Téma: Elektrické svetelné zdroje:

Žiarovka LED Dióda

M.ONUFER 4.A

Objavitelia (História) Zloženie, fyzikálne vlastnosti,delenie Porovnanie (tabuľka svietivosti a

výkonu) Využitie

Schématicka značka žiarovky

Prvé pokusy o zostrojenie žiarovky spadajú do roku 1854, kedy prvý odporový zdroj svetla vytvoril nemecký hodinár Henrich Göbel.Elektrickú žiarovku vynašli nezávisle na sebe Joseph Swan z Newcastle vo Veľkej Británii v r. 1878 a Thomas Edison v USA v r. 1879.

Objavitelia:

Prvé žiarovky Goebela z r. 1854

Prvá žiarovka Edisona z r. 1879 s bambusovým vláknom

Prvá žiarovka s volfrámovým vláknom z r. 1908

1879 – 1. žiarovka Edisonova žiarovka s bambusovým vláknom

1. Sklenená banka2. Náplň: zriedený inertný

plyn3. Volfrámové vlákno4. Prívodný drôt5. Prívodný drôt6. Nosný drôt7. Sklenená nosná konštrukcia8. Spoj prívodu a závitu9. Závit do objímky (E 27

alebo E 14)10. Izolácia11. Spodný kontakt do objímky

Pôvodné Edisonove žiarovky mali uhlíkové vlákno, dnes sa zvyčajne využíva volfrám

Teplota 2500°C Aby vlákno nezhorelo, je umiestnené v

sklenenej banke, z ktorej je vyčerpaný vzduch ktorý je nahradený inertným plynom pod nízkym tlakom napr argón

Žiarovka spotrebuje len časť príkonu na svetlo.

92% energie je vyžiarené v iných spektrách a ako teplo.

Priemerná životnosť žiaroviek je približne 1000 h

Fyzikálne vlastnosti:

Schématická značka

Prvú prakticky použiteľnú LED diódu vyvinul v roku 1962 kanadský vedec Nick Holonyak.

je polovodičová elektronická súčiastka, ktorá vyžaruje úzkospektrálne svetlo, keď ňou prechádza elektrický prúd v priepustnom smere.

Farba vyžarovaného svetla závisí od chemického zloženia použitého polovodičového materiálu.

Vyžiarované teplo je v podstate nulové Vysoká účinnosť Dlhá životnosť (až 50 000 hodin) Počet zapnutí a vypnutí neovplyvňuje životnosť (nie ako

u žiarovky) nevzniká stroboskopický efekt (neónky) LED čipy sú otrasu vzdorné

1.1 Ultrafialové (UV) LED1.2 Infračervené (IR) LED1.3 Jednofarebné (monochromatické)

LED1.4 Biele LED

1.4.1 RGB LED1.4.2 Fluorescenčné LED

1.5 Laserové diódy

Podľa toho aké žiarenie LED diódy vytvárajú ich delíme na:

Každá LED vyrobená iba z jedného druhu polovodiča má svoju charakteristickú vlnovú dĺžku

vlnovú dĺžku je možné „nastaviť“ pomerom obsahu jednotlivých prvkov - zložiek - polovodiča

Prakticky je možné vyrobiť LED s vlnovými dĺžkami od 250 do 3 500 nm.

Monochromatické LED má len jednú výkonovú špičku

vyžaruje min. 90% celého žiarivého výkonu Reálne LED ale nemajú úplne ideálny spektrálny

diagram a u niektorých typov sa prejavujú aj sekundárne maximá na iných vlnových dĺžkach

sekundárne maximá nepredstavujú ani 1% z celkového výkonu.

Obr. monochromatické LED

Obr. Vlnová dĺžka LED diód (os x v mikrometroch)

poskladané z troch monochromatických LED (red, green,blue)

Ich výnimočnosťou je možnosť regulovať výkony jednotlivých jednotlivých monochromatických LED a tak dosiahnuť nie len biele svetlo, ale aj celé spektrum farieb

Farva Úbytok napätia

Infračervená 1,6 V

Červená 1,8 V až 2,1 V

Oranžová 2,2 V

Žlutá 2,4 V

Zelená 2,6 V

Modrá 3,0 V až 3,5 V

Bílá 3,0 V až 3,5 V

Ultrafialová 3,5 V

Tab. Charakteristické hodnoty napätia v priepustnom smere

Pre obyčajné LED v 3 mm alebo 5 mm púzdrach

maximálne záverné napätie 5 V

hodnoty sú uvedené približne pre hodnotu prúdu 20 mA

závisia na technologii výroby, typu použitých polovodičov, teplote a pretekajúcom prúde

Príkon vo W (watt) Svetelný tok v lm (lúmen)

Merný výkon žiarovky (pomer svetelného toku a príkonu)

Žiarovka wolframová 5 25 5 lm/W

Žiarovka wolframová 25 230 9,2 lm/W

Žiarovka wolframová 40 420 10,5 lm/W

Žiarovka wolframová 60 702 11,7

Žiarovka wolframová 100 1300 13,4 lm/W

Sviečka 0,3 lm/WKompaktná žiarivka 5 225 45 lm/W

Kompaktná žiarivka 24 1140 60 lm/W

LED Dióda 3 540 180lm/WLED Dióda 5 1250 250lm/WLED Dióda 7 2380 340lm/W

Svetelný tok

LED žiarovka

kompaktná žiarivka

halogénová žiarovka

klasická žiarovka

50 lm 1,2 W

100 lm 15 W

150 lm 4 W 20 W

200 lm 2 W 5 W 18 W 25 W

250–400 lm

3 W 6–7 W 30–35 W

400–450 lm

4 W 8–9 W 28 W 40 W

500 lm 5 W 10 W 35 W 50 W

550–700 lm

6 W 11–12 W 42 W 60 W

800 lm 14–15 W 65 W

900–950 lm

8 W 16–17 W 52 W 75 W

1100 lm 18 W 90 W

1200–1300 lm

20 W 70 W 100 W

1500 lm 23 W 120 W

1800 lm 27 W

2100 lm 33 W 105 W 150 WTab. Efektivita rôznych druhov žiaroviek

GaAsP - Gáliumarsenidfosfid, SiC - siliciumkarbid, GaAs - gáliumarzenid,

Spektrálne charakteristiky luminiscenčných diód:

P - pomerný žiarivý výkonOs x - vlnová dĺžka v mikrometroch

veľkoplošé zobrazovače (reklamné účely)

osvetľovacie účely a v dopravnej svetelnej signalizácii (cestné semafóry, železničné návestidlá…)

Infračervené LED a najmä laserové diódy sa používajú na prenos informácií prostredníctvom optických vlákien.

v automobiloch dokonca aj ako náhrada koncových brzdových či smerových svetiel

Laserové diódy našli hromadné uplatnenie aj v oblasti uchovávania údajov (CD, DVD).

Podsvietenie TV, display kalkulačky, hodiniek

MARCEL ONUFER 4.A