAsP)	vörös, narancs és sárga	630 nm
Gallium-foszfid (GaP)	zöld	555 nm
Gallium-nitrid (GaN)	zöld	525 nm
Cink-szelenid (ZnSe)	kék	~500 nm
Indium-gallium-nitrid (InGaN)	kék	450 nm
Szilícium-karbid (SiC)	kék	480 nm
Gyémánt (C)	ultraibolya	400 nm

 

A legfőbb előnyük...

 

A LED-ek előnye, hogy a kimeneti fény előállításához alacsony áramot és feszültséget igényelnek, nagy a kapcsolási sebesség, kis helyen elférnek, ütésállók és nagy az élettartamuk.

 

A LED fényforrások csoportosítása...

 

Felhsználásuk szerint:

• Épületvilágítás
• Csarnokvilágítás
• Dísz- és dekorációs világítás
• Biztonságtechnikai világítás
• Gépjármû világítás
• Kültéri, utcai világítás

A foglaltok típusa szerint:

• GU10 - "bütykös" izzó
• E27 - hagyományos foglalat
• MR16

A fény színe szerint:

• Fehér fény
• Meleg fehér fény
• Színes fény - kék, piros, zöld, sárga, RGB

 

9 érv a LED világítás mellett...

 

1. alacsony működési hőmérséklet
2. UV- és infrasugárzás mentes
3. rendkívül hosszú élettartam
4. alacsony teljesítmény - energiatakarékosság
5. nem érzékeny a rázkódásra
6. nem érzékeny a ki- bekapcsolásra
7. nem törékeny
8. kis helyigény
9. kiemelkedően jó energiahasznosítás
   

 

CFL, vagyis a fénycső technológia...

 

---

 

Higanygőzzel töltött, belső oldalán fluoreszkáló anyaggal bevont, két végén egy-egy elektróddal ellátott üvegcső-

 

Az fényforrásokon belül a kisnyomású kisülő-lámpák közé tartozik.
Az elektródok között, a higanygőzön áthaladó áram ibolyántúli sugárzást gerjeszt, amelyet azután látható fénnyé alakít a fényporbevonat fluoreszenciája.

 

 

 

A korszerű fénycsövekben a hagyományos halofoszfát fénypor bevonatok helyett jobb tulajdonságú fénypor bevonatokat alkalmaznak ritkaföldfém aktivátorokkal.

 

A fénypor adalékok mennyiségi arányának változtatásával lehet meleg-fehér (3000 K színhőmérséklet), neutrális fehér (4000 K) és hideg fehér, vagy nappali fénycsőszínt (5000 K) elérni.

Az ilyen lámpák sokkal gazdaságosabbak, mint az izzószálas égők.

 

A hagyományos fénycsövek kapcsolása:

 

 

A K kapcsolót zárva feszültség jut a G - glimm gyújtóra, ebben glimm (parázsfény) kisülés jön létre. A glimm-gyújtóban lévő kapcsoló bimetálból a glimm-kisülés hatására felmelegedő kapcsolószára zárja az áramkört.

Ekkor nagyobb, az F - fojtó által korlátozott áram indul meg, mely a fénycső két elektródájának (E1 és E2) fűtőtekercsét felizzítja.

Közben a G - gyújtó kihűl, a bimetál ismét nyitja az áramkört, az F - fojtóban tárolt energia nagyfeszültségű impulzust hoz létre, ez begyújtja a fénycsövet, megindul az ívkisülés.
Ezt követően a kisülés árama már elegendő a katódok fűtésének fenntartásához.

 

A kompakt fénycsövekben speciális elektronika biztosítja a gyújtást és az ív folyamatos fenntartását. Bekapcsoláskor azonnal gyulladnak.

 

 

Fontos fogalmak, mértékegységek...

---

 

Fényáram

A sugárzott teljesítmény emberi szem által érzékelhető hányada.

Egysége: lumen

Jele: lm

 

A fényáram nem függ az adott fényforrás, fénypont magasságától, tehát ha lentebb vagy fentebb tesszük a fényforrást, a fényáram nem változik.

Mind a megvilágítást, mind a fényerősséget a fényáramból származtatjuk.

 

Fényhasznosítás

A fényhasznosítás a fényforrás által kibocsátott fényáram és a felvett villamos teljesítmény hányadosa.

Egysége: lumen/W.

 

Színhőmérséklet ( color temperature)

A színhőmérséklet a látható fény egy jellegzetessége, a látható tartományban kisugárzott energia hullámhossz szerinti eloszlására jellemző szám.

Egysége: Kelvin

Jele: K

 

Egy fényforrás színhőmérsékletét az általa okozott színérzet és egy képzeletbeli abszolult fekete test által létrehozott színérzet alapján határozzák meg.

 

A különböző színhőmérsékletek befolyásolják az ember hőérzetét és koncentrálóképességét:

A melegebb árnyalatok pihentetőbben hatnak, míg munkahelyeken a hidegebb fehér árnyalatokat használják, ugyanis segítik a koncentrációt: hideg munkahelyeknél az alacsonyabb színhőmérsékletű (melegfehér), míg meleg munkahelyeken inkább a magasabb színhőmérsékletű (fehér) árnyalatokat alkalmazzák.