Classificazione significa per la potenza

La Verità come costruzione nel pensiero contemporaneo

Figure sesso immagine

In elettronica il LED sigla inglese di Light Emitting Diode [1] o diodo a emissione di luce è un dispositivo optoelettronico che sfrutta la capacità di alcuni materiali semiconduttori di produrre fotoni attraverso un fenomeno di emissione spontanea quando attraversati da una corrente elettrica.

Il materiale semiconduttore presenta due zone drogate differentemente in modo da avere portatori di carica opposta, elettroni e lacunei quali secondo i principi di funzionamento del diodo a giunzione si ricombinano emettendo energia sotto forma di fotoni. Negli anni novantavennero realizzati LED con efficienza sempre più elevata e in una gamma di classificazione significa per la potenza sempre maggiore, realizzando anche luce bianca.

Parallelamente, è aumentata la quantità di luce emessa a livelli competitivi con quelli delle comuni lampadine. Nell' illuminotecnicail LED si configura come una tecnologia ad alta efficienza che garantisce un ottimo risparmio energetico.

NelRubin Braunstein, [14] della Radio Corporation of Americaottenne emissione di luce infrarossa da dell' arseniuro di gallio GaAs [15] e da altri classificazione significa per la potenza, come l' antimoniuro di gallio GaSbil fosfuro di indio InP e il germaniuro di silicio SiGesia a temperatura ambiente che a 77 kelvin.

Nel settembrealla Texas InstrumentsJames R. I primi LED commerciali furono impiegati per sostituire alcune lampade a incandescenza e al neonper i display a sette segmenti[26] per gli optoisolatoriper equipaggiamenti costosi da laboratorio dapprima e per poi passare a calcolatrici, televisori, radio, telefoni e molto altro. Negli anni settantadispositivi a LED venivano prodotti e commercializzati a meno di cinque centesimi ciascuno.

Tali diodi erano formati da chip in semiconduttore fabbricati con il processo planare di crescita ideato da Jean Hoerni alla Fairchild Semiconductor.

I primi LED avevano un involucro metallico simile a quello usato per i transistorcon una lente di vetro per il passaggio dei fotoni. Specifici incapsulamenti sono stati poi ideati per la dissipazione efficiente di calore dei LED ad alta potenza.

Il primo LED blu-violetto fu realizzato con nitruro di gallio GaN dopato con magnesio all' Università di Stanford nel da Herb Maruska e Wally Rhines, dottorandi in scienze dei materiali e ingegneria. Parallelamente, a NagoyaIsamu Akasaki e lo stesso Hiroshi Amano lavorarono allo sviluppo di un metodo di crescita del nitruro di gallio su di un substrato di zaffirodopati con accettori, e sulla dimostrazione della maggiore efficienza di LED realizzati con questo procedimento.

Un metodo migliore prevede di sfruttare un LED blu ad alta efficienza, sfruttando le proprietà del fosforo per ottenere luce bianca. In questi dispositivi, quando la luce del LED blu colpisce uno strato sovrastante di fosforo, dopato con granato di ittrio, alluminio YAG e cerio Y 3 Al 5 O 12 :Ceproduce una luce fluorescente gialla: l'effetto complessivo di luce blu e luce gialla ha una larghezza di banda molto ampia e quindi viene percepito come luce bianca dall'occhio umano, con indice di resa cromatica superiore a quello del bianco ottenuto combinando LED rossi, verdi e blu.

Come per i suoi predecessori, il primo LED bianco era costoso e inefficiente. Tuttavia, il miglioramento nella classificazione significa per la potenza luminosa emessa crebbe esponenzialmente: gli sviluppi e le ricerche più recenti sono stati portati avanti da aziende giapponesi, coreane e cinesi, come PanasonicNichia, Samsung e Kingsun.

L'andamento di questa crescita è definito dalla Legge di Haitz in figurache prende il nome da Roland Haitz. L'emissione di luce e l'efficienza dei LED blu-violetto crebbe e contemporaneamente il costo dei dispositivi cadde, permettendo classificazione significa per la potenza produrre LED bianchi a potenza relativamente alta, potenzialmente adatti a sostituire l'illuminazione tradizionale. Negli anni dieci del duemila, i LED bianchi sperimentali producevano lumen per watt di corrente elettrica immessa, con una durata anche di centomila ore, [65] [66] anche se quelli in commercio si fermavano a lumen per watt.

Un LED è un particolare tipo di diodo a giunzione p-n formato da sottili strati classificazione significa per la potenza materiale semiconduttore e in grado di emettere luce quando attraversato da una corrente elettrica, per mezzo di un fenomeno noto come elettroluminescenza.

Quando al diodo viene imposta una tensione diretta gli elettroni vengono sospinti attraverso la regione n mentre le lacune attraverso la regione pfinendo entrambi nella cosiddetta "regione attiva", nei pressi della giunzione stessa, la cui naturale barriera di potenziale viene abbassata dalla tensione impressa. A favorire il passaggio di cariche elettriche è determinante il differente drogaggio di tipo p classificazione significa per la potenza n delle rispettive regioni. Elettroni e lacune si spostano di livello energetico in livello energetico: i primi all'interno nella banda di conduzione del semiconduttore classificazione significa per la potenza le seconde in quella di valenza.

Le due bande sono le uniche zone energetiche in cui la struttura atomica del materiale permette ai portatori di carica di muoversi e la differenza tra banda di conduzione e di valenza viene definita banda proibita. Quando elettroni e lacune si ricombinano, fenomeno immaginabile come rappresentato in figura, rilasciano una certa quantità di energia definita proprio da questa banda proibita: se essa è sufficientemente elevata questi pacchetti energetici saranno fotoni e la ricombinazione viene definita "radiativa", altrimenti sarà calore fononi e la ricombinazione è definita "non-radiativa".

La frequenzae quindi il colore se visibile, della radiazione emessa è definita anch'essa dalla banda proibita. Maggiore è l'energia rilasciata minore sarà la lunghezza d'onda e viceversa. La scelta dei semiconduttori determina dunque la lunghezza d'onda dell'emissione di picco dei fotoni, l'efficienza nella conversione elettro-ottica e anche l'intensità luminosa in uscita.

A titolo di esempio, nei diodi in silicio e germanio l'energia rilasciata nella ricombinazione si disperde in calore classificazione significa per la potenza i due hanno una banda proibita indirettamolto poco adatta allo scopo di un LED, mentre nei diodi prodotti con arseniuro di gallio e nitruro di gallio vengono generati dei fotoni, dato che la banda proibita è diretta, ossia i minimi della banda di conduzione coincidono con i picchi della banda di valenza favorendo il "salto" dei portatori di carica.

Classificazione significa per la potenza, se non è viene applicata una patina esterna ai semiconduttori, questi possiedono un indice di rifrazione alto rispetto a quello dell'aria. I fotoni riflessi, se non riassorbiti dal semiconduttore, possono ovviamente uscire da qualunque altra superficie se incidono con un angolo classificazione significa per la potenza non superi quello critico.

Nel caso di un blocco di semiconduttore analogo a quello in figura, cioè con superfici tra loro perpendicolari, queste agiscono tutte come specchi ad angolo e la maggior parte dei fotoni non riusciranno mai ad uscire, disperdendo nel tempo la classificazione significa per la potenza energia in calore.

Un'altra soluzione, quella fisicamente utilizzata, prevede di realizzare il diodo con un forma emisferica, la cui superficie piatta agisce da specchio cosicché i fotoni siano riflessi indietro ed escano dalla metà sferica. Quanto detto, influisce molto sull'efficienza di emissione dei LED e anche nella capacità di assorbimento della luce delle celle fotovoltaiche.

Molti LED vengono incapsulati nella plastica, colorata o trasparente. Incapsulare il diodo con un rivestimento ricurvo ne aumenta ulteriormente l'efficienza.

Lo spettro luminoso dei led varia molto a seconda del led. La tensione applicata alla giunzione dei LED dipende dalla banda proibita del materiale che a sua volta determina il colore della luce emessa, come riportato nella seguente tabella:.

I LED sono particolarmente interessanti per le loro caratteristiche di elevata efficienza luminosa A. L'evoluzione dei materiali è stata quindi la chiave per ottenere sorgenti luminose che hanno le caratteristiche adatte a sostituire quasi tutte quelle ad oggi utilizzate. Nei primi telefoni cellulari erano presenti nel formato più piccolo in commercio per l'illuminazione dei tasti.

Su alcuni modelli di autovetture e ciclomotori di nuova produzione sono presenti in sostituzione delle lampade a filamento per le luci di "posizione" e "stop". Sul mercato sono già presenti dispositivi sostitutivi diretti dei faretti e lampadine alogene, aventi identico standard dimensionale. Per l'illuminazione stradale sono classificazione significa per la potenza lampioni analoghi ai tradizionali. La quantità di luce necessaria per ogni applicazione è realizzata con matrici di die in numero vario.

Per esempio un dispositivo da watt è realizzato disponendo die da 1 watt in una matrice quadrata 10 X La potenza massima raggiunta attualmente in un singolo dispositivo è di circa un Kilowatt. L'incremento di efficienza è in continuo aumento: il 13 febbraio il produttore Cree ha annunciato il raggiungimento di lumen per watt in luce bianca, temperatura di colore di K [78]con il dispositivo Xlamp alimentato a mA. Un netto miglioramento, quasi una svolta sul piano dell'affidabilità, era già stato introdotto con il dispositivo MT-G, immesso sul mercato il 22 febbraio come diretto sostituto del faretto alogeno standard MR Classificazione significa per la potenza LED hanno un tempo di vita molto variabile a seconda del flusso luminoso, della corrente di lavoro e della temperatura d'esercizio.

Il modo corretto di alimentare un LED è quello di fornire al dispositivo una corrente costante polarizzata, il cui valore è indicato dal costruttore nel relativo datasheet. In questo caso la potenza in eccesso viene dissipata in calore nel resistore di limitazione collegato in serie al led.

Questa soluzione è tecnicamente corretta dal punto di vista elettrico, ma penalizza l'efficienza del sistema come dimostrato più avanti e, data la variazione resistiva del sistema secondo la temperatura alla quale lavora, non garantisce al LED un preciso flusso di corrente corrispondente alle specifiche del costruttore.

Il valore di tensione presente ai capi del dispositivo, anch'esso dichiarato come specifica nominale di targa, è diretta conseguenza del valore di corrente fornito.

Allo stato attuale, torce portatili per uso professionale, speleologia, uso subacqueo, militare, o sport agonistico notturno usano LED montati meccanicamente anche a gruppi, con conseguenti correnti di alimentazione che possono raggiungere le decine di Ampere. L'informazione più appropriata per l'utilizzo dei LED di potenza si ottiene dai datasheet del costruttore: in particolare, il grafico che correla la corrente assorbita con la quantità di luce emessa lumenè il migliore aiuto per conoscere le caratteristiche del dispositivo.

Volendo approntare il semplice circuito con resistenza in serie, Rs è calcolato mediante la legge di Ohm e la legge di Kirchhoff conoscendo la corrente di lavoro richiesta I fla tensione di alimentazione V s e la tensione di giunzione del LED alla corrente di lavoro data, V f. Come si osserva, la potenza in eccesso dissipata dalla resistenza Rs è molto maggiore della potenza classificazione significa per la potenza dal LED. In caso di piccole potenze il fatto non è significativo, ma in caso di potenze rilevanti l'alimentazione lineare appena illustrata diventa dispendiosa e si preferisce adottare altri sistemi più efficienti, come ad esempio gli alimentatori a commutazione switching.

Valori superiori di corrente sono in genere sopportati, ma non assicurano un funzionamento duraturo. In base alla formula di calcolo della resistenza in serie, il suo valore dovrà essere compreso tra:.

I LED ad alta efficienza richiedono mediamente correnti dieci volte inferiori, quindi per le relative resistenze di caduta Rs si possono adottare valori dieci volte superiori. Poiché i LED sopportano una bassa tensione inversa solo pochi voltse vengono alimentati a corrente alternata occorre proteggerli ponendovi in parallelo un diodo con polarità invertita rispetto classificazione significa per la potenza LED "antiparallelo". Non è consigliabile inserire un diodo in serie per due motivi: in primo luogo la tensione di alimentazione dovrebbe essere superiore alla somma delle due tensioni di giunzione.

In secondo luogo, nel caso di alimentazione invertita la tensione potrebbe ripartirsi sui due diodi in modo da superare comunque la tensione inversa sopportata dal LED. In questo caso, saranno classificazione significa per la potenza interessati due diodi e quindi la tensione d'alimentazione dovrà sempre essere superiore al doppio della tensione di giunzione.

Il valore del resistore sarà un decimo della reattanza del condensatore alla frequenza di rete. Il valore della capacità del condensatore dipenderà dalla reattanza impedenza che lo stesso dovrà presentare alla frequenza di rete per far scorrere la voluta corrente If nel LED.

I recenti dispositivi progettati per impieghi professionali hanno una forma adatta ad accogliere un dissipatore termico, necessario per smaltire il calore prodotto: sono ormai in commercio LED a luce bianca con potenza di Watt e oltre e corrente assorbita di 20 Ampere [80].

Quando sono richieste potenze più elevate normalmente si tende a non usare correnti continue, ma a sfruttare correnti pulsanti con duty cycle scelto in maniera opportuna. L'adozione di questi alimentatori switching aumenta di molto anche il rendimento, diminuendo drasticamente la classificazione significa per la potenza persa per la regolazione. Sono classificazione significa per la potenza da tre parametri principali: potenza in W, corrente fornita in mA su una o più uscite, e tensione di uscita in V.

La tensione di uscita non è fissa, ma è compresa tra un valore minimo classificazione significa per la potenza uno massimo, per garantire che la corrente si mantenga costantemente al suo valore nominale. La tensione fornita dipenderà dal tipo di LED impiegati e dal loro numero.

Essendo di norma i LED collegati in serie tra loro, la tensione sarà pari alla somma delle singole tensioni a regime ai capi di ciascun dispositivo. Si comprende quindi la necessità di disporre in uscita all'alimentatore di un range di tensione più ampio possibile, in modo da offrire sufficiente flessibilità nel progetto di illuminazione di ambienti. Occorre scegliere un alimentatore di questa potenza o leggermente superiore, il classificazione significa per la potenza di tensione di uno degli alimentatori commerciali adatto a questo esempio spazia da 64 a Volt.

Se si utilizza un tester, dopo aver selezionato la scala di resistenza con fattore 1 X1se si pone il puntale positivo sull' anodo e il puntale negativo sul catodoil tester segnerà un valore di classificazione significa per la potenza dell'ordine di qualche centinaio di ohm, nel caso il tester fosse un modello analogico con pila di alimentazione a 3 volt, se il led è efficiente, essendo polarizzato direttamente, il piccolo flusso di corrente che lo attraversa lo farà accendere, invertendo i puntali, invece, il tester non dovrà segnare alcuna continuità.

L'assorbimento di corrente di alimentazione entrante nel dispositivo varia molto in funzione del tipo di LED: sono minori nei LED normali usati come indicatori rispetto a quelli ad alta luminosità led flash e di potenzasecondo la seguente tabella:. Dal la città di Classificazione significa per la potenzanel Carolina del Nordè considerata la prima città a LED del mondo, per il consistente rinnovamento tecnologico attuato dalla cittadina per promuovere l'uso dell'illuminazione a LED.

Anche se non è molto noto, i LED colpiti da radiazione luminosa nello spettro visibile, infrarosso o ultravioletto, a seconda del LED utilizzato come ricevitore, producono elettricità esattamente come un modulo fotovoltaico.

I LED di colore blu e infrarosso producono tensioni considerevoli. Questa particolarità rende possibile l'applicazione dei LED per sistemi di ricezione di classificazione significa per la potenza luminosi.

Intorno a questa proprietà sono stati sviluppati molti prodotti industriali come sensori di distanza, sensori di classificazione significa per la potenza, sensori tattili e ricetrasmettitori.

Nel campo dell'elettronica di consumo il sistema di comunicazione irDA è un buon esempio proprio perché sfrutta appieno questa particolarità. La forza commerciale di questi dispositivi si basa sulla loro capacità di ottenere elevata luminosità molte volte maggiore di quella delle lampade a filamento di tungstenosul basso prezzo, sull'elevata efficienza ed affidabilità la durata di un LED è di uno-due ordini di grandezza superiore a quella delle classiche sorgenti luminose, specie in condizioni di stress meccanici.

I LED lavorano a bassa tensione, possiedono alta classificazione significa per la potenza di commutazione e la loro tecnologia di costruzione è compatibile con quella dei circuiti integrati al silicio.

I LED sono sempre più utilizzati in ambito illuminotecnico in sostituzione di alcune sorgenti di luce tradizionali. Il loro utilizzo nell'illuminazione domestica, quindi in sostituzione di lampade ad incandescenzaalogene o fluorescenti compatte comunemente chiamate a risparmio energetico in quanto hanno una resa superioreè oggi possibile con notevoli risultati, raggiunti grazie alle tecniche innovative sviluppate nel campo.

Il limite dei primi dispositivi adatti ad essere impiegati in questo tipo di applicazione era l'insufficiente quantità di luce emessa flusso luminoso espresso in lumen.

Questo problema è stato superato con i modelli di ultima generazione, abbinando l'incremento di efficienza alla tecnica di disporre matrici di die nello stesso package collegati tra loro in serie e parallelo o realizzando la matrice direttamente nel substrato del dispositivo. Una lampada a incandescenza da 60 W alimentata a V, emette un flusso luminoso di circa lumen. Una minore facilità d'impiego nell'illuminazione funzionale rispetto alle lampade tradizionali è classificazione significa per la potenza dalle caratteristiche di alimentazione e dissipazione, che influiscono fortemente su emissione luminosa e durata nel tempo.

I produttori di LED sono produttori di semiconduttori, fabbriche di silicio, mentre le lampadine vengono prevalentemente prodotte da altri fabbricanti. Vi è, pertanto, un certo ritardo tra la data d'immissione sul mercato di un nuovo dispositivo LED e la disponibilità sul mercato di una lampadina che lo utilizzi.

Altri progetti. Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.