Šeštadienis, 6 birželio, 2020

Daugiau nei prieš šimtmetį Thomo Edisono sukurta elektros lemputė paseno. Ir nors dauguma mūsų be lempučių vis dar neįsivaizduojame savo kasdienybės, didžiausi apšvietimo prietaisų ir elektrotechnikos gamintojai pranašauja naują – šviesos diodų – erą.

Šviesos diodas (angl. Light-emitting diode; LED) – tai nedidukas puslaidininkių įtaisas, jų gamintojai turi itin didelių ambicijų išstumti tradicines lemputes.

Diodo veikimo principas remiasi tuo, kad elektros energija paverčiama šviesos srautu. Diodo šerdis – jo viduje slypintis kruopos dydžio puslaidininkinis lustas. Šio lusto viduje yra du sluoksniai – viename elektronų perteklius (ši medžiaga pagal anglišką žodį „negative“ vadinama „n“ tipo), kitame – priešingai, elektronų trūksta (pastaroji medžiaga pagal anglišką žodį „positive“ vadinama „p“ tipo). „P“ ir „n“ medžiagų sandūroje yra vadinamasis aktyvusis sluoksnis, jame, atsiradus įtampai, ir išspinduliuojama šviesos.

Šviesos diodai yra ne tik mažesni už tradicines lemputes, bet ir sunaudoja gerokai mažiau elektros energijos. Diodų apšvietimą įmanoma kontroliuoti kur kas efektyviau: juos galima akimirksniu išjungti ir įjungti, jie gali nušvisti ar užtemti laipsniškai ir taip sukurti daugiau komforto kambariuose, be to, diodais galima palaikyti pastovią šviesą patalpose, atsižvelgiant į paros laiką ir oro sąlygas. Tarkim, užėjus lietui, patalpoje sumontuoti šviesos diodai įsižiebia ryškiau, pasirodžius saulei, jų skleidžiamos šviesos sumažėja.

Atveriant naujų diodų apšvietimo galimybių, keliama uždavinių, kaip veiksmingai valdyti naujos kartos šviesą. Įprastinis jungtukas sienoje jau atrodo pernelyg paprastas ir banalus sprendimas.

Taupo energiją

Skirtingai nei įprastose lempose, šviesos dioduose elektros energija paverčiama šviesa beveik be nuostolių, dėl to diodai praktiškai nekaista. Kaitinamojoje elektros lemputėje elektros srovė teka per ploną volframinį siūlelį ir įkaitina jį maždaug iki 3.000°C, ši aplinkybė lemia, kad išsiskiria ne tik šviesos, bet ir šilumos.

Šviesos diodai mechaniškai atsparūs ir labai patikimi – nėra kam sudužti, ištekėti ar nutrūkti. Diodai maitinami 12 V įtampa, todėl yra visiškai saugūs. Jų veikimo laikas – apie 100.000 valandų, vadinasi, įjungtas diodas gali be perstojo šviesti ilgiau negu 10 metų. Galima palyginti: įprastinė lemputė dega apie 1.000 valandų – kiek daugiau nei 40 parų be pertraukos.

Šviesos diodai veikia ir kai yra -20°C, ir kai + 80°C. Jų šviesos spindulys neskleidžia ultravioletinių ar infraraudonųjų spindulių, tad juos saugu naudoti apšviesti maistui ar kitoms šviesai jautrioms materijoms. Be to, šviesos diodai yra maži, tad galima pamiršti tradicinės lempos formas.

Naudojant diodų šviesą, galima sutaupyti iki 80–90 proc. elektros energijos, todėl neabejojama, kad jų poreikis tik didės kylant energijos kainai. Šviesos diodai neretai laikomi panacėja, galinčia išspręsti energetinius ir ekologinius uždavinius.

Teigiama, kad jei šiuos šviesos šaltinius būtų pradėta naudoti buityje, vien JAV elektros energijos poreikiai sumažėtų tiek, kad šios šalies elektrinės kasmet išmestų į orą 300 mln. tonų mažiau anglies dvideginio.

Kol kas vienas didžiausių diodų trūkumų yra jų kaina, ji keliasdešimt kartų didesnė už įprastų šviesos šaltinių, tačiau prognozuojama, kad populiarėjant jų naudojimui namuose kainos kris ir tada prasidės tikras perversmas.

Šviesos diodams daug dėmesio skiria didžiausi apšvietimo prietaisų gamintojai – „Philips“, „Osram Sylvania“, „General Electric“.

Diodo šerdis – jo viduje slypintis kruopos dydžio puslaidininkinis lustas.

Visos įsivaizduojamos spalvos

Kol kas šviesos diodai dažniausiai taikomi pramonėje, sparčiai kelią jie skinasi automobilių gamybos srityje – montuojami stabdžių žibintuose, pradedami naudoti gabaritiniuose bei posūkių šviesos žibintuose.

Šviesoforų ir geležinkelio pervažų signalinės lempos, padengtos filtrais, irgi vis dažniau mainomos į diodus.

Interjerų dizainerius ir architektus šviesos diodai įgalina kurti stebuklus – patalpoje galima išgauti kokios tik pageidaujama spalvos, ryškumo bei intensyvumo šviesos ir akimirksniu ją pakeisti. Teigiama, kad šviesos diodais galima sukurti bet kokią įsivaizduojamą spalvą.

Balta šviesa išgaunama viename korpuse sumontavus trijų pagrindinių spalvų – raudonos, mėlynos ir žalios – diodus. Reguliuojant per viename korpuse esančius diodus tekančią srovę, galima sklandžiai keisti šviesos spalvą. Galima išgauti ne tik įprastinę baltą šviesą, bet ir baltą šiltą ar baltą šaltą šviesą. Pavyzdžiui, iš raudonos, žalios ir mėlynos spalvų sudarytą baltą šviesą galima padaryti šaltesnę, jei pašalinama dalis raudonos ir pridedama daugiau mėlynos spalvos.

Namuose, pasitelkus šviesos diodus, bus galima kurti vis kitokią aplinką spalvomis, tad jei kils noras pakeisti vyraujantį foną, visai nebūtina perdažyti sienų.

Leave a Reply

avatar
  Subscribe  
Notify of