T

1

• Téma Elektrické svetelné zdroje

Žiarovka
LED Dióda
M.ONUFER 4.A
2
Ciele práce

• Objavitelia (História)
• Zloženie, fyzikálne vlastnosti,delenie
• Porovnanie (tabulka svietivosti a výkonu)
• Využitie

3
Žiarovka
Schématicka znacka žiarovky
4
Objavitelia

• 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 Velkej Británii v r.
1878 a Thomas Edison v USA v r. 1879.
5
Žiarovka História
Prvá žiarovka s volfrámovým vláknom z r. 1908
Prvá žiarovka Edisona z r. 1879 s bambusovým
vláknom

• Prvé žiarovky Goebela z r. 1854

6

• 1879 1. žiarovka Edisonova žiarovka s
  bambusovým vláknom

7
Rez žiarovkou

• Sklenená banka
• Nápln zriedený inertný plyn
• Volfrámové vlákno
• Prívodný drôt
• Prívodný drôt
• Nosný drôt
• Sklenená nosná konštrukcia
• Spoj prívodu a závitu
• Závit do objímky (E 27 alebo E 14)
• Izolácia
• Spodný kontakt do objímky

8
Fyzikálne vlastnosti

• Pôvodné Edisonove žiarovky mali uhlíkové vlákno,
  dnes sa zvycajne využíva volfrám
• Teplota 2500C
• Aby vlákno nezhorelo, je umiestnené v sklenenej
  banke, z ktorej je vycerpaný vzduch ktorý je
  nahradený inertným plynom pod nízkym tlakom napr
  argón
• Žiarovka spotrebuje len cast príkonu na svetlo.
• 92 energie je vyžiarené v iných spektrách a ako
  teplo.
• Priemerná životnost žiaroviek je približne 1000 h

9
Luminiscencná dióda LED
Schématická znacka
10
Objavitelia

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

11
LED

• je polovodicová elektronická súciastka, ktorá
  vyžaruje úzkospektrálne svetlo, ked nou prechádza
  elektrický prúd v priepustnom smere.
• Farba vyžarovaného svetla závisí od chemického
  zloženia použitého polovodicového materiálu.

12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
Fyzikálne vlastnosti

• Vyžiarované teplo je v podstate nulové
• Vysoká úcinnost
• Dlhá životnost (až 50 000 hodin)
• Pocet zapnutí a vypnutí neovplyvnuje životnost
  (nie ako u žiarovky)
• nevzniká stroboskopický efekt (neónky)
• LED cipy sú otrasu vzdorné

15
Podla toho aké žiarenie LED diódy vytvárajú ich
delíme na

• 1.1 Ultrafialové (UV) LED
• 1.2 Infracervené (IR) LED
• 1.3 Jednofarebné (monochromatické) LED
• 1.4 Biele LED
• 1.4.1 RGB LED
• 1.4.2 Fluorescencné LED
• 1.5 Laserové diódy

16
Jednofarebné (monochromatické) LED

• Každá LED vyrobená iba z jedného druhu polovodica
  má svoju charakteristickú vlnovú dlžku
• vlnovú dlžku je možné nastavit pomerom obsahu
  jednotlivých prvkov - zložiek - polovodica
• Prakticky je možné vyrobit LED s vlnovými dlžkami
  od 250 do 3 500 nm.
• Monochromatické LED má len jednú výkonovú špicku
• 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 dlžkach
• sekundárne maximá nepredstavujú ani 1 z
  celkového výkonu.

17
Obr. monochromatické LED
Obr. Vlnová dlžka LED diód (os x v mikrometroch)
18
RGB LED

• poskladané z troch monochromatických LED (red,
  green,blue)
• Ich výnimocnostou je možnost regulovat výkony
  jednotlivých jednotlivých monochromatických LED a
  tak dosiahnut nie len biele svetlo, ale aj celé
  spektrum farieb

19
Tab. Charakteristické hodnoty napätia v
priepustnom smere
Farva Úbytok napätia
Infracervená 1,6 V
Cervená 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
Pre obycajné 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
polovodicov, teplote a pretekajúcom prúde
20
Tabulka svietivosti a príkonu
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
Sviecka 0,3 lm/W
Kompaktná žiarivka 5 225 45 lm/W
Kompaktná žiarivka 24 1140 60 lm/W
LED Dióda 3 540 180lm/W
LED Dióda 5 1250 250lm/W
LED Dióda 7 2380 340lm/W
21
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
250400 lm 3 W 67 W 3035 W
400450 lm 4 W 89 W 28 W 40 W
500 lm 5 W 10 W 35 W 50 W
550700 lm 6 W 1112 W 42 W 60 W
800 lm 1415 W 65 W
900950 lm 8 W 1617 W 52 W 75 W
1100 lm 18 W 90 W
12001300 lm 20 W 70 W 100 W
1500 lm 23 W 120 W
1800 lm 27 W
2100 lm 33 W 105 W 150 W
Tab. Efektivita rôznych druhov žiaroviek
22
Spektrálne charakteristiky luminiscencných diód

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

P - pomerný žiarivý výkon Os x - vlnová dlžka v
mikrometroch
23
Využitie

• velkoplošé zobrazovace (reklamné úcely)
• osvetlovacie úcely a v dopravnej svetelnej
  signalizácii (cestné semafóry, železnicné
  návestidlá)
• Infracervené LED a najmä laserové diódy sa
  používajú na prenos informácií prostredníctvom
  optických vlákien.

24

• v automobiloch dokonca aj ako náhrada koncových
  brzdových ci smerových svetiel
• Laserové diódy našli hromadné uplatnenie aj v
  oblasti uchovávania údajov (CD, DVD).
• Podsvietenie TV, display kalkulacky, hodiniek

25
DAKUJEM ZA POZORNOST

• MARCEL ONUFER 4.A