Budowa energooszczędnej żarówki LED 230V. Co kryje się w środku?

Żarówki LED zdobywają serca miłośników oszczędności, efektownego oświetlenia i możliwości różnych wariacji. Oświetlenie tego typu spotykane jest już wszędzie. Dużą w tym rolę odgrywa fakt, że pobierają niewiele energii, a przy tym od razu dają właściwe dla swojej specyfikacji światło. Kto wie jednak, jak są zbudowane żarówki LED i jak działają? My! I tą wiedzą podzielimy się z Wami.

Budowa i schemat działania tradycyjnych żarówek

Zanim jednak zajmiemy się charakterystyką żarówek LED, warto przypomnieć sobie starsze oświetlenie tradycyjne. Dopiero widząc różnicę między nimi, można docenić ogromny postęp technologiczny, który doprowadził do powstania oświetlenia LED.

Jak widać na powyższej grafice, źródłem światła żarówki jest silnie rozgrzany przepływem prądu włókno wykonane z wolframu. Drut wolframowy jest umieszczony w szklanej obudowie, którą wypełnia mieszanina gazów szlachetnych. Niekiedy stosuje się także żarówki próżniowe. Włókno wolframowe osiąga temperaturę 2500–3000 K i z biegiem czasu staje się coraz cieńsze, aż do całkowitego przepalenia żarówki. Aby osadzający się pod wpływem temperatury wolfram nie doprowadził do zaczernienia szkła, bańka żarówki powinna być stosunkowo duża.

Dlaczego żarówki LED są lepsze od tradycyjnych?

Choć światło uzyskiwane z żarówek tradycyjnych jest zbliżone do słonecznego i cechuje się dobrym wskaźnikiem oddawania barw, to mają małą skuteczność świetlną, wynosząca zazwyczaj od 8 do 16 lumenów/wat. Ponadto tradycyjne żarówki są nietrwałe i wykorzystują tylko 5% energii na światło widzialne. Co się dzieje z resztą energii? Tracona jest w emisji ciepła, to dlatego bańka żarówek nagrzewa się tak mocno. Choć żarówki tradycyjne cechują się niską ceną – około złotówki, to są nieporównywalnie droższe w użytkowaniu (pisaliśmy już o tym w nawiązaniu do efektywności energetycznej oświetlenia).

Diody LED, podobnie jak tradycyjna żarówka, świecą światłem o widmie ciągłym, mają też bardzo wysoki wskaźnik oddania barw. Są jednak bardziej ekologiczne i energooszczędne, a do tego nie nagrzewają się tak jak żarówki tradycyjne. Na rynku dostępny jest niezwykle szeroki zakres żarówek LED pod kątem temperatury barwowej, kształtu i funkcji.

Parametry żarówki LED – na co zwracać uwagę podczas zakupu

Obecnie zakupy oświetlenia LED są o wiele prostsze ze względu na ogromną dostępność tego typu lamp i żarówek. Zanim jednak dokonamy zakupu, warto wiedzieć na jakie parametry oświetlenia zwracać uwagę kupując lampy LED do domu.

• strumień świetlny – określająca całkowitą moc światła;
• natężenie światła – to gęstość strumienia świetlnego padającego na daną powierzchnię;
• temperatura barwowa – określa barwę światła od zimnej, poprzez neutralną po ciepłą;
• skuteczność świetlna – określa stosunek strumienia świetlnego emitowanego przez lampę/żarówkę do pobieranej przez nie energii w jednostce czasu;
• rodzaj gwintu,
• współczynnik oddania barw – określa jak postrzegane są barwy oświetlonych przedmiotów;
• efektywność energetyczna.

Dopasowanie powyższych parametrów do funkcji, jaką ma spełniać oświetlenie jest niezwykle istotne, nie tylko ze względu na satysfakcję konsumenta, ale także oszczędność, ekologię i zdrowie.

Czy żarówki LED pasują do zwykłych opraw?

Zasadniczo większość żarówek LED pasuje do opraw, które są dostępne w sklepach z oświetleniem, ale nie zawsze. Jeśli posiadasz już oprawę, w której korzystałeś z tradycyjnych żarówek, z powodzeniem możesz zastąpić je żarówkami ledowymi o takim samym gwincie. Przy zakupie nowych opraw zawsze warto sprawdzić informację, jakie żarówki będą do niej pasować.

Budowa żarówki LED

Żarówka LED składa się z kilku istotnych części. Najpierw scharakteryzujmy to, co widać gołym okiem.

Zewnętrzna budowa żarówki LED

Obudowa wykonana jest najczęściej ze szkła lub tworzywa sztucznego. Jej podstawowym zadaniem jest ochrona tego, co jest w środku. Osłona przednia może także skupiać światło, by precyzyjnie oświetlało określony punkt, lub je rozpraszać w celu oświetlania całej przestrzeni. Najczęściej występuje w kolorze mlecznym i imituje kształt tradycyjnej żarówki. Oczywiście w sklepach dostępne są także LED o płaskiej powierzchni osłony przedniej. Drugą zewnętrzną część stanowi gwint. To dzięki niemu można wkręcić żarówkę do lampy. Odpowiada również za przekazywanie prądu do środka żarówki. Niekiedy gwint zastępowany jest przez odpowiednie przewody, które podają prąd do kostki elektrycznej.

Wewnętrzna budowa żarówki LED

Zaglądając pod osłonę przednią moglibyśmy zobaczyć kilka ważnych elementów – diody typu LED, źródło światła żarówki. Poza diodami znaleźć można również prostownik, kondensator tłumiący oraz przetwornicę. Jest także radiator, który odpowiada za odprowadzanie ciepła z diod LED. Całość spina obudowa, która może być wykonana z aluminium lub tworzywa sztucznego.

Oczywiście budowa żarówek LED będzie różniła się od siebie przede wszystkim liczbą elementów i ich wielkością. Powyżej podane są charakterystyczne i typowe nawet dla najmniejszych urządzeń tego typu. Nie zmienia to faktu, że sama budowa żarówki nie należy do skomplikowanych. Prostota w tym wypadku idzie w parze z efektywnością, efektownością i oszczędnością.

Jak działa żarówka LED – schemat

Żarówka LED wytwarza światło, przepuszczając prąd elektryczny przez materiał półprzewodnikowy (czyli diodę), który następnie emituje światło na zasadzie elektroluminescencji. W celu uzyskania światła o barwie białej najczęściej stosuje się niebieskie diody, a oprawę lampy pokrywa się luminoforem. Niebieskie światło diody aktywuje luminofory, które zaczynają wówczas emitować światło białe. Ale jest też inny sposób, częściej wykorzystywany w taśmach LED RGB ze sterownikiem, ale także w żarówkach LED. Wykorzystywane jest tu światło z diod o podstawowych barwach: czerwonej, zielonej i niebieskiej – w odpowiednich proporcjach.

Najważniejsze cechy żarówki LED

Zastanawiasz się jeszcze czy żarówka LED to dobry wybór? Oto jej najważniejsze zalety:

• szybki start,
• wysoka sprawność świetlna, nawet 300 lm/W,
• krótki czas osiągania pełnej jasności,
• wysoki współczynnik oddania barw,
• trwałość, nawet do 25 lat,
• technologia umożliwiająca uzyskanie światła o różnej barwie,
• nie zawierają toksyn, np. rtęci,
• energooszczędność,
• wiele kształtów więc pasują do każdej aranżacji.

Jeśli nie LED, to jakie oświetlenie wybrać?

Poza żarówkami tradycyjnymi i LED są także inne źródła światła, na które można się zdecydować. Są to żarówki halogenowe i świetlówki. Okres żywotności halogenów jest także znacznie dłuższy niż świetlówek, dostępne są zarówno w wielu kolorach jak i kształtach, jednak warto brać pod uwagę fakt, że dosyć szybko się nagrzewają. Z kolei świetlówki kompaktowe, w porównaniu z tradycyjną żarówką zużywają aż o 5 razy mniej energii. Można je dostać w różnych kształtach. Zdecydowanie najlepszym wyborem z punktu widzenia ekologii i energooszczędności są jednak żarówki LED. Cechują się one również największą niezawodnością i trwałością, dlatego zdecydowanie warto wybrać je do oświetlenia swojego domu.

Jakie żarówki energooszczędne wybrać i od czego zależą ceny?

Przy wyborze oświetlenia kierujmy się przede wszystkim źródłem oraz barwą światła adekwatną do danego miejsca, trwałością produktu, odpowiednią mocą, kształtem żarówki, a także rodzajem trzonka, by pasował do oprawy. Należy także pamiętać, by po zużyciu nie wyrzucać takiej żarówki do kosza – jest to zabronione prawnie, gdyż może to stanowić niebezpieczeństwo dla środowiska, w którym żyjemy. Ceny oświetlenia energooszczędnego uzależnione są od ich rodzaju – jednorazowo żarówka LED będzie droższa od innych, ale ma o wiele niższe koszty eksploatacji. Na cenę wpływa także jakość żarówki i dodatkowe funkcje – na przykład możliwość ściemniania czy zmiany koloru.

Czytaj również: Żarówki halogenowe – charakterystyka, budowa, wady i zalety