קטגוריות: מאמרים מוצגים » חשמלאים מתחילים
מספר צפיות: 205275
הערות לכתבה: 9
אודות נוריות לד לדמויות
אני לא כל כך אוהב נוסחאות. כמו כל אדם רגיל :) הם גורמים לי כאב ראש ורצון לזרוק משהו לקיר. כל חיי ניסיתי להתרחק מהם. והתברר. אבל עכשיו התעניינתי בנורות LED והבנתי - אין שום מקום לשום מקום. כדי להגיע לתוצאה הרצויה עליכם להבין כיצד היא עובדת. לאט לאט, לאורך המדרגות, התחלתי לדשדש בג'ונגל לומן, קנדלה וסטרדיאן. בהדרגה החלה להיווצר תמונה בראשי. ובאותה עת חרטה - ובכן, מדוע לא היה מי שיסביר את זה בשפה נגישה ופשוטה? כל כך הרבה זמן מבוזבז ... אני אנסה להציל אותך מכאב ראש ולהסביר את זה נגיש ככל האפשר - מה זה נורית LED ואיך זה עובד. ובכן, באותו זמן אסביר כמה חוקים של אופטיקה :)
המאמר מוקדש למי שמתבלבל בסוויטות וואט-קנדלה-לומן. ואכן בנורות LED. נכתב על ידי קומקום קומקום מתקדם למתחילים :)
לד רגיל
לא משנה איך תסתובב, תחילה עליך לגעת בחוקי החשמל הרגיל. בדוגמאות הממחישות, כמובן :) כולנו יודעים - מה זה 220 וולט - זה מה שיכול להכות כמו שצריך, אם לא מקפידים על אמצעי זהירות. כשאתה קונה מכשיר חשמלי, למשל, מגהץ, הדרכון אומר לאיזה מתח הוא מיועד. בדרך כלל זה 220 וולט. אך באותו דרכון מצוין גם פרמטרים אלה - מתח לסירוגין בתדר של 50 הרץ. מדוע יצרנים מציינים בעקשנות את הפרמטרים הללו עבורך?
הרם כל דרכון טכני עבור מכשיר חשמלי והסתכל - הוא אומר שמתח האספקה צריך להיות ~ 220 וולט, 50 הרץ. בוא נראה מה זה. "~" מציין כי המתח חייב להיות משתנה. במערכת חשמל רכב למשל, המתח הוא קבוע. ועם סוללה מסוג אצבעות זה קבוע. ההבדל הוא פשוט - למתח קבוע יש פלוס ומינוס - משתנה לא. למה לא? הכל פשוט מאוד. ברשתות AC, פלוס ומינוס משתנים כל הזמן מקומות. אותו איש קשר הוא פלוס מינוס. באיזו תדירות? אבל בשביל זה, יש ערך נוסף - 50 הרץ.
מה זה הרץ? זה נדנדה אחת לשנייה. כלומר, ברשת הביתית שלנו, בתוספת שינויים מינוס חמישים פעמים בשנייה. ועכשיו - מה השימוש המעשי בידע זה, איזה סוג מיסב יש לו על הלד?
בואו נעשה את זה נכון. נניח שיש לך נורת 220 וואט 100 וואט בידיים. אם אתה מחבר אותו לרשת חשמל - הוא ידלק בכל מאה הוואט שלו. ואם לא נצטרך 100 וואט אלה? האם אתה זקוק, נגיד, 50? זה יעזור לנו להבריד.
אם אנו מפרקים את המילה "LED" לרכיביה, אנו מקבלים "אור" ו"דיודה ". כלומר, מדובר בדיודה רגילה, שגם היא זוהר.
דיודה היא מכשיר שמשווים אותו בצורה הטובה ביותר, למשל עם שסתום או פטמה בגלגל מכונית. שם אתה יכול לשאוב אוויר, ובחזרה - הפטמה לא נותנת. דיודה רגילה נראית כמו חבית שחורה עם שני סיכות - פלוס מינוס. כאן אנו יכולים להשתמש בו לניסויים מעשיים שעוזרים לרבים לתקן את החומר. כמובן שמסוכן להתחיל ניסויים מייד עם 220 וולט, אך עם טיפול נאות לא יקרה שום דבר רע. אף על פי כן, כל הניסויים שאתה מבצע בסכנתך והסיכון שלך :)
צפו בנושא: המכשיר ועקרון הפעולה של דיודה מוליכים למחצה
אנו זקוקים לנורה מהמקרר עבור 220 וולט, 15 וואט. בשבילה אתה צריך למצוא מחסנית מתאימה ולהוציא ממנה שני חוטים. אז אנו זקוקים לכל דיודה שניתן להשיג, למשל, מכל מכשיר טלוויזיה או טייפ לקוי. ככל שהוא גדול יותר, כך ייטב. לא צריך לקחת כאלה קטנות מאוד - בסופו של דבר 220 וולט. בסמוך אליו יש בדרך כלל ייעוד משולש.
ואז אנו זקוקים לכבל חשמל עם תקע, כמה חוטים ברזל הלחמה. כדי להתחיל, פשוט חבר את הנורה לרשת וזכור איך היא זוהרת. ואז נתק והרכיב את המעגל כמוצג בצד שמאל.
אל תשכח לבודד בזהירות את כל המפרקים בסרט חשמלי. חבר. כפי שאתה יכול לראות, הנורה מאירה הרבה יותר גרוע. זה לא מפתיע - כעת היא מקבלת רק מחצית מהמתח הדרוש לה - הדיודה השנייה לא מתחילה. אם החוויה שלך הייתה הצלחה, והדיודה מספיק גדולה - עכשיו תוכל להפוך את כל הנורות שלך לנצחיות כמעט.
לדוגמה, מנורה של 50 וואט זורחת במסדרון שלך ושורף ללא הפסקה. קח 100 וואט, הפעל אותו דרך הדיודה - הוא יבריק כמו 50 וואט, אך הוא לא יישרף. עם זאת, קיימת הערת אזהרה אחת - יש לדרג את הדיודה ל 220 וולט והזרם לפחות אמפר. עדיף לקנות אחת בחנות לחלקי הרדיו.
ובכן, מכיוון שגילינו מהי דיודה, הגיוני ללכת לנושא המעניין אותנו - הלד. לד, כמו שהוא ברור כעת, יש גם פלוס ומינוס. כלומר, לצורך פעולתו יש צורך במקור מתח קבוע - מצבר, מצבר, ספק כוח. על ספק הכוח לציין שהוא מספק מתח קבוע (DC). בדרך כלל על כיסוי הבלוק יש מדבקה של תוכן זה.
קלט - ~ 220 וולט 50 הרץ,
תפוקה - 12V, 0.5 A DC
המשמעות היא שיחידה כזו יכולה לייצר מתח קבוע של 12 וולט וזרם של 0.5 אמפר.
שים לב שהמטען לטלפונים סלולריים הוא גם ספק כוח. בדרך כלל יש לו פרמטרים של 5-6 וולט, 0.2-0.5 A. לעיתים קרובות מאוד נוח להשתמש בו להפעלת נוריות LED, מכיוון מטען מייצב את הזרם. אך עוד על כך בהמשך במאמרים הבאים.
שני פרמטרים חשובים לנו - מתח ההפעלה של ה- LED והזרם. מתח ההפעלה של הלד נקרא גם "ירידת מתח". בעיקרו של דבר, מונח זה אומר שאחרי ה- LED, המתח במעגל יהיה פחות בגודל של אותה צניחה. כלומר, אם נספק חשמל לנורת לד, שיש בה ירידת מתח של 3 וולט, היא תאכל את שלושת הוולטים האלה, והמכשיר המחובר אליו לאחר מכן יקבל 3 וולט פחות. אך הדבר החשוב ביותר ללמוד הוא שהזרם חשוב לנורת לד ולא למתח. הוא ייקח את המתח כמה שהוא צריך, אבל הזרם - כמה אתה נותן. כלומר, אם מקור הכוח שלך יכול לחלוף 10 אמפר, נורית הנורית תארך זרם עד שהיא תישרף. ההיגיון כאן פשוט - נורת הלד המחוברת צורכת זרם ומתחילה להתחמם. ככל שהוא מתחמם יותר - כך יכול לעבור יותר זרם דרכו - הוא מתרחב מחימום. יחד עם הזרם, ירידת המתח על פני הדיודה עולה. וכך עד שהוא שורף לחלוטין - אף אחד לא הגביל את הזרם. אך יש לעשות זאת, תוך שימוש באלמנט המגביל.
שימו לב שאם למקור הכוח יש מתח יציאה השווה למתח ההפעלה של הלד, אין הכרח להגביל את הזרם. כלומר, אם יש לך, למשל, LED לבן וסוללה של 3.6 וולט מהטלפון הסלולרי - אתה יכול לחבר אותו ישירות לסוללה הזו - שום דבר לא יקרה לנורה. הוא ישמח לתפוס יותר זרם - אבל אין מספיק מתח. אז הסוללה בתא של 3.6 וולט היא מקור כוח אידיאלי להתנסות בנורות LED לבנות וכחולות. למה רק איתם - על זה במאמרים אחרים.
באופן כללי, בסדרות עם הלד, עלינו לשים סוג של ברז ולברג אותו לערך שאנחנו צריכים. בתפקיד מנוף כזה יכולים להיות מכשירים שונים. הפשוט שבהם הוא נגדי.
היבטים אופטיים של שימוש בנורות LED
נניח שלמדנו כיצד לחבר נורית LED ולהגביל את הזרם שלה. נשאלת השאלה - כמה זה מאיר? כאן עלינו לצלול מעט לאופטיקה.
בין המאפיינים של נוריות LED, במיוחד עוצמתיות, מצוין לעתים קרובות סוג חלוקת האור. בדרך כלל זהו מה שמכונה למברט לד. בהמשך נתייחס לזה כאל הנפוצה ביותר. מה המשמעות של מונח זה? נורית ה- "למברט" מאירה לכל הכיוונים באופן שווה, ללא קשר לכיוון.אם הלד היה כדור, הוא היה מאיר באותה מידה לכל הכיוונים - זו המהות של תרשים למברט. כדי להבהיר, השמש היא מקור למברטי.
עיצוב ה- LED הסטנדרטי הוא קריסטל, פלטה דקה זוהר. התבונן דרך החלון השקוף של הלד - ותראה את הקריסטל הזה. חוטי קשרים דקים מגיעים אליו. אם אתה מחבר את הדמיון, אתה יכול לדמיין את האור שמגיע מה- LED כענן בצורת כדור התלוי מעליו. אור - מדובר בחלקיקים קטנים הנקראים פוטונים. אז, כדור מלא בפוטונים תלוי מעל לד. וככל שהנורית פולטת יותר אור, הכדור גדול יותר, כך סופגניות הפוטון עפות יותר, דוחפות זו את זו וגורפות זו את זו החוצה. רובם עפים כלפי מעלה בניצב למישור הקריסטל, כך שעוצמת האור המרבית של נוריות LED היא 90 מעלות יחסית למישור הקריסטל. אני מקווה שעכשיו התרשימים שניתנו על ידי יצרני LED התבהרו לכם :) כדי להיות מובנים לחלוטין, בואו נסתכל על דוגמא.
בואו נניח שיש נורית LED, בחלקה העליון תלויה כדור אור שנפלט על ידיה בקוטר של מטר (LED טוב! :)).
הסולם התחתון הוא מספר האחוזים של מד זה, העליון הוא מידת הקרינה. בהתאם לתרשים זה, המספר הגדול ביותר של הפוטונים הוא בנקודה הגבוהה ביותר עם דרגה של 0 וטווח של מטר. זה נראה מוזר, אבל זה כן. פחות מוזר זה מתחיל להיראות, אם אתה זוכר שאור הוא גל, לא בכדי הם מציינים את אורך הגל למאפיינים. בהתאם, ניתן לייצג את תחום האור שלנו כשדה אלקטרומגנטי עם צפיפות מסוימת. אבל זה כבר ג'ונגל - בואו נמשיך :)
חצי זווית בהירות
היצרן מציין בדרך כלל פרמטר כמו זווית כפולה של חצי בהירות. מה המשמעות של מונח זה? כפי שהתברר לנו, ה- LED נותן אור מקסימאלי במרכז ובחלקו העליון, כלומר הזווית היא אפס. לפיכך, ככל שהמרכז יותר רחוק, פחות אור. זווית הבהירות למחצה היא כאשר נורת הלד נותנת 100 יחידות אור קונבנציונאליות ב" 0 "מעלות, למשל, ב 30 מעלות (יחסית לציר" 0 ") - 50. זווית הבהירות למחצית באיור I היא עוצמת האור, Imax היא עוצמת האור המרבית. ImaxCos - חצי מכוח האור. מדוע "כפול" - אנו מכפילים מעלות בשניים, הנורית גם מאירה סימטרית. כתוצאה מכך אנו מקבלים משולש אור ישר-חביבי. יש גם אור מחוץ למשולש הזה, יש לנו כדור אור, אך נקודת ההתייחסות לתכונה של הלד היא חצי מהזווית.
קנדלה
כעת נוכל לשקול מהי קנדלה. קנדלה היא, בדרך הישנה, "נר". זוכרים, נהגו לומר - נברשת או מנורה עם מאה נרות? בימים עברו היה צורך בנקודת ייחוס כלשהי. סיכמנו לקחת נר בעובי הנדרש, להדליק אותו ולשקול אותו כסטנדרט, ממש הקנדלה הזו. בימינו, כמובן, הם חושבים אחרת. לא אסביר בפירוט כיצד זה מעבר לתחום המאמר. זו רק יחידת מידה לעוצמה זוהרת, והיא נקראת קנדלה. המאפיין העיקרי שלו הוא השימוש במקורות כיווניים למדידת עוצמת האור. זו הסיבה שלנורות LED 5 מ"מ הערכים מצוינים בנרות, ליתר דיוק, מיליקנדל (1 cd = 1000 mcd).
הגיע הזמן להבין עד כמה נוריות LED 5 מ"מ או כל מקרה אחר במארז פלסטיק נבדלות זו מזו.
מאפייני עיצוב של נוריות LED 5 מ"מ
כאמור לעיל, נורית לד היא קריסטל פולט אור. קחו בחשבון את העיצוב של ה- LED במארז פלסטיק 5 מ"מ. בחינה מדוקדקת חושפת שני דברים חשובים - העדשה והמחזר. גביש ה- LED ממוקם במכשיר המשקף של ה- LED. רפלקטור זה קובע את זווית הפיזור הראשונית. ואז האור עובר דרך מעטפת אפוקסי. זה מגיע לעדשה - ואז מתחיל להתפוגג בצדדים בזווית תלוי בעיצוב העדשה. בפועל - מ -5 לתרשים הלד 160 מעלות.
כדי לציין את העוצמה המאירה של נוריות LED כאלה, משתמשים רק בקנדלה.נוריות לד עם פליטה כיוונית פולטות אור בזווית מוצקה. כדי להבין מהי זווית מוצקה, די לדמיין את התמונה הבאה. אתה לוקח פנס, מדליק אותו ומכניס אותו לדלי האש עד לתחתיתו ואז סוגר אותו עם מכסה. לאור שבתוכו, בהתאם, יש צורה של חרוט בצורת הדלי שלנו. חרוט זה המגובל במכסה הוא זווית מוצקה.
אנסה להסביר את המשמעות של חלוקת אור בצורה פשוטה יותר. בואו נגיד שהעוצמה המאירה של פנסנו היא 1 קנדלה, כלומר 1000 מיקרו -נדנדלים (אם להיות יותר פיגורטיביים, מיקרו-שרשראות יכולות להיחשב פוטונים :)) אם נלך הלאה באנלוגיה, יש לנו דלי מלא של מיקרו-שאנדלים. אם תרצו תוכלו לחשב את נפח הדלי - ברוכים הבאים לגיאומטריה :) בהתאם, אם ניקח את הדלי פי שניים - המיקרו-שנדלים מופצים עליו באופן שווה, כלומר לא יהיו עוד :) בכל ההסברים הללו תוכלו למצוא את התשובה לשאלה הקדושה - כמה נדרשות נוריות לד להחלפת נורה של 100 וואט. על זה - הלאה.
תכונות עיצוב של נוריות LED חזקות
שלא כמו נוריות חיווי, נוריות עוצמה הן לא רק מכשיר, אלא גם מוצר שיווקי. כיום, בין יצרנים גדולים יש מרוץ אמיתי ללומן - מי יותר? ולאיש לא אכפת שעדיין יש להשתמש בלומן. בואו ונלך בסדר.
ההבדל העיקרי בין נורית LED חזקה לבין נורית חיווי בצורתם הטהורה הוא למזער את כל המכשולים ליציאת האור מבית LED. לכן, נוריות LED חזקות כוללות דיאגרמת למברט. למה זה מוביל בפועל? אתה מדליק את הנורית ומקבל נורה נחמדה מעליו. ומה לעשות הלאה? איך הם יכולים להאיר את המשטח שאתה צריך? עליכם להשתמש באופטיקה או מחזירי אור שונים, מה שמוביל בהכרח להפסדים, ולכן ירידה בשטף הזוהר. לכן, אם קנית נורית LED חזקה, לא רכשת אופטיקה טובה, ותוכננת במיוחד לעיצוב שלה - אתה משמח מוקדם - כאב הראש טרם יגיע.
מסירת הלומנים שאתה צריך למשטח שאתה רוצה להאיר אינה משימה קלה.
לומן
כפי שכבר הבנת, נברשות להערכת העוצמה הזוהרת של נורות לד בעלות הספק גבוה אינן מתאימות. לשם כך יש לומן - זהו הסכום הכולל של האור שהנורית יכולה לתת כאשר הוא מחובר לערכי הזרם והמתח שצוינו. זוכר את האנלוגיה של דלי האש? כאן היא גם מתאימה. אנו מניחים שאם לד נורמלית יש עוצמת אור של 100 לומן, אז בדלי שלנו יהיו 100 לומן.
נורת רגילה של 100 וואט רגילה היא גם מקור למברט. תפוקת האור הממוצעת של נורה זו היא 10-15 לומן לוואט. כלומר, 100 וואט של אור ליבון ייתן לנו, נניח, 1000 לומן. אז, כדי להחליף מנורת 100 וואט בנורות LED, אתה צריך 10 חלקים של 100 לומן כל אחד. האם זה כל כך פשוט? לא, למרבה הצער. אנו מגיעים למונח כמו LUX.
סוויטה
יוקרה היא היחס בין מספר הלומן לבין האזור המואר. לוקס 1 הוא לומן אחד למ"ר. נניח שיש לנו משטח מרובע בשטח של מטר. הכל מואר באופן שווה על ידי נורה הממוקמת במרחק מסוים מגובה. עבור נורה זו הצהירה היצרנית על תאורה של 100 לוקס. אנו לוקחים מכשיר המודד את כוח האור ומודד אותו בכל מקום בכיכר שלנו, עלינו לקבל 100 לומן. אם כן, היצרן לא הונאה אותנו.
קרא גם בנושא זה:דוגמאות לשימוש ב- LED
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: