Светодиодная лампа

Светодиодная лампа – это устройство, генерирующее свет с использованием полупроводниковой элементной базы. Излучение происходит в районе p-n-перехода, субъект обзора сильно отличается от обычных транзисторов. Различают множество видов, насчитывается сонм характеристик. Рассмотрим подробнее понятие — светодиодная лампа.

Устройство светодиодной лампы

Как сделан светодиод

Феномен электролюминесценции впервые замечен в 1907 года Генри Джозефом Раундом, работающим на компанию Лаборатории Маркони. При изучении карбида кремния в составе кристаллического (амплитудного) детектора пионер радио заметил свечение. Прибор применялся для выделения полезного сигнала из огибающей волны. Если посмотрите на картинку в Википедии, бросается в глаза схожесть со светодиодом. Практически без изменений он становится миниатюрной копией кристаллического детектора. Но функции теперь выполняет иные – излучает свет.

Как любой полупроводниковый прибор, способен выпрямлять ток, но главным достоинством считается способность излучать фотоны при переходе в области разделения двух материалов электронов на специфические энергетические уровни. В кристаллическом детекторе эффект считался, скорее, побочным, в светодиодной лампе становится основным рабочим механизмом. Частота должна соответствовать видимой, в противном случае эффект окажется незаметен. Прочие диапазоны часто используют:

  1. Источники света ультрафиолетового спектра применяются в соляриях, для определения и выявления поддельных купюр.
  2. Инфракрасные лазеры применяются в связи и пультах управления, для косметологических и иных операций.
Полупроводниковый светодиод

Полупроводниковый светодиод

Подобное излучение увидеть нельзя. Лишь дымок, идущий над дефектом кожи в процессе удаления с поверхности, розовую подсветку, не более. Рабочее излучение, несущее в узком диапазоне спектра потрясающую энергию, незаметно глазу. Любой полупроводниковый светодиод (см. фото) содержит в составе части, позволяющие однозначно отличить прибор от прочих:

  1. Прозрачную колбу, чаще в виде пули. Обычно сделана из пластика.
  2. Внутри легко заметить электроды по форме моста над пропастью. Как в кристаллическом детекторе. Светится центральная часть, где стыкуются два материала с разным типом проводимости.
  3. Анод образует ножку подлиннее, куда требуется подать положительный потенциал от источника постоянного тока, к примеру, батарейки. Осторожнее в ходе тестов, светодиод легко пробить обратным напряжением. Он начинает светиться задолго до достижения номинального значения. Рекомендуется применять батарейки на 3 В.

Внутри между электродами различаем тонкую нить. Свет появляется в центре, где волосок касается катода. Предельно простое устройство позволяет штамповать полупроводниковые приборы сотнями, на Алиэкспресс десяток инфракрасных светодиодов стоит 50 рублей и дешевле. В российских магазинах эти приборы дорогие.

Светодиодные лампы строятся не из одиночных элементов, а матриц. Это яркие миниатюрные площадки, дающие световой поток в сотни люменов. Пара-тройка подобных ложится в основу светодиодной лампы. Матрица питается от сравнительно низкого напряжения, внутри цоколя находится драйвер (небольшой импульсный блок питания). Хотя встречаются в продаже и светодиодные матрицы на напряжение 220 В. Как правило, отдельные полупроводниковые элементы набирается последовательно, присутствует минимум две ветки, каждая работает на собственной полуволне синусоиды питания.

Светодиодное свечение

Светодиодное свечение

В светодиоде свечение образуется при прохождении постоянного тока. Нельзя прикладывать значительные обратные напряжения, элемент сравнительно легко сгорает.

Цоколь светодиодной лампы

Лампочки служат светильниками в бытовых люстрах, изготавливаются и под стандартный патрон Е27. Встречаются:

  1. С цоколем Е14. Диаметр резьбы 14 мм, меньше стандартного. Разница — в размере цоколя.
  2. Двухштырьковый GU3 применяется для питания напряжением 12 В или 220 В.
  3. В цоколе G9 расстояние между штырями составляет 9 мм. Такие лампочки, как правило, работают на напряжении 220 В переменного тока.

Это далеко не полный перечень. Сегодня большинство ставит в дом светодиодные лампы с цоколем Е27. Очевидное решение, резьба Эдисона на 27 мм считалась стандартом по умолчанию ещё в СССР. В результате под установку не требуется приобретать экзотические патроны. Светодиодная лампа не всегда вкручивается без усилий — стандарты импортные чуть отличаются от отечественных. Резьба Эдисона номинально одного диаметра (к примеру, 27 мм), но длина нарезки различна.

В связи с этим цоколь светодиодной лампочки не достаёт до контактов патрона. Невелика трудность, читателям рекомендуется проделать нижеследующие операции:

  • Вырубить питание через автомат защиты или другим способом.
  • Патрон освободить. Снять резьбовую часть (см. фото).

    Патрон

    Патрон

  • Центральный контакт патрона подогнуть отвёрткой вверх, рожки бокового чуть сдвинуть друг к другу.

После проделанной операции цоколь обычно достаёт. Нельзя пытаться завинтить светодиодную лампочку с силой. В этом случае тонкий металл цоколя легко рвётся, что делает дальнейшую эксплуатацию проблематичной. Контакты патрона проще настроить при помощи галогенной (разрядной) энергосберегающей лампочки (см. фото). У таких цоколь легко проворачивается при лишнем усилии. Но злоупотреблять этим нельзя, внутри от контакта на плату драйвера идут два провода, при излишнем старании легко оторвать. А когда патрон настроен, удаётся без труда пользоваться светодиодной лампой.

Энергосберегающая лампочка

Энергосберегающая лампочка

Контакты часто закисляются, следует тогда потереть их мелкой шкуркой либо надфилем. При необходимости заменяется весь патрон либо электрическая его часть.

Резьба Эдисона и колба

Резьба Эдисона описывается международным стандартом IEC 60061-1 и названа так в честь создателя. Учёный считается изобретателем лампочки накала. Патент получен в 1909 году в рамках бренда Мазда фирмы Дженерал Электрик (не путать с японскими авто). В США бренд просуществовал до 1945 года, назван в честь иранского божества зороастризма Ахуры Мазда, имя которого в вольной трактовке на русский переводится как Мудрость Света. После Второй мировой войны актуальность ламп накала стала падать, но патент неоднократно обновлялся компаниями, и последний истёк лишь в 2000 году.

Разработанная Эдисоном резьба на основе металлической правосторонней спирали быстро вытеснила прочие типы сокетов для ламп накаливания. В обозначении буква Е прямо указывает на изобретателя (Edison), цифра обозначает диаметр нарезки в миллиметрах. Это отличается от обозначения колб, где фигурируют обычно восьмые доли дюйма. Ряд диаметров резьбы светодиодных ламп длинный, часто применяется три позиции:

  1. Е10.
  2. Е14.
  3. Е27.

Причём первый, в основном для нестандартного напряжения 24 В. При покупке экзотики, как и изделий на 12 В, всегда уточняйте, используется постоянный или переменный ток. Это не настолько очевидно, как кажется с первого взгляда. Внутри цоколя светодиодной лампы расположен драйвер, в задачи устройства входит преобразование входного напряжения к нужному формату. Понятно, что блок питания на 220 В не всегда корректно сработает с 24 В. И наоборот.

Впрочем, в продаже найдутся преобразователи с 220 В на переменные 24 В и блоки питания постоянного тока. Тогда отличается род напряжения. В первом случае оно переменное, а втором постоянное. Причём оба изделия встречаются под стандартную DIN-рейку распределительного щитка. Выходит, и внешний вид, и порядок цены одинаковы, легко перепутать. Но вернёмся к цоколям светодиодных ламп.

Помимо указанных встречаются Могулы и Голиафы. Это гигантские цоколи диаметром 39 (120 В, американский вариант) и 40 (230 В, европейская разновидность) мм, а лампы чаще используются для уличного освещения. Напомним, что светодиоды позволяют экономить до 10 раз потребление, экономическую выгоду использования оборудования сложно недооценить.

Массивный цоколь нужен исключительно мощным лампам, чтобы рассеивать значительное количество тепла и не плавиться. Наступит день, когда в уличных фонарях станут применять менее массивное оборудование. И произойдёт это благодаря светодиодным лампам. Помимо указанных выше известны прочие номиналы резьбы Эдисона:

  • 5 мм.
  • 11 и 12 (часто применяются для создания рекламных щитов, оформления витрин) мм. Первый размер характерен для Европы, второй для США.
  • 17 мм часто используется для настольных ламп с рабочим напряжением 120 В.
  • 26 (120 В) и 27 (230 В) мм часто применяются за рубежом в качестве цоколя для ламп бытового и общего назначения.
  • Резьба на 29 мм чаще применяются в лампочках специального назначения. К примеру, ультрафиолетовых дефектоскопах.

Следует отметить, что резьбы Е26 и Е27, а также Е39 и Е40 часто взаимозаменяемые. Разница настолько мала, что удаётся вкрутить чужеродную лампу. Нужно быть внимательным, ведь отличается рабочее напряжение. В результате изделие способно попросту выйти из строя.

У большинства светодиодных ламп колба традиционная, по форме грушевидная, по большей части матовая. Нередко производители в связи с этим идут на хитрость. Выпускают лампочки накала с матовой колбой. В результате сложно понять, что за прибор, собственно, покупаем. Здесь на первое место выходит энергоэффективность светодиодных ламп.

Маркировка энергоэффективности лампочек

Маркировка энергоэффективности лампочек

Энергоэффективность светодиодных ламп

Энергоэффективность светодиодных ламп обеспечила устройствам популярность в мире. По цветной шкале маркировки Евросоюза легко определить, не пытается ли продавец всучить обычную нить накала под матовой колбой. Маркировка описывается правилами № 874/2012 от 12 июля 2012 года в поддержку директивы 2010/30/EU. Каждый читатель найдёт документ в сети, мы лишь приведём пару картинок. Видно, что уровень эффективности энергопотребления проставляется цветной стрелкой, для светодиодных моделей — не ниже А.

Таким образом, лампочку накала отличают по низким техническим характеристикам. Преимущественно энергоэффективности, лежащей в районе D. Причём цена в обоих семействах бывает почти одинаковой. Будьте внимательны!

Цветовая температура светодиодных ламп

Светодиодные лампы отличаются большим преимуществом, излучают в крайне узком диапазоне спектра. Вся энергия преобразуется в видимые глазом фотоны. Это экономит энергию, устраняет нагревание цоколя при работе. В результате становится возможным использование дешёвых люстр, что невозможно с обычными лампочками накала. Светодиодная остаётся относительно холодной даже после долгих часов работы.

Но цветовая температура относится к другой области. Она показывает, в какой части видимого спектра находится излучение. Тёплые тона ближе к красному и жёлтому, такие уместны в спальне. Для рабочего кабинета предпочтительнее применять холодные цвета с высокой цветовой температурой от 5000 К и выше. Найти параметр несложно в технических характеристиках.