¿Cuál es el problema al diseñar una lámpara LED lo suficientemente brillante?

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Hasta ahora, la lámpara LED para hogares más poderosa que he visto tenía un consumo de 2.1 vatios y proporcionaba una luz equivalente a una lámpara incandescente de 15-25 vatios. Eso quizás sea bueno para iluminar un árbol de Navidad, pero es totalmente inutilizable para usarlo como la iluminación habitual, demasiado tenue. La situación no ha cambiado en los últimos tres años: veo más modelos en el mercado, pero todavía son muy débiles.

¿Existe algún problema de diseño al crear una lámpara LED más potente?

    
pregunta sharptooth

3 respuestas

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El problema aquí es de escala.

La forma en que funciona un LED es que los electrones saltan del lado N al lado P de la unión semiconductora, y al hacerlo, algunos de los electrones caen en "agujeros" en el lado P. Esto cambia su nivel de energía y provoca la descarga de un fotón, es decir, la luz.

Esto significa que:

  • La unión es muy pequeña, por lo que la cantidad de luz emitida es limitada.
  • Debido a que la luz proviene de un área muy pequeña, proyecta sombras muy nítidas.
  • A medida que la luz difunde, la "cantidad" de luz en cualquier área cae de forma masiva, de modo que lo que brilla en un lugar diminuto es tenue en un área grande.

Sí, puede tener varios LED en una 'bombilla' para dar una mayor cantidad de luz y para proporcionar un patrón de sombra más difuso, pero aún cuando la luz se difunde, se vuelve mucho más tenue. Luego se convierte en un problema de gran volumen: tratar de colocar suficientes LED en un área lo suficientemente pequeña como para dar suficiente luz a una distancia razonable.

Es por eso que funcionan bien en una lámpara de mesa a corta distancia, pero a mayor alcance (el techo) son casi inútiles.

    
respondido por el Majenko
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Hay 2 problemas principales, precio y amp; calor.

1) 1W LED de alta calidad cuesta entre 1 y 3 $. Por lo tanto, para 20W, debe estar preparado para gastar 40 $ solo en LED y unos 15 $ al menos en una fuente de alimentación de corriente constante. + Necesitas un disipador de calor decente para disipar 20W. Entonces, el costo base va a 80-100 $. ¿Cuántas personas pueden gastar 100 $ en la lámpara (siempre que su vida útil no sea infinita, los LED se degradan, especialmente a temperaturas elevadas)?

2) Las lámparas incandescentes pueden funcionar a 200C, luminiscentes, a 100, pero realmente necesitas mantener los LED por debajo de 50, o morirían jóvenes (y es mucho más difícil porque tienen un estuche mucho más pequeño). El enfriamiento activo sería genial, pero es más complicado y mecánico; no muchos usuarios pueden tolerar eso.

Esta es la razón por la que busco lámparas de halogenuros metálicos para la iluminación del hogar en lugar de los LED: son mejores que los LED en muchos aspectos (incluida la eficiencia energética y la calidad de la luz)

    
respondido por el BarsMonster
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La limitada variedad de bombillas LED que se ofrecen en la tienda de conveniencia se debe a factores básicos del mercado, no tanto a limitaciones técnicas. El consumidor promedio prefiere comprar una bombilla que dura 1000 horas por 1 dólar en comparación con una bombilla de 20 dólares que se promete que durará 50.000 horas.

La iluminación LED se utiliza para muchas "luces grandes": farolas, iluminación industrial, luces de estadios, etc. Los LED no se limitan al uso de lámparas de mesa.

Los LED

disipan menos calor para la misma cantidad de luz en comparación con la mayoría de las otras alternativas. La eficacia luminosa de un LED moderno ahora es superior a 100 lm / W, mientras que una bombilla de tungsteno tiene menos de 20 lm / W. La iluminación fluorescente es de aproximadamente 60-80 lm / W.

Es un poco impreciso decir que un LED emite una luz más dura que, por ejemplo, el halógeno. La dureza de la luz se define por el 'tamaño' relativo de la fuente de luz al sujeto. El sol arroja una luz muy dura. El sol es grande, pero también está muy lejos, por lo que los rayos de luz del sol parecen ser paralelos. El tamaño de un emisor LED no es tan diferente de un cable halógeno en comparación con la distancia y el tamaño del sujeto que está iluminando. Muchas luminarias están diseñadas para aumentar el tamaño aparente del emisor (utilizando superficies reflectantes y difusas) y, por lo tanto, proyectar una luz más suave. Si desea una luz más suave, no use un foco, use un tipo de lámpara diferente.

Los primeros LED blancos tenían un tinte azul azulado. Hoy en día se puede obtener una mejor calidad de luz y temperaturas de color más bajas. Aún así, la composición espectral de la luz LED no es tan buena como un radiador de cuerpo negro como una bombilla incandescente (o el sol). A muchas personas, incluido yo, les gusta esa calidad de luz.

Un LED de 12 W, equivalente a un incandescente de 60 W:

    
respondido por el morten

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