√Čclairage LED – nuances

Points d’article



Dans cet article, nous parlerons en d√©tail de l’√©clairage LED, car dans les ann√©es √† venir, ces lampes seront install√©es dans la plupart des lampes √† l’int√©rieur et √† proximit√© de nos maisons. Vous d√©couvrirez quels types de lampes LED existent, de quels facteurs d√©pend la dur√©e de vie d’une lampe LED, comment faire le bon choix.

√Čclairage LED - nuances

Par rapport aux lampes domestiques habituelles – √† filament et fluorescentes – la plupart d’entre nous en savent tr√®s peu sur les √©quipements √©lectriques √† LED. Non, les LED ordinaires sont pr√©sentes depuis longtemps dans la vie quotidienne, nous informant de l’allumage d’appareils √©lectrom√©nagers ou scintillantes de lumi√®res color√©es sur l’arbre du Nouvel An, mais comment peuvent-elles √©clairer une pi√®ce ou une rue – les LED sont si petites? Je propose d’examiner de pr√®s l’√©clairage LED de tous les c√īt√©s, car dans les ann√©es √† venir, ces lampes seront install√©es dans la plupart des lampes √† l’int√©rieur et √† proximit√© de nos maisons..

Moins de co√Ľts d’√©lectricit√© – plus de lumi√®re

Toutes les lampes √©lectriques convertissent l’√©lectricit√© qui leur est fournie en rayonnement lumineux visible √† l’Ňďil humain et mesur√© en lumens. Plus l’efficacit√© lumineuse est √©lev√©e, plus ces luminaires sont performants..

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Comparons les lampes LED et les ¬ę¬†lampes Ilyich¬†¬Ľ. Deux d√©cennies plus t√īt, pour am√©liorer l’√©clairage, les m√©nages rempla√ßaient, par exemple, une lampe √† incandescence de 100 watts par une lampe plus puissante de 150 √† 200 watts, ou installaient des lampes √† plusieurs prises, augmentant de toute fa√ßon la consommation d’√©lectricit√©. Le rapport entre l’√©lectricit√© consomm√©e et l’efficacit√© lumineuse des lampes √† incandescence est de – 1 watt environ 12 lumens. Il est possible d’augmenter l’efficacit√© lumineuse de ces lampes uniquement en augmentant la temp√©rature de chauffage du filament de tungst√®ne, mais cela r√©duira consid√©rablement leur dur√©e de vie d√©j√† courte – une lampe ordinaire de 100 W ne peut pas briller pendant plus de 1000 heures, car le chauffage d√©truit le filament √† incandescence. La seule fa√ßon d’augmenter la dur√©e de vie est de r√©duire le rendement d√©j√† faible, qui ne d√©passe pas 15%. Par exemple, en abaissant la valeur d’efficacit√© √† 4% en r√©duisant la tension consomm√©e par la lampe, vous pouvez multiplier par mille sa dur√©e de vie – mais une telle lampe brillera compl√®tement.

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Les lampes LED modernes pour chaque watt d’√©lectricit√© consomm√© produisent au moins 100 lumens, l’intensit√© du flux lumineux qu’elles g√©n√®rent d√©passe celle des lampes √† incandescence d’environ 10 fois. Par exemple, les projecteurs √† LED sont plus efficaces et moins gourmands en √©nergie que leurs homologues √† incandescence. L’efficacit√© lumineuse d’une lampe LED d√©pend du type et de la temp√©rature du chauffage LED, des caract√©ristiques de l’alimentation √©lectrique, ainsi que de sa conception – √©l√©ments optiques et diffuseurs de lumi√®re situ√©s sur la base de la lampe.

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Pour atteindre une efficacit√© lumineuse maximale, il ne suffit pas d’√©quiper une lampe uniquement de LED de haute qualit√©. Le fabricant doit construire le r√©gime thermique le plus efficace √† l’int√©rieur – si la temp√©rature des LED dans la r√©gion active (la zone de recombinaison d’√©lectrons sur la surface du cristal) augmente de 10 ¬į C, le flux lumineux d’une telle lampe diminuera de 2,5%. En d’autres termes, une lampe LED qui g√©n√®re un flux lumineux de 100 lumens, avec un chauffage dans la zone de recombinaison √©lectronique d’environ 25 ¬į C, apr√®s installation dans une lampe ferm√©e peut chauffer dans la zone active √† 100 ¬į C – l’intensit√© de son rayonnement lumineux dans ce cas diminuera √† 80 lumens.

Directivit√© du rayonnement lumineux. Les lampes √† incandescence et fluorescentes, install√©es dans les luminaires, g√©n√®rent un flux lumineux uniforme dans toutes les directions – un tel √©clairage peut √™tre focalis√© dans une seule direction √† l’aide d’un abat-jour ou d’un r√©flecteur. L’√©mission lumineuse des LED n’est toujours dirig√©e que dans une direction, par cons√©quent, les lampes LED sont √©quip√©es d’un √©l√©ment optique (optique secondaire) qui change la direction lin√©aire du flux lumineux de chaque LED √† l’angle requis, ce qui vous permet d’obtenir une certaine diffusion de la lumi√®re.

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La lin√©arit√© du flux lumineux produit par une lampe LED est √† la fois un avantage et un inconv√©nient des lampes de ce type – d’une part, les lumens ne sont pas gaspill√©s et n’√©clairent que les zones n√©cessaires, ce qui permet d’installer des lampes de faible puissance dans les lampes. D’autre part, la construction d’un √©clairage avec des lampes √† LED doit √™tre prise de mani√®re particuli√®rement responsable, car un placement incorrect des appareils d’√©clairage entra√ģnera la formation de zones trop √©clair√©es et trop sombres dans la pi√®ce..

Combien de temps durera la lampe LED

Divers fabricants parlent d’une dur√©e de vie de 30 000 √† 100 000 heures, c’est-√†-dire que dans le premier cas, la lampe durera plus de 8 ans, dans le second – plus de 27 ans, √† condition que la lampe soit utilis√©e quotidiennement pendant 10 heures. Comme mentionn√© ci-dessus, la dur√©e de vie des lampes LED d√©pend de caract√©ristiques similaires de la LED – regardons-les de plus pr√®s..

Le premier crit√®re influen√ßant la dur√©e de vie d’une LED est la qualit√© du cristal LED et l’uniformit√© de sa structure. Pendant le fonctionnement, le cristal se d√©grade pour deux raisons – en raison de multiples violations du r√©seau cristallin et en raison de la migration des atomes m√©talliques formant les √©lectrodes.

Conception LED a) construction d’une LED classique: 1 – anode; 2 – cathode; 3 – conducteur; 4 – cristal; 5 – lentille en plastique
b) construction d’une LED puissante: 1 – corps; 2 – conducteur; 3 – dissipateur thermique; 4 – cristal; 5 – lentille; 6 – cathode

Dans les zones du cristal o√Ļ le r√©seau cristallin a subi le plus de dommages, l’√©lectricit√© n’est consomm√©e qu’avec le d√©gagement de chaleur, c’est-√†-dire sans rayonnement lumineux. La cause exacte de ce d√©faut n’a pas √©t√© √©tablie et on pense qu’elle est caus√©e par l’√©lectricit√© statique..

Les atomes m√©talliques p√©n√©trant dans la structure cristalline √† partir des √©lectrodes provoquent des courants de fuite – le mouvement du courant dans le cristal √† travers des inclusions m√©talliques au niveau atomique, aucune lumi√®re n’est produite. Avec une augmentation du courant et de la temp√©rature, le processus de p√©n√©tration des atomes m√©talliques dans le cristal de la LED augmente fortement, tandis que le rayonnement lumineux et la tension chutent – une telle LED √©chouera rapidement. Cet inconv√©nient est inh√©rent aux lampes LED ¬ę¬†overclock√©es¬†¬Ľ bon march√©, qui ont une luminosit√© √©lev√©e avec une dissipation thermique insuffisamment efficace – les fabricants peu scrupuleux pr√©f√®rent cela, le moyen le moins cher d’augmenter les performances lumineuses de leurs produits en raison de la dur√©e de vie relativement courte du produit.

Cependant, non seulement le fabricant, mais aussi l’utilisateur sont souvent responsables de l’augmentation de la temp√©rature √† l’int√©rieur de la lampe √† LED et, par cons√©quent, de l’usure rapide. Un radiateur qui √©vacue la chaleur des LED doit la rejeter dans l’air ambiant ou sur le mur auquel le luminaire est fix√©. Si vous installez plusieurs lampes LED dans un plafond suspendu ou fermez leur ampoule avec un mat√©riau tr√®s proche, m√™me la lampe de la plus haute qualit√© surchauffera rapidement en raison du manque d’espace pour la dissipation thermique. √Ä propos, il sera correct d’installer des plafonniers √† LED Armstrong dans le faux plafond, r√©alis√©s sous forme de panneaux.

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Une mauvaise dissipation thermique pendant le fonctionnement de la lampe LED affecte √©galement le phosphore recouvrant le cristal LED et le syst√®me optique int√©gr√© dans la LED. Un signe d’usure du luminophore est une teinte bleu√Ętre du rayonnement lumineux caus√© par la pr√©dominance du rayonnement direct du cristal. Le syst√®me optique, constitu√© principalement de silicone ou de plastique, perd sa transparence, ce qui r√©duit le rendement lumineux des LED.

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Il convient de noter que les LED de quatre des plus grands fabricants mondiaux dans ce domaine, √† savoir la soci√©t√© japonaise Nichia, le n√©erlandais Philips, l’am√©ricain Gree et l’allemand Osram, ont les performances les plus √©lev√©es et la dur√©e de vie la plus longue. En ce qui concerne la dur√©e de vie des lampes √† LED, il est √† noter qu’elles peuvent g√©n√©rer un rayonnement lumineux pendant plusieurs d√©cennies, mais l’intensit√© de ce rayonnement diminuera progressivement pour les raisons d√©crites ci-dessus. Apr√®s 25000 heures (lorsque vous travaillez 10 heures par jour – 6,5 ans) de fonctionnement, l’intensit√© du flux lumineux diminuera de 25-30%, ce qui, cependant, r√©pond aux exigences des normes modernes.

Types de lampes LED

En fonction de leur objectif, les lampes LED sont divisées en lampes de rue, industrielles et domestiques.

Les luminaires d’ext√©rieur √† LED √©mettant de la lumi√®re blanche sont con√ßus pour √©clairer les routes, les parcs et diverses structures architecturales; ils n’ont pas de lampe rempla√ßable. Leur bo√ģtier a deux objectifs: fournir une protection maximale contre la poussi√®re et l’humidit√©, ainsi que d’agir comme un radiateur qui √©vacue la chaleur dans l’atmosph√®re..

Lampadaires LED

Les luminaires pour bureaux (lumi√®re blanche), logements et installations collectives et ateliers industriels n’ont pas non plus d’√©l√©ments rempla√ßables et n’ont pratiquement pas besoin d’entretien. Ils diff√®rent des luminaires de rue en ce qu’ils r√©pondent √† des exigences plus strictes en mati√®re de qualit√© d’√©clairage, de rendu des couleurs stable et de conditions de fonctionnement..

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Les lampes √† LED domestiques (lumi√®re jaune) ont une faible puissance (jusqu’√† 20 W), leur conception et leurs caract√©ristiques r√©pondent √† un certain nombre d’exigences en mati√®re de qualit√© d’√©clairage, d’incendie et de s√©curit√© √©lectrique, elles se distinguent par leur aspect d√©coratif. En r√®gle g√©n√©rale, les luminaires domestiques sont √©quip√©s d’ampoules LED rempla√ßables. Ce groupe de lampes est le plus diversifi√© dans sa conception et son emplacement d’installation – ils peuvent √™tre encastr√©s dans le plafond, le sol, les murs, les meubles, suspendus, utilis√©s pour l’√©clairage de table, comme veilleuse, √©clairage ponctuel, etc..

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Sélection de la lampe LED

La dur√©e de vie d’une lampe √† LED d√©pend d’un certain nombre de caract√©ristiques qui y sont incorpor√©es lors de la production.Par cons√©quent, le nom du fabricant est important lors du choix – c’est-√†-dire que seul le crit√®re de prix ne d√©termine pas sa qualit√©. Passons au choix – comment ne pas faire d’erreur en achetant une lampe LED pas bon march√© du tout?

Le crit√®re de s√©lection habituel – la puissance de la lampe en watts – n’est pas enti√®rement indicatif par rapport aux lampes LED, car il ne rapporte que sa consommation d’√©nergie par unit√©, et nous avons besoin de conna√ģtre la quantit√© de rayonnement lumineux.

Lampe à LED

L’√©mission lumineuse, mesur√©e en lumens (lm), caract√©rise la capacit√© d’une lampe donn√©e √† √©clairer une pi√®ce. Dans certains cas, le fabricant «oublie» d’indiquer la valeur du flux lumineux sur l’emballage de la lampe, ne citant qu’une comparaison avec une lampe √† incandescence d’une certaine puissance – dit-on, cette lampe LED lui correspond pleinement en termes de qualit√© d’√©clairage. Je sugg√®re d’utiliser le tableau ci-dessous pour d√©terminer la relation entre l’√©mission de lumi√®re et la puissance de la lampe..

Puissance de la lampe à incandescence (W) Lampe fluorescente, puissance (W) Lampe LED, puissance (W) Flux lumineux (lm), moyen
20 5-7 2-3 250
40 10-13 4-5 400
60 15-16 8-10 700
75 18‚Äď20 10-12 900
cent 25-30 12-15 1200
150 40-50 18‚Äď20 1800
200 60-80 25-30 2500

Il semblerait que ces donn√©es soient suffisantes pour faire le choix d’une lampe √† LED, mais ce n’est pas le cas – il faut tenir compte du fait que les lampes √† LED √©mettent un faisceau √©troit, contrairement aux lampes fluorescentes et √† incandescence. Les fabricants √©largissent l’angle d’√©clairage de la lampe avec un √©l√©ment optique, indiquant l’angle de divergence du faisceau lumineux sur l’emballage. Si l’angle est de 120 ¬į, cela signifie ce qui suit: le flux lumineux √©mis par la lampe diminue de moiti√© lorsque le flux lumineux s’√©carte de l’axe central de 60 ¬į. Le diagramme de directivit√© du rayonnement lumineux avec une divergence de 120 ¬į est assez large – l’espace sous une telle lampe sera √©clair√© sur une grande zone avec presque la m√™me luminosit√©. Les lampes √† LED avec un angle de divergence de 20 ¬į √† 30 ¬į ne conviennent que pour un √©clairage de zone (d’accentuation), elles ne conviennent pas pour l’√©clairage ordinaire d’une pi√®ce.

√Čclairage LED - nuances

Super, vous pourriez penser, vous devriez choisir des lampes LED avec une divergence de 120 ¬į – quoi qu’il arrive! L’√©clairage grand angle cr√©e un autre probl√®me – une luminosit√© √©lev√©e en grand angle, qui peut causer une g√™ne aux yeux des m√©nages. Pour cette raison, les lampes √† grand angle de divergence ne peuvent √™tre install√©es que dans des plafonniers et des appliques dans lesquels l’exigence d’un angle de protection est satisfaite. Laissez-moi vous expliquer: l’angle de protection du luminaire est le plus grand angle auquel la source lumineuse (lampe) elle-m√™me ne tombe pas dans la ligne de vis√©e directe de l’Ňďil humain, c’est-√†-dire qu’elle n’√©claire pas les yeux. Le coin de protection dans les luminaires est cr√©√© √† l’aide d’√©crans en treillis, plac√©s √† une certaine distance de l’ampoule de la lampe.

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L’indicateur suivant est la temp√©rature de couleur, ou, en d’autres termes, la tonalit√© de couleur du rayonnement lumineux g√©n√©r√© par une lampe donn√©e. Si tout √©tait simple avec les lampes √† incandescence – leur lumi√®re n’√©tait que jaune, ce n’est pas le cas dans le cas des lampes fluorescentes et LED. Lors du choix d’une lampe, veillez √† faire attention √† la temp√©rature de couleur indiqu√©e sur l’emballage en degr√©s Kelvin:

  • De 2700 √† 3500 ¬į K – la lumi√®re dite ¬ę¬†chaude¬†¬Ľ avec une teinte jaune, similaire au rayonnement lumineux des lampes √† incandescence. Dans le m√™me temps, les lampes avec une temp√©rature de couleur de 2700 ¬į K √©mettent une lumi√®re jaune prononc√©e, mais leur flux lumineux n’est pas si fort, et celles avec une temp√©rature de couleur de 3500 ¬į K se distinguent par un rayonnement lumineux plus puissant avec des nuances de jaune plus faibles (elles produisent plus de lumi√®re blanche que de jaune).
  • De 4000 √† 5000 ¬į K – √©mission de lumi√®re blanche neutre, fournissant un √©clairage brillant. Ces lampes sont couramment utilis√©es dans les bureaux, les entreprises et les institutions publiques;
  • Plus de 6500 ¬į K – lumi√®re blanche froide √† haute efficacit√© lumineuse. Ce groupe de lampes est uniquement utilis√© pour l’√©clairage public.

Enfin, faites attention √† l’indice de rendu des couleurs (indice de rendu des couleurs) indiqu√© sur l’emballage de la lampe – sa valeur num√©rique caract√©rise √† quel point la couleur des objets √©clair√©s par cette lampe correspondra √† leur couleur naturelle. La valeur optimale de cet indicateur sera un indice de rendu des couleurs de 70 et plus (ou un degr√© de rendu des couleurs d’au moins 2A). Les lampadaires peuvent avoir une valeur d’indice inf√©rieure de 60 (ou 2B), mais pas inf√©rieure.

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