Iluminación A Base LEDs

Iluminación a base LED’s

1. Introducción

Son tiempos interesantes para la iluminación arquitectónica: con la irrupción a gran escala de los LEDs como fuente de luz, vivimos actualmente una gran revolución tecnológica, comparable a la transición del disco analógico a la música digital en CD y chip de memoria o de la fotografía analógica a la digital. Su enorme potencial, tanto en la eficiencia como en la calidad de la luz y el confort visual, predestina a los diodos luminosos como las fuentes de luz del futuro, y en especial como alternativa a las lámparas incandescentes y halógenas con su balance energético desfavorable.

Los sistemas de iluminación por LED tienen el potencial de reducir el consumo de energía entre un 25 y un 50 por ciento, dependiendo de la aplicación. La tecnología de los LEDs conquistó el sector de los displays de aparatos electrónicos a partir de los años setenta, pero ahora estamos al inicio de una nueva revolución, con cada vez más LED's siendo usados en semáforos y en luces de automóviles.

2. Definición

Una lámpara LED es una luz de estado sólido que utiliza diodos emisores de luz (LED) como fuente de luz. En las luces de estado sólido hay partes móviles y la disipación de la energía no es necesaria en todo el sistema para producir luz constante.

3. Características

Un led es un tipo especial de diodo semiconductor. Como un diodo normal, éste consiste de un “chip” e material semiconductor, impregnado o dopado con impurezas, para crear una estructura llamada unión p-n. como en todo tipo de diodo, la corriente fluye fácilmente del lado “p”, o ánodo hacia el lado “n” o cátodo, pero no en dirección inversa, estableciéndose un flujo de electrones en la unión. Cuando un electrón pasa de un lado al otro, cae en un nivel de energía inferior, liberando ésta en forma de un fotón.

4. Funcionamiento

Cuando un led se encuentra en polarización directa, los electrones pueden recombinarse con los huecos en el dispositivo, liberando energía en forma de fotones. Este efecto es llamado electroluminiscencia y el color de la luz (correspondiente a la energía del fotón) se determina a partir de la banda de energía del semiconductor. Por lo general, el área de un led es muy pequeña (menor a 1 mm2), y se pueden usar componentes ópticos integrados para formar su patrón de radiación.

Cuando un LED es conectado a un circuito éste puede emitir luz.

Los LED están constituidos por el chip semiconductor que es como su corazón.

Las terminales que se encuentran por debajo de la capsula del LED o comúnmente llamado foco, estos deben ser conectados de terminal negativo a terminal negativo con la fuente de alimentación del circuito o batería. La terminal negativa de los LED está indicada por la parte plana del foco o por la terminal más corta es decir de menor longitud.

Al conectar un LED en un circuito se debe de tener cuidado en el voltaje de alimentación ya que la mayoría de los LED operan entre 1 a 4 voltios y si este voltaje se excede puede que se dañe o derrita el chip semiconductor.

El color de la luz emitida por los fotones de un LED en particular se corresponde con una determinada frecuencia del espectro electromagnético visible al ojo humano. Sin embargo, existen LEDs cuya luz no es visible, como ocurre con los materiales que emiten fotones de rayos infrarrojos “IR” y ultravioletas “UV”. En cualquier caso, la luz y color de un determinado LED depende de la composición química de los materiales semiconductores utilizados en la fabricación del chip.

Cuando a un diodo LED le aplicamos corriente eléctrica procedente de una batería o de cualquier otra fuente de corriente directa (C.D.) con el fin de polarizarlo directamente, los electrones comienzan a fluir desde la región “N” (cátodo) hacia la región “P” (ánodo). Cada vez que un electrón atraviesa la barrera de potencial que se forma en el punto de unión o juntura entre ambas regiones del diodo para unirse a un hueco emite, simultáneamente, un fotón de luz. De esa forma el electrón libera el exceso de energía que adquirió previamente para poder ingresar en la órbita de un átomo que posea un hueco libre. La luz y color correspondiente a la energía que libera el electrón cuando eso ocurre, puede que sea visible o no al ojo humano, cuestión ésta que depende de la composición química de los materiales semiconductores que se han utilizado para fabricar el diodo.

Las lámparas LED son dispositivos semiconductores de estado sólido, mientras que las lámparas incandescentes, los tubos fluorescentes, las lámparas halógenas o las lámparas de descarga (de mercurio o sodio) se basan en una ampolla o tubo de vidrio muy frágil, que contienen filamentos o electrodos que trabajan rodeados de vacío o de diversos tipos de gases.

Los dispositivos LED comienzan en una pequeña pastilla de material semiconductor (alrededor de 1mm2) montada en un material disipador de calor, pudiendo usarse individualmente o ser combinados en arreglos de distintas cantidades de emisores LED, para adaptarse a distintas necesidades.

Debido a cómo han sido diseñadas originalmente, las lámparas incandescentes son muy ineficientes en lo que respecta al uso de la energía, ya que sólo el 10% de la electricidad entregada es usada para generar luz y el 90% restante es desperdiciado en forma de calor. También las lámparas fluorescentes (tubos o compactas) son una invención de mediados del siglo XIX que usan electricidad para excitar vapor de mercurio en un tubo lleno de gas inerte. Si bien son mucho más eficientes que las lámparas incandescentes, sólo tienen una eficiencia lumínica de cerca del 30%.

En cambio, los nuevos desarrollos de lámparas LED tienen una eficiencia que duplica a la de las lámparas fluorescentes y son entre 500% a 600% más eficaces que las lámparas incandescentes. En muchas aplicaciones, actualmente la tecnología LED ofrece mejor calidad de luz y mayor densidad de iluminación que otras fuentes luminosas, con un consumo de energía hasta 10 veces menor.

5. Ventajas

• NO PRODUCEN CALOR: Los led son dispositivos semiconductores de estado

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