Qual è il flusso luminoso delle lampade a LED?

Le lampade a diodi a emissione di luce (LED) sono caratterizzate da molti parametri responsabili di un’illuminazione sicura e di alta qualità. L’articolo discuterà le caratteristiche principali dei dispositivi di questa classe, anche confrontando questi ultimi con quelli delle tradizionali lampade a incandescenza, e fornirà anche consigli sulla scelta delle lampade a LED per la casa.

Cos’è il flusso luminoso?

Un flusso luminoso è una grandezza fisica che caratterizza il numero di unità “leggere” di potenza del corrispondente flusso di radiazione. Il potere della luce, a sua volta, è l’energia che passa attraverso uno spazio in un certo lasso di tempo.

In poche parole, un flusso luminoso è un concetto che determina la quantità di luce emessa da una sorgente (nel quadro dell’articolo, questo è un dispositivo luminoso) e come questo flusso di radiazioni viene emesso e distribuito nello spazio.

La forza del flusso luminoso e come viene misurata?

Quando si valuta e si confrontano i dispositivi di illuminazione, viene utilizzata un’unità di misura del flusso luminoso come lumen. Questa è l’unità di misura di base emessa da una sorgente, il flusso di luce. Nel frattempo, è un errore per i professionisti dell’illuminazione e gli utenti generici valutare le apparecchiature di illuminazione utilizzando il concetto di “luminosità”. Questo termine non è solo errato, ma può anche essere fuorviante, soprattutto quando si parla di lampade a LED.

Le lampade a incandescenza tradizionali emettono nel più ampio spettro possibile del segnale luminoso, mentre le lampade a LED “coprono” solo una parte ristretta della sua area “blu”. Ma allo stesso tempo, emettendo una quantità di energia approssimativamente paragonabile, la sorgente LED brilla di più.

Per quanto riguarda le lampade a LED, viene talvolta utilizzato il concetto di “illuminamento” (che caratterizza l’intensità con cui la luce cade sulla superficie). L’unità di illuminazione accettata è lux (lx).

Il dispositivo e il principio di funzionamento delle lampade a LED

Le lampade a LED per l’illuminazione differiscono solo esternamente, la struttura interna dei diversi dispositivi è approssimativamente la stessa. La luce viene emessa direttamente dai LED, il cui numero, potenza e spettro cromatico varia a seconda del modello.

Il principio di funzionamento della lampada di illuminazione a LED si basa sulla conversione della tensione alternata di rete, tramite un circuito elettrico, in una costante, che alimenta effettivamente i cristalli radianti.

Il dispositivo di illuminazione a LED per uso domestico è costituito dai seguenti componenti:

• Il diffusore è uno speciale semisfera che aumenta la dispersione e disperde uniformemente il flusso luminoso. A seconda del modello, questo componente può essere realizzato in plastica opaca, trasparente o traslucida (un’eccezione sono i dispositivi fluorescenti, dove viene utilizzato uno speciale elemento riflettente).
• Il cristallo LED è la base della moderna lampada LED. Il loro numero può variare da una a diverse dozzine: dipende dal design, dalle dimensioni, dalla potenza, dalle dimensioni del dissipatore di calore di un particolare modello. È la qualità dei cristalli LED che determina i parametri principali del dispositivo e la sua durata, perché se anche un chip si guasta, la lampada può essere buttata via.
• Circuito stampato : nella sua fabbricazione viene utilizzata una speciale lega di alluminio anodizzato, che gli consente di interagire efficacemente con il radiatore, dissipando il calore.
• Il dissipatore di calore è un prodotto in alluminio appositamente sagomato che consente una rimozione più efficiente del calore dai cristalli. L’area di rimozione del calore del radiatore aumenta a causa della presenza di molte piastre sul corpo di questo elemento.
• Il driver è un componente importante del circuito, senza il quale i cristalli LED si brucerebbero semplicemente. L’unità rettifica, riduce e stabilizza la tensione di rete. Sono disponibili driver remoti e integrati: la maggior parte dei dispositivi di illuminazione a LED per uso domestico sono dotati di dispositivi di ultima generazione montati direttamente nell’alloggiamento della lampada.
• Un condensatore è un componente radiotecnico che attenua ulteriormente le increspature di tensione fornite alla matrice LED.
• La base in polimero della parte dello zoccolo è un elemento strutturale necessario per proteggere il corpo del dispositivo da guasti elettrici e una persona da scosse elettriche durante la sostituzione della lampada.
• Zoccolo : una parte di commutazione che fornisce il collegamento alla rete. Molto spesso, la base è realizzata in ottone nichelato, che fornisce un contatto affidabile e un effetto anticorrosivo.

Vale la pena dire che nei dispositivi a LED, a differenza delle tradizionali lampade a incandescenza, la zona di riscaldamento massima si basa sull’interno. Per questo motivo, la lampada a LED richiede un efficace raffreddamento interno, che viene implementato sotto forma di radiatore di raffreddamento.

Caratteristiche principali

Per molti aspetti, i dispositivi LED sono superiori alle lampade a incandescenza e ad altre sorgenti luminose. Tra diverse dozzine di parametri tecnici delle lampade a LED, se ne possono distinguere diversi principali.

Potenza della lampada a LED

Sotto la potenza del dispositivo LED, si intende l’energia elettrica da esso consumata dalla rete. Per facilitare la navigazione del consumatore, l’indicatore equivalente di una lampada a incandescenza è indicato sulla confezione della lampada a LED.
Nel frattempo, l’efficienza di tali dispositivi equivalenti varia. Hanno una diversa luminosità e potenza del flusso luminoso.

Angolo di dispersione

Il flusso luminoso delle lampade a LED per uso domestico è diffuso con un angolo di 60° – 340°. I dispositivi con un diagramma di radiazione meno ampio vengono utilizzati nella progettazione di illuminazione spot, illuminazione a zone. I dispositivi con un ampio angolo di dispersione vengono utilizzati per organizzare l’illuminazione generale. L’angolo di dispersione più ampio è disponibile per le lampade con filamenti LED. L’indicatore per questo tipo di dispositivo è correlato alle tradizionali lampade a incandescenza.

Flusso luminoso creato

La luminosità del dispositivo di illuminazione, ovvero la quantità di luce da esso emessa, è caratterizzata da un parametro come “flusso luminoso”, come già accennato, misurato in lumen. Una lampada a LED che emette un flusso luminoso di 400 lumen equivale approssimativamente a una lampada a incandescenza da 40 watt. In pratica, i produttori di dispositivi LED tendono a sopravvalutare deliberatamente questa caratteristica. È possibile trovare parametri vicini al reale per dispositivi specifici esaminando i risultati di test indipendenti.

Temperatura colorata

La più familiare lampada a incandescenza emette una piacevole luce gialla tenue, la cui temperatura di colore si avvicina a 2750 Kelvin (K). Di conseguenza, una lampada a LED con la stessa temperatura di colore darà il bagliore più vicino a una lampada tradizionale. Per la maggior parte, i dispositivi LED sono caratterizzati da una temperatura di colore di 3000 K – con una luce abbastanza confortevole per gli occhi, ma leggermente più bianca. Le lampade con un indicatore di 3000 – 4000 K sono adatte per gli uffici. I dispositivi di illuminazione con una temperatura di colore di 5000 K o più sono adatti solo per i locali di servizio.

Fattore di ondulazione

Questa caratteristica si applica a tutti i dispositivi di illuminazione. I dispositivi LED di alta qualità hanno un fattore di ripple molto basso, che è da 3 a 5 volte inferiore rispetto alle lampade a incandescenza. Secondo questo indicatore, i dispositivi LED possono essere utilizzati in qualsiasi locale. Nelle lampade economiche, molto spesso il coefficiente di ondulazione non è indicato, tuttavia l’intensità dello sfarfallio è facilmente controllabile utilizzando la fotocamera del telefono. In presenza di increspature, sul display sono visibili delle strisce scure.

Potenza equivalente

Sulla confezione di una lampada a LED, di solito c’è anche un parametro come la potenza equivalente di una lampada a incandescenza. Ad esempio, può essere un’informazione che il dispositivo LED ha una potenza di 5 W, equivalente alla potenza di una lampada a incandescenza di 40 W. I produttori non troppo coscienziosi possono essere complicati nel caso di questi parametri, quindi si consiglia di prestare prima di tutto attenzione alle caratteristiche del flusso luminoso della lampada a LED.

Tensione di lavoro

Le tensioni di esercizio standardizzate delle moderne lampade a LED sono 220 V (per la rete normale) e 12 V (per l’uso con alimentatori). Questi ultimi funzionano sia con tensione alternata che continua. Tuttavia, alcune di queste lampade, se alimentate da una fonte di corrente alternata, possono presentare un fattore di ondulazione troppo elevato dannoso per gli occhi.

Indice di resa cromatica

L’indice di resa cromatica spettrale di un dispositivo LED è diverso rispetto a una lampada a incandescenza. Ha più una componente di colore blu. L’indice di resa cromatica (Ra), indicato dal produttore del dispositivo, caratterizza l’uniformità del livello di tutte le componenti cromatiche. Il flusso luminoso con un indice basso (inferiore a 80 Ra) è sgradevole per gli occhi. Le lampade a incandescenza e la luce solare hanno questo indicatore nella regione di 97 – 98 Ra, le lampade a LED di alta qualità sono più di 80, i singoli modelli – 90 unità. In pratica, l’indice di resa cromatica spettrale è volutamente sovrastimato da alcuni produttori: quando etichettato su confezioni Ra – 80, può essere di 75 o anche meno unità.

Controllo della luminosità

La maggior parte delle lampade a LED non funziona con dispositivi di regolazione della luminosità progettati per regolare la luminosità degli apparecchi di illuminazione. Tuttavia, sul mercato si possono trovare apparecchi a LED che dispongono già di un dimmer integrato, oppure hanno la possibilità di supportare dimmer esterni per lampade a incandescenza o progettati specificamente per dispositivi a diodi.

Riscaldamento e produzione di calore

Il flusso luminoso del LED viene diretto in una direzione, mentre il calore viene emesso nell’altra direzione. Per questo motivo, l’interno della lampada a LED deve essere raffreddato attivamente. Per fare ciò, il dispositivo di illuminazione è dotato di un radiatore.

Caratteristiche comparative di dispositivi LED e lampade a incandescenza

Per un confronto visivo di dispositivi LED e lampade a incandescenza, è necessario fare riferimento a una tabella speciale. Come puoi vedere, la differenza di consumo energetico tra queste classi di dispositivi con la stessa intensità di flusso luminoso è significativa.

Ma in effetti, un apparecchio LED da 5W non equivale a una lampadina a incandescenza da 40W. L’illuminamento di un dispositivo LED può essere effettivamente lontano da 400 lumen a seconda di diversi fattori. Questa, ad esempio, è una custodia opaca, che “divora” parte della potenza da parte del conducente, altri componenti elettrici, ecc.

Emissione luminosa

Uno dei parametri più importanti nel calcolo dello schema di illuminazione della stanza è l’emissione luminosa del dispositivo montato. Questa caratteristica è misurata in Lumen/Watt. Nelle lampade a incandescenza, l’emissione luminosa va da 8 a 10 lm/W. Nei LED, il parametro varia da 90 a 110 Lm / W e nei modelli di alta qualità da 120 a 140 Lm / W. In termini di resa luminosa, gli apparecchi a LED sono 8-10 volte migliori rispetto alle opzioni alternative.

Dissipazione di calore

Quando si confrontano i LED e le tradizionali lampade a incandescenza, è necessario tenere conto della loro dissipazione del calore. Le lampadine di vetro delle lampade a incandescenza si riscaldano fino a 230 – 240 gradi Celsius, mentre una potente lampada a LED può riscaldarsi fino a un massimo di 45 gradi. Per questo motivo queste ultime non sono ignifughe e possono essere montate in qualsiasi ambiente, a differenza delle lampade ad incandescenza, di cui si sconsiglia l’uso, ad esempio, all’interno di strutture in legno.

Tutta la vita

La caratteristica principale che parla del vantaggio dei LED. Una matrice LED può funzionare per 40.000 ore, mentre una lampada a incandescenza raramente dura più di mille ore, ovvero quasi 40 volte meno. Per motivi di equità, va notato che tassi così elevati sono inerenti ai prodotti LED di alta qualità di noti produttori. I cristalli LED economici hanno una risorsa molto inferiore.

efficienza

L’efficienza della lampada è un concetto che caratterizza la quantità di luce prodotta rispetto alla potenza termica del dispositivo. Questa caratteristica dei dispositivi LED si avvicina al 90%, mentre, come le lampade a incandescenza, l’azione utile è stimata al 7-9%. Inutile dire quanto siano più economici i dispositivi di illuminazione a LED rispetto alle controparti tradizionali.

Prezzo

Una domanda molto più controversa è cosa è più redditizio usare: lampade a diodi o lampade a incandescenza? Nonostante il fatto che il primo costi un ordine di grandezza più costoso, il loro tempo di funzionamento totale supera di gran lunga la vita utile della seconda opzione. E se prendiamo in considerazione un indicatore come il risparmio energetico, le lampade tradizionali non hanno alcuna possibilità. In pratica, però, le cose non sono così chiare. Un dispositivo LED, come altri tipi di lampade, può guastarsi molto prima della soglia di vita utile (ad esempio, durante sbalzi di tensione o sbalzi di temperatura). Inoltre, brillano più deboli, quindi gli utenti spesso devono acquistare e installare un’illuminazione a LED aggiuntiva.

Componente ambientale

Le lampade a LED certificate contengono una percentuale molto piccola di sostanze chimiche pericolose. Loro, come le lampade a incandescenza, non richiedono uno smaltimento specializzato. Ma questo non significa affatto che gli elettrodomestici scaduti debbano essere gettati insieme agli altri rifiuti domestici. I dispositivi di illuminazione possono essere consegnati, ad esempio, a punti di raccolta speciali.

Suggerimenti per la scelta di una lampadina a LED

Scegliere una buona lampada a LED non è un compito facile. A volte, anche di produttori di fama mondiale, ci sono casi con un alto livello di pulsazioni o con parametri di emissione luminosa sovrastimati rispetto ai valori reali. Le seguenti raccomandazioni si basano sull’esperienza pratica degli utenti e sui risultati di esperti indipendenti. Una buona lampada a LED dovrebbe soddisfare i seguenti criteri:

• fattore di ondulazione – non più del 30%;
• resa cromatica – indice 80 e oltre;
• livello di flusso luminoso – corrisponde al valore del flusso luminoso di una lampada a incandescenza;
• angolo di illuminazione accettabile – non più di 50 gradi;
• se necessario, supporto per interruttori con indicatore;
• se necessario – supporto per l’oscuramento.

Inoltre, non sarà superfluo soffermarsi sui seguenti punti:

• Metti la mano sotto la luce della lampada. Se la pelle ha una sfumatura grigia, il dispositivo utilizza LED con un indice di resa cromatica basso.
• Anche se vedi la designazione “nessuna ondulazione” sulla confezione, ciò non significa che lo sfarfallio sia completamente assente. Molto probabilmente il suo valore si trova entro il 5%.
• Se è possibile accendere la lampada, puntare su di essa la fotocamera dello smartphone accesa. Se non vedi strisce, l’apparecchio LED ha un livello di pulsazione basso.
• Fai scorrere una penna stilografica davanti alla lampada accesa. Se l’oggetto raddoppia o triplica, la sorgente ha un alto livello di pulsazioni.
• La luminosità della lampada a LED può essere verificata utilizzando speciali applicazioni esposimetro sul tuo smartphone Android.
• Non acquistare un prodotto con una data di rilascio di 3 anni o più. È meglio scegliere un’opzione più moderna.
• Scegli una lampada a LED con un lungo periodo di garanzia (3-5 anni).
• Si prega di conservare la ricevuta in modo da poter restituire o sostituire l’articolo, se necessario.

Le lampade a LED differiscono dalle classiche lampade a incandescenza per molte caratteristiche. I più importanti sono la potenza, l’angolo di dispersione, il flusso luminoso, la temperatura di colore e il fattore di ondulazione. Quando si sceglie una lampada a LED, prestare attenzione anche alla resa luminosa e termica del dispositivo, al periodo di garanzia, all’efficienza, alla potenza equivalente, alla tensione di esercizio e all’indice di resa cromatica.