Cómo calcular la salida de energía (en julios) de un LED

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Necesito emitir 20J durante 5 ms en un área objetivo de 962 mm ^ 2 desde una fuente de LED. La fuente, así como el objetivo, residirán en un entorno completamente encapsulado con paredes internas reflectantes, de modo que toda la energía inevitablemente llegará al objetivo.

Si tuviera que usar un intermitente de xenón, en lugar del banco de LED, determinar la energía de salida es bastante fácil: la hoja de datos de la bombilla proporciona la energía de entrada máxima (eléctrica) que se aplica en la base para alcanzar la energía de salida máxima ( en forma de luz). La mayoría de las bombillas de xenón tienen una eficiencia del 50% en la conversión de energía eléctrica en energía de la luz, por lo que si quisiera una salida de 20J, compraría una bombilla de entrada de 40J y la alimentaría utilizando la relación E = 0.5 * C * V_c ^ 2.

¿Existe un proceso similar para determinar la energía de salida de un LED?

    
pregunta Landon

2 respuestas

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Su pregunta es sobre la eficiencia de un emisor de LED. No se puede calcular la eficiencia, es un parámetro de diseño / fabricación. Algunos fabricantes sí especifican la salida de luz en términos de potencia, por lo que debería ser posible encontrar la respuesta a sus condiciones de manera fácil. El parámetro varía enormemente, con el contenedor de LED y la temperatura del chip. Por ejemplo, este emisor de radiación UV Litea LTPL-C034UVH405 tiene una eficiencia superior al 50%, a 3.9 V y 700 mA (2.73 W de entrada), emite 1.375 W de luz con pico espectral de 405 nm, según la hoja de datos.

    
respondido por el Ale..chenski
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Como sugirió Fredled en los comentarios, una solución a esta pregunta es realizar un experimento sencillo:

Paso 1) Calcule la energía presente en la superficie objetivo después del tiempo de exposición. Asumiré que el LED es 50% eficiente (es decir, para obtener una salida de 20J, necesitamos una entrada de 40J):

1J / seg = 1W así que 20J / 5msec = 4000J / seg = 4000W == > Energía = 4000J después de 1 segundo

Paso 2) Calcule la masa e identifique la capacidad de calor específica del objetivo de 962 mm ^ 2 (que está hecho de aluminio de 2 mm de espesor). Multiplica estos dos valores:

(Área × Espesor × Densidad) × (capacidad calorífica) = ((962mm ^ 2) × (2mm) × (2700g / mm ^ 3)) × (0.9J / g ° C) = 4.675J / ° C

Paso 3) Dividir Energía por el resultado del Paso 2 resultará en la cantidad de grados Celsius que el objetivo aumentará durante la exposición de 1 segundo: Delta T = Energía / (4.675J / ° C) == > Delta T = 855.556 ° C después de 1 segundo.

¡Luego de 5 mseg, si se mide un aumento de temperatura de aproximadamente 4.278 ° C, podemos concluir con seguridad que los LED (s) han hecho su trabajo!

El inconveniente de esta solución es que tiene que comprar los LED antes de conocer la salida de energía. Si, después de realizar el experimento, descubre que no produce la cantidad correcta de energía, ha desperdiciado su dinero y debe repetir el proceso hasta que uno de ellos funcione.

    
respondido por el Landon

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