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A iluminação com o led. 2 O mercado da iluminação, está a passar por mais uma revolução no que se refere à forma de emissão da luz eléctrica, possibilitando.

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1 A iluminação com o led

2 2 O mercado da iluminação, está a passar por mais uma revolução no que se refere à forma de emissão da luz eléctrica, possibilitando novas aplicações e novas maneiras de iluminar ambientes e objectos. Estamos a falar da luz gerada através de componentes electrónicos designados por LED - Light Emitting Diode (Díodo Emissor de Luz). Os leds podem ser de baixa (0,1W), média (0,2W a 0,5W) e de alta potência (acima de 0,5W). Em geral, os de baixa e média potência são utilizados para sinalização e efeitos decorativos. Os de alta potência já podem ser aplicados em iluminação geral.

3 3 Historial do led Inventado em 1963Led de cor vermelhaIntensidade luminosa: 1 mcd (milicandela) O led só era utilizado para a indicação do estado dos equipamentos, ou seja, em rádios, televisores e outros equipamentos, sinalizando se o aparelho estava ligado ou não. Fim dos anos 60Led de cor amarela Dezenas de milicandela 1975Led de cor verde Anos 80Leds da cor vermelha e âmbar Maior intensidade luminosa com a introdução da tecnologia Al ln GaP Substituição de lâmpadas, principalmente na indústria automóvel. Início dos anos 90Leds de cores azul, verde, cyan e branco Com o surgimento da tecnologia InGaNSubstituição de alguns tipos de lâmpadas em várias aplicações de iluminação. No final do anos 90Leds que cobrem todo o espectro de cores Fluxo luminoso da ordem de 30 a 40 lúmen e com um ângulo de emissão de 110 graus. Hoje em dia, temos leds que atingem o fluxo luminoso de 120 lúmen, uma potência de 1, 3 e 5 watt, estando disponíveis em várias cores, e sendo responsáveis pelo aumento considerável na substituição de alguns tipos de lâmpadas em várias aplicações de iluminação.

4 4 Se comparamos a uma lâmpada de incandescência comum, o LED não tem filamento e o seu funcionamento é muito diferente. Ao ser-lhe aplicada uma tensão geram luz, devido ao movimento dos electrões dentro do material semicondutor. A luz gerada pelo led é originada através do aquecimento destes semicondutores por uma pequena corrente eléctrica que o percorre. Led visto por dentro Pastilha semicondutora Copo reflector Lente de Epoxy (invólucro exterior) Terminais de alimentação Fio de ouro

5 5 A luz emitida por um led é praticamente monocromática, sendo possível fabricá-los com luz de diferentes cores, alterando a composição química do material semicondutor. Os leds mais comuns são feitos de ligas de: Gálio (Ga); Arsénio (As); Alumínio (Al); Índio (In); Nitride (N); Fósforo (P).

6 6 A emissão da luz de cor branca pode ser feita mediante a mistura de vermelho, verde e azul (RGB) podendo-se conseguir qualquer cor, incluindo o branco. O RGB (Red Green Blue) é a tecnologia capaz de emitir luz numa variedade quase infinita de cores a partir da combinação das três cores fundamentais.

7 7 Os leds são semicondutores que convertem a energia eléctrica em luz de cor, alimentados a 12V, 24V ou 230 V, de acordo com os dispositivos de interface. Um led não deve ser ligado directamente a uma tomada de 230V. O led trabalha com tensões muito baixas e a sua alimentação precisa de ser em corrente contínua e não em corrente alternada que é o caso das tomadas eléctricas comuns. Por isso é sempre necessário o uso de uma fonte de alimentação ou interface (transformador ou um driver) que converta as características de alimentação de uma tomada comum para um padrão adequado ao funcionamento do led. Resistência Um led acende quando está polarizado directamente ou seja, o ânodo (A) está positivo em relação ao cátodo (K). Quando polarizado inversamente um led não acende. A K

8 8 Exemplo: Led vermelho ELD Valores máximos: I F =50 mA; V F =2,7 V; V R =5 V; P D =120 mW Ângulo de visualização: 25º Comprimento de onda: 670 nm Intensidade luminosa: 250 mcd Os parâmetros principais a considerar num led são essencialmente: Cor; Tensão directa (V F ) e Tensão inversa (V R ) [V DC]; Corrente directa (I F ) e Corrente inversa (I R ) [A]; Potência de dissipação (P D ) [W]; Ângulo de visualização; Comprimento de onda [nm]; Temperatura de cor [K]; Intensidade luminosa [cd] ou Fluxo luminoso [lm]

9 9 Vantagens dos leds, relativamente às restantes fontes de luz: Maior vida útil ( horas) e consequente baixa manutenção; Baixo consumo (relativamente às lâmpadas de incandescência) e uma eficiência energética (em torno de 50 lúmen/Watt); Não emitem luz ultra-violeta (sendo ideais para aplicações onde este tipo de radiação é indesejada. Como por exemplo, quadros e obras de arte; Não emitem radiação infravermelha, fazendo por isso que o feixe luminoso seja frio. Resistência a impactos e vibrações: Utiliza tecnologia de estado sólido, portanto, sem filamentos e sem vidro, aumentando a sua robustez. Maior segurança, já que trabalham em baixa tensão (< 33V). Proporcionam segurança para os utilizadores durante a sua instalação e utilização.

10 Desvantagens dos leds, relativamente às restantes fontes de luz: Custo de aquisição elevado, caso a aplicação seja desadequada; O índice de restituição de cor (IRC) pode não ser o mais adequado; Necessidade de dispositivos de dissipação de calor, nos leds de alta potência (a quantidade de luz emitida pelo led diminui com o aumento da temperatura). Dissipador de calor num led de alta potência.


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