Bombillas LED de bajo consumo

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En este artículo: Historia de los LED Lámpara LED – dispositivo; características de la lámpara LED; fabricantes y precios; elegir una lámpara de bajo consumo para el hogar.

Bombillas LED de bajo consumo

¿Qué tipo de iluminación deberíamos tener en nuestros hogares? A este respecto, hay dos opiniones: hogares: la luz debe ser agradable y no dura; líderes del país: la iluminación de las casas debe consumir la menor cantidad de electricidad posible. El inexorable aumento de los precios de los portadores de energía es poco entendido por el hombre medio en la calle, está más interesado en la pregunta «por qué estas mismas lámparas de bajo consumo son tan caras». Este artículo considerará en detalle las lámparas LED de bajo consumo, que en un futuro muy cercano, independientemente del deseo o desgana del consumidor promedio, iluminarán nuestros hogares. Averigüemos si son tan buenos como se describen?

Historia de las lámparas LED

Todo comenzó en 1907, cuando el ingeniero inglés Henry Round, apagando la iluminación del laboratorio, notó accidentalmente un brillo alrededor de un contacto de diodo bajo voltaje. Decidió que el resplandor fue causado por algún error en los cálculos y no prestó especial atención a esto, aunque señaló este hecho en el informe..

Historia de las lámparas LED
Oleg Vladimirovich Losev

16 años después de este evento, el físico soviético Oleg Vladimirovich Losev comenzó a estudiar el extraño brillo que se produce en el punto de soldadura de los contactos de un diodo de carburo de silicio (carborundo). Losev nunca descubrió la naturaleza del resplandor, y señaló que no había calentamiento a altas temperaturas; la razón del resplandor estaba oculta en algún tipo de proceso electrónico, desconocido para la ciencia en esos años. Los resultados de la investigación de Losev sobre el resplandor de los diodos se tradujeron a varios idiomas y se publicaron en varias revistas científicas, pero no despertaron mucho interés. A principios del siglo XX, las lámparas familiares con filamento incandescente se consideraban bastante suficientes e indispensables: no había necesidad de inventar algo nuevo..

El interés sostenido en el resplandor de los diodos surgió en la segunda mitad del siglo pasado, cuando el ingeniero estadounidense Rubin Brownstein anunció su descubrimiento: los diodos hechos de arseniuro de galio (GaAs) emiten rayos infrarrojos cuando se alimentan. Según el ingeniero, observó exactamente la misma radiación en diodos hechos de fosfuro de indio (InP), antimonuro de galio (GaSb) y que consisten en una aleación de silicio-germanio..

El primer diodo infrarrojo fue patentado en 1961 por los investigadores estadounidenses Gary Pitman y Robert Byard. Pero era imposible usar tales diodos para iluminar locales, porque Los rayos infrarrojos están fuera del espectro visible para el ojo humano..

Historia de las lámparas LED
El científico e inventor estadounidense Nick Holonyak

El creador del LED en toda regla fue Nick Holonyak, Jr., quien en 1962 creó una luz roja visible que emite luz LED en toda regla. Holonyak es considerado el «padre» de las lámparas LED. Diez años más tarde, su alumno George Craford creó el primer LED que emitió luz amarilla, y también diez veces el brillo de los LED rojo y rojo anaranjado..

Sin embargo, las nuevas fuentes de luz no tenían una demanda comercial particular, por supuesto, porque el costo de un LED en ese momento era de $ 200. La primera producción comercialmente exitosa de LED en 1968 fue establecida por la empresa estadounidense «Monsanto», especializada en productos químicos, estos eran LED de aleaciones de arseniuro de galio y fosfuro de indio. Fue Monsanto quien hizo que los LED fueran populares y generalizados en las calculadoras electrónicas y los relojes digitales: de 1968 a 1970, el monopolio de los LED vendió el doble de productos que en todos los meses anteriores. La introducción de los LED en la electrónica se debe a Hewlett-Packard, que fue la primera en apreciar el valor de los LED para los aparatos eléctricos y los compró activamente a Monsanto..

En 1970, se terminó el monopolio de Monsanto en el mercado de LED: utilizando chips semiconductores del Dr. Jean Ernie, la empresa estadounidense Fairchild Semiconductor lanzó la producción de LED baratos por valor de cinco centavos cada uno..

Durante décadas, los LED se han utilizado activamente en la electrónica industrial y de consumo, pero no para la iluminación de interiores. La idea de crear lámparas LED completas que puedan iluminar nuestros hogares mejor que cualquier «lámpara Ilyich» vino de Shuji Nakamura, quien trabajaba para la empresa japonesa «Nichia Corporation». Fue bajo su liderazgo que los ingenieros de la empresa crearon el primer LED azul de alto brillo en 1993.

Historia de las lámparas LED

El primer LED que emite luz blanca brillante se creó no hace mucho tiempo; en 1997, su creador fue el ingeniero estadounidense Fred Schubert.

Hoy en día, las lámparas LED de ahorro de energía ya existen, pero aún se están mejorando, porque los primeros LED, cuya intensidad de luz se volvió igual y, posteriormente, superó el brillo de las lámparas incandescentes, aparecieron solo a principios del siglo XXI..

Cómo funciona y funciona la lámpara LED

El dispositivo de cualquier lámpara LED moderna es el siguiente:

  • base. Un elemento estándar de cualquier lámpara, diseñado para atornillarse en el portalámparas;
  • Arrancador de balasto (controlador) encerrado en una caja de plástico con orificios de ventilación. Convierte la corriente alterna en corriente continua, contiene condensadores más potentes que en el circuito de balasto de la lámpara fluorescente. La razón es la siguiente: el calor generado por los diodos en las lámparas LED no se dirige hacia afuera, sino hacia el interior de su cuerpo, por lo tanto, se requieren orificios de ventilación en el cuerpo del balasto. La vida útil de cualquier lámpara LED está asociada al número de orificios de ventilación de la carcasa y la fiabilidad de los condensadores, así como a los diodos Zener que igualan la tensión en caso de caídas de tensión;
  • Radiador de aluminio. Sus nervaduras sobresalientes están ubicadas a lo largo y en espiral, lo que mejora la disipación del calor;
  • la placa en la que están instalados los LED. Fabricado en aluminio, en el lado que da al radiador, se aplica pasta térmica, que elimina el calor – el 90% de la radiación térmica de los LED cae sobre la placa de aluminio en la que están instalados;
  • LEDs, en número de 5, proporcionan la potencia total de la lámpara. El flujo luminoso generado por ellos depende de la calidad de los LED;
  • difusor de luz montado sobre un aro interior de aluminio. Fabricado en plástico mate, se utiliza para la dispersión uniforme del haz de luz de los LED. Prácticamente no calentado.

Los elementos principales de una lámpara LED son los LED, dispositivos semiconductores que convierten la corriente eléctrica en radiación de luz. Cualquier LED consiste en un sustrato no conductor, sobre el cual se coloca un cristal semiconductor; ambos elementos están encerrados en un paquete con cables de contacto en un lado y una lente de plástico en el otro. El espacio libre entre la lente y el cristal está relleno de silicona incolora, la estructura del LED se fija sobre una base de aluminio, lo que elimina el calor y hace que el LED sea más rígido.

Cómo funciona y funciona la lámpara LED

¿Por qué se enciende el LED? El secreto del resplandor radica en la recombinación de electrones entre dos contactos semiconductores con diferente conductividad. El cristal semiconductor en los puntos de salida de contacto está dopado con una impureza aceptora que contiene un número insuficiente de electrones, por un lado, y una impureza donante, donde los electrones son abundantes, por el otro. Cuando se aplica energía, los electrones se recombinan y el exceso de energía resultante se convierte en luz visible. A primera vista, parece que cuanto mayor sea la corriente, más intenso brillará el LED. Así es, la intensidad de la energía luminosa será mayor, pero al mismo tiempo, debido a la resistencia en el semiconductor, el calentamiento del diodo aumentará drásticamente, lo que hará que los contactos se fundan o el semiconductor se queme..

Pros y contras de las bombillas LED de bajo consumo

Las lámparas LED que existen hoy en día tienen ventajas y desventajas: su desarrollo en una fuente de luz completa en nuestros hogares aún no se ha completado..

Características positivas:

  • el más pequeño, en comparación con cualquier otro tipo de lámparas domésticas, consumo de electricidad: 8-10 veces menor que el de las lámparas con filamento incandescente;
  • alta eficiencia luminosa, alrededor de 120 lúmenes por vatio de energía gastada. A modo de comparación, la eficiencia luminosa de las «lámparas Ilyich» es de 10 a 24 lúmenes por vatio, para las lámparas fluorescentes, de 60 a 100 lúmenes por vatio;
  • la más alta, en comparación con cualquier otra lámpara de iluminación, vida útil de aproximadamente 50,000 horas, siempre que la lámpara LED en sí sea de construcción de alta calidad y se utilicen materiales de alta calidad en su fabricación;
  • obtener varias características del espectro sin utilizar filtros de luz, es decir por analogía con las lámparas incandescentes;
  • durabilidad y seguridad para los usuarios. La lámpara LED no se romperá ni se dañará si se cae accidentalmente, es decir, los fragmentos de vidrio, típicos de una situación similar con cualquier otra lámpara de iluminación, no lo serán. Sus elementos no contienen componentes peligrosos de origen químico, que están presentes, por ejemplo, en lámparas fluorescentes;
  • no depende del número de encendido y apagado, en el caso de otras lámparas, el número de encendido / apagado afecta gravemente la vida útil;
  • Operación segura: no se requiere alto voltaje, la temperatura más alta del LED y los accesorios que lo envuelven no excederá los 60 ° С.

Características negativas:

  • precio alto. El costo de las lámparas LED en la actualidad supera el costo de las lámparas fluorescentes de potencia similar entre 8 y 10 veces. Reducir los precios minoristas sin perder calidad es el principal desafío para los fabricantes de lámparas LED;
  • necesidad de un disipador de calor. Las dimensiones de los LED son demasiado pequeñas e insuficientes para disipar de forma independiente el calor generado por ellos durante el funcionamiento: cuanto más potente es la lámpara LED, mayor es el tamaño y el área del radiador que necesita. En consecuencia, el tamaño impresionante del radiador de aluminio afecta el costo de la lámpara, además, será difícil o imposible instalar una lámpara LED potente en lámparas comunes; no cabe en ellas;
  • en ausencia de un condensador que iguale el flujo luminoso de los LED, hay una ondulación de luz notable;
  • al construir una lámpara basada en LED baratos, su salida de luz disminuye hasta un máximo de 100 lm / W y se vuelve igual a las lámparas fluorescentes, es decir se pierde una ventaja importante de la lámpara LED;
  • el espectro de luz generado por los LED es monocromático y difiere significativamente de la luz solar natural. Para suavizar la radiación de luz monocromática, se requieren fósforos especiales;
  • el flujo luminoso generado está dirigido estrechamente y requiere la instalación de varias lámparas multidireccionales o un difusor de luz, sin embargo, el uso de este último reduce significativamente la intensidad de la iluminación.

Cómo elegir una lámpara LED para tu hogar

En las ferreterías de Rusia, las lámparas LED de ahorro de energía no están tan extendidas como las fluorescentes; son más caras y, por lo tanto, tienen menos demanda. Los mayores fabricantes de lámparas LED: American General Electric, German Osram, Bioledex y BLV licht, Dutch Philips, Indian Sylvania, Russian Optogan: el costo de sus productos varía de 600 a 3000 rublos. … para una lámpara.

Cómo elegir una lámpara LED para tu hogar

Además de las marcas conocidas, las lámparas LED económicas de fabricantes chinos y pequeños fabricantes nacionales a menudo se encuentran en las tiendas; en mi opinión, no debe comprar sus productos, porque El bajo costo probablemente se deba al ahorro en componentes, lo que significa que dichas lámparas no durarán mucho..

Y ahora sobre los criterios para elegir lámparas LED:

  • potencia de la lámpara. Una lámpara incandescente de 100 W corresponde a una lámpara LED de 12-15 W, y el flujo luminoso de una lámpara LED de 15 W será ligeramente más intenso que el de una lámpara Ilyich de 100 W;
  • temperatura de la luz. La temperatura de la luz en Kelvin se aplicará sobre el paquete o el cuerpo de la lámpara, la luz solar a la que estamos acostumbrados tiene una temperatura de 2700 – 3000 K. La temperatura de la luz de las lámparas en Kelvin debe su origen al color de la barra de metal calentada en el horno – hasta 3000 K es amarillo-blanco , se vuelve cada vez más blanco al aumentar la temperatura. Las lámparas que emiten luz a una temperatura superior a 3000 K son más brillantes, pero su luz es difícil de tolerar y es apropiada solo en oficinas;
  • ángulo de iluminación. Si todos los LED de la lámpara están ubicados en el mismo plano, entonces la naturaleza de la iluminación será focal, estrechamente dirigida: cada LED emite un flujo luminoso dirigido. Para la difusión de la luz y la iluminación efectiva de la habitación, será conveniente si los LED se colocan en varios planos y la lámpara en sí está equipada con lentes de difusión de luz, recubiertos desde el interior con un fósforo;
  • Relación de reproducción cromática. Su valor debe indicarse en el paquete de la lámpara, para los LED, el coeficiente suele ser de 70 a 95; cuanto mayor sea el valor dado en el paquete, mejor brillará la lámpara LED y viceversa. Si el índice de reproducción cromática de 95 se indica en el paquete y el costo de la lámpara en sí es bajo, esto es un intento de engañar al comprador, las lámparas baratas no pueden tener una reproducción cromática tan alta;
  • eliminación de calor. Se requiere la presencia de un radiador de aluminio y si se usa plástico en lugar de aluminio, rechace comprar esta lámpara, no durará mucho;
  • Horas Laborales. Normalmente, los fabricantes cotizan 30.000 horas de trabajo, que en realidad es un promedio. La lámpara en sí después de este período continuará funcionando, pero su brillo disminuirá en aproximadamente un 30%: el calentamiento de los LED con el tiempo reduce la intensidad del flujo luminoso.

No tengo ninguna duda de que en los próximos 5 a 10 años, las lámparas LED mejorarán: aumentará la cantidad de lúmenes por vatio consumido y el costo disminuirá significativamente. No serán menos populares como lo fueron las lámparas incandescentes, solo que serán más rentables tanto para el consumidor promedio como para el estado. Pero llevará tiempo …

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