I Led Il funzionamento La loro storia I suoi utilizzi Qualità ed efficienza Vantaggi dei led Affidabilità Economia d’esercizio Tutto con i led

I Led In elettronica LED è l'acronimo di Light Emitting Diode (diodo ad emissione luminosa). Si tratta di un dispositivo optoelettronico che sfrutta le proprietà ottiche di alcuni materiali semiconduttori per produrre fotoni attraverso il fenomeno dell'emissione spontanea ovvero a partire dalla ricombinazione di coppie elettrone-lacuna.

La loro storia Nel 1962 Nick Holonyak, professore di ingegneria elettrica realizza il primo led come un oggetto fine a se stesso. Non sapeva ancora che il piccolo “chip” sarebbe stata la prima sorgente luminosa a luce fredda. Tra gli anni ‘70 e ’80 il led si evolve e compaiono sul mercato i primi prodotti a luce rossa, arancione, gialla e infine verde. Tuttavia, date le ridottissime dimensioni, furono impiegati soprattutto nei display di calcolatrici e orologi.

Negli anni novanta vennero realizzati LED con efficienza sempre più alta e in una gamma di colori sempre maggiore fino a quando con la realizzazione di LED a luce blu fu possibile realizzare dispositivi che, integrando tre LED (uno rosso, uno verde e uno blu), potevano generare qualsiasi colore, parallelamente, la quantità di luce emessa, competitiva con le comuni lampadine, porta a prevedere nell'arco del tempo, un impiego generalizzato in tutti i campi.

Il funzionamento Il diodo è composto da una stratificazione di materiali semiconduttori costituiti in una struttura a “wafer”. Tali stratificazioni sono caratterizzate alternativamente da elettroni con carica negativa e da particelle con carica positiva. I materiali compositi sono avvolti da una guarnizione di finitura trasparente che consente la fuoriuscita della luce. Il funzionamento del led si basa sul fenomeno dell’elettroluminescenza dovuta alla emissione dei fotoni. Quando il sistema è collegato a un circuito elettrico, cioè quando gli elettroni sono messi in moto, impattano con le stratificazioni alternate ed emettono fotoni cioè luce di vari colori: rosso, giallo, blu, verde, a seconda del materiale usato.

I suoi utilizzi Alcune delle principali applicazioni nel settore dell’illuminazione sono: Illuminazione decorativa Illuminazione dei giardini, vialetti, camminamenti, etc.. Piccoli proiettori Cartelloni a messaggio variabile Fari e “stop” delle automobili, semafori Indicatori di stato (spie di lampade, tv etc..)

Quali sono i vantaggi dei led? Economia d’esercizio (assenza d costi di manutenzione) Affidabilità Estrema compattezza Qualità ed efficienza della luce Rispetto dell’ambiente Elevato rendimento

Economia d’esercizio La durata di funzionamento dei LED che può raggiungere le 50.000 ore di esercizio continuo, riduce i costi di manutenzione così da ottenere un risparmio energetico dal 50 al 80%. Gli assorbimenti di corrente elettrica del dispositivo variano molto in funzione della tipologia di LED: sono minori nei LED usati come indicatori rispetto a quelli ad alta luminosità (led flash e di potenza).L’associazione industriale americana Optoelectronics Industry Development Association prevede che i LED sostituiranno nella quasi totalità l’illuminazione a incandescenza entro il 2012. HA UN RISPARMO ENERGETICO RISPETTO AD ALTRI SISTEMI: 93% rispetto a lampade ad incandescenza 90% rispetto a lampade alogeni 66% rispetto a lampade fluorescenti 70% rispetto a lampade con ioduri metallici

Affidabilità I moduli LED si accendono istantaneamente e garantiscono un’emissione luminosa costante anche a basse temperature (-20°) e quindi offrono ampi campi di applicazione. Permettono inoltre il funzionamento in sicurezza a bassissima tensione, ed un’elevata resistenza meccanica e agli ambienti umidi. Altri aspetti vantaggiosi risiedono nella robustezza agli urti e nella resistenza a qualsiasi tipo di vibrazione ciò permette di impiegarli nelle macchine e nei camper.

Qualità ed efficienza della luce I LED sono particolarmente interessanti per le loro caratteristiche di elevata efficienza luminosa. Questa è data dalla quantità di luce emessa dal dispositivo misurata in lumen, detta anche flusso luminoso, divisa per la potenza elettrica assorbita.

La tensione applicata alla giunzione dei LED dipende dall'atomo drogante, il quale determina il colore della luce emessa, come riportato nella seguente tabella: Tipologia Led Tensione di giunzione Vf Infrarosso 1,3 Rosso 1,8 Giallo 1,9 Verde 2,0 Arancio Blu/bianco 3,0 Blu 3,5 V Ultravioletto 4 / 4,5 V L'esigenza di disporre di una discreta varietà di tonalità di colore in luce bianca, necessità prevalente nell'illuminazione all'interno degli edifici, ha indotto i costruttori a differenziare sensibilmente questi dispositivi in base alla temperatura di colore, così che sul mercato sono presenti dispositivi selezionati e suddivisi in 4 fasce di temperatura, i quali spaziano da 2700 K a oltre 8000 K.

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