Características das lâmpadas LED: temperatura de cor, potência, luz e outros

Vantagens e desvantagens das lâmpadas LED

Vamos resumir e definir as vantagens e desvantagens das fontes de luz semicondutoras. Suas vantagens incluem:

• Grave alta eficiência energética. A saída de luz dos LEDs (a razão entre o fluxo luminoso gerado e a energia consumida), como descobrimos, é quase uma ordem de grandeza maior do que a saída de luz das lâmpadas incandescentes, o que pode economizar significativamente em eletricidade.
• Longa vida útil. Eu não toquei neste tópico, mas será interessante para você saber que uma lâmpada LED durará 20 a 30 vezes mais que uma lâmpada Ilyich sem uma diminuição significativa no nível de fluxo luminoso.E essa confiabilidade é uma economia adicional, pois as lâmpadas de diodo terão que ser trocadas muito raramente.
• Operação em condições adversas. Os LEDs não possuem frascos e espirais e, portanto, não têm medo de vibrações e até choques. Os iluminadores semicondutores podem ser usados ​​nas condições mais severas e em temperaturas ambientes de -40 a +40 graus Celsius.
• Quase não aquece. A temperatura máxima à qual uma lâmpada LED potente aquece não excede 60 graus Celsius. Você pode usá-lo em objetos perigosos de fogo.
• Temperatura de cor ideal. A grande maioria das lâmpadas LED, exceto as especiais, criam um fluxo luminoso semelhante ao da luz do dia. Com essa iluminação, os olhos ficam menos cansados ​​e as cores dos objetos ao redor não são distorcidas.

As lâmpadas LED têm, infelizmente, uma desvantagem muito significativa - seu custo ainda é bastante alto. Mas isso compensa em parte com uma longa vida útil e baixo consumo de energia. Além disso, o desenvolvimento da tecnologia LED está apenas começando, o que significa que em um futuro próximo o preço das fontes de luz LED diminuirá definitivamente.

Agora você conhece as lâmpadas LED e seu fluxo luminoso o suficiente para poder decidir: como e em que casos as fontes de luz semicondutoras são melhores que as lâmpadas convencionais.

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Uso pratico

O cálculo da temperatura de cor é necessário em todas as áreas onde a iluminação é geralmente utilizada.Cada um dos espectros tem suas próprias características, vantagens e desvantagens, que são usadas para garantir que uma determinada fonte de luz desempenhe melhor sua função. Alguns exemplos de uso de luzes com valores de parâmetros diferentes são assim:

A iluminação quente e brilhante com uma temperatura de 3000-4000 K permite que você veja bem não apenas os objetos, mas também o espaço ao redor deles, o que os torna convenientes para uso em condições de visibilidade limitada ou ruim. Exemplos disso são os faróis de neblina e lanternas para pesquisas subaquáticas.
Lâmpadas com temperatura de cor fria são usadas em áreas de trabalho

Eles ajudam a concentrar a atenção e não permitem relaxar. Esta iluminação é especialmente eficaz em hospitais, laboratórios, salas de exames, fábricas e instalações industriais.

No entanto, sua exposição prolongada leva à refração, portanto, para escritórios, recomenda-se o uso de lâmpadas brancas bastante neutras.
A iluminação fria também é popular no design de armazéns, vitrines, exposições, museus e outros lugares onde você precisa chamar a atenção das pessoas para algo. Ajuda a enfatizar cores e contrastes, chamar a atenção para os detalhes. Por isso, também é usado em outdoors e iluminação de emergência. Além disso, as cores do espectro frio conferem frescor aos objetos iluminados, o que os torna benéficos para uso em vitrines de supermercados, por exemplo, com peixes.
A temperatura de cor neutra na faixa de 4500-5000 K é universal e adequada para qualquer tipo de tarefa. Não cansa os olhos, tem o menor efeito na reprodução de cores e é adequado para decorar todos os tipos de espaços de trabalho, bem como muitas salas de estar.
Um valor de temperatura de cor estritamente definido também precisa ser mantido em alguns outros casos não relacionados ao conforto humano, por exemplo, ao criar filme fotográfico e na impressão.

Atenção especial deve ser dada ao uso de lâmpadas com diferentes níveis de temperatura de cor no projeto de instalações residenciais. Fontes de cores de diferentes tons são usadas para esses fins:

• A luz vermelho-alaranjada quente até 2700 K ajuda a criar uma atmosfera calorosa e acolhedora. Eles preparam você para relaxar devido à semelhança com a iluminação natural da noite. Essa luz também é a menos irritante para os olhos. É insubstituível no momento do registro de quartos e salas de descanso.
• A luz laranja com uma temperatura de 3000-3500 K sintoniza a comunicação, cria uma atmosfera amigável e animada. É frequentemente usado no design de interiores de locais públicos: restaurantes, lojas, boutiques, bibliotecas, bem como áreas residenciais, como corredores e salas de estar.
• A luz branca neutra, correspondente a um valor de temperatura de cor de 3500-4000 K, aumenta a sensação de segurança e cria algum conforto, mas não permite relaxar muito. Pode ser usado no design da cozinha, banheiro e quase qualquer outro espaço de vida.
• A luz fria com temperaturas de até 5000 K cria o clima para o trabalho, aumenta a produtividade, esclarece os pensamentos e ajuda a se concentrar melhor, além de deixar o ambiente limpo. É usado para decorar locais de trabalho, por exemplo, em luminárias de mesa para uma mesa ou em um escritório.

De acordo com os regulamentos, as fontes de luz com temperatura colorimétrica superior a 5300 K não devem ser usadas em áreas residenciais.Isso se deve ao seu efeito nocivo sobre os olhos quando ficam muito tempo dentro de casa. Portanto, uma lâmpada com temperatura de 6500 kelvins (a luz que acontece do lado de fora em um dia claro de verão) será útil para procedimentos curtos que exigem alta concentração de atenção, mas doerá se for instalada no quarto.

Convertendo uma lâmpada incandescente em um LED: tabela

Por exemplo, vamos comparar três lâmpadas que fornecem um fluxo de luz de 250 lm. Esta configuração corresponde a:

• lâmpada incandescente de 20 W;
• fluorescente - com uma potência de 5-7 watts.

Essa intensidade de iluminação pode ser fornecida por uma lâmpada LED com uma potência de apenas 2-3 watts.

Abaixo está uma tabela para conversão de lâmpadas incandescentes, fluorescentes e LED por fluxo luminoso:

Os resultados da análise comparativa acima indicam claramente os benefícios das lâmpadas LED.

Vantagens e desvantagens das lâmpadas LED

As vantagens das lâmpadas LED incluem:

• Vida. As fontes de luz operam de 50.000 a 100.000 horas sem interrupção.
• Consumo econômico de energia. Os LEDs são classificados como fontes de luz com eficiência 10 vezes maior que suas contrapartes.
• Estabilidade térmica. As lâmpadas LED são resistentes às mudanças atmosféricas, não se deterioram com uma mudança brusca de temperatura.
• Amizade ambiental. Eles são feitos com base em materiais seguros que não prejudicam a saúde.

Contras das lâmpadas LED:

• Preço. Elementos de iluminação são mais caros do que suas contrapartes principais.
• O tamanho. As lâmpadas de alta potência são grandes. Isso nem sempre é conveniente para quartos com uma área pequena.
• controlador de LED.Para uma operação estável do sistema de LED, você precisa de uma fonte de alimentação especial, que também possui um alto custo.

Outra desvantagem é a dificuldade em substituir os diodos em caso de queima. Às vezes isso não é possível.

O benefício mais óbvio é a economia de energia.

A diferença entre as lâmpadas LED e outras fontes de luz está na transformação da luz em qualquer tonalidade.

Percepção de cores

A percepção de cores de cada indivíduo tem suas próprias características. A percepção de cores é o efeito da refração das ondas de luz recebidas pelo nervo óptico e processadas pelo centro visual do cérebro. Cada pessoa tem sua própria percepção de tons. Quanto mais velha uma pessoa se torna, mais sua percepção de cores é distorcida. As características da psique do indivíduo também afetam sua percepção de cores.

A percepção de uma determinada cor pode ser distorcida pela radiação solar. O calor da luz também é caracterizado pela percepção individual e depende das características do organismo e do estado da pessoa no momento da percepção.

escala de temperatura de cor

De outra forma é chamado de índice colorimétrico. Está indicado na embalagem das lâmpadas. Com base nesses parâmetros, você pode determinar em que faixa a lâmpada iluminará a sala. Para uma estadia confortável (para que a luz não irrite os olhos), você precisa descobrir com antecedência qual espectro é preferível para cada cômodo: quente, neutro, frio.

Às vezes não é possível encontrar uma lâmpada com a temperatura certa. Então você pode combinar as lâmpadas da faixa fria e quente.

Índice de renderização de cores de lâmpadas LED

Mostra como as cores diferem claramente em um determinado espectro de radiação.Por exemplo, ao entardecer, as cores desaparecem visualmente e podem se fundir, enquanto o azul e o bordô podem ser percebidos igualmente pela visão.

A tabela mostra a proporção de fontes de luz com temperatura de cor e índice de reprodução de cor (medido de 0 a 100):

A faixa fria das ondas permite que elas se dissipem ainda mais. Para iluminação confortável e renderização de cores aceitável, o índice não deve cair abaixo de 80.

Qual luz é melhor quente ou fria

As lâmpadas LED, usadas na iluminação, são divididas em frias e quentes. O estado psicológico e emocional dos moradores da casa depende do tipo de cor. As lâmpadas LED de brilho quente são adequadas para a noite. Eles contribuem para o rápido adormecer, relaxamento, criando conforto. Os tons frios são mais naturais para o dia. Revigora, mantém uma pessoa em boa forma.

O uso de cores frias e quentes em horários inadequados pode atrapalhar o funcionamento do organismo.

É importante lembrar que o abajur, as cortinas e outros difusores também afetam a luz.

Além disso, em diferentes idades, as pessoas percebem a iluminação de forma diferente. Com o aumento da idade, há uma distorção, que também deve ser levada em consideração. As características da psique também afetam a percepção das cores.

Respondendo à pergunta, o que é melhor - cor fria ou quente, a resposta será uma combinação de tons.É desejável que também seja possível controlar as luminárias separadamente.

O que é temperatura de cor?

A temperatura de cor é um fenômeno físico. Caracteriza a intensidade da radiação de uma fonte de luz e determina a composição do espectro visível. A temperatura de cor não indica o quão quente o corpo está, mas apenas mostra como o olho humano percebe o fluxo de luz. Este indicador é medido em Kelvin (K).

Em termos simples, a temperatura de cor é a tonalidade da luz emitida por uma fonte. Zero Kelvin tem um corpo completamente preto.

Se falamos de metal, as primeiras cores aparecem quando a temperatura sobe acima de 500°C: o objeto fica vermelho escuro. Com mais aquecimento, o espectro de cores muda para laranja, depois amarelo, depois branco e finalmente azul.

Comparação de lâmpadas por fator de pulsação

Os LEDs superam todas as outras fontes de iluminação de outra maneira. Estamos falando da cintilação das lâmpadas, que reflete o coeficiente de ondulação (%). Esta é uma das características mais importantes da fonte de luz, cuja magnitude determina o conforto e a segurança da iluminação. Quanto menor o fator de ondulação, melhor. Se exceder 5-10%, os processos negativos começam no corpo: dores de cabeça aparecem no final do dia, fadiga, insônia.

O coeficiente de pulsação da iluminação em escritórios e outras instalações não residenciais deve atender às normas sanitárias estabelecidas, e isso é controlado por órgãos de fiscalização. Em casa, nós mesmos devemos monitorar a qualidade da luz se cuidar da saúde da família é importante para nós.

Tabela 3Coeficientes de pulsação típicos de lâmpadas domésticas.

Como pode ser visto na tabela 3, os LEDs podem pulsar menos. Mas apenas aqueles no projeto em que uma fonte de energia de alta qualidade está instalada. Alguns "gelos" baratos brilham para que sejam claramente visíveis a olho nu. Você não pode usar esses dispositivos.

Mas, mesmo que as pulsações não sejam fixadas visualmente, isso não significa que elas não existam. Talvez o olho não perceba flutuações no fluxo de luz, mas ao mesmo tempo elas excedem a norma. Para estabelecer a presença de pulsações de baixa frequência de um nível inaceitável, um medidor de luz com a função de medidor de pulso RADEX LUPINE ajudará. Este dispositivo está em conformidade com GOST e fornece alta precisão de medição.

Eficiência

Este parâmetro (eficiência) caracteriza a eficiência de conversão de energia elétrica em luz. Quanto maior, menor a perda de calor. As lâmpadas LED têm a mais alta eficiência: a eficiência dos modelos de alta qualidade chega a 90%. O LED converte energia em luz diretamente, com geração mínima de calor.

As lâmpadas incandescentes têm a menor eficiência - 4-5%. Durante a operação, eles aquecem significativamente, pois convertem mais de 90% da energia consumida em calor. A eficiência dos "halogênios" é maior - 15-20%. Para luminárias fluorescentes, este parâmetro depende do tipo de lâmpada. A menor eficiência das lâmpadas fluorescentes compactas espirais é de 7 a 8%. A eficiência de seu uso também é reduzida devido à perda da maior parte da energia luminosa que entra na espiral. Portanto, com uma saída de luz mais alta, a iluminação criada por essas lâmpadas é a mais baixa (consulte).

Escolha suas lâmpadas com o medidor de luz multifuncional

A única maneira de verificar a qualidade da iluminação é comprar um medidor de luz doméstico, como o RADEX LUPIN. Ele mede as principais características - o brilho da lâmpada, a iluminação da superfície e o fator de ondulação. O medidor de luz ajudará a estabelecer:

• se o fabricante indicou os parâmetros da luminária ou lâmpada corretamente;
• se a iluminação dos quartos do apartamento, escritório, quartos das crianças corresponde à norma;
• qual é a pulsação da iluminação em sua casa e local de trabalho.

É impossível determinar tudo isso sem um luxímetro-pulsímetro. Com este medidor de luz, você selecionará as melhores lâmpadas LED para sua casa e será uma escolha tecnicamente sólida. "Gelos" de alta qualidade realmente superam outros dispositivos de iluminação em muitos aspectos. Eles não aquecem o ar, não sobrecarregam sua visão e também ajudam a economizar na conta de luz. E você não precisa trocar essas lâmpadas com frequência: sua vida útil é superior a 30.000 horas.

Então o que é melhor

Na maioria das vezes, a melhor opção será uma combinação de luz fria e quente, bem como a capacidade de controlar as luminárias individualmente para criar um certo clima em toda a sala ou parte dela.

À noite, você pode acender lâmpadas incandescentes, acender uma lareira para relaxar e descontrair em um ambiente de luz quente. E se de repente você quiser ler um livro, use uma lâmpada separada que dê uma luz mais fria.

A iluminação quente se encaixa perfeitamente em um pequeno apartamento decorado em estilo vintage com predominância de cores quentes no interior, enquanto a luz fria enfatizará favoravelmente as soluções de design moderno em uma sala espaçosa com cores brilhantes e paredes claras.

Lâmpada LED: design e principais características técnicas

Lâmpada LED - uma fonte de luz, cuja radiação é realizada usando vários LEDs no design, conectados em um circuito. Ao contrário de outros tipos de lâmpadas, não utiliza filamento de tungstênio, gases diversos, mercúrio e outros componentes perigosos para a vida humana. É um dispositivo ecologicamente correto que não emite substâncias nocivas durante a operação e falha. De acordo com seus indicadores de economia de energia, é o mais econômico entre os análogos. Pode ser usado para iluminar ruas, instalações e instalações industriais ou residenciais.

O design desta lâmpada consiste nos seguintes elementos: um difusor, LEDs, uma placa de circuito, um radiador, uma fonte de alimentação, uma carcaça e uma base. O último elemento pode ter dois tamanhos de cartucho: E14 (pequeno) e E27 (grande).

Ao escolher, você deve se guiar pelos valores das principais características:

• Fluxo luminoso, medido em lm (lúmens). A quantidade de luz que se espalha em todas as direções a partir de uma fonte de luz.
• Potência, unidade W. A quantidade de energia consumida por unidade de tempo.
• Temperatura de cor de brilho, unidade K. Determina a cor do fluxo de luz proveniente da fonte de radiação. As lâmpadas incandescentes são principalmente 3000K, esta é uma tonalidade amarelada “quente”.As fontes de luz LED são diferentes, de 3000K a 6500K (cor “fria”, com uma leve mistura de azul).
• Saída de luz, medida em lm/W. Uma característica que determina a eficiência e economia de uma fonte de luz. Para produtos de fabricantes diferentes, é claro que é diferente.
• Temperatura de aquecimento, unidade °C. Indica a temperatura de funcionamento para aquecimento da superfície de vidro da lâmpada.
• Vida útil, medida em horas. Determina a vida útil máxima em condições ideais e declaradas pelo fabricante.
• Índice de reprodução de cores, CRI. Medido de 0 a 100 pontos. Para uma percepção humana ideal da reprodução de cores de uma fonte de luz, quanto mais pontos, maior. Um valor de 80 CRI é considerado normal.

Esse tipo de lâmpada economizadora de energia pode ser produzida em dois tipos: padrão (em forma de pêra) e na forma de "milho". Este fator deve ser levado em consideração ao substituir a fonte de luz na luminária. Este último tipo não é recomendado, pois neste projeto os LEDs estão localizados na parte externa.

Princípio de funcionamento e principais características

A produção de lâmpadas LED pode ser dividida em três etapas:

• crescer um cristal usando o método de epitaxia organometálica;
• criação de um chip por processamento planar de filmes;
• classificação de chips por binning;
• montagem de todas as partes do LED.

O princípio de funcionamento da lâmpada LED

O princípio de funcionamento de um LED pode ser descrito como a interação de dois semicondutores de cargas opostas que criam uma junção p-n (contato eletrônico). No processo de troca mútua de elétrons, a radiação de luz é criada em seu limite.

As principais características que permitem avaliar a qualidade da lâmpada LED:

• potência (medição quantitativa da eletricidade consumida);
• temperatura de cor (a cor da luz emitida pelo elemento);
• fluxo luminoso (a quantidade de luz produzida).

A escolha de lâmpadas para casa e escritório

A alta durabilidade e a operação simples das lâmpadas LED as tornam indispensáveis ​​no dia a dia. Mas é necessário abordar a escolha de tal lâmpada de forma pensativa e consciente.

O conforto de estar em locais de trabalho e residenciais depende da temperatura de cor Lâmpadas LED com as quais são acesas. Quais lâmpadas são melhores para escolher para a casa e quais para o escritório? A diferença no tipo de iluminação pode ser vista na tabela de temperatura da luz. E com base nisso, escolha a luz mais confortável em determinadas salas.

Onde as luzes LED domésticas são adequadas?

• Iluminação da cozinha. Luz quente para uma refeição tranquila ou luz fria para os entusiastas da culinária. A fita de LED é uma excelente solução para decorar a área de trabalho da cozinha.
• Luz no corredor. Definitivamente frio. Mobiliza e ajusta-se ao clima de trabalho.
• Iluminação fria ou quente no banheiro, como você gosta.
• Luz quente no quarto.

A principal diferença entre o espaço do escritório e a casa é a necessidade de ajustar a psique a um clima de trabalho. Isso é facilitado pelo aumento do brilho e pela iluminação branca fria. Se a luz for semelhante à luz natural do dia, é a menos cansativa. A maioria das pessoas experimenta um aumento no desempenho sob luz forte, o que afasta a sonolência e aumenta a produtividade.Além disso, o uso de tais lâmpadas reduz o custo da eletricidade, respectivamente, os custos adicionais mensais do negócio são reduzidos.

Saída de luz das lâmpadas LED

Não incluí esta importante característica técnica na lista geral e deliberadamente a deixei no final, em primeiro lugar, porque não se aplica a cada lâmpada específica, mas a toda a classe. E, em segundo lugar, tendo lidado com a emissão de luz, você pode entender a eficácia deste ou daquele tipo de luminária. A saída de luz é a relação entre o fluxo luminoso e o consumo de energia de uma luminária e é indicada como lm/W. Este parâmetro mostra literalmente a eficiência com que o dispositivo converte energia elétrica em luz.

Quanto às fontes de luz LED, hoje são saída de luz é 60-120 lm/W, e à medida que a tecnologia melhora, esse número continua a crescer. Suponha que o número de lúmens para um LED de 1 watt seja 100. É muito ou pouco? Confira a tabela de comparação:

Comparativo tabela de eficiência energética de lâmpadas de diferentes tipos

Como você pode ver no tablet, bem conhecido por você lâmpada fluorescente compacta (“economia de energia”), por exemplo, com a mesma potência, ele brilhará quase 2 vezes mais fraco que sua contraparte semicondutora. É embaraçoso falar sobre uma lâmpada incandescente. 8 de 10 watts que um dispositivo de LED converteria em um fluxo luminoso, a lâmpada de Ilyich se transforma em calor.A eficiência de uma lâmpada de diodo devido à saída de luz é de longe a mais alta.

Mas voltando aos nossos LEDs. É possível escolher essas lâmpadas não pelo fluxo luminoso, mas pelo consumo de energia? Como você sabe quantos lúmens um LED produz com um watt de eletricidade, você entende: claro que pode. Para obter o fluxo luminoso, basta multiplicar a potência da lâmpada por 80. Obviamente, você não obterá o valor exato, pois a saída de luz real depende de muitos fatores, incluindo tecnologia de produção, materiais, tipo e número de LEDs usados. Mas o resultado obtido é bastante adequado para uso doméstico.

Não esqueça! O coeficiente 80 para cálculo do fluxo luminoso gerado pelo consumo de energia é adequado apenas para lâmpadas LED. Para todos os outros tipos de luminárias, será diferente.

Para quem não gosta de multiplicar, darei uma tabela da dependência do fluxo luminoso da potência da lâmpada para dispositivos de vários tipos: