5 10 LED
El primer LED fue desarrollado en 1962. Desde entonces, los LED han alcanzado tanta fama que han sido escojidos como la mejor alternativa a lámpara incandescente, a la luz de neón y al fuorescente en muchas áreas. El futuro del ser humano será mas brillante, ya que el empleo común de los LED supondrá ahorro en energía, costes y tiempo.
5 10 1 ¿Qué es un LED?
Un LED o Diodo
Emisor de Luz como su propio nombre indica, es un diodo, un dispositivo electrónico semiconductor que polarizado directamente en entre el ánodo (positivo) y cátodo (negativo), emite luz al producirse el fenómeno conocido como luminiscencia.
Los elementos semiconductores más usados son el silicio, el azufre y el germanio.
El dispositivo semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de mayor resistencia que la de vidrio, que usualmente se emplean en las lámparas incandescente u otros tipos. Aunque el plástico puede estar coloreado, esto es solo por razones estéticas, ya que ello no influye en el color de la luz emitida. Usualmente, un LED es una fuente de luz compuesta por diferentes partes, razón por la cual el patrón de la intensidad de la luz emitida puede ser bastante complejo.
Para obtener una buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente que atraviesa el LED, y para ello, hay que tener en cuenta que la tensión eléctrica de operació va de desde 1,6 V hata 3,8 V aproximadamente y la gama de intensidades que debe circular por él varía según su aplicación. Los valores típicos de corriente directa de polarización de un LED normal están comprendidos entre los 10 y los 40 mA. En general, los LED tienen mejor eficiencia cuanto menor es la corriente que circula por ellos, por lo que, en su operación de forma optimizada, se busca un compromiso entre la intensidad luminosa que producen (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos) y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos).
En contra de otros sistemas, los LED no tienen filamentos u otras partes mecánicas sujetas a rotura ni a fallos por fundido. Tampoco existe un punto en que cesen de funcionar, sino que su degradación es gradual a lo largo de su vida.
Se considera que aproximadamente a las 60000 horas es cuando su flujo decae por debajo de 70% del incial, eso significa 6 años en una aplicación de 24 horas al día 365 días al año.
5 10 2 ¿Como funciona un LED?
A diferencia de las lámparas construidas para un voltaje de trabajo determinado, loa LED están diseñados para una corriente determinada.
Por ello, los LED se conectan como se indica en el siguiente esquema.
Se alimentan con una fuente de corriente continua y a través de una resistencia es serie cuya función es limitar la corriente para lograr un adecuado funcionamiento.
El ánodo, o dicho de otro modo, la patilla positiva, se debe conectar al positivo de la fuente de alimentación, en éste caso, al extremo de la resistencia, y el cátodo al negativo para polarizarlo en sentido directo y conseguir que el LED se ilumine.
Si conectamos el LED al revés, es decir, se polariza en inversa, no encenderá, y además, correrá el peligro de ser destruido si la tensión de alimentación es muy elevada.
Conociendo los parámetros del LED y de la fuente de alimentación, se calcula la resistencia de limitación:
Siendo:
Vdc: Tensión de la fuente de alimentación.
Vf: Tensión carácterística del LED polarizado en sentido directo.
If: Corriente de funcionamiento del LED.
Los LED poseen un comportamiento no-óhmico, es decir no aumenta su tensión al aumentar la corriente. Este es el motivo por el que se coloca la resistencia en serie que ajusta el valor de corriente de funcionamiento.
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Se distinguen dos tipos, los led convencionales y los led de alta luminosidad o de alta potencia.
LED convencionales:
Los diodos LED convencionales son mas sencillos que los de alta luminosidad y presentan grandes limitaciones debido fundamentalmente a su muy limitada capacidad de disipación térmica, lo que restringe enormemente la corriente de funcionamiento y, por tanto, su capacidad lumínica.
LED de alta luminosidad:
Los LED de alta luminosidad, mucho más complejos, posee una mayor capacidad de disipación de calor debido a sus carácterísticas constructivas, lo que les permite soportar mayor corriente, proporcionando mayor flujo luminoso.
5 10 4 Ventajas frente a otras fuentes de luz.
- Pequeño tamaño:
Un led puede ser súmamente pequeño y proporcionar un haz de luz de altas prestaciones lumínicas.
- Bajo consumo eléctrico:
Los LED tienen un consumo de electricidad muy bajo. Generalmente, un LED está diseñado para funcionar en la corriente 2-3,6 V, 0,02-0,03 A, esto significa que no necesita más de 0,1 W para funcionar.
- Larga vida:
Funcionando a una tensión nominal, con la corriente y el ambiente adecuados, los LED disfrutan de una larga vida de aproximadamente 100000 horas.
- Alta eficacia luminosa y baja emisión de calor:
Los LED pueden convertir casi toda la energía usada en luz y, por tanto, el redimiento de los mismos se traduce en una muy alta eficacia luminosa y baja emisión de calor. Uno de los mejores LED en el mercado actual emite 32lm/w, lo que supone una eficiencia dos veces mayor que la de una bombilla de filamento de tugsteno equivalente.
- Portección del medio ambiente:
Los LED están fabricados con materiales no tóxicos, a diferencia de las lámparas fluorescentes, que, debido al Mercurio que contienen, plantean un peligro de contaminación. Ademas los LED pueden ser totalmente reciclados.
- Resistente:
El dispositivo electroluminiscente de los LED está completamente encajado en una resina de epoxi, que los hace mucho más robusto que la lámpara incandescente, tubos fluorescentes, etc.
- Rápida respuesta:
los LED presuenta un encendido y apagado instantáneo, del orden de microsegundos, frente a los milisegundos que presentan las lámparas incandescentes tradicionales.