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La scienza dietro le lampadine Led: come funzionano e perché durano così tanto
Come nascono le lampadine Led
La tecnologia Led, che ha cambiato radicalmente il campo dell’illuminazione, nasce durante gli anni 60 dallo scienziato Nick Hokonyak Jr.
La parola “Led” è l’acronimo di Light Emitting Diode (diodo a emissione luminosa), una componente interna alle lampadine Led che, a contatto con una corrente elettrica, andrà a generare una determinata luminosità più oppure meno intensa, con l’emissione di luce calda priva sia di raggi infrarossi, che quelli a UV.
La sua durata, inoltre, è decisamente superiore ad altri modelli, in più si accende immediatamente e non ha bisogno di riscaldarsi per aumentare con il tempo la sua luce, a differenza dunque dei suoi predecessori come le lampadine ad incandescenza.
Il suo più grande pro è sicuramente la sostenibilità ambientale, consumando per di più molta meno energia rispetto ad altri, fattore molto vantaggioso, per un peso più leggero sulle bollette.
La sua luce naturale è solitamente quella bianca, tuttavia vi sono delle varianti colorate che tendono a colori dal rosso al giallo, oppure le sue versioni a luce fredda che, invece, vertono sul bluastro.
Internamente il Led è composto da due terminali, definito per questo a componente bipolo o diodo, facilitano il passaggio della corrente elettrica. I due terminali dentro il nucleo si congiungono senza, tuttavia, toccarsi direttamente, in quanto separati da dei microstrati semiconduttori, dove vi sarà la conversione da energia elettrica a energia luminosa, avvenendo così il principio su cui si basa l’elettroluminescenza moderna. Questo passaggio, poiché possa avvenire correttamente, deve prevedere la presenza di una corrente di tipo continua di bassa tensione, che può aggirarsi tra i 1.3 e i 4.5 V.
Una curiosità dei Led è che i semiconduttori adoperati possono variare, anche in rapporto alla sua struttura fisica, che può essere dalla classica forma rotonda, alla quadrata oppure piatta o bombata, anche se non cambierà la funzione o le caratteristiche fondamentali del Led.
L’efficienza energetica di cui dispone, infine, gli permette il basso assorbimento di corrente, rendendolo utile per l’illuminazione domestica o pubblica, oppure con l’utilizzo di particolari modelli, saranno molto utili anche per fini di utilizzo industriale.
Tipi di Led e durata media
Partendo dal punto che più preme conoscere alle persone che vogliono affidarsi alla tecnologia Led, iniziamo analizzando la loro durata.
Solitamente, nelle confezioni di queste lampadine trovi riportati tutti i dati tecnici, tra cui la durata, anche se è molto approssimativa. Varia tra i 5 anni per arrivare fino addirittura ai 20, però il calcolo è leggermente più difficile di quanto si pensi. Spesso certe adv o date di durata della lampadina risultano fuorvianti per il consumatore medio, perché l’effettivo modello di consumo su cui ci si deve basare è l’uso giornaliero della lampadina in rapporto alla durata della sorgente luminosa.
Quindi per calcolare quanto effettivamente la lampadina può durare ci si può basare su un calcolo di consumo per il solo orario notturno, così in media vi saranno non più di 2.555 ore di consumo per ogni anno. Se ci si basa solo su questa media, i filamenti Led impiegheranno almeno 10 anni prima di consumarsi o bruciarsi, per un totale di utilizzo di più di 25.000 ore.
Sarà curioso, poi, sapere che i Led si dividono su più modelli in modo da avere un più ampio utilizzo.
Il Led multiplo è la prima versione impiegata e ha un raggio luminoso molto ampio.
Il Led SMD è particolarmente diffuso nel mercato attuale, sul lato superiore vi è una superficie emittente su lati contrapporti, mentre la base è adibita per l’alimentazione e la potenza del flusso energetico.
Il Led COB è costituito da un substrato composto da più Led multipli uniti; la differenza con gli SMD consiste nei circuiti, in quanto il COB ne ha solo uno e due contatti per l’intero chip, senza un diretto rapporto del numero di diodi interni.
Il Led a filamento, invece, è abbastanza recente, una new entry del 2014 che, sfruttando la tecnologia di base COB, ma con la differenza che la posizione di serie dei Led vanno su barrette in zaffiro o vetro. Inoltre, internamente possiede dei filamenti simili alle lampade ad incandescenza. Questo suo design più particolare permette così di avere una luce emessa a 360° in maniera decisamente più uniforme rispetto ad altri modelli Led.
Infine si possono valutare anche i Led a tubo, che ricordano molto le lampade a fluorescenza ma che, invece di contenere il gas all’interno, si presenta in serie di Led che andranno a irradiare uniformemente l’ambiente. Inoltre, alle sue estremità sono preposti degli attacchi per la plafoniera, mentre il vetro presente nel tubo sarà o trasparente oppure opaco. Questo tipo di Led sarà molto utile per chi necessita anche una luce portatile in caso di lavori di manutenzione, o nelle zone industriali.
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