Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Ưu Nhược Điểm Của Đèn Led

Hầu hết mọi gia đình đều sử dụng ít nhất vài bóng đèn Led, tuy nhiên bạn có thực sự hiểu đèn Led là gì? Cấu tạo của chúng như thế nào? Ưu nhược điểm của đèn Led ra sao?…

Kingsolar Việt Nam biên soạn bài viết này

1. Đèn Led là gì?

Led – Light-Emitting-Diode là một thiết bị bán dẫn phát ra ánh sáng khả kiến (ánh sáng nhìn thấy được) khi có dòng điện đi qua. Về cơ bản, đèn Led là một thiết bị bán dẫn hoạt động trái ngược với pin năng lượng mặt trời (thiết bị có khả năng hấp thụ ánh sáng để chuyển thành dòng điện).

Tùy thuộc vào cấu tạo của các chất bán dẫn mà thiết bị này sẽ cho ra các ánh sáng với bước sóng khác nhau, điều này đồng nghĩa với việc các nguồn ánh sáng sẽ có màu sắc khác nhau tùy thuộc vào chất bán dẫn cấu tạo nên đèn.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bóng đèn Led

cấu tạo nguyên lý hoạt động của bóng đèn led

Để sản xuất ra các điốt phát quang này thực sự rất đơn giản và chi phí rất rẻ tuy nhiên khả năng chiếu sáng lại vô cùng hiệu quả, đó cũng là lý do vì sao sự ra đời của thiết bị này được rất nhiều người ưa chuộng và yêu thích.

Đèn Led bao gồm hai loại vật liệu bán dẫn (loại p và loại n). Cả hai loại vật liệu P và N đều được pha các tạp chất để thay đổi một chút tính chất điện của chúng, vật liệu loại P chứa lỗ trống điện tử còn vật liệu loại N chứa điện tử (electron). Các loại vật liệu này được tạo ra bằng cách thêm vào các nguyên tử của các nguyên tố khác. Những nguyên tử mới này thay thế một số nguyên tử hiện có của chúng và làm thay đổi cấu trúc vật lý lẫn hóa học.

Các vật liệu loại P được tạo ra bằng cách sử dụng các nguyên tố (như Bo) có ít electron hóa trị hơn vật liệu nguyên chất ban đầu. Trong khi đó các vật liệu loại N thì được tạo ra bằng cách sử dụng các nguyên tố (như phốt pho) có nhiều electron hóa trị hơn vật liệu ban đầu. Khi kết hợp 2 vật liệu này tạo ra một điểm nối P-N với các thuộc tính thú vị và hữu ích cho các ứng dụng điện tử.

Khi dòng điện chạy từ vật liệu loại P (cực âm) đến vật liệu loại N (cực dương), các electron sẽ lấp đầy các lỗ trống điện tử và từ đó sinh ra bức xạ ánh sáng nhìn thấy được.

3. Các thông số kỹ thuật cơ bản của đèn Led

các thông số kĩ thuật cơ bản của đèn led

– Quang thông: Hay còn gọi là thông lượng phát sáng là thước đo tổng lượng ánh sáng nhìn thấy được phát ra từ đèn, đơn vị là Lumen (Lm). Do đó, tùy vào nhu cầu sử dụng ánh sáng của bạn mà lựa chọn đèn Led quang thông lớn để phát ra nhiều ánh sáng hay quang thống thấp để cung cấp nguồn sáng nhẹ nhàng hơn (ví dụ: đèn phòng ngủ).

– Chỉ số hoàn màu CRI: Chỉ số này cho ta biết chất lượng ánh sáng của đèn và mức độ bị ảnh hưởng màu sắc, độ trung thực của vật khi được chiếu sáng. Đây là thống số rất quan trọng đối với đèn Led.

Chỉ số hoàn màu CRI

Tham khảo: Chỉ số hoàn màu là gì và 5 điều bạn cần biết 

– Hiệu suất phát sáng: Thông số này cho bạn biết được thiết bị chiếu sáng của bạn có tiết kiệm điện hay không?

– Nhiệt độ màu (đơn vị K): Hiện nay trên thị trường ở Việt Nam, có 3 loại bóng Led phổ biến với các mức nhiệt độ màu khác nhau như sau:

  • Màu ấm (vàng): nhiệt độ màu từ 2700K – 3500K tương đương với ánh sáng của đèn sợi đốt, rất thích hợp để trang trí và chiếu sáng phòng ngủ.
  • Ánh sáng tự nhiên: nhiệt độ màu từ 4000K – 4500K. Đây là khoảng nhiệt độ màu trung bình, cho phép đèn Led phát ra ánh sáng vừa phải, hài hòa, rất thích hợp để lắp đặt ở phòng ăn.
  • Ánh sáng trắng: nhiệt độ màu từ 5000K – 7000K, bóng Led siêu sáng, tương đương với ánh sáng mặt trời vào giữa trưa. Loại này rất thích hợp để chiếu sáng cho không gian văn phòng làm việc, phòng tiếp khách, sân thể thao trong nhà…

4. Cách sử dụng đèn Led hiệu quả

Khi sử dụng đèn Led không đúng cách, bạn sẽ làm giảm đáng kể hiệu quả chiếu sáng và tuổi thọ của chúng, ngoài ra còn có thể gây nguy hiểm và ảnh hưởng đến thị giác của mình. Khi chọn mua đèn bạn cũng cần phải nắm được mục đích sử dụng là gì để có thể lựa chọn đúng loại, công suất.

  • Ví dụ: Bạn không thể mua bóng Led siêu sáng để đặt trong phòng ngủ, hoặc không thể mua loại đèn Led công suất thấp để chiếu sáng trong phòng làm việc. Điều này sẽ rất có hại đến giác mạc của bạn và những người thân trong gia đình.

Dưới đây là một vài lưu ý cần thiết khi sử dụng bóng Led:

  • Nên đọc kỹ hướng dẫn trước khi sử dụng sản phẩm.
  • Hạn chế đặt đèn ở những nơi ẩm ướt hoặc ngoài trời mưa gió (trừ khi đó là đèn năng lượng mặt trời hoặc các loại đèn chuyên sử dụng chiếu sáng ngoài trời).
  • Không dùng hóa chất có tính tẩy mạnh để vệ sinh đèn.
  • Không nên lắp đặt đèn ở những nơi có nhiệt độ không khí cao, hoặc dễ cháy nổ.

5. Ưu nhược điểm của đèn Led

Ưu điểm của đèn Led:

  • Tuổi thọ lâu dài, tiết kiệm chi phí bảo trì.
  • Hiệu quả cao hơn đáng kể so với đèn sợi đốt (ít tốn năng lượng hơn 80% khi phát sáng).
  • Tỏa nhiệt ít hơn rất nhiều so với đèn sợi đốt.
  • Sản sinh cực kỳ ít hoặc không có tia hồng ngoại và tia cực tím, điều này làm giảm tối thiểu nguy cơ phát cháy.
  • Chuyển đổi trạng thái bật/tắt đèn nhanh hơn các loại đèn khác và khả năng hư hỏng do bật/tắt liên tục thấp hơn rất nhiều.
  • Đèn Led thường có cấu trúc cứng cáp hơn, khó bị vỡ hơn các loại đèn khác.
  • Chúng thân thiện với môi trường hơn bất cứ loại đèn nào, không thải ra khí CO2, không chứa bất kỳ vật liệu độc hại nào trong sản xuất.
  • Đa dạng màu sắc ánh sáng.

Nhược điểm của đèn Led:

  • Các sản phẩm đèn công nghệ Led thường đắt tiền hơn để mua, nhưng hiện nay nhu cầu về dòng thiết bị này đang tăng cao nên giá thành của chúng đang giảm dần hàng năm.
  • Dễ hư hỏng trong điều kiện nhiệt độ cao.
  • CRI không phải lúc nào cũng tốt như đèn sợi đốt hoặc halogen, nhưng vấn đề này đang dần được cải thiện tốt hơn.
  • Lượng sáng và chất lượng màu sắc có thể bị giảm theo tuổi thọ của đèn (đây là nhược điểm mà loại bóng đèn nào cũng có).
  • Đây là công nghệ chiếu sáng được cho là mới nhất, nên việc tìm kiếm được các thông số kỹ thuật và lời khuyên chính xác có thể sẽ khó khăn với bạn.

Trên đây là toàn bộ thông tin về đèn Led, hi vọng bài viết hữu ích cho bạn!

Tham khảo: 8 ứng dụng của đèn led trong cuộc sống ngày nay