Nozioni sui LED


LED - una nuova dimensiione per I'illuminazione

Piccolo nelle dimensioni, ma dotato di notevoli vantaggi tecnologici, il LED (diodo elettroluminescente) ha rivoluzionato il mondo dell’illuminazione e rappresenta per numerosi campi di applicazione una reale alternativa alle soluzioni convenzionali.


LED - Modo di funzionamento



Il principio di funzionamento dei diodi elettroluminescenti si basa sulla tecnologia dei semiconduttori, che trasformano direttamente la corrente elettrica in luce. Contrariamente alle lampade ad incandescenza, la luce non viene fornita da un filamento, ma da un cristallo solido in forma di un chip piatto. Il cristallo è costituito da due zone di polarità opposte: la zona “n” che possiede un surplus di elettroni e la zona “p” che invece ne contiene di meno. Al momento del passaggio di corrente nel senso “pn” si ha un riequilibrio tra le due quote di elettroni tramite un processo di ricombinazione.
L’energia liberata nel processo viene emessa sotto forma di irraggiamento (luce visibile). Si tratta di una luce monocroma, ossia è composta da raggi luminosi che hanno tutti la stessa lunghezza d’onda e, pertanto, lo stesso colore. A seconda del materiale di cui è costituito il cristallo semiconduttore, i LED saranno di colore rosso, arancio, giallo, verde o blu. Il colore bianco può essere ottenuto miscelando i colori (tre LED: rosso, verde e blu), oppure con una conversione della luminescenza. A questo scopo, la luce blu del LED eccita dei colori luminescenti in modo che emettano luce gialla. Quando le emissioni luminose si sovrappongono si ottiene la luce bianca. Il contatto elettrico e la dispersione del calore avvengono tramite lo zoccolo sul quale sono montati i cristalli semiconduttori. La lente in materiale plastico protegge il chip dagli influssi ambientali e allo stesso tempo ha la funzione di lente ottica, che definisce l’angolo di apertura del raggio luminoso.


LED - Caratteristiche e vantaggi

L’efficienza dei LED è notevolmente migliorata negli ultimi anni. I LED di colore bianco forniscono oggi 20 lumen per Watt (lm/W), mentre i LED rossi raggiungono i 50 lm/W. Da questo punto di vista, sono assimilabili alle lampade alogene. L’economicità d’uso dei LED viene inoltre influenzata in senso positivo dalla loro lunghissima durata, che può arrivare a 80.000 ore. La durata dei diodi elettroluminescenti viene definita dall’incidenza di guasti e dalla diminuzione di flusso luminoso rispetto ai valori iniziali. Quando i diodi luminosi vengono installati nelle condizioni di temperatura e di intensità di corrente indicati dal costruttore, il guasto totale è praticamente escluso. Il continuo abbassamento della corrente fotoelettrica (degradazione), che dipende dal carico termico della superficie luminescente, è perciò il punto cruciale in grado di influenzare la durata del LED. In base alla definizione fornita dall’industria dei semiconduttori, la durata di vita media dei LED si ottiene quando la corrente fotoelettrica è pari alla metà del valore inziale. Il produttore di apparecchi d’illuminazione è in grado, grazie a una concezione che tiene conto del fattore termico, di incidere in modo determinante sulla durata di vita del diodo. A sua volta, l’utilizzatore può fare la sua parte in questo senso, osservando sempre le indicazioni d’uso fornite dal produttore di sistemi d’illuminazione. I LED possono funzionare in bassa tensione (SELV) e con intensità di corrente ridotta. Grazie alla scelta dei colori, alle dimensioni ridotte e quindi alla grande flessibilità dei moduli realizzati, i LED aprono diverse nuove possibilità alla progettazione in numerosi campi di applicazione. Altri vantaggi rilevanti sono la possibilità di commutazione pressoché illimitata con una emissione luminosa immediata del 100 %, la resistenza elevata ai colpi, una luce priva di raggi IR e UV e un funzionamento silenzioso con bassissima emissione di calore.


Ulteriori informazioni sul tema


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LED - una nuova dimensiione per I'illuminazione

Piccolo nelle dimensioni, ma dotato di notevoli vantaggi tecnologici, il LED (diodo elettroluminescente) ha rivoluzionato il mondo dell’illuminazione e rappresenta per numerosi campi di applicazione una reale alternativa alle soluzioni convenzionali.


LED - Modo di funzionamento



Il principio di funzionamento dei diodi elettroluminescenti si basa sulla tecnologia dei semiconduttori, che trasformano direttamente la corrente elettrica in luce. Contrariamente alle lampade ad incandescenza, la luce non viene fornita da un filamento, ma da un cristallo solido in forma di un chip piatto. Il cristallo è costituito da due zone di polarità opposte: la zona “n” che possiede un surplus di elettroni e la zona “p” che invece ne contiene di meno. Al momento del passaggio di corrente nel senso “pn” si ha un riequilibrio tra le due quote di elettroni tramite un processo di ricombinazione.
L’energia liberata nel processo viene emessa sotto forma di irraggiamento (luce visibile). Si tratta di una luce monocroma, ossia è composta da raggi luminosi che hanno tutti la stessa lunghezza d’onda e, pertanto, lo stesso colore. A seconda del materiale di cui è costituito il cristallo semiconduttore, i LED saranno di colore rosso, arancio, giallo, verde o blu. Il colore bianco può essere ottenuto miscelando i colori (tre LED: rosso, verde e blu), oppure con una conversione della luminescenza. A questo scopo, la luce blu del LED eccita dei colori luminescenti in modo che emettano luce gialla. Quando le emissioni luminose si sovrappongono si ottiene la luce bianca. Il contatto elettrico e la dispersione del calore avvengono tramite lo zoccolo sul quale sono montati i cristalli semiconduttori. La lente in materiale plastico protegge il chip dagli influssi ambientali e allo stesso tempo ha la funzione di lente ottica, che definisce l’angolo di apertura del raggio luminoso.


LED - Caratteristiche e vantaggi

L’efficienza dei LED è notevolmente migliorata negli ultimi anni. I LED di colore bianco forniscono oggi 20 lumen per Watt (lm/W), mentre i LED rossi raggiungono i 50 lm/W. Da questo punto di vista, sono assimilabili alle lampade alogene. L’economicità d’uso dei LED viene inoltre influenzata in senso positivo dalla loro lunghissima durata, che può arrivare a 80.000 ore. La durata dei diodi elettroluminescenti viene definita dall’incidenza di guasti e dalla diminuzione di flusso luminoso rispetto ai valori iniziali. Quando i diodi luminosi vengono installati nelle condizioni di temperatura e di intensità di corrente indicati dal costruttore, il guasto totale è praticamente escluso. Il continuo abbassamento della corrente fotoelettrica (degradazione), che dipende dal carico termico della superficie luminescente, è perciò il punto cruciale in grado di influenzare la durata del LED. In base alla definizione fornita dall’industria dei semiconduttori, la durata di vita media dei LED si ottiene quando la corrente fotoelettrica è pari alla metà del valore inziale. Il produttore di apparecchi d’illuminazione è in grado, grazie a una concezione che tiene conto del fattore termico, di incidere in modo determinante sulla durata di vita del diodo. A sua volta, l’utilizzatore può fare la sua parte in questo senso, osservando sempre le indicazioni d’uso fornite dal produttore di sistemi d’illuminazione. I LED possono funzionare in bassa tensione (SELV) e con intensità di corrente ridotta. Grazie alla scelta dei colori, alle dimensioni ridotte e quindi alla grande flessibilità dei moduli realizzati, i LED aprono diverse nuove possibilità alla progettazione in numerosi campi di applicazione. Altri vantaggi rilevanti sono la possibilità di commutazione pressoché illimitata con una emissione luminosa immediata del 100 %, la resistenza elevata ai colpi, una luce priva di raggi IR e UV e un funzionamento silenzioso con bassissima emissione di calore.


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