מהו שטף האור של מנורות LED?

מנורות דיודה פולטת אור (LED) מתאפיינות בפרמטרים רבים האחראים על תאורה איכותית ובטוחה. המאמר ידון במאפיינים העיקריים של מכשירים ממעמד זה, כולל השוואה בין האחרונים לאלו של מנורות ליבון מסורתיות, וכן ייתן המלצות לבחירת מנורות LED לבית.

מהו שטף האור?

שטף אור הוא כמות פיזיקלית המאפיינת את מספר יחידות הכוח “אור” של שטף הקרינה המקביל. כוח האור, בתורו, הוא האנרגיה העוברת בחלל כלשהו בפרק זמן מסוים.

במילים פשוטות, שטף אור הוא מושג שקובע את כמות האור הנפלט ממקור (במסגרת המאמר מדובר במכשיר אור), וכיצד שטף קרינה זה נפלט ומתפזר בחלל.

עוצמת שטף האור וכיצד מודדים אותו?

בעת הערכה והשוואה של התקני תאורה, משתמשים ביחידת מדידה כזו של שטף האור כמו לומן. זוהי יחידת המדידה הבסיסית הנפלטת ממקור, שטף האור. בינתיים, זו טעות של אנשי מקצוע בתחום התאורה ומשתמשים כלליים להעריך ציוד תאורה תוך שימוש במושג “בהירות”. המונח הזה הוא לא רק שגוי, אלא גם יכול להטעות, במיוחד כשמדובר במנורות לד.

מנורות ליבון מסורתיות פולטות בספקטרום הרחב ביותר האפשרי של אות האור, בעוד מנורות LED “מכסות” רק חלק צר מהאזור ה”כחול” שלה. אבל באותו זמן, כאשר הוא פולט כמות אנרגיה דומה בערך, מקור ה-LED זורח בבהירות רבה יותר.

לגבי מנורות לד, לעיתים משתמשים במושג “עוצמת הארה” (המאפיין את עוצמת האור בה נופל על פני השטח). יחידת ההארה המקובלת היא לוקס (lx).

המכשיר ועיקרון הפעולה של מנורות LED

מנורות LED לתאורה שונות רק חיצונית, המבנה הפנימי של מכשירים שונים זהה בערך. האור נפלט ישירות על ידי נוריות LED, שמספרן, הספק וספקטרום הצבעים שלהן משתנה בהתאם לדגם.

עיקרון הפעולה של מנורת תאורת הלד מבוסס על המרת מתח החילופין של רשת החשמל, באמצעות מעגל חשמלי, למתח קבוע, המזין למעשה את הגבישים המקרינים.

מכשיר תאורת LED הביתי מורכב מהרכיבים הבאים:

• המפזר הוא חצי כדור מיוחד המגביר את הפיזור ומפזר באופן שווה את שטף האור. בהתאם לדגם, רכיב זה יכול להיות עשוי מפלסטיק מט, שקוף או שקוף (יוצא מן הכלל הוא מכשירי פלורסנט, שבהם נעשה שימוש באלמנט רפלקטיבי מיוחד).
• קריסטל LED הוא הבסיס של מנורת LED המודרנית. מספרם יכול להשתנות מאחד לכמה עשרות – זה תלוי בעיצוב, מידות, כוח, גודל גוף הקירור של דגם מסוים. איכות גבישי ה-LED היא זו שקובעת את הפרמטרים העיקריים של המכשיר ואת עמידותו, כי אם אפילו שבב אחד נכשל, ניתן לזרוק את המנורה.
• לוח מעגלים מודפס – בייצורו נעשה שימוש בסגסוגת אלומיניום אנודייזית מיוחדת, המאפשרת לו ליצור אינטראקציה יעילה עם הרדיאטור, לפזר חום.
• גוף הקירור הוא מוצר אלומיניום בעיצוב מיוחד המאפשר הסרה יעילה יותר של חום מהגבישים. אזור הסרת החום של הרדיאטור גדל עקב נוכחותם של צלחות רבות על גוף האלמנט הזה.
• הדרייבר הוא מרכיב חשוב במעגל, שבלעדיו פשוט יישרפו גבישי ה-LED. היחידה מתקנת, מפחיתה ומייצבת את מתח החשמל. ישנם דרייברים מרוחקים ומובנים – רוב מכשירי תאורת ה-LED הביתיים מצוידים בסוג המכשירים העדכניים ביותר המורכבים ישירות בבית המנורה.
• קבל הוא רכיב רדיו-טכני שמחליק בנוסף את אדוות המתח המסופקות למטריצת ה-LED.
• בסיס הפולימר של חלק הבסיס הוא אלמנט מבני הדרוש להגנה על גוף המכשיר מפני התמוטטות חשמלית ואדם מפני התחשמלות בעת החלפת המנורה.
• Plinth – חלק מיתוג המספק חיבור לרשת החשמל. לרוב, הבסיס עשוי פליז מצופה ניקל, המספק מגע אמין ואפקט אנטי קורוזיה.

ראוי לומר כי במכשירי LED, שלא כמו מנורות ליבון מסורתיות, אזור החימום המרבי מבוסס על החלק הפנימי. מסיבה זו, מנורת LED דורשת קירור פנימי יעיל, אשר מיושם בצורה של רדיאטור קירור.

מאפיינים עיקריים

במובנים רבים, מכשירי LED עדיפים על מנורות ליבון ומקורות אור אחרים. בין כמה עשרות פרמטרים טכניים של מנורות LED, ניתן להבחין בכמה עיקריים.

כוח מנורת LED

תחת הכוח של מכשיר ה-LED, הם מתכוונים לכוח החשמלי הנצרך על ידו מהרשת. כדי להקל על הצרכן את הניווט, המחוון המקביל של מנורת ליבון מצוין על אריזת מנורת ה-LED.
בינתיים, היעילות של מכשירים מקבילים כאלה משתנה. יש להם בהירות שונה ועוצמת שטף זוהר.

זווית פיזור

שטף האור של מנורות LED ביתיות מפוזר בזווית של 60° – 340°. מכשירים עם דפוס קרינה פחות רחב משמשים בעיצוב של תאורת ספוט, תאורה אזורית. מכשירים בעלי זווית פיזור רחבה משמשים לארגון תאורה כללית. זווית הפיזור הגדולה ביותר זמינה עבור מנורות עם חוטי LED. המחוון עבור סוג זה של מכשיר מתאם עם מנורות ליבון מסורתיות.

יצר שטף אור

הבהירות של מכשיר התאורה, או ליתר דיוק כמות האור הנפלטת ממנו, מאופיינת בפרמטר כמו “שטף אור”, כפי שכבר הוזכר, נמדד בלומנס. מנורת LED 400 לומנס שווה בערך למנורת ליבון של 40 וואט. בפועל, יש נטייה של יצרני מכשירי LED להפריז בכוונה במאפיין זה. ניתן למצוא פרמטרים הקרובים לאמיתיים עבור מכשירים ספציפיים על ידי בחינת תוצאות בדיקות עצמאיות.

טמפרטורה צבעונית

מנורת הליבון המוכרת יותר פולטת אור צהוב רך ונעים, שטמפרטורת הצבע שלו מתקרבת ל-2750 קלווין (K). בהתאם לכך, מנורת LED עם אותה טמפרטורת צבע תעניק את הזוהר הקרוב ביותר למנורה מסורתית. לרוב, מכשירי LED מאופיינים בטמפרטורת צבע של 3000 K – עם אור נוח למדי לעיניים, אך מעט לבן יותר. מנורות עם מחוון של 3000 – 4000 K מתאימות למשרדים. מכשירי תאורה עם טמפרטורת צבע של 5000 K ומעלה מתאימים רק לחדרי שירות.

גורם אדווה

מאפיין זה חל על כל מכשירי התאורה. מכשירי LED איכותיים הם בעלי מקדם אדווה נמוך מאוד, הנמוך פי 3 עד 5 מאשר מנורות ליבון. על פי מחוון זה, מותר להשתמש במכשירי LED בכל מקום. במנורות לא יקרות, לעתים קרובות מאוד מקדם האדוות אינו מצוין, עם זאת, עוצמת ההבהוב נבדקת בקלות באמצעות מצלמת הטלפון. בנוכחות אדוות, פסים כהים נראים על הצג.

כוח שווה ערך

על האריזה של מנורת לד, יש בדרך כלל גם פרמטר כזה כמו הספק המקביל של מנורת ליבון. לדוגמה, זה יכול להיות מידע שלמכשיר LED יש הספק של 5 W, שווה ערך להספק של מנורת ליבון של 40 W. יצרנים לא מצפוניים מדי יכולים להיות מסובכים במקרה של פרמטרים אלה, ולכן מומלץ קודם כל לשים לב למאפיין של שטף האור של מנורת LED.

מתח עבודה

מתחי ההפעלה הסטנדרטיים של מנורות LED מודרניות הם 220 וולט (לרשת רגילה) ו-12 וולט (לשימוש עם ספקי כוח). האחרונים פועלים על מתח AC ו-DC כאחד. עם זאת, לחלק מהמנורות הללו, כאשר הן מופעלות על ידי מקור זרם חילופין, עשוי להיות גורם אדווה גבוה מדי המזיק לעיניים.

אינדקס עיבוד צבע

אינדקס עיבוד הצבע הספקטרלי של מכשיר LED שונה בהשוואה למנורת ליבון. יש לו יותר מרכיב צבע כחול. אינדקס עיבוד הצבע (Ra), שצוין על ידי יצרן המכשיר, מאפיין את אחידות הרמה של כל רכיבי הצבע. שטף זוהר עם אינדקס נמוך (פחות מ-80 Ra) אינו נעים לעיניים. מנורות ליבון ואור שמש יש מחוון זה באזור של 97 – 98 Ra, מנורות LED באיכות גבוהה הם יותר מ 80, דגמים בודדים – 90 יחידות. בפועל, מדד עיבוד הצבע הספקטרלי מוערך בכוונה יתר על ידי חלק מהיצרנים: כאשר הוא מסומן על אריזות Ra – 80, זה יכול להיות 75 או אפילו פחות יחידות.

שליטה בבהירות

רוב מנורות ה-LED אינן פועלות עם התקני עמעום שנועדו להתאים את הבהירות של גופי תאורה. עם זאת, ניתן למצוא בשוק גופי תאורה לד שכבר יש להם יחידת דימר מובנית, או שיש להם אפשרות לתמוך בדימרים חיצוניים למנורות ליבון או מיועדים במיוחד למכשירי דיודה.

חימום וייצור חום

שטף האור של ה-LED מכוון לכיוון אחד, בעוד חום נפלט לכיוון השני. מסיבה זו, יש לקרר באופן פעיל את פנים מנורת ה-LED. לשם כך, מכשיר התאורה מצויד ברדיאטור.

מאפיינים השוואתיים של מכשירי LED ומנורות ליבון

להשוואה ויזואלית של מכשירי LED ומנורות ליבון, כדאי להתייחס לטבלה מיוחדת. כפי שאתה יכול לראות, ההבדל בצריכת החשמל בין סוגים אלה של מכשירים עם אותו כוח שטף אור הוא משמעותי.

אבל למעשה, גוף LED 5W אינו שווה ערך לנורת ליבון 40W. עוצמת ההארה של מכשיר LED יכולה להיות רחוקה מ-400 לומן בהתאם למספר גורמים. זהו, למשל, מארז מט, “זולל” חלק מהכוח על ידי הנהג, רכיבים חשמליים אחרים וכו’.

תפוקת אור

אחד הפרמטרים החשובים ביותר בחישוב ערכת התאורה של החדר הוא תפוקת האור של המכשיר המותקן. מאפיין זה נמדד בלומנס / וואט. במנורות ליבון, תפוקת האור היא מ-8 עד 10 lm/W. בנוריות, הפרמטר נע בין 90 ל-110 ל”מ / ואט, ובדגמים איכותיים – בין 120 ל-140 ל”מ / ואט. מבחינת תפוקת האור, גופי תאורה LED טובים פי 8-10 מאשר אפשרויות חלופיות.

פיזור חום

כאשר משווים בין נורות לד ומנורות ליבון מסורתיות, יש לקחת בחשבון את פיזור החום שלהם. נורות זכוכית של מנורות ליבון מתחממות עד 230 – 240 מעלות צלזיוס, בעוד מנורת LED חזקה יכולה להתחמם עד 45 מעלות לכל היותר. מסיבה זו, האחרונים אינם מסוכנים אש וניתן להתקין אותם בכל חדר, בניגוד למנורות ליבון, שאינן מומלצות לשימוש, למשל, בתוך מבני עץ.

לכל החיים

המאפיין העיקרי המדבר על היתרון של נוריות. מטריצת LED יכולה לפעול במשך 40,000 שעות, בעוד שמנורת ליבון מחזיקה מעמד רק לעתים רחוקות יותר מאלף שעות, שזה כמעט פי 40 פחות. למען ההגינות, יש לציין כי תעריפים כה גבוהים טבועים במוצרי לד איכותיים של יצרנים ידועים. לגבישי LED זולים יש משאב נמוך בהרבה.

יְעִילוּת

יעילות מנורה היא מושג המאפיין את כמות האור המופקת ביחס לתפוקה התרמית של המכשיר. מאפיין זה של מכשירי LED מתקרב ל-90%, בעוד, כמו מנורות ליבון, הפעולה השימושית מוערכת ב-7-9 אחוזים. מיותר לציין כמה מכשירי תאורת LED חסכוניים יותר בהשוואה למקבילים מסורתיים.

מחיר

שאלה הרבה יותר שנויה במחלוקת היא במה משתלם יותר להשתמש: מנורות דיודה או מנורות ליבון? למרות העובדה שהראשונים יקרים יותר בסדר גודל, זמן ההפעלה הכולל שלהם עולה בהרבה על חיי השירות של האפשרות השנייה. ואם ניקח בחשבון אינדיקטור כזה כמו חיסכון באנרגיה, למנורות מסורתיות אין סיכוי בכלל. אולם בפועל, הדברים אינם כה ברורים. מכשיר LED, כמו סוגים אחרים של מנורות, יכול להיכשל הרבה לפני סף חיי השירות שלו (לדוגמה, במהלך עליות מתח או שינויי טמפרטורה). בנוסף, הם זורחים חלש יותר, כך שמשתמשים צריכים לעתים קרובות לקנות ולהתקין תאורת LED נוספת.

מרכיב סביבתי

מנורות LED מאושרות מכילות אחוז קטן מאוד של כימיקלים מסוכנים. הם, כמו מנורות ליבון, אינם דורשים סילוק מיוחד. אבל זה בכלל לא אומר שצריך לזרוק מכשירים שפג תוקפם יחד עם פסולת ביתית אחרת. ניתן למסור מכשירי תאורה, למשל, לנקודות איסוף מיוחדות.

טיפים לבחירת נורת לד

בחירת מנורת LED טובה היא משימה לא פשוטה. לפעמים, אפילו מיצרנים מפורסמים בעולם, יש מקרים עם רמת פעימות גבוהה או עם פרמטרים של תפוקת אור המוערכים יתר על המידה ביחס לערכים האמיתיים. ההמלצות הבאות מבוססות על ניסיון מעשי של משתמשים ותוצאות של מומחים בלתי תלויים. מנורת LED טובה צריכה לעמוד בקריטריונים הבאים:

• מקדם אדווה – לא יותר מ 30%;
• עיבוד צבע – אינדקס 80 ועוד;
• רמת שטף האור – מתאים לערך שטף האור של מנורת ליבון;
• זווית תאורה מקובלת – לא יותר מ-50 מעלות;
• במידת הצורך, תמיכה במתגים עם מחוון;
• במידת הצורך – תמיכה לעמעום.

בנוסף, לא יהיה מיותר להתמקד בנקודות הבאות:

• שים את היד שלך מתחת לאור המנורה. אם לעור יש גוון אפור, המכשיר משתמש בנורות LED עם אינדקס עיבוד צבע נמוך.
• גם אם אתה רואה את הכיתוב “אין אדווה” על האריזה, זה לא אומר שההבהוב נעדר לחלוטין. סביר להניח שערכו נמצא בטווח של 5%.
• אם אפשר להדליק את המנורה, כוונו אליה את מצלמת הסמארטפון הפעילה. אם אינך רואה פסים, למתקן הלד יש רמת פעימה נמוכה.
• החלק עט נובע לפני המנורה הדולקת. אם העצם מכפיל או משולש, למקור יש רמה גבוהה של פעימות.
• ניתן לבדוק את בהירות מנורת ה-LED באמצעות יישומי מד אור מיוחדים בסמארטפון האנדרואיד שלך.
• אל תקנו מוצר עם תאריך יציאה של 3 שנים או יותר. עדיף לבחור אפשרות מודרנית יותר.
• בחר מנורת לד עם תקופת אחריות ארוכה (3-5 שנים).
• נא לשמור את הקבלה כדי שתוכל להחזיר או להחליף את הפריט במידת הצורך.

מנורות LED נבדלות מנורות ליבון קלאסיות במאפיינים רבים. החשובים שבהם הם כוח, זווית פיזור, שטף אור, טמפרטורת צבע וגורם אדווה. בעת בחירת מנורת LED, כדאי לשים לב גם לתפוקת האור והחום של המכשיר, תקופת האחריות שלו, היעילות, ההספק השקול, מתח הפעולה ואינדקס עיבוד הצבע.