LED-urile nu folosesc filament, nu se bazează pe gaze sau pe încălzire. N-au nimic de-a face cu becurile clasice și totuși, reușesc să genereze lumină cu un consum de energie foarte mic.
Dacă vrei să înțelegi de ce un tub led are un randament atât de bun sau de ce niște neoane led rezistă mai mult decât orice variantă tradițională, merită să vezi ce se întâmplă, de fapt, în interiorul unui LED.
Ce se întâmplă în interiorul unui LED?
LED-ul este o diodă semiconductoare specială. E formată din două straturi de material: unul dopat cu atomi care oferă electroni în plus (stratul de tip N) și unul dopat cu atomi care au lipsă de electroni (stratul de tip P). Între ele se formează o barieră, numită joncțiune P-N.
Atunci când aplici un curent electric în direcția corectă (polarizare directă), electronii din stratul N încep să se miște către stratul P. Pe drum, întâlnesc „goluri” – zone unde lipsesc electroni. Când un electron umple un astfel de gol, energia eliberată se transformă în foton. Asta înseamnă lumină.
Ce determină culoarea luminii?
Fotonii generați în procesul descris mai sus pot avea energii diferite. Această energie depinde de materialul folosit la fabricarea LED-ului. Diferite combinații de semiconductori duc la diferite culori:
- GaAs (arseniura de galiu) pentru roșu și infraroșu
- GaP (fosfura de galiu) pentru verde
- InGaN (nitrura de galiu-indiu) pentru albastru
- AlGaInP (fosfură de aluminiu-galiu-indiu) pentru portocaliu sau galben
Lumina albă nu e generată direct. Se obține prin combinarea mai multor LED-uri de culori diferite sau prin acoperirea unui LED albastru cu un strat de fosfor care absoarbe o parte din lumină și o reemite în galben. Combinația albastru + galben produce alb.
Ce diferențiază un LED de alte surse de lumină?
Într-un bec cu incandescență, lumina e rezultatul încălzirii unui filament până la punctul în care acesta devine incandescent. Într-un tub cu gaz (ex: neon sau fluorescent), electronii interacționează cu gazul, iar rezultatul e emisia de lumină prin excitația atomilor.
LED-ul funcționează altfel. Nu are piese în mișcare, nu are gaze, nu necesită temperaturi ridicate. Asta explică și de ce are o durată de viață mai mare, e mai sigur în utilizare și are o eficiență superioară.
De exemplu, neoanele led consumă mult mai puțină energie decât un tub fluorescent de putere similară, și totuși oferă o lumină comparabilă sau chiar mai puternică. Nu are timp de încălzire, nu pâlpâie, nu conține mercur.
Ce conține fizic un LED?
Un LED clasic are o structură compactă:
- Cip semiconductor – elementul principal care generează fotonii
- Cablaje interne – leagă cipul de pini și permit circulația curentului
- Lentilă – concentrează și direcționează lumina
- Carcasă – protejează tot ansamblul și îmbunătățește disiparea căldurii
Ce rol are driverul LED?
LED-urile funcționează pe curent continuu, dar rețeaua electrică oferă curent alternativ. Aici intervine driverul. Acesta:
- Reglează tensiunea și curentul pentru a proteja LED-urile
- Elimină fluctuațiile care pot deteriora dioda
- Optimizează performanța și durata de viață
Un driver bine construit va oferi un flux luminos stabil, fără scăderi sau fluctuații. E un element crucial mai ales în iluminatul industrial, unde un tub led defect poate afecta întreaga zonă de lucru.
Avantajele structurii LED față de alte surse
LED-ul se bazează pe fizică solidă. Nu există componente care să se ardă prin uzură termică, cum se întâmplă la filament. Nu există gaze care pot scăpa sau degradează. Totul e închis într-un corp compact, rezistent la șocuri, vibrații și temperaturi variabile.
Asta explică de ce niște neoane led pot funcționa fără probleme și în spații industriale sau comerciale. Sunt fiabile, pornesc instant și nu depind de condițiile de mediu pentru a funcționa corect.
Ce tipuri de LED-uri există?
În funcție de aplicație și de forma carcasei, LED-urile pot fi:
- DIP (Dual In-line Package) – varianta clasică, cu doi pini metalici
- SMD (Surface-Mounted Device) – se montează direct pe plăci, mai compacte
- COB (Chip On Board) – mai multe cipuri montate împreună, pentru o putere luminoasă mai mare
Cele mai des folosite în iluminatul general sunt SMD-urile, iar în tub led găsești de obicei LED-uri de tip 2835 sau 5050, fiecare cu caracteristici specifice de lumină, eficiență și dispersie.
Ce limite există în folosirea LED-urilor?
LED-ul nu e perfect. În unele cazuri, temperatura ambientală foarte mare poate influența eficiența. De asemenea, calitatea driverului influențează durata de viață. Dacă un tub led e echipat cu un driver slab, s-ar putea să cedeze mult mai repede decât promite specificația.
