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L'illuminazione a LED è ora la tecnologia di illuminazione più popolare.Quasi tutti conoscono i numerosi vantaggi offerti dagli apparecchi a LED, in particolare il fatto che sono più efficienti dal punto di vista energetico e durano più a lungo rispetto agli apparecchi di illuminazione tradizionali.Tuttavia, la maggior parte delle persone non ha molta conoscenza della tecnologia alla base dell'illuminazione a LED.In questo post, diamo uno sguardo a come si basa la tecnologia di illuminazione a LED in modo da capire come funzionano le luci a LED e da dove derivano tutti i vantaggi.

Capitolo 1: Cosa sono i LED e come funzionano?

Il primo passo per comprendere la tecnologia di illuminazione a LED è capire cosa sono i LED.LED sta per diodi emettitori di luce.Questi diodi sono semiconduttori in natura, il che significa che possono condurre corrente elettrica.Quando la corrente elettrica viene applicata attraverso un diodo a emissione di luce, il risultato è il rilascio di energia sotto forma di fotoni (energia luminosa).

A causa del fatto che gli apparecchi a LED utilizzano un diodo a semiconduttore per produrre luce, sono indicati come dispositivi di illuminazione a stato solido.Altre luci a stato solido includono diodi emettitori di luce organici e diodi emettitori di luce polimerici, che utilizzano anche un diodo a semiconduttore.

Capitolo 2: Colore della luce LED e temperatura del colore

La maggior parte degli apparecchi a LED produce luce di colore bianco.La luce bianca è classificata in varie categorie a seconda del calore o del freddo di ciascun apparecchio (da qui la temperatura del colore).Queste classificazioni della temperatura del colore includono:

Bianco caldo: da 2.700 a 3.000 Kelvin
Bianco neutro: da 3.000 a 4.000 Kelvin
Bianco puro: da 4.000 a 5.000 Kelvin
Bianco diurno: da 5.000 a 6.000 Kelvin
Bianco freddo: da 7.000 a 7.500 Kelvin
In bianco caldo, il colore prodotto dai LED ha una tonalità gialla, simile a quella delle lampade a incandescenza.All'aumentare della temperatura del colore, la luce assume un aspetto più bianco, fino a raggiungere il colore bianco diurno, che è simile alla luce naturale (luce diurna del sole).Man mano che la temperatura del colore continua ad aumentare, il raggio di luce inizia ad assumere una tonalità bluastra.

Una cosa che dovresti, tuttavia, notare sui diodi a emissione di luce è che non producono luce bianca.I diodi sono disponibili nei tre colori primari: rosso, verde e blu.Il colore bianco che si trova nella maggior parte degli apparecchi a LED si ottiene mescolando questi tre colori primari.Fondamentalmente, la miscelazione dei colori nei LED comporta la combinazione delle diverse lunghezze d'onda della luce di due o più diodi.Pertanto, attraverso la miscelazione dei colori, è possibile ottenere uno qualsiasi dei sette colori che si trovano nello spettro della luce visibile (i colori dell'arcobaleno), che producono un colore bianco quando sono tutti combinati.

Capitolo 3: LED ed efficienza energetica

Un aspetto importante della tecnologia di illuminazione a LED è la loro efficienza energetica.Come già accennato, quasi tutti sanno che i LED sono efficienti dal punto di vista energetico.Tuttavia, un buon numero di persone non si rende conto di come avvenga l'efficienza energetica.

Ciò che rende i LED più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ad altre tecnologie di illuminazione è il fatto che i LED convertono quasi tutta la potenza immessa (95%) in energia luminosa.Inoltre, i LED non emettono radiazione infrarossa (luce invisibile), che viene gestita mescolando le lunghezze d'onda del colore dei diodi in ogni apparecchio per ottenere solo la lunghezza d'onda del colore bianco.

D'altra parte, una tipica lampada a incandescenza converte solo una piccola parte (circa il 5%) della potenza consumata in luce, mentre il resto viene disperso attraverso il calore (circa il 14%) e la radiazione infrarossa (circa l'85%).Pertanto, con le tecnologie di illuminazione tradizionali, è necessaria molta potenza per produrre una luminosità sufficiente, con i LED che richiedono molta meno energia per produrre una luminosità simile o maggiore.

Capitolo 4: Flusso luminoso degli apparecchi a LED

Se in passato hai acquistato lampadine a incandescenza o fluorescenti, conosci il wattaggio.Per molto tempo, il wattaggio è stato il modo accettato per misurare la luce prodotta da un apparecchio.Tuttavia, dall'avvento dei dispositivi a LED, questo è cambiato.La luce prodotta dai LED viene misurata in flusso luminoso, definito come la quantità di energia emessa da una sorgente luminosa in tutte le direzioni.L'unità di misura del flusso luminoso è lumen.

La ragione per cambiare la misura della luminosità dal wattaggio alla luminosità è dovuta al fatto che i LED sono dispositivi a bassa potenza.Pertanto, ha più senso determinare la luminosità utilizzando l'emissione luminosa anziché l'emissione di potenza.Inoltre, diversi apparecchi a LED hanno un'efficacia luminosa diversa (la capacità di convertire la corrente elettrica in emissione luminosa).Pertanto, apparecchi che consumano la stessa quantità di energia potrebbero avere un'emissione luminosa molto diversa.

Capitolo 5: LED e calore

Un malinteso comune sugli apparecchi a LED è che non producono calore, a causa del fatto che sono freddi al tatto.Tuttavia, questo non è vero.Come già accennato in precedenza, una piccola parte dell'energia immessa nei diodi emettitori di luce viene convertita in energia termica.

Il motivo per cui gli apparecchi a LED sono freddi al tatto è che la piccola porzione di energia convertita in energia termica non è eccessiva.Inoltre, gli apparecchi a LED sono dotati di dissipatori di calore, che dissipano questo calore, prevenendo il surriscaldamento dei diodi emettitori di luce e dei circuiti elettrici degli apparecchi a LED.

Capitolo 6: La durata degli apparecchi a LED

Oltre ad essere efficienti dal punto di vista energetico, gli apparecchi di illuminazione a LED sono famosi anche per la loro efficienza energetica.Alcuni apparecchi a LED possono durare tra le 50.000 e le 70.000 ore, ovvero circa 5 volte (o anche di più) di più rispetto ad alcuni apparecchi a incandescenza e fluorescenti.Quindi, cosa fa durare le luci a LED più a lungo rispetto ad altri tipi di luce?

Bene, uno dei motivi ha a che fare con il fatto che i LED sono luci a stato solido, mentre le luci a incandescenza e fluorescenti utilizzano filamenti elettrici, plasma o gas per emettere luce.I filamenti elettrici si bruciano facilmente dopo un breve periodo a causa della degradazione termica, mentre gli involucri di vetro che ospitano il plasma o il gas sono molto suscettibili ai danni dovuti a urti, vibrazioni o cadute.Questi apparecchi di illuminazione non sono quindi durevoli e, anche se sopravvivono abbastanza a lungo, la loro durata è significativamente più breve rispetto ai LED.

Una cosa da notare sui LED e sulla durata è che non si bruciano come le lampadine fluorescenti o a incandescenza (a meno che i diodi non si surriscaldino).Il flusso luminoso di un apparecchio a LED, invece, degrada gradualmente nel tempo, fino a raggiungere il 70% della resa luminosa originaria.

A questo punto (indicato come L70), il degrado luminoso diventa evidente all'occhio umano e il tasso di degrado aumenta, rendendo impraticabile l'uso continuato degli apparecchi a LED.Si ritiene quindi che gli apparecchi abbiano raggiunto la fine della loro vita a questo punto.