Ledul, la trecerea curentului intermitent, emite o lumină incoerentă de un spectru îngust, acest efect se cheamă Electroiluminescenţă. Practic ledul este o mica piesă electronică compusa dintr-un chip si un material optic. Culoarea emisă depinde de materialul optic si calitatea chipului, poate varia de la intraroşu la ultraviolet.
Discovery şi Istorie a LED-uri
- Pe la începutul anilor 1900 - Henry Round, cercetator la laboratoarele Marconi, a descoperit fenomenul electroiluminescenţei.
- La mijlocul anilor 1920, Oleg Vladimirovich Lossew, cercetător independent rus, a fabricat primul LED. Rezultatele cercetărilor lui, au fost publicate in revistele de specialitate de limba rusă, engleză, germană, dar rezultatele/meritele lui, nu au fost corect apreciare, întru-cât lumina emisă de LED-urile lui, a fost de prea mică intensitate.
- In 1955, Rubin Braunstein de la o firma radiofonică din USA, a fabricat prima diodă LED cu luminescenţă în infraroşu, al cărui material de fabricaţie era Arsenidul de Galliu (GaAs).
- În 1961, Bob Biard şi Gary Pittman la Texas Instruments, au continuat cercetările cu diode radiante în infrarosu (invizibile), pe bază de (GaAs). Biard şi Pittman au realizat importanţa muncii lor şi au patentat/licenţiat Led-ul in infraroşu.
- În 1962 Nick Holonyak Jr. cercetator la General Electric Company, a fabricat primul LED cu luminescenţă intr-un spectru perceput de ochiul omenesc.
- În 1971, un fost discipol al lui Holonyak, Dr. M.George Craford, a produs primul LED galben, cu folosinţă practică. Nu peste mult timp au apărut pe piaţă si LED uri de 10 ori mai luminoase, de culoare rosie şi roşu-portocaliu.
- O dată importantă în istoria LED-urilor o reprezintă şi anul 1972, an legat de numele lui Jacques Pankove, de la firma RCA Laboratories.
- În anul 1993 LED-ruile albastre au surprins lumea prin o creştere substantiala a luminozităţii mulţumită cercetătorului Shuji Nakamura, de la firma Nichia Corporation. De aici începând, mai multe firme de renume si cu tehnologii moderne, fabrică chipuri - LED, dar metodele de fabricaţie raman cele stabilite în 1993.
- În anul 1999, Philips Lumield a fabricat primele LED-uri cu funcţionalitate continuă, de 1 watt putere. Aceste leduri sânt mai mari ca dimensiuni decât cele initiale si pot fi folosite doar cu metode suplimentare de răcire, dar de la această dată se poate spune, a început utilizarea LED-rilor ca o bază tehnica de iluminat.
Functionarea LED-ului
Ca şi la o diodă normală, LED-ul conţine o dioda semiconductore,
dotat cu o trecere P-N. Trecerea tensiunii este posibilă doar într-o
singură direcţie, printre electroni si găuri. Lăţimea porţiunii
"piedică" hotăreşte mărimea tensiunii, necesară menţinerii fluxului.
Când un electron "sare" peste porţiunea "piedică" la aterizare, loveste
un alt electron şi astfel îl lansează, pe o pistă de frecvenţă mai mare.
Acest fenomen presupune o inducţie de energie, semnalizată de atom prin
eliminarea unui foton Lungimea de undă -astfel şi culoarea luminii
produse, depinde de energia de coliziune, adică de lungimea porţiunii
piedică.De la LUMEN la WATT
Nevoia de lumină a omului, începând de la apariţia luminii electrice,
a crescut continuu. Locurile de muncă, spaţiul luminat în locuinţe, în
lipsa luminii naturale, sânt luminate tot mai intens, cu lumină
artificială. În locul surselor de lumină, foarte rar amplasate de la
începuturile iluninării cu diferite surse de energie, cu raportul 1-1 a
fost preluat de sursele de iluminat capabile de o lumină tot mai
uniformă, mai plăcută.Creşterea continua a costului energiei electrice
in secolul XX si dupa, a atras după sine nevoia scăderii costurilor
iluminării, care automat a necesitat tehnologii cu consum cât mai redus
de energie.
Cele mai noi tehnologii de iluminat, se bazează pe tehnilogia LED.
Puterea de iluminat, în kandelă a ledurilor, este dată de maximele
tehnologiilor. În acelaşi timp, spre deosebire de corpurile de iluminat
tradiţionale bazate pe becuri cu arc sau, tuburi fluorescente, lumina
corpurilor de iluminat pe bază de LED-uri, nu trebuie direcţoinate cu
reflectoare sau oglinzi, ci, din fabricaţie, se poate opţiona pentru
iluminatul orientat, de la câteva grade, până la unghiuri de 120 de
grade.
LED-urile pot fi cumpărate şi sub forma surselor de iluminat
tradiţionale, care cu aspectul lor modern şi plăcut incită la schimbarea
pe scară tot mai largă a surselor de iluminat pe bază de arc electric,
dar şi sub forma unor panglici luminescente rigide sau elastice (după
dorinţă), cu ajutorul cărora se poate realiza o lumină ambientală
perfect echilibrată.
Deocamdata, corpurile de iluminat pe bază de leduri, sânt sensibile doar
la doi factori:
au nevoie de tensiuni de alimentare stabile
functioneaza doar la temperaturi sub 80 de grade Celsius.
Actual preţurile corpurilor de iluminat pe bază de LED-uri, se apropie
tot mai mult de cele ale corpurilor de iluminat tradiţionale.
Chiar dacă în prezent sânt inca ceva mai costisitoare, daca la durata de
funcţionare mare si consum de energie redus, se mai adaugă si
optimizarea luminescenţei (1-5W randament/putere electric), fac ca
iluminatul cu LED-uri sa fie tot mai ieftin si perfomant.
EFICIENŢA SURSEI DE LUMINĂ: Raportul optim dintre sursa de lumină şi fluxul de lumină.
Unitatea de măsură: lm/W
LUMINOZITATE OPTIMĂ: Intensitatea luminoasă, necesară pentru executarea îndelungată neobositoare vizual, a unei activităţi vizuale.
PUNCT LUMINESCENT: O sursă de lumină, echivalent-slab radiantă, direcţional.
Sursă luminoasă LED: Punct luminescent, cu orientare în spaţiu unghiular redus.LED-ul este o sursă de lunină orientată, chiar şi fără reflector.
Domeniul unghiular luminescent LED: Valoarea unghiului, pe suprafaţa căruia luminozitatea este de 50% din luminozitatea emisă.
Kandela: Unitatea intensităţii luminii. Coeficientul luminescenţei în interiorul unghiul luminat direct de sursa de lumină.
Notaţia: Iv
Unitatea de măsură: cd (kandela)
Candela este o luminozitate radiantă, care fregvenţa 540x1012 (lungimea de undă de 555,016nm) si este o lumină monocromatică, cu intensitatea radiantă de 1/683W/sr
Lumen: Unitatea de măsură a fluxului luminii.
Notaţia: lm
Fluxul luminii este de 1 lm,în cazul în care considerăm o radiaţie luminoasă, uniform răspândită în toate direcţiile cu luminozitatea de 1 kandelă, într-un unghi de 1 sr.
Lux: Unitatea de măsură a luminozităţii.
Notaţia: lx
1 lux este luminozitatea uniformă pe care o produce o sursă de 1 lumen, pe o suprafaţă de 1m2
Condiţiile alimentării: Condiţiile necesare pe care trebuie să le îndeplinească sursa de alimentare, pentru producerea fluxului de lumină (W) care se calculează prin înmulţirea coeficientului energiei inducate (I) cu tensiunea cuplajului (U)
Stabilizarea sursei de alimentare: Stabilizarea tensiunii de alimentare este efectuată de surse de alimentare capabile să menţină tensiunea cat mai constanta între valori stabilite, în condiţiile în care de pe reţea tensiunea variaza continuu.
