الإخبارية

تعد إضاءة LED الآن أكثر تقنيات الإضاءة شيوعًا.يعرف الجميع تقريبًا الفوائد العديدة التي توفرها تركيبات LED ، خاصةً حقيقة أنها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وأطول أمداً من تركيبات الإضاءة التقليدية.ومع ذلك ، فإن معظم الناس ليس لديهم الكثير من المعرفة حول التكنولوجيا الأساسية وراء إضاءة LED.في هذا المنشور ، نلقي نظرة على كيفية استخدام تقنية إضاءة LED الأساسية لفهم كيفية عمل مصابيح LED وأين كل الفوائد التي أتت منها.

الفصل 1: ما هي المصابيح وكيف تعمل؟

تتمثل الخطوة الأولى لفهم تقنية إضاءة LED في فهم ماهية مصابيح LED.LED لتقف على الثنائيات الباعثة للضوء.هذه الثنائيات هي أشباه موصلات بطبيعتها ، مما يعني أنها تستطيع توصيل التيار الكهربائي.عندما يتم تطبيق التيار الكهربائي عبر الصمام الثنائي الباعث للضوء ، فإن النتيجة هي إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (طاقة ضوئية).

نظرًا لحقيقة أن تركيبات LED تستخدم صمام ثنائي أشباه الموصلات لإنتاج الضوء ، يشار إليها على أنها أجهزة ضوء الحالة الصلبة.تشمل مصابيح الحالة الصلبة الأخرى الثنائيات العضوية الباعثة للضوء وثنائيات البوليمر الباعثة للضوء ، والتي تستخدم أيضًا صمام ثنائي أشباه الموصلات.

الفصل 2: ​​لون ضوء LED ودرجة حرارة اللون

تنتج معظم تركيبات LED ضوءًا أبيض اللون.يتم تصنيف الضوء الأبيض إلى فئات مختلفة اعتمادًا على الدفء أو البرودة لكل تركيبات (ومن ثم درجة حرارة اللون).تشمل تصنيفات درجة حرارة اللون هذه:

الأبيض الدافئ - 2700 إلى 3000 كلفن
أبيض محايد - 3000 إلى 4000 كلفن
أبيض نقي - 4000 إلى 5000 كلفن
اليوم الأبيض - من 5000 إلى 6000 درجة كلفن
كول وايت - من 7000 إلى 7500 كلفن
في الأبيض الدافئ ، يكون اللون الذي تنتجه مصابيح LED هو الأصفر ، على غرار المصابيح المتوهجة.مع ارتفاع درجة حرارة اللون ، يصبح الضوء أكثر بياضًا في المظهر ، حتى يصل إلى اللون الأبيض النهاري ، وهو مشابه للضوء الطبيعي (ضوء النهار من الشمس).مع استمرار ارتفاع درجة حرارة اللون ، يبدأ شعاع الضوء في الحصول على صبغة زرقاء.

ومع ذلك ، هناك شيء واحد يجب ملاحظته حول الثنائيات الباعثة للضوء وهو أنها لا تنتج ضوءًا أبيض.الثنائيات متوفرة بثلاثة ألوان أساسية: الأحمر والأخضر والأزرق.يأتي اللون الأبيض الموجود في معظم تركيبات LED عن طريق مزج هذه الألوان الأساسية الثلاثة.بشكل أساسي ، يتضمن خلط الألوان في مصابيح LED الجمع بين أطوال موجات الضوء المختلفة لثنائيتين أو أكثر.لذلك ، من خلال مزج الألوان ، من الممكن تحقيق أي من الألوان السبعة الموجودة في طيف الضوء المرئي (ألوان قوس قزح) ، والتي تنتج لونًا أبيض عندما يتم دمجها جميعًا.

الفصل 3: LED وكفاءة الطاقة

أحد الجوانب المهمة لتقنية إضاءة LED هو كفاءة استخدام الطاقة.كما ذكرنا سابقًا ، يعلم الجميع تقريبًا أن مصابيح LED موفرة للطاقة.ومع ذلك ، فإن عددًا كبيرًا من الناس لا يدركون كيف تتحقق كفاءة الطاقة.

الشيء الذي يجعل LED أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من تقنيات الإضاءة الأخرى هو حقيقة أن مصابيح LED تحول تقريبًا كل الطاقة المدخلة (95٪) إلى طاقة ضوئية.علاوة على ذلك ، لا تصدر مصابيح LED الأشعة تحت الحمراء (الضوء غير المرئي) ، والتي تتم إدارتها عن طريق خلط الأطوال الموجية اللونية للديودات في كل تركيبات لتحقيق الطول الموجي للون الأبيض فقط.

من ناحية أخرى ، يحول المصباح المتوهج النموذجي جزءًا صغيرًا فقط (حوالي 5٪) من الطاقة المستهلكة إلى ضوء ، مع إهدار الباقي من خلال الحرارة (حوالي 14٪) والأشعة تحت الحمراء (حوالي 85٪).لذلك ، مع تقنيات الإضاءة التقليدية ، هناك حاجة إلى الكثير من الطاقة من أجل إنتاج سطوع كافٍ ، حيث تحتاج مصابيح LED إلى طاقة أقل بكثير لإنتاج سطوع مشابه أو أكثر.

الفصل 4: التدفق الضوئي لتركيبات LED

إذا كنت قد اشتريت المصابيح المتوهجة أو الفلورية في الماضي ، فأنت على دراية بالقوة الكهربائية.لفترة طويلة ، كانت القوة الكهربائية هي الطريقة المقبولة لقياس الضوء الناتج عن التركيبات.ومع ذلك ، منذ ظهور مصابيح LED ، فقد تغير هذا.يتم قياس الضوء الناتج عن مصابيح LED في التدفق الضوئي ، والذي يتم تعريفه على أنه مقدار الطاقة المنبعثة من مصدر الضوء في جميع الاتجاهات.وحدة قياس التدفق الضوئي هي لومن.

يرجع سبب تغيير مقياس السطوع من القوة الكهربائية إلى السطوع إلى حقيقة أن مصابيح LED هي أجهزة منخفضة الطاقة.لذلك ، من المنطقي تحديد السطوع باستخدام الخرج المضيء بدلاً من خرج الطاقة.علاوة على ذلك ، تتميز تركيبات LED المختلفة بكفاءة إنارة مختلفة (القدرة على تحويل التيار الكهربائي إلى ناتج ضوئي).لذلك ، قد يكون للتركيبات التي تستهلك نفس القدر من الطاقة ناتج ضوئي مختلف تمامًا.

الفصل 5: المصابيح والحرارة

من المفاهيم الخاطئة الشائعة حول تركيبات LED أنها لا تنتج حرارة - نظرًا لكونها باردة عند اللمس.ومع ذلك، هذا ليس صحيحا.كما ذكرنا سابقًا ، يتم تحويل جزء صغير من الطاقة التي يتم تغذيتها إلى الثنائيات الباعثة للضوء إلى طاقة حرارية.

السبب وراء برودة تركيبات LED عند لمسها هو أن الجزء الصغير من الطاقة المحولة إلى طاقة حرارية ليس كثيرًا.علاوة على ذلك ، تأتي تركيبات LED مع مغاسل حرارية تعمل على تبديد هذه الحرارة ، مما يمنع ارتفاع درجة حرارة الصمامات الثنائية الباعثة للضوء والدوائر الكهربائية لتركيبات LED.

الفصل 6: عمر تركيبات LED

بالإضافة إلى كونها موفرة للطاقة ، فإن مصابيح LEDs تشتهر أيضًا بكفاءتها في استخدام الطاقة.يمكن أن تدوم بعض تركيبات LED ما بين 50000 و 70000 ساعة ، أي حوالي 5 مرات (أو أكثر) أطول مقارنة ببعض التركيبات المتوهجة والفلورية.إذن ، ما الذي يجعل مصابيح LED تدوم لفترة أطول من الأنواع الأخرى من الإضاءة؟

حسنًا ، يتعلق أحد الأسباب بحقيقة أن LED هي مصابيح الحالة الصلبة ، بينما تستخدم المصابيح المتوهجة والفلورية خيوطًا كهربائية أو بلازما أو غازًا لإصدار الضوء.تحترق الشعيرات الكهربائية بسهولة بعد فترة قصيرة بسبب تدهور الحرارة ، في حين أن الأغلفة الزجاجية التي تحتوي على البلازما أو الغاز معرضة جدًا للتلف بسبب الصدمة أو الاهتزاز أو السقوط.وبالتالي ، فإن تركيبات الإضاءة هذه ليست متينة ، وحتى إذا استمرت لفترة كافية ، فإن عمرها الافتراضي يكون أقصر بكثير مقارنة بمصابيح LED.

شيء واحد يجب ملاحظته حول مصابيح LED وعمرها هو أنها لا تحترق مثل المصابيح الفلورية أو المتوهجة (ما لم ترتفع درجة حرارة الثنائيات).بدلاً من ذلك ، يتدهور التدفق الضوئي لمصباح LED تدريجياً بمرور الوقت ، حتى يصل إلى 70٪ من ناتج الإضاءة الأصلي.

في هذه المرحلة (التي يشار إليها باسم L70) ، يصبح تدهور الإضاءة ملحوظًا للعين البشرية ، ويزداد معدل التحلل ، مما يجعل الاستخدام المستمر لتركيبات LED غير عملي.وبالتالي تعتبر التركيبات قد وصلت إلى نهاية عمرها الافتراضي في هذه المرحلة.