Quang thông của đèn LED là gì?

Đèn điốt phát quang (LED) được đặc trưng bởi nhiều thông số chịu trách nhiệm cho ánh sáng chất lượng cao và an toàn. Bài viết sẽ thảo luận về các đặc điểm chính của các thiết bị thuộc loại này, bao gồm việc so sánh loại sau với các loại đèn sợi đốt truyền thống, và cũng sẽ đưa ra các khuyến nghị về việc lựa chọn đèn LED cho gia đình.

Quang thông là gì?

Quang thông là đại lượng vật lý đặc trưng cho số đơn vị công suất “ánh sáng” của thông lượng bức xạ tương ứng. Đến lượt mình, năng lượng ánh sáng là năng lượng truyền qua một số không gian trong một khoảng thời gian nhất định.

Hiểu một cách đơn giản, quang thông là khái niệm xác định lượng ánh sáng do một nguồn phát ra (trong khuôn khổ bài viết, đây là một thiết bị ánh sáng), và cách thức phát ra và phân bố thông lượng bức xạ này trong không gian.

Cường độ của quang thông và nó được đo như thế nào?

Khi đánh giá và so sánh các thiết bị chiếu sáng, đơn vị đo quang thông là lumen được sử dụng. Đây là đơn vị đo lường cơ bản do một nguồn phát ra, thông lượng của ánh sáng. Trong khi đó, các chuyên gia chiếu sáng và người dùng phổ thông đánh giá thiết bị chiếu sáng bằng khái niệm “độ sáng” là một sai lầm. Thuật ngữ này không chỉ sai mà còn có thể gây hiểu lầm, đặc biệt là khi nói đến đèn LED.

Đèn sợi đốt truyền thống phát ra trong phổ rộng nhất có thể của tín hiệu ánh sáng, trong khi đèn LED chỉ “che phủ” một phần hẹp của vùng “màu xanh lam” của nó. Nhưng đồng thời, phát ra một lượng năng lượng tương đương, nguồn LED tỏa sáng hơn.

Đối với đèn LED, khái niệm “độ rọi” đôi khi được sử dụng (đặc trưng cho cường độ ánh sáng chiếu trên bề mặt). Đơn vị độ chiếu sáng được chấp nhận là lux (lx).

Thiết bị và nguyên lý hoạt động của đèn LED

Các loại đèn LED để chiếu sáng chỉ khác nhau về hình thức bên ngoài, cấu tạo bên trong của các thiết bị khác nhau gần như giống nhau. Ánh sáng được phát ra trực tiếp bởi đèn LED, số lượng, công suất và quang phổ màu thay đổi tùy thuộc vào kiểu máy.

Nguyên tắc hoạt động của đèn chiếu sáng LED dựa trên sự chuyển đổi điện áp xoay chiều nguồn điện, bằng mạch điện, thành một điện áp không đổi, thực sự nuôi các tinh thể bức xạ.

Thiết bị chiếu sáng LED gia đình bao gồm các thành phần sau:

• Bộ khuếch tán là một bán cầu đặc biệt giúp tăng độ phân tán và tán xạ đều thông lượng ánh sáng. Tùy thuộc vào kiểu máy, thành phần này có thể được làm bằng nhựa mờ, trong suốt hoặc trong mờ (một ngoại lệ là các thiết bị huỳnh quang, nơi sử dụng phần tử phản chiếu đặc biệt).
• Tinh thể LED là cơ sở của đèn LED hiện đại. Số lượng của chúng có thể thay đổi từ một đến vài chục – nó phụ thuộc vào thiết kế, kích thước, công suất, kích thước tản nhiệt của một mô hình cụ thể. Chất lượng của các tinh thể LED sẽ quyết định các thông số chính của thiết bị và độ bền của nó, bởi vì nếu chỉ một con chip hỏng, đèn có thể bị vứt bỏ.
• Bảng mạch in – trong sản xuất của nó, một hợp kim nhôm anodized đặc biệt được sử dụng, cho phép nó tương tác hiệu quả với bộ tản nhiệt, tản nhiệt.
• Bộ tản nhiệt là một sản phẩm nhôm có hình dạng đặc biệt cho phép loại bỏ nhiệt từ các tinh thể một cách hiệu quả hơn. Diện tích thoát nhiệt của bộ tản nhiệt tăng lên do sự hiện diện của nhiều tấm trên thân của phần tử này.
• Trình điều khiển là một thành phần quan trọng của mạch, nếu không có nó, các tinh thể LED sẽ đơn giản bị cháy. Bộ điều chỉnh, giảm và ổn định điện áp nguồn. Có trình điều khiển từ xa và tích hợp sẵn – hầu hết các thiết bị chiếu sáng LED gia đình đều được trang bị loại thiết bị mới nhất được gắn trực tiếp trong vỏ đèn.
• Tụ điện là một thành phần kỹ thuật vô tuyến bổ sung làm phẳng các gợn sóng điện áp được cung cấp cho ma trận LED.
• Đế bằng polyme của phần socle là một thành phần cấu trúc cần thiết để bảo vệ thân thiết bị khỏi sự cố điện và người khỏi bị điện giật khi thay đổi đèn.
• Plinth – bộ phận chuyển mạch cung cấp kết nối với nguồn điện lưới. Thông thường, đế được làm bằng đồng thau mạ niken, mang lại hiệu quả tiếp xúc và chống ăn mòn đáng tin cậy.

Điều đáng nói là trong các thiết bị LED, không giống như đèn sợi đốt truyền thống, vùng sưởi ấm tối đa dựa vào bên trong. Vì lý do này, đèn LED yêu cầu làm mát bên trong hiệu quả, được thực hiện dưới dạng bộ tản nhiệt làm mát.

Các đặc điểm chính

Xét trên nhiều khía cạnh, thiết bị LED vượt trội hơn so với đèn sợi đốt và các nguồn sáng khác. Trong số hàng chục thông số kỹ thuật của đèn LED, có thể phân biệt một số thông số chính.

Công suất đèn LED

Theo công suất của thiết bị LED, chúng có nghĩa là công suất điện mà nó tiêu thụ từ mạng. Để giúp người tiêu dùng điều hướng dễ dàng hơn, chỉ số tương đương của đèn sợi đốt được ghi trên bao bì của đèn LED.
Trong khi đó, hiệu quả của các thiết bị tương đương như vậy khác nhau. Chúng có độ sáng và công suất quang thông khác nhau.

Góc tán xạ

Quang thông của đèn LED gia dụng bị phân tán theo góc 60 ° – 340 °. Các thiết bị có dạng bức xạ ít rộng hơn được sử dụng trong thiết kế chiếu sáng điểm, chiếu sáng phân vùng. Các thiết bị có góc phân tán rộng được sử dụng để tổ chức chiếu sáng chung. Góc phân tán lớn nhất có sẵn cho đèn có dây tóc LED. Chỉ số cho loại thiết bị này tương quan với đèn sợi đốt truyền thống.

Quang thông được tạo ra

Độ sáng của thiết bị chiếu sáng, hay đúng hơn là lượng ánh sáng do nó phát ra, được đặc trưng bởi một thông số như “quang thông”, như đã đề cập, được đo bằng lumen. Đèn LED phát ra quang thông 400 lumen gần tương đương với đèn sợi đốt 40 watt. Trên thực tế, có xu hướng các nhà sản xuất thiết bị LED cố tình đánh giá quá cao đặc tính này. Các thông số gần với thực tế cho các thiết bị cụ thể có thể được tìm thấy bằng cách kiểm tra kết quả của các bài kiểm tra độc lập.

Nhiệt độ đầy màu sắc

Đèn sợi đốt quen thuộc hơn phát ra ánh sáng màu vàng dịu dễ chịu, nhiệt độ màu đạt đến 2750 Kelvin (K). Theo đó, một chiếc đèn LED có cùng nhiệt độ màu sẽ cho ánh sáng gần giống đèn truyền thống. Phần lớn, các thiết bị LED được đặc trưng bởi nhiệt độ màu 3000 K – với ánh sáng khá thoải mái cho mắt, nhưng hơi trắng hơn. Đèn có chỉ số 3000 – 4000 K phù hợp cho văn phòng. Các thiết bị chiếu sáng có nhiệt độ màu từ 5000 K trở lên chỉ thích hợp cho các phòng tiện ích.

Yếu tố gợn sóng

Đặc tính này áp dụng cho tất cả các thiết bị chiếu sáng. Các thiết bị LED chất lượng cao có hệ số gợn sóng rất thấp, thấp hơn đèn sợi đốt từ 3 đến 5 lần. Theo chỉ số này, các thiết bị LED được phép sử dụng trong bất kỳ cơ sở nào. Trong các loại đèn rẻ tiền, hệ số gợn sóng thường không được chỉ ra, tuy nhiên, có thể dễ dàng kiểm tra cường độ nhấp nháy bằng máy ảnh của điện thoại. Khi có gợn sóng, các sọc tối có thể nhìn thấy trên màn hình.

Sức mạnh tương đương

Trên bao bì của đèn LED, cũng thường có một thông số như công suất tương đương của đèn sợi đốt. Ví dụ, nó có thể là thông tin rằng thiết bị LED có công suất 5 W, tương đương với công suất của đèn sợi đốt là 40 W. Các nhà sản xuất không quá công tâm có thể bịp bợm trong trường hợp các thông số này, vì vậy trước hết bạn nên chú ý đến đặc tính quang thông của đèn LED.

Điện áp làm việc

Điện áp hoạt động tiêu chuẩn của đèn LED hiện đại là 220 V (đối với nguồn điện bình thường) và 12 V (đối với nguồn điện). Loại thứ hai hoạt động trên cả điện áp AC và DC. Tuy nhiên, một số loại đèn này khi chạy bằng nguồn điện xoay chiều có thể có hệ số gợn sóng quá cao gây hại cho mắt.

Chỉ số tạo màu

Chỉ số hoàn màu quang phổ của thiết bị LED khác khi so sánh với đèn sợi đốt. Nó có nhiều thành phần màu xanh hơn. Chỉ số hoàn màu (Ra), do nhà sản xuất thiết bị chỉ ra, đặc trưng cho mức độ đồng nhất của tất cả các thành phần màu. Quang thông có chỉ số thấp (nhỏ hơn 80 Ra) gây khó chịu cho mắt. Đèn sợi đốt và ánh sáng mặt trời có chỉ số này trong vùng 97 – 98 Ra, đèn LED chất lượng cao là hơn 80, mẫu riêng lẻ – 90 chiếc. Trong thực tế, chỉ số hoàn màu quang phổ được một số nhà sản xuất cố tình đánh giá quá cao: khi ghi nhãn trên bao bì Ra-80, nó có thể là 75 hoặc thậm chí ít hơn đơn vị.

Điều chỉnh độ sáng

Hầu hết các đèn LED không hoạt động với thiết bị làm mờ được thiết kế để điều chỉnh độ sáng của thiết bị chiếu sáng. Tuy nhiên, có thể tìm thấy đèn điện LED trên thị trường đã tích hợp sẵn bộ điều chỉnh độ sáng hoặc chúng có tùy chọn hỗ trợ bộ điều chỉnh độ sáng bên ngoài cho đèn sợi đốt hoặc được thiết kế đặc biệt cho thiết bị diode.

Sưởi ấm và sinh nhiệt

Quang thông của đèn LED được hướng theo một hướng, trong khi nhiệt được phát ra theo hướng khác. Vì lý do này, nội thất của đèn LED phải được làm mát tích cực. Để làm điều này, thiết bị chiếu sáng được trang bị một bộ tản nhiệt.

Đặc điểm so sánh của thiết bị LED và đèn sợi đốt

Để có sự so sánh trực quan giữa các thiết bị LED và đèn sợi đốt, bạn nên tham khảo bảng đặc biệt. Như bạn có thể thấy, sự khác biệt về mức tiêu thụ điện năng giữa các loại thiết bị này có cùng cường độ quang thông là đáng kể.

Nhưng trên thực tế, một bóng đèn LED 5W không tương đương với một bóng đèn sợi đốt 40W. Độ rọi của thiết bị LED thực tế có thể ở xa 400 lumen tùy thuộc vào một số yếu tố. Ví dụ, đây là một trường hợp mờ, “nuốt” một phần điện năng của trình điều khiển, các thành phần điện khác, v.v.

Khai sáng sản phẩm

Một trong những thông số quan trọng nhất trong việc tính toán sơ đồ chiếu sáng của căn phòng là công suất ánh sáng của thiết bị được gắn. Đặc tính này được đo bằng Lumens / Watts. Ở đèn sợi đốt, công suất phát sáng từ 8 đến 10 lm / W. Trong đèn LED, thông số dao động từ 90 đến 110 Lm / W và ở các mẫu chất lượng cao – từ 120 đến 140 Lm / W. Về sản lượng ánh sáng, đèn LED âm trần tốt hơn 8-10 lần so với các phương án thay thế.

Tản nhiệt

Khi so sánh đèn LED và đèn sợi đốt truyền thống, cần tính đến khả năng tản nhiệt của chúng. Bóng đèn thủy tinh của đèn sợi đốt tỏa nhiệt đến 230 – 240 độ C, trong khi đèn LED công suất lớn có thể làm nóng tối đa 45 độ. Vì lý do này, loại đèn sau không nguy hiểm cháy và có thể được lắp trong bất kỳ phòng nào, không giống như đèn sợi đốt, không được khuyến khích sử dụng, ví dụ, bên trong các cấu trúc bằng gỗ.

Cả đời

Đặc điểm chính nói lên lợi thế của đèn LED. Một ma trận LED có thể hoạt động trong 40.000 giờ, trong khi đèn sợi đốt hiếm khi kéo dài hơn 1.000 giờ, tức là ít hơn gần 40 lần. Để công bằng, cần lưu ý rằng tỷ lệ cao như vậy vốn có ở các sản phẩm LED chất lượng cao của các nhà sản xuất nổi tiếng. Tinh thể LED giá rẻ có nguồn tài nguyên thấp hơn nhiều.

hiệu quả

Hiệu suất đèn là khái niệm đặc trưng cho lượng ánh sáng tạo ra so với công suất tỏa nhiệt của thiết bị. Đặc tính này của các thiết bị LED đạt tới 90%, trong khi, giống như đèn sợi đốt, hành động hữu ích được ước tính là 7-9 phần trăm. Không cần phải nói, các thiết bị chiếu sáng LED tiết kiệm hơn bao nhiêu so với các thiết bị truyền thống.

Giá bán

Một câu hỏi gây tranh cãi nhiều hơn là sử dụng cái gì có lợi hơn: đèn diode hay đèn sợi đốt? Mặc dù thực tế là các thiết bị trước đây là một đơn hàng đắt tiền hơn, nhưng tổng thời gian hoạt động của chúng vượt xa tuổi thọ sử dụng của tùy chọn thứ hai. Và nếu chúng ta tính đến một chỉ số như tiết kiệm năng lượng, thì đèn truyền thống hoàn toàn không có cơ hội. Tuy nhiên, trong thực tế, mọi thứ không rõ ràng như vậy. Một thiết bị LED, giống như các loại đèn khác, có thể hỏng sớm hơn nhiều so với ngưỡng tuổi thọ của nó (ví dụ: khi tăng điện hoặc thay đổi nhiệt độ). Ngoài ra, chúng còn chiếu sáng yếu hơn nên người dùng thường phải mua và lắp thêm đèn LED chiếu sáng.

Thành phần môi trường

Đèn LED được chứng nhận chứa một tỷ lệ rất nhỏ các hóa chất nguy hiểm. Chúng, giống như đèn sợi đốt, không yêu cầu loại bỏ chuyên dụng. Nhưng điều này hoàn toàn không có nghĩa là các thiết bị hết hạn sử dụng nên được vứt bỏ cùng với rác thải sinh hoạt khác. Ví dụ, có thể bàn giao các thiết bị chiếu sáng cho các điểm thu gom đặc biệt.

Mẹo chọn bóng đèn LED

Để lựa chọn một chiếc đèn LED tốt không phải là một việc dễ dàng. Đôi khi các nhà sản xuất nổi tiếng thế giới cũng có những mẫu vật có mức xung cao hoặc với các thông số phát ra ánh sáng được đánh giá quá cao so với giá trị thực. Các khuyến nghị sau đây dựa trên kinh nghiệm thực tế của người dùng và kết quả của các chuyên gia độc lập. Một đèn LED tốt cần đáp ứng các tiêu chí sau:

• yếu tố gợn sóng – không quá 30%;
• độ hoàn màu – chỉ số 80 trở lên;
• mức quang thông – tương ứng với giá trị quang thông của đèn sợi đốt;
• góc chiếu sáng chấp nhận được – không quá 50 độ;
• nếu cần, hỗ trợ các công tắc có chỉ báo;
• nếu cần – hỗ trợ làm mờ.

Ngoài ra, sẽ không thừa nếu tập trung vào những điểm sau:

• Đặt tay của bạn dưới ánh sáng của đèn. Nếu da có màu xám, thiết bị sử dụng đèn LED có chỉ số hoàn màu thấp.
• Ngay cả khi bạn nhìn thấy ký hiệu “không gợn sóng” trên bao bì, điều này không có nghĩa là hiện tượng nhấp nháy hoàn toàn không có. Nhiều khả năng giá trị của nó nằm trong khoảng 5%.
• Nếu có thể bật đèn, hãy hướng camera của điện thoại thông minh đã bật vào đó. Nếu bạn không nhìn thấy bất kỳ sọc nào, đèn LED cố định có mức xung thấp.
• Vuốt bút máy trước đèn đang bật. Nếu vật tăng gấp đôi hoặc gấp ba lần thì nguồn có mức xung cao.
• Có thể kiểm tra độ sáng của đèn LED bằng các ứng dụng đo ánh sáng đặc biệt trên điện thoại thông minh Android của bạn.
• Không mua sản phẩm có ngày phát hành từ 3 năm trở lên. Tốt hơn là chọn một tùy chọn hiện đại hơn.
• Hãy chọn loại đèn LED có thời gian bảo hành lâu dài (3-5 năm).
• Vui lòng giữ lại biên lai của bạn để bạn có thể trả lại hoặc đổi hàng nếu cần.

Đèn LED khác với đèn sợi đốt cổ điển ở nhiều đặc điểm. Điều quan trọng nhất trong số đó là công suất, góc phân tán, quang thông, nhiệt độ màu và hệ số gợn sóng. Khi lựa chọn đèn LED, bạn cũng nên chú ý đến ánh sáng và nhiệt lượng tỏa ra của thiết bị, thời gian bảo hành, hiệu suất, công suất tương đương, điện áp hoạt động và chỉ số hoàn màu.