ما هو التدفق الضوئي لمصابيح LED؟

تتميز مصابيح الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) بالعديد من المعلمات المسؤولة عن الإضاءة عالية الجودة والآمنة. ستناقش المقالة الخصائص الرئيسية لأجهزة هذه الفئة ، بما في ذلك مقارنة الأخيرة بتلك الخاصة بالمصابيح المتوهجة التقليدية ، وستقدم أيضًا توصيات بشأن اختيار مصابيح LED للمنزل.

ما هو التدفق الضوئي؟

التدفق الضوئي هو كمية فيزيائية تميز عدد وحدات الطاقة “الضوئية” لتدفق الإشعاع المقابل. قوة الضوء ، بدورها ، هي الطاقة التي تمر عبر بعض الفضاء في فترة زمنية معينة.

ببساطة ، التدفق الضوئي هو مفهوم يحدد مقدار الضوء المنبعث من المصدر (في إطار المقال ، هذا جهاز ضوئي) ، وكيف يتم إصدار هذا التدفق الإشعاعي وتوزيعه في الفضاء.

قوة التدفق الضوئي وكيف يتم قياسه؟

عند تقييم ومقارنة أجهزة الإضاءة ، يتم استخدام وحدة قياس التدفق الضوئي مثل اللومن. هذه هي وحدة القياس الأساسية المنبعثة من المصدر ، تدفق الضوء. وفي الوقت نفسه ، من الخطأ لمحترفي الإضاءة وعامة المستخدمين تقييم معدات الإضاءة باستخدام مفهوم “السطوع”. هذا المصطلح ليس خاطئًا فحسب ، بل قد يكون مضللًا أيضًا ، خاصةً عندما يتعلق الأمر بمصابيح LED.

تنبعث المصابيح المتوهجة التقليدية بأوسع طيف ممكن من إشارة الضوء ، في حين أن مصابيح LED “تغطي” فقط جزءًا ضيقًا من منطقتها “الزرقاء”. ولكن في نفس الوقت ، ينبعث منها قدر مماثل تقريبًا من الطاقة ، يضيء مصدر LED بشكل أكثر إشراقًا.

فيما يتعلق بمصابيح LED ، يتم استخدام مفهوم “الإنارة” أحيانًا (يصف شدة سقوط الضوء على السطح). وحدة الإضاءة المقبولة لوكس (lx).

الجهاز ومبدأ تشغيل مصابيح LED

تختلف مصابيح LED للإضاءة خارجيًا فقط ، والبنية الداخلية للأجهزة المختلفة متماثلة تقريبًا. ينبعث الضوء مباشرة من مصابيح LED ، والتي يختلف عددها وقوتها ولونها باختلاف الطراز.

يعتمد مبدأ تشغيل مصباح الإضاءة LED على تحويل الجهد المتناوب الرئيسي ، عن طريق دائرة كهربائية ، إلى دائرة كهربائية ثابتة ، والتي تغذي فعليًا البلورات المشعة.

يتكون جهاز الإضاءة المنزلية LED من المكونات التالية:

• الناشر عبارة عن نصف كروي خاص يزيد التشتت وينثر تدفق الضوء بالتساوي. اعتمادًا على النموذج ، يمكن أن يكون هذا المكون مصنوعًا من البلاستيك غير اللامع أو الشفاف أو الشفاف (باستثناء الأجهزة الفلورية ، حيث يتم استخدام عنصر عاكس خاص).
• الكريستال LED هو أساس مصباح LED الحديث. يمكن أن يختلف عددهم من واحد إلى عدة عشرات – يعتمد ذلك على التصميم والأبعاد والقوة وحجم المشتت الحراري لطراز معين. إن جودة بلورات LED هي التي تحدد المعلمات الرئيسية للجهاز ومتانته ، لأنه في حالة فشل رقاقة واحدة ، يمكن التخلص من المصباح.
• لوحة الدوائر المطبوعة – في تصنيعها ، يتم استخدام سبائك الألومنيوم المؤكسدة الخاصة ، والتي تسمح لها بالتفاعل الفعال مع المبرد ، وتبديد الحرارة.
• المبدد الحراري عبارة عن منتج من الألمنيوم على شكل خاص يسمح بإزالة أكثر كفاءة للحرارة من البلورات. تزداد مساحة إزالة الحرارة للرادياتير بسبب وجود العديد من الصفائح على جسم هذا العنصر.
• يعد المحرك مكونًا مهمًا من مكونات الدائرة ، والتي بدونها تحترق بلورات LED ببساطة. تقوم الوحدة بتصحيح وتقليل وتثبيت جهد التيار الكهربائي. توجد برامج تشغيل عن بُعد ومدمجة – معظم أجهزة إضاءة LED المنزلية مجهزة بأحدث نوع من الأجهزة المثبتة مباشرة في مبيت المصباح.
• المكثف هو مكون تقني لاسلكي يعمل بشكل إضافي على تنعيم تموجات الجهد التي يتم توفيرها لمصفوفة LED.
• تعد قاعدة البوليمر الخاصة بجزء القاعدة عنصرًا هيكليًا ضروريًا لحماية جسم الجهاز من الانهيار الكهربائي والإنسان من الصدمة الكهربائية عند تغيير المصباح.
• القاعدة – جزء التبديل الذي يوفر الاتصال بالتيار الكهربائي. غالبًا ما تكون القاعدة مصنوعة من النحاس المطلي بالنيكل ، مما يوفر اتصالًا موثوقًا به وتأثيرًا مضادًا للتآكل.

تجدر الإشارة إلى أنه في أجهزة LED ، على عكس المصابيح المتوهجة التقليدية ، تعتمد منطقة التسخين القصوى على الداخل. لهذا السبب ، يتطلب مصباح LED تبريدًا داخليًا فعالًا ، والذي يتم تنفيذه في شكل مبرد تبريد.

الخصائص الرئيسية

في كثير من النواحي ، تتفوق أجهزة LED على المصابيح المتوهجة ومصادر الإضاءة الأخرى. من بين العشرات من المعلمات التقنية لمصابيح LED ، يمكن تمييز العديد من المعلمات الرئيسية.

قوة مصباح LED

تحت قوة جهاز LED ، يقصدون الطاقة الكهربائية التي يستهلكها من الشبكة. لتسهيل التنقل على المستهلك ، تتم الإشارة إلى المؤشر المكافئ للمصباح المتوهج على عبوة مصباح LED.
وفي الوقت نفسه ، تختلف كفاءة هذه الأجهزة المكافئة. لديهم سطوع مختلف وقوة تدفق مضيئة.

زاوية التشتت

ينتشر التدفق الضوئي لمصابيح LED المنزلية بزاوية 60 درجة – 340 درجة. تستخدم الأجهزة ذات نمط الإشعاع الأقل اتساعًا في تصميم الإضاءة الموضعية والإضاءة المخصصة للمناطق. تستخدم الأجهزة بزاوية تشتت واسعة لتنظيم الإضاءة العامة. أكبر زاوية تشتيت متاحة للمصابيح ذات خيوط LED. يرتبط مؤشر هذا النوع من الأجهزة بالمصابيح المتوهجة التقليدية.

تم إنشاء تدفق ضوئي

يتميز سطوع جهاز الإضاءة ، أو بالأحرى كمية الضوء المنبعث منه ، بمعامل مثل “التدفق الضوئي” ، كما ذكرنا سابقًا ، يقاس باللومن. مصباح LED الذي ينبعث منه تدفق ضوئي يبلغ 400 لومن يكافئ تقريبًا المصباح المتوهج بقدرة 40 وات. من الناحية العملية ، هناك ميل لدى الشركات المصنعة لأجهزة LED إلى المبالغة في تقدير هذه الخاصية عمدًا. يمكن العثور على المعلمات القريبة من الحقيقية لأجهزة معينة من خلال فحص نتائج الاختبارات المستقلة.

درجة حرارة ملونة

يُصدر المصباح المتوهج الأكثر شيوعًا ضوءًا أصفر ناعمًا لطيفًا ، تقترب درجة حرارة لونه من 2750 كلفن (كلفن). وفقًا لذلك ، سيعطي مصباح LED بنفس درجة حرارة اللون أقرب توهج للمصباح التقليدي. بالنسبة للجزء الأكبر ، تتميز أجهزة LED بدرجة حرارة لون تبلغ 3000 كلفن – مع إضاءة مريحة إلى حد ما للعينين ، ولكن إضاءة أكثر بياضًا قليلاً. المصابيح ذات المؤشر 3000 – 4000 كلفن مناسبة للمكاتب. أجهزة الإضاءة ذات درجة حرارة اللون 5000 كلفن أو أكثر مناسبة فقط لغرف المرافق.

عامل التموج

تنطبق هذه الخاصية على جميع أجهزة الإضاءة. تتمتع أجهزة LED عالية الجودة بعامل تموج منخفض جدًا ، وهو أقل من 3 إلى 5 مرات من المصابيح المتوهجة. وفقًا لهذا المؤشر ، يُسمح باستخدام أجهزة LED في أي مكان. في المصابيح غير المكلفة ، غالبًا ما لا يتم الإشارة إلى معامل التموج ، ومع ذلك ، يمكن التحقق من شدة الوميض بسهولة باستخدام كاميرا الهاتف. في حالة وجود تموجات ، تظهر خطوط داكنة على الشاشة.

قوة مكافئة

على عبوة مصباح LED ، عادة ما يكون هناك أيضًا معلمة مثل الطاقة المكافئة للمصباح المتوهج. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون من المعلومات أن جهاز LED لديه طاقة 5 وات ، أي ما يعادل طاقة المصباح المتوهج 40 وات. قد لا يكون المصنّعون الواعون للغاية خادعين في حالة هذه المعلمات ، لذلك يوصى أولاً وقبل كل شيء بالاهتمام بخصائص التدفق الضوئي لمصباح LED.

طاقة كهربائية شغالة

الفولتية التشغيلية الموحدة لمصابيح LED الحديثة هي 220 فولت (للأنابيب العادية) و 12 فولت (للاستخدام مع مزودات الطاقة). يعمل الأخير على كل من جهد التيار المتردد والتيار المستمر. ومع ذلك ، فإن بعض هذه المصابيح ، عند تشغيلها بواسطة مصدر تيار متناوب ، قد يكون لها عامل تموج مرتفع للغاية ضار بالعينين.

مؤشر تجسيد اللون

يختلف مؤشر عرض اللون الطيفي لجهاز LED عند مقارنته بالمصباح المتوهج. يحتوي على أكثر من مكون اللون الأزرق. يميز مؤشر تجسيد اللون (Ra) ، المشار إليه من قبل الشركة المصنعة للجهاز ، توحيد مستوى جميع مكونات اللون. التدفق الضوئي بمؤشر منخفض (أقل من 80 Ra) غير سارة للعيون. تحتوي المصابيح المتوهجة وضوء الشمس على هذا المؤشر في منطقة 97-98 Ra ، ومصابيح LED عالية الجودة أكثر من 80 ، ونماذج فردية – 90 وحدة. من الناحية العملية ، يبالغ بعض المصنِّعين في تقدير مؤشر تجسيد اللون الطيفي: عند وضع علامة على عبوة Ra – 80 ، يمكن أن يكون 75 وحدة أو حتى أقل.

سيطرة سطوع

لا تعمل معظم مصابيح LED مع أجهزة التعتيم المصممة لضبط سطوع تركيبات الإضاءة. ومع ذلك ، يمكن العثور على مصابيح LED في السوق التي تحتوي بالفعل على وحدة تخفيت مدمجة ، أو لديها خيار دعم مخفتات الإضاءة الخارجية للمصابيح المتوهجة أو المصممة خصيصًا لأجهزة الصمام الثنائي.

توليد التدفئة والحرارة

يتم توجيه التدفق الضوئي للـ LED في اتجاه واحد ، بينما تنبعث الحرارة في الاتجاه الآخر. لهذا السبب ، يجب تبريد الجزء الداخلي من مصباح LED بشكل نشط. للقيام بذلك ، تم تجهيز جهاز الإضاءة بمبرد.

الخصائص المقارنة لأجهزة LED والمصابيح المتوهجة

لمقارنة بصرية بين أجهزة LED والمصابيح المتوهجة ، يجب الرجوع إلى جدول خاص. كما ترى ، فإن الاختلاف في استهلاك الطاقة بين هذه الفئات من الأجهزة التي لها نفس قوة تدفق الضوء كبير.

ولكن في الواقع ، لا يعادل مصباح 5W LED لمبة متوهجة 40W. يمكن أن تكون إضاءة جهاز LED في الواقع بعيدة عن 400 لومن اعتمادًا على عدة عوامل. هذه ، على سبيل المثال ، حالة غير لامعة ، “تلتهم” جزءًا من الطاقة بواسطة السائق ، ومكونات كهربائية أخرى ، إلخ.

الضوء الناتج عن

أحد أهم المعلمات في حساب مخطط الإضاءة للغرفة هو ناتج الضوء للجهاز المركب. يتم قياس هذه الخاصية باللومن / وات. في المصابيح المتوهجة ، يكون خرج الضوء من 8 إلى 10 لومن / وات. في LEDs ، تتراوح المعلمة من 90 إلى 110 Lm / W ، وفي الطرز عالية الجودة – من 120 إلى 140 Lm / W. فيما يتعلق بإخراج الضوء ، فإن مصابيح LED أفضل 8-10 مرات من الخيارات البديلة.

التشتت الحراري

عند مقارنة مصابيح LED والمصابيح المتوهجة التقليدية ، يجب مراعاة تبديد الحرارة. تصل درجة حرارة المصابيح الزجاجية للمصابيح المتوهجة إلى 230 – 240 درجة مئوية ، بينما يمكن لمصباح LED القوي أن يسخن حتى 45 درجة كحد أقصى. لهذا السبب ، فإن الأخيرة ليست خطرة على الحريق ويمكن تركيبها في أي غرفة ، على عكس المصابيح المتوهجة ، والتي لا ينصح باستخدامها ، على سبيل المثال ، داخل الهياكل الخشبية.

حياة

السمة الرئيسية التي تتحدث عن ميزة المصابيح. يمكن أن تعمل مصفوفة LED لمدة 40000 ساعة ، بينما نادرًا ما يستمر المصباح المتوهج لأكثر من ألف ساعة ، أي أقل 40 مرة تقريبًا. من أجل الإنصاف ، تجدر الإشارة إلى أن هذه المعدلات المرتفعة متأصلة في منتجات LED عالية الجودة من الشركات المصنعة المعروفة. بلورات LED الرخيصة لها موارد أقل بكثير.

نجاعة

كفاءة المصباح هي مفهوم يميز مقدار الضوء الناتج بالنسبة للإخراج الحراري للجهاز. تقترب هذه الخاصية من أجهزة LED من 90٪ ، بينما ، مثل المصابيح المتوهجة ، يقدر التأثير المفيد بنسبة 7-9٪. وغني عن القول ، ما هو مقدار أجهزة الإضاءة LED الأكثر اقتصادا بالمقارنة مع نظيراتها التقليدية.

سعر

السؤال الأكثر إثارة للجدل هو ما هو الأكثر ربحية للاستخدام: مصابيح الصمام الثنائي أم المصابيح المتوهجة؟ على الرغم من أن التكلفة الأولى كانت أكثر تكلفة من حيث الحجم ، فإن إجمالي وقت التشغيل الخاص بها يتجاوز بكثير عمر الخدمة للخيار الثاني. وإذا أخذنا في الاعتبار مؤشرًا مثل توفير الطاقة ، فلن يكون للمصابيح التقليدية أي فرصة على الإطلاق. لكن من الناحية العملية ، فإن الأمور ليست واضحة تمامًا. يمكن أن يفشل جهاز LED ، مثل الأنواع الأخرى من المصابيح ، في وقت أبكر بكثير من حد العمر التشغيلي (على سبيل المثال ، أثناء ارتفاع الطاقة أو تغيرات درجة الحرارة). بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تتألق بشكل أضعف ، لذلك يضطر المستخدمون غالبًا إلى شراء وتثبيت إضاءة LED إضافية.

المكون البيئي

تحتوي مصابيح LED المعتمدة على نسبة صغيرة جدًا من المواد الكيميائية الخطرة. فهي ، مثل المصابيح المتوهجة ، لا تتطلب التخلص المتخصص. لكن هذا لا يعني على الإطلاق أنه يجب التخلص من الأجهزة منتهية الصلاحية مع النفايات المنزلية الأخرى. يمكن تسليم أجهزة الإضاءة ، على سبيل المثال ، إلى نقاط التجميع الخاصة.

نصائح لاختيار لمبة LED

اختيار مصباح LED جيد ليس بالمهمة السهلة. في بعض الأحيان ، حتى من الشركات المصنعة المشهورة عالميًا ، هناك حالات ذات مستوى عالٍ من النبضات أو مع معلمات خرج الضوء التي تم المبالغة في تقديرها بالنسبة إلى القيم الحقيقية. تستند التوصيات التالية إلى الخبرة العملية للمستخدمين ونتائج الخبراء المستقلين. يجب أن يفي مصباح LED الجيد بالمعايير التالية:

• عامل تموج – لا يزيد عن 30٪ ؛
• تجسيد اللون – الفهرس 80 وأكثر ؛
• مستوى التدفق الضوئي – يتوافق مع قيمة تدفق الضوء للمصباح المتوهج ؛
• زاوية إضاءة مقبولة – لا تزيد عن 50 درجة ؛
• إذا لزم الأمر ، دعم المفاتيح مع مؤشر ؛
• إذا لزم الأمر – دعم التعتيم.

بالإضافة إلى ذلك ، لن يكون من الضروري التركيز على النقاط التالية:

• ضع يدك تحت ضوء المصباح. إذا كان للجلد صبغة رمادية ، فإن الجهاز يستخدم مصابيح LED ذات مؤشر تجسيد لوني منخفض.
• حتى إذا رأيت التسمية “لا تموج” على العبوة ، فإن هذا لا يعني أن الوميض غائب تمامًا. على الأرجح أن قيمته تقع في حدود 5٪.
• إذا كان من الممكن تشغيل المصباح ، فقم بتوجيه كاميرا الهاتف الذكي المشغلة إليه. إذا كنت لا ترى أي خطوط ، فإن مصباح LED له مستوى نبض منخفض.
• مرر قلم حبر أمام المصباح المضاء. إذا تضاعف الكائن أو تضاعف ثلاث مرات ، فإن المصدر لديه مستوى عالٍ من النبضات.
• يمكن التحقق من سطوع مصباح LED باستخدام تطبيقات خاصة لمقياس الضوء على هاتفك الذكي الذي يعمل بنظام Android.
• لا تشتري منتجًا له تاريخ إصدار مدته 3 سنوات أو أكثر. من الأفضل اختيار خيار أكثر حداثة.
• اختر مصباح LED بفترة ضمان طويلة (3-5 سنوات).
• يرجى الاحتفاظ بالإيصال حتى تتمكن من إرجاع المنتج أو استبداله إذا لزم الأمر.

تختلف مصابيح LED عن المصابيح المتوهجة الكلاسيكية في العديد من الخصائص. أهمها القوة وزاوية التشتت والتدفق الضوئي ودرجة حرارة اللون وعامل التموج. عند اختيار مصباح LED ، يجب أيضًا الانتباه إلى ناتج الضوء والحرارة للجهاز ، وفترة الضمان ، والكفاءة ، والطاقة المكافئة ، والجهد التشغيلي ، ومؤشر تجسيد اللون.