Caratteristiche delle lampade a LED: temperatura colore, potenza, luce e altro

Vantaggi e svantaggi delle lampade a LED

Riassumiamo e definiamo i vantaggi e gli svantaggi delle sorgenti luminose a semiconduttore. I loro vantaggi includono:

• Registra un'elevata efficienza energetica. L'emissione luminosa dei LED (il rapporto tra il flusso luminoso generato e la potenza consumata), come abbiamo scoperto, è quasi un ordine di grandezza superiore all'emissione luminosa delle lampade a incandescenza, che possono risparmiare notevolmente sull'elettricità.
• Lunga durata. Non ho toccato questo argomento, ma sarà interessante per te sapere che una lampada a LED durerà 20-30 volte più a lungo di una lampada Ilyich senza una significativa diminuzione del livello del flusso luminoso.E tale affidabilità è un ulteriore risparmio, poiché le lampade a diodi dovranno essere cambiate molto raramente.
• Operazione in condizioni difficili. I LED non hanno boccette e spirali, quindi non temono vibrazioni e nemmeno urti. Gli illuminatori a semiconduttore possono essere utilizzati nelle condizioni più gravose ea temperature ambiente da -40 a +40 gradi Celsius.
• Quasi non si riscalda. La temperatura massima a cui si riscalda una potente lampada a LED non supera i 60 gradi Celsius. Puoi usarlo su oggetti pericolosi per il fuoco.
• Temperatura colore ottimale. La stragrande maggioranza delle lampade a LED, ad eccezione di quelle speciali, crea un flusso luminoso simile alla luce diurna. Con tale illuminazione, gli occhi si stancano di meno e i colori degli oggetti circostanti non vengono distorti.

Le lampade a LED hanno, sfortunatamente, uno svantaggio molto significativo: il loro costo è ancora piuttosto elevato. Ma questo in parte ripaga con una lunga durata e un basso consumo energetico. Inoltre, lo sviluppo della tecnologia LED è appena iniziato, il che significa che nel prossimo futuro il prezzo delle sorgenti luminose a LED diminuirà decisamente.

Ora conosci le lampade a LED e il loro flusso luminoso abbastanza da poter decidere: come e in quali casi le sorgenti luminose a semiconduttore sono migliori delle lampadine convenzionali.

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Uso pratico

Il calcolo della temperatura di colore è necessario in tutti i settori in cui viene generalmente utilizzata l'illuminazione.Ciascuno degli spettri ha le sue caratteristiche, vantaggi e svantaggi, che vengono utilizzati per garantire che una determinata sorgente di luce svolga al meglio la sua funzione. Alcuni esempi di utilizzo di luci con valori di parametro diversi sono simili a questo:

L'illuminazione calda e brillante con una temperatura di 3000-4000 K consente di vedere bene non solo gli oggetti, ma anche lo spazio circostante, il che li rende comodi da usare in condizioni di visibilità limitata o scarsa. Esempi di questo sono i fendinebbia e le torce elettriche per la ricerca subacquea.
Le lampade con temperatura di colore fredda sono utilizzate nelle aree di lavoro

Aiutano a concentrare l'attenzione e non permettono di rilassarsi. Questa illuminazione è particolarmente efficace in ospedali, laboratori, sale esami, fabbriche e strutture industriali.

Tuttavia, la loro esposizione prolungata porta alla rifrazione, quindi per gli uffici si consiglia di utilizzare lampade bianche piuttosto neutre.
L'illuminazione fredda è anche popolare nella progettazione di magazzini, vetrine, mostre, musei e altri luoghi in cui è necessario attirare l'attenzione delle persone su qualcosa. Aiuta a enfatizzare colori e contrasti, attirare l'attenzione sui dettagli. Per questo motivo viene utilizzato anche nei cartelloni pubblicitari e nell'illuminazione di emergenza. Inoltre, i colori dello spettro freddo conferiscono agli oggetti illuminati una freschezza, che li rende utili da utilizzare nelle vetrine dei negozi di alimentari, ad esempio con il pesce.
La temperatura di colore neutra nell'intervallo 4500-5000 K è universale e adatta a qualsiasi tipo di attività. Non affatica la vista, ha il minimo effetto sulla resa cromatica ed è adatto per arredare tutti i tipi di spazi di lavoro, così come molti soggiorni.
Un valore di temperatura colore rigorosamente definito deve essere mantenuto anche in altri casi non correlati al comfort umano, ad esempio durante la creazione di pellicole fotografiche e nella stampa.

Particolare attenzione dovrebbe essere prestata all'uso di lampade con diversi livelli di temperatura di colore nella progettazione di locali residenziali. Fonti di colore di diverse sfumature vengono utilizzate per tali scopi:

• La calda luce rosso-arancio fino a 2700 K aiuta a creare un'atmosfera calda e accogliente. Ti preparano al relax grazie alla somiglianza con l'illuminazione naturale della sera. Tale luce è anche la meno irritante per gli occhi. È insostituibile al momento della registrazione delle camere da letto e dei servizi igienici.
• La luce arancione con una temperatura di 3000-3500 K si sintonizza sulla comunicazione, crea un'atmosfera amichevole e vivace. Viene spesso utilizzato nell'interior design di luoghi pubblici: ristoranti, negozi, boutique, biblioteche, ma anche aree residenziali come corridoi e soggiorni.
• La luce bianca neutra, corrispondente ad un valore di temperatura colore di 3500-4000 K, migliora la sensazione di sicurezza e crea un certo comfort, ma non permette di rilassarsi troppo. Può essere utilizzato nel design della cucina, del bagno e di quasi tutti gli altri spazi abitativi.
• La luce fredda con temperature fino a 5000 K crea l'atmosfera per il lavoro, aumenta la produttività, chiarisce i pensieri e aiuta a concentrarsi meglio e rende anche la stanza pulita. Viene utilizzato per decorare i luoghi di lavoro, ad esempio nelle lampade da tavolo per una scrivania o in un ufficio.

In base alla normativa, nelle zone residenziali non devono essere utilizzate sorgenti luminose con temperatura colorimetrica superiore a 5300 K.Ciò è dovuto al loro effetto dannoso sugli occhi quando rimangono in casa troppo a lungo. Quindi, una lampada con una temperatura di 6500 kelvin (la luce che accade all'esterno in una limpida giornata estiva) sarà utile per interventi brevi che richiedono un'elevata concentrazione di attenzione, ma farà male se installata in camera da letto.

Trasformare una lampada a incandescenza in un LED: da tavolo

Ad esempio, confrontiamo tre lampade che danno un flusso luminoso di 250 lm. Questa impostazione corrisponde a:

• Lampada a incandescenza da 20 W;
• fluorescente - con una potenza di 5-7 watt.

Tale intensità di illuminazione può essere fornita da una lampada a LED con una potenza di soli 2-3 watt.

Di seguito una tabella per la conversione di lampade a incandescenza, fluorescenti e LED in base al flusso luminoso:

I risultati dell'analisi comparativa di cui sopra indicano chiaramente i vantaggi delle lampade a LED.

Vantaggi e svantaggi delle lampade a LED

I vantaggi delle lampade a LED includono:

• Tutta la vita. Le sorgenti luminose funzionano da 50.000 a 100.000 ore senza interruzioni.
• Consumo di energia economico. I LED sono classificati come sorgenti luminose con un'efficienza 10 volte superiore alle loro controparti.
• Stabilità termica. Le lampade a LED sono resistenti ai cambiamenti atmosferici, non si deteriorano con un brusco cambiamento di temperatura.
• Compatibilità ambientale. Sono realizzati sulla base di materiali sicuri che non danneggiano la salute.

Contro delle lampade a LED:

• Prezzo. Gli elementi di illuminazione sono più costosi delle loro controparti principali.
• La dimensione. Le lampade ad alta potenza sono grandi. Questo non è sempre conveniente per le stanze con una piccola area.
• Driver LED.Per un funzionamento stabile del sistema LED, è necessario un alimentatore speciale, che ha anche un costo elevato.

Un altro svantaggio è la difficoltà di sostituire i diodi in caso di esaurimento. A volte questo non è possibile.

Il vantaggio più evidente è il risparmio energetico.

La differenza tra le lampade a LED e le altre sorgenti luminose sta nella trasformazione della luce in qualsiasi tonalità.

Percezione dei colori

La percezione del colore di ogni individuo ha le sue caratteristiche. La percezione del colore è l'effetto della rifrazione delle onde luminose ricevute dal nervo ottico ed elaborate dal centro visivo del cervello. Ogni persona ha la propria percezione delle sfumature. Più una persona diventa vecchia, più la sua percezione del colore è distorta. Le caratteristiche della psiche dell'individuo influenzano anche la sua percezione del colore.

La percezione di un particolare colore può essere distorta dalla radiazione solare. Il calore della luce è anche caratterizzato dalla percezione individuale e dipende dalle caratteristiche dell'organismo e dallo stato della persona al momento della percezione.

scala della temperatura del colore

In un altro modo è chiamato indicatore colorimetrico. È indicato sulla confezione delle lampade. Sulla base di questi parametri, puoi determinare in quale intervallo la lampada illuminerà la stanza. Per un soggiorno confortevole (in modo che la luce non irriti gli occhi), è necessario scoprire in anticipo quale spettro è preferibile per ogni stanza: caldo, neutro, freddo.

A volte non è possibile trovare una lampada con la giusta temperatura. Quindi puoi combinare le lampade della gamma fredda e calda.

Indice di resa cromatica delle lampade a LED

Mostra quanto chiaramente i colori differiranno in un determinato spettro di radiazioni.Ad esempio, al tramonto, i colori sbiadiscono visivamente e possono fondersi, mentre il blu e il bordeaux possono essere percepiti allo stesso modo dalla vista.

La tabella mostra il rapporto tra sorgenti luminose con temperatura colore e indice di resa cromatica (misurato da 0 a 100):

La gamma fredda delle onde consente loro di dissiparsi ulteriormente. Per un'illuminazione confortevole e una resa cromatica accettabile, l'indice non deve scendere al di sotto di 80.

Quale luce è meglio calda o fredda

Le lampade a LED, utilizzate nell'illuminazione, sono divise in fredde e calde. Lo stato psicologico ed emotivo dei residenti della casa dipende dal tipo di colore. Le lampade a LED a luce calda sono adatte per la sera. Contribuiscono al rapido addormentamento, al rilassamento, alla creazione di comfort. I toni freddi sono più naturali per il giorno. Rinvigorisce, mantiene una persona in buona forma.

L'uso di colori freddi e caldi in orari inappropriati può interrompere il funzionamento del corpo.

È importante ricordare che anche il paralume, i paralumi e altri diffusori influiscono sulla luce.

Inoltre, a diverse età, le persone percepiscono l'illuminazione in modo diverso. Con l'aumentare dell'età, si verifica una distorsione, che deve anche essere presa in considerazione. Le caratteristiche della psiche influenzano anche la percezione del colore.

Rispondendo alla domanda, cosa è meglio: colore freddo o caldo, la risposta sarà una combinazione di sfumature.È auspicabile che sia anche possibile controllare separatamente gli apparecchi di illuminazione.

Qual è la temperatura del colore?

La temperatura del colore è un fenomeno fisico. Caratterizza l'intensità della radiazione da una sorgente luminosa e determina la composizione dello spettro visibile. La temperatura del colore non indica quanto è caldo il corpo, ma mostra solo come l'occhio umano percepisce il flusso luminoso. Questo indicatore è misurato in Kelvin (K).

In parole povere, la temperatura di colore è la tonalità di luce emessa da una sorgente. Zero Kelvin ha un corpo completamente nero.

Se parliamo di metallo, i primi colori compaiono quando la temperatura sale oltre i 500°C: l'oggetto diventa rosso scuro. Con un ulteriore riscaldamento, lo spettro dei colori passa all'arancione, poi al giallo, poi al bianco e infine al blu.

Confronto delle lampade per fattore di pulsazione

I LED superano tutte le altre fonti di illuminazione in un altro modo. Stiamo parlando dello sfarfallio delle lampade, che riflette il coefficiente di ondulazione (%). Questa è una delle caratteristiche più importanti della sorgente luminosa, la cui entità determina il comfort e la sicurezza dell'illuminazione. Minore è il fattore di ondulazione, meglio è. Se supera il 5-10%, iniziano i processi negativi nel corpo: mal di testa compaiono entro la fine della giornata, stanchezza, insonnia.

Il coefficiente di pulsazione dell'illuminazione negli uffici e in altri locali non residenziali deve essere conforme agli standard sanitari stabiliti e questo è controllato dagli organismi di controllo. A casa, noi stessi dobbiamo monitorare la qualità della luce se per noi è importante prendersi cura della salute della famiglia.

Tabella 3Coefficienti di pulsazione tipici delle lampade per uso domestico.

Come si può vedere dalla tabella 3, i LED possono pulsare di meno. Ma solo quelli nella cui progettazione è installata una fonte di alimentazione di alta qualità. Alcuni "ghiacci" economici brillano in modo che sia chiaramente visibile all'occhio. Non è possibile utilizzare questi dispositivi.

Ma, anche se le pulsazioni non sono fissate visivamente, ciò non significa che non esistano. Forse l'occhio non nota le fluttuazioni nel flusso luminoso, ma allo stesso tempo superano la norma. Per stabilire la presenza di pulsazioni a bassa frequenza di livello inaccettabile, un esposimetro con la funzione di misuratore di impulsi RADEX LUPINE aiuterà. Questo dispositivo è conforme a GOST e fornisce un'elevata precisione di misurazione.

Efficienza

Questo parametro (efficienza) caratterizza l'efficienza di conversione dell'energia elettrica in luce. Più è alto, minore è la dispersione di calore. Le lampade a LED hanno la massima efficienza: l'efficienza dei modelli di alta qualità raggiunge il 90%. Il LED converte direttamente l'energia in luce, con una generazione di calore minima.

Le lampade a incandescenza hanno l'efficienza più bassa - 4-5%. Durante il funzionamento si riscaldano notevolmente, poiché convertono oltre il 90% della potenza consumata in calore. L'efficienza degli "alogeni" è maggiore - 15-20%. Per gli apparecchi di illuminazione fluorescenti, questo parametro dipende dal tipo di lampadina. L'efficienza più bassa delle lampade fluorescenti compatte a spirale è del 7-8%. L'efficienza del loro utilizzo è ridotta anche a causa della perdita di gran parte dell'energia luminosa che passa all'interno della spirale. Pertanto, a un'emissione luminosa maggiore, l'illuminazione creata da queste lampade è la più bassa (vedi).

Scegli le tue lampade con l'esposimetro multifunzionale

L'unico modo per verificare la qualità dell'illuminazione è acquistare un esposimetro per uso domestico, come RADEX LUPIN. Misura le caratteristiche principali: la luminosità della lampada, l'illuminazione della superficie e il fattore di ondulazione. L'esposimetro aiuterà a stabilire:

• se il produttore ha indicato correttamente i parametri del dispositivo di illuminazione o della lampada;
• se l'illuminazione delle stanze dell'appartamento, dell'ufficio, delle stanze dei bambini corrisponde alla norma;
• qual è la pulsazione dell'illuminazione nella tua casa e nel tuo posto di lavoro.

È impossibile determinare tutto questo senza un luxmetro-pulsemetro. Con questo esposimetro, selezionerai le migliori lampade a LED per la tua casa e sarà una scelta tecnicamente valida. I "ghiacci" di alta qualità superano davvero gli altri dispositivi di illuminazione sotto molti aspetti. Non riscaldano l'aria, non sovraccaricano la vista e ti aiutano anche a risparmiare sulla bolletta dell'elettricità. E non devi cambiare spesso tali lampadine: la loro durata è di oltre 30.000 ore.

Allora cosa c'è di meglio

Molto spesso, l'opzione migliore sarà una combinazione di luce fredda e calda, nonché la possibilità di controllare individualmente i dispositivi di illuminazione per creare un certo stato d'animo nell'intera stanza o in parte di essa.

La sera è possibile accendere lampade a incandescenza, accendere un caminetto per rilassarsi e distendersi in un'atmosfera di luce calda. E se improvvisamente vuoi leggere un libro, usa una lampada separata che dia una luce più fredda.

L'illuminazione calda si adatterà perfettamente a un piccolo appartamento decorato in stile vintage con una predominanza di colori caldi all'interno, mentre la luce fredda enfatizzerà favorevolmente le soluzioni di design moderno in una stanza spaziosa con colori vivaci e pareti chiare.

Lampada LED: design e principali caratteristiche tecniche

Lampada a LED: una sorgente luminosa, la cui radiazione viene effettuata utilizzando diversi LED nel design, collegati in un circuito. A differenza di altri tipi di lampade, non utilizza un filamento di tungsteno, vari gas, mercurio e altri componenti pericolosi per la vita umana. È un dispositivo ecologico che non emette sostanze nocive durante il funzionamento e il guasto. Secondo i suoi indicatori di risparmio energetico, è il più economico tra gli analoghi. Può essere utilizzato per illuminare strade, strutture e locali industriali o residenziali.

Il design di questa lampadina è composto dai seguenti elementi: un diffusore, LED, un circuito stampato, un radiatore, un alimentatore, un alloggiamento e una base. L'ultimo elemento può avere due dimensioni di cartuccia: E14 (piccolo) ed E27 (grande).

Nella scelta, devi essere guidato dai valori delle caratteristiche principali:

• Flusso luminoso, misurato in lm (lumen). La quantità di luce che si diffonde in tutte le direzioni da una fonte di luce.
• Potenza, unità W. La quantità di energia consumata per unità di tempo.
• Temperatura colore bagliore, unità K. Determina il colore del flusso luminoso proveniente dalla sorgente di radiazione. Le lampade a incandescenza sono per lo più 3000K, questa è una tinta "calda" giallastra.Le sorgenti luminose a LED sono diverse, da 3000K a 6500K (colore "freddo", con una leggera mescolanza di blu).
• Emissione luminosa, misurata in lm/W. Una caratteristica che determina l'efficienza e l'economia di una sorgente luminosa. Per prodotti di diversi produttori, ovviamente, è diverso.
• Temperatura di riscaldamento, unità °C. Indica la temperatura di esercizio per riscaldare la superficie in vetro della lampada.
• Durata, misurata in ore. Determina la durata massima in condizioni ottimali e dichiarate dal produttore.
• Indice di resa cromatica, CRI. Misurato da 0 a 100 punti. Per una percezione umana ottimale della resa cromatica da una sorgente luminosa, più punti, maggiore è. Un valore di 80 CRI è considerato normale.

Questo tipo di lampadina a risparmio energetico può essere prodotta in due tipologie: standard (a forma di pera) ea forma di "mais". Questo fattore deve essere preso in considerazione quando si sostituisce la sorgente luminosa nell'apparecchio di illuminazione. Quest'ultimo tipo non è raccomandato, poiché in questo design i LED si trovano all'esterno.

Principio di funzionamento e principali caratteristiche

La produzione di lampade a LED può essere suddivisa in tre fasi:

• far crescere un cristallo usando il metodo dell'epitassia organometallica;
• creazione di un chip mediante elaborazione planare di film;
• smistamento dei chip per binning;
• montaggio di tutte le parti del LED.

Il principio di funzionamento della lampada a LED

Il principio di funzionamento di un LED può essere descritto come l'interazione di due semiconduttori di carica opposta che creano una giunzione p-n (contatto elettronico). Nel processo di scambio reciproco di elettroni, la radiazione luminosa viene creata al suo confine.

Le principali caratteristiche che consentono di valutare la qualità della lampada a LED:

• potenza (misurazione quantitativa dell'energia elettrica consumata);
• temperatura di colore (il colore della luce emessa dall'elemento);
• flusso luminoso (la quantità di luce prodotta).

La scelta delle lampade per la casa e l'ufficio

L'elevata durata e il semplice funzionamento delle lampade a LED le rendono indispensabili nella vita di tutti i giorni. Ma è necessario avvicinarsi alla scelta di una tale lampada in modo ponderato e consapevole.

Dipende dalla comodità di trovarsi sia in ambienti lavorativi che residenziali dalla temperatura di colore Lampade a LED con cui si accendono. Quali lampade è meglio scegliere per la casa e quali per l'ufficio? La differenza nel tipo di illuminazione può essere vista nella tabella della temperatura della luce. E in base a ciò, scegli la luce più confortevole in alcune stanze.

Dove sono adatte le luci domestiche a LED?

• Illuminazione cucina. Luce calda per un pasto tranquillo o luce fresca per gli appassionati di cucina. La striscia LED è un'ottima soluzione per arredare l'area di lavoro della cucina.
• Luce nel corridoio. Decisamente freddo. Mobilita e si adatta allo stato d'animo lavorativo.
• Illuminazione fredda o calda in bagno, come preferisci.
• Luce calda in camera da letto.

La principale differenza tra lo spazio ufficio e la casa è la necessità di adattare la psiche a uno stato d'animo lavorativo. Ciò è facilitato da una maggiore luminosità e da un'illuminazione bianca fredda. Se la luce è simile alla luce diurna naturale, è la meno stancante. La maggior parte delle persone sperimenta un aumento delle prestazioni in condizioni di luce intensa, che allontana la sonnolenza e aumenta la produttività.Inoltre, l'uso di tali lampade riduce il costo dell'elettricità, rispettivamente, i costi aggiuntivi mensili dell'attività sono ridotti.

Emissione luminosa delle lampade a LED

Non ho incluso questa importante caratteristica tecnica nell'elenco generale e l'ho lasciata deliberatamente alla fine, in primo luogo, perché non si applica a ciascuna lampada specifica, ma all'intera classe. E, in secondo luogo, dopo aver affrontato l'emissione di luce, puoi capire quanto sia efficace questo o quel tipo di apparecchi di illuminazione. L'emissione luminosa è il rapporto tra il flusso luminoso e il consumo energetico di un apparecchio ed è indicata come lm/W. Questo parametro mostra letteralmente con quanta efficienza il dispositivo converte l'energia elettrica in luce.

Per quanto riguarda le sorgenti luminose a LED, oggi lo sono l'emissione luminosa è di 60-120 lm/We con il miglioramento della tecnologia, questa cifra continua a crescere. Supponiamo che il numero di lumen per un LED da 1 watt sia 100. È molto o poco? Dai un'occhiata alla tabella di confronto:

Comparativo tabella di efficienza energetica di lampade di diverso tipo

Come puoi vedere dal tablet, a te ben noto lampada fluorescente compatta ("risparmio energetico"), ad esempio, alla stessa potenza brillerà quasi 2 volte più debole della sua controparte a semiconduttore. È imbarazzante parlare di una lampada a incandescenza. 8 watt su 10 che un dispositivo a LED converte in un flusso luminoso, la lampada di Ilyich si trasforma in calore.L'efficienza di una lampada a diodi dovuta all'emissione di luce è di gran lunga la più alta.

Ma torniamo ai nostri LED. È possibile scegliere tali lampade non in base al flusso luminoso, ma in base al consumo di energia? Dato che sai quanti lumen produce un LED con un watt di elettricità, capisci: certo che puoi. Per ottenere il flusso luminoso è sufficiente moltiplicare la potenza della lampada per 80. Ovviamente non si otterrà la cifra esatta, poiché l'emissione luminosa effettiva dipende da molti fattori, tra cui la tecnologia di produzione, i materiali, il tipo e numero di LED utilizzati. Ma il risultato ottenuto è abbastanza adatto all'uso domestico.

Non dimenticare! Il fattore 80 per il calcolo del flusso luminoso generato in base al consumo di energia è adatto solo per lampade a LED. Per tutti gli altri tipi di apparecchi di illuminazione, sarà diverso.

Per coloro a cui non piace moltiplicare, fornirò una tabella della dipendenza del flusso luminoso dalla potenza della lampada per dispositivi di vario tipo: