Paradoks la nan efikas ki ap dirije kouri cho

Li se yon obsèvasyon komen ki puzzle anpil konsomatè e menm kèk pwofesyonèl: ki ap dirije lanp yo selebre pou efikasite enèji enkwayab yo, men apre yo fin yo te sou pou yon ti tan, lavabo chalè yo vin endemanablman cho manyen la. Si yon ki ap dirije ap ekonomize anpil elektrisite konpare ak yon anpoul enkandesan fin vye granmoun, poukisa li toujou jenere anpil chalè? Paradoks sanble sa a se youn nan kesyon yo poze pi souvan nan mond lan ekleraj. Repons lan se pa nan enèji total ki boule, men nan fizik debaz ki jan limyè pwodui ak ki jan li pa pwodwi. Pou konprann poukisa yon 15-watt ki ap dirije ka santi tankou cho tankou yon enkandesan 60-Watt yon fwa te fè, nou bezwen fouye nan konsèp yo nan efikasite konvèsyon limyè, diferan fòm enèji (limyè ak chalè) ak wòl kritik nan jesyon tèmik nan elektwonik modèn. Gid konplè sa a pral debouche mistè a nan chalè ki ap dirije, eksplike syans la nan tèm senp ak mete aksan sou poukisa dissipation chalè apwopriye se pa yon defo, men yon karakteristik nan bon jan kalite ki ap dirije konsepsyon.

Ki jan efikas limyè dirije konpare ak teknoloji ki pi gran?

Yo nan lòd yo apresye pwodiksyon an chalè nan yon dirije, nou dwe premye konpare efikasite li yo ak predesesè li yo: lanp fluoresan enkandesan ak kontra enfòmèl ant (CFL). Metrik estanda pou sa a se efikasite lumineuz, mezire an lumèn pou chak watt (lm/W), ki di nou konbyen limyè vizib nou jwenn pou chak inite elektrisite konsome. Tradisyonèl anpoul enkandesan notwar inefikas. Yon lanp enkandesan tipik gen yon efikasite lumineux sèlman sou 15 a 18 lumèn pou chak watt. Sa vle di ke pou yon anpoul 60W, yon gwo kantite enèji - plis pase 95% - konvèti dirèkteman nan chalè (radyasyon enfrawouj), ak sèlman yon ti fraksyon, alantou 3%, aktyèlman pwodwi limyè vizib nou wè. CFLs, oswa anpoul ekonomize enèji, te yon gwo etap pi devan, reyalize yon efikasite nan alantou 50 a 60 lumèn pou chak watt. Yo konvèti sou 20-25% nan elektrisite a nan limyè vizib, ki se poukisa yo kouri pi fre pase enkandesan pou pwodiksyon an limyè menm. Sepandan, poul yo se chanpyon aktyèl la nan efikasite. Segondè bon jan kalite ki ap dirije lanp kounye a woutin reyalize efikasite nan 130 a 160 lumèn pou chak watt oswa menm pi wo. Sa vle di yo konvèti apeprè 30% a 40% nan enèji elektrik la nan limyè vizib. Sa a se yon amelyorasyon remakab, men li toujou kite yon gwo pòsyon - 60% a 70% - nan enèji a ki dwe ale yon kote, e ke "yon kote" se sitou chalè.

Poukisa 15-Watt ki ap dirije jwenn cho si li se konsa efikas?

Sa a se nwayo a nan paradoks la. 15 watt ki ap dirije ki pwodui limyè a menm jan ak 60 watt enkandesan se klèman pi efikas. Sepandan, kle a se gade nan konsantrasyon chalè dezè a. Anpoul la enkandesan, konsome 60 wat, jenere yon masiv 57 wat nan chalè fatra, men chalè sa a se gaye sou yon gwo zòn sifas (anpoul an vè a tout antye) epi, esansyèlman, se emèt kòm radyasyon enfrawouj. Sa a chalè enfrawouj vwayaje lwen anpoul la, chofe sal la, men se pa nesesèman fè sifas la nan anpoul la tèt li ekstrèmman cho nan yon kote konsantre, men li se toujou trè cho. 15 watt ki ap dirije, nan lòt men an, jenere anpil mwens chalè dechè total - sou 10 wat (depi 5 wat te vin limyè). Pwoblèm lan se ke sa a 10 wat nan chalè pwodwi nan yon ti chip semi-conducteurs, pi piti pase yon klou Sa a kreye yon flux chalè trè wo, oswa konsantrasyon nan enèji tèmik, nan yon zòn ministik. Si chalè sa a entans, konsantre pa rapidman trase lwen chip la, tanperati a nan junction la ki ap dirije pral wochèt nan segonn, sa ki lakòz domaj imedyat ak echèk. Se poutèt sa, koule a chalè ou santi w sou yon lanp ki ap dirije se yon temwayaj nan siksè li nan rale chalè ki konsantre lwen elektwonik la delika ak dissipation li nan lè a ki antoure. Koule chalè a ap fè travay li ak lefèt ke li santi l cho vle di ke sistèm nan jesyon tèmik ap travay pou pwoteje dirije a.

Ki sa ki nan syans la dèyè Jenerasyon chalè ki ap dirije?

Chalè ki te pwodwi pa yon ki ap dirije se pa yon byproduct nan pwodiksyon limyè efikas nan menm fason an li se pou yon enkandesan. Nan yon anpoul enkandesan, chalè (radyasyon enfrawouj) se yon pati entegral nan pwosesis la jenerasyon limyè; Se filaman an chofe jiskaske li lumineux, pwodui yon spectre lajè ki gen ladan tou de limyè vizib ak yon gwo kantite enfrawouj envizib. Poul travay sou yon prensip konplètman diferan yo rele electroluminescence. Lè yon kouran elektrik pase nan yon materyèl semi-conducteurs (dyòd la), li eksite elektwon. Lè elektwon sa yo retounen nan eta nòmal yo, yo lage enèji nan fòm foton - patikil limyè. Koulè aoswa longèdonn nan limyè sa a detèmine pa pwopriyete yo nan materyèl la semi-conducteurs. Pwosè sa a se intrinsèkman pi plis efikas nan pwodwi limyè vizib. Sepandan, li pa 100% efikas. Mouvman an nan elektwon nan semi-conducteurs la tou rankontre rezistans, yon fenomèn ke yo rekonèt kòm rezistans elektrik. Rezistans sa a, ansanm ak lòt pwosesis recombination ki pa radyasyon nan materyèl la, konvèti yon pòsyon nan enèji elektrik la dirèkteman nan chalè (phonons oswa Vibration lasai) nan chip la ki ap dirije tèt li. Sa a rele chofaj Joule Se konsa, pandan ke mekanis la pwodiksyon limyè se efikas, fizik la inevitabl nan deplase elektrisite nan yon materyèl jenere chalè nan sous la.

Poukisa poul pa ka jis gaye chalè tankou anpoul enkandesan?

Sa se yon distenksyon enpòtan ant ansyen ak nouvo teknoloji ekleraj Anpoul enkandesan opere nan tanperati ekstrèmman wo (filaman an ka rive jwenn plis pase 2500 ° C). Nan tanperati sa yo, yo emèt yon gwo pòsyon nan enèji yo kòm radyasyon enfrawouj, ki se yon fòm limyè ke nou santi nou tankou chalè. Sa se yon fason trè efikas pou transfere enèji lwen sous la san yo pa bezwen yon kondiktè fizik. Chalè a tou senpleman radiye nan glas la ak nan anviwònman an. Poul yo, sepandan, yo fèt yo opere nan tanperati pi ba anpil, tipikman ak yon tanperati junction maksimòm nan alantou 85 ° C a 150 ° C. Nan tanperati sa yo relativman ba, yo pa emèt gwo radyasyon enfrawouj. Chalè ki te pwodwi nan chip la ki ap dirije pa ka chape soti nan radyasyon lwen; Li dwe fè lwen nan kontak fizik. Sa a se kote koule chalè a vini nan. Se chip la ki ap dirije monte sou yon materyèl koòdone tèmik, ki se tache nan yon nwayo metal enprime tablo sikwi (MCPCB), ki se Lè sa a, tache ak yon gwo koule chalè metal. Chemen sa a tout antye fèt pou fè chalè a lwen chip la nan materyèl solid. Koule chalè a Lè sa a, sèvi ak gwo sifas li yo ak najwar transfere chalè sa a nan lè a pa konveksyon. Se konsa, poul pa "kouri cho" nan menm fason an kòm enkandesan; yo jenere mwens chalè total, men ke chalè konsantre ak mande pou yon chemen sofistike, Enjenieri yo sove, ki se poukisa yon gwo, souvan cho, koule chalè se yon karakteristik nesesè nan nenpòt ki gwo pouvwa dirije lanp.

Kisa k ap pase si yon ki ap dirije vin twò cho?

Chalè se nimewo yon sèl lènmi nan pèfòmans ki ap dirije ak lonjevite Kontrèman ak anpoul enkandesan, ki fail dramatikman, poul degrade grasyeus, men chalè akselere degradasyon sa a exponentielle. Efè ki pi imedyat nan chalè twòp se yon rediksyon nan pwodiksyon limyè, fenomèn ke yo rekonèt kòm depresyasyon lumen. Kòm tanperati a nan junction ki ap dirije a leve, efikasite entèn li yo nan quantum gout, sa vle di li pwodwi mwens foton pou menm kantite aktyèl elektrik. Sa a se poukisa ou ta ka remake yon lanp ki ap dirije dim yon ti kras jan li chofe. Plis kritik, tanperati ki wo soutni lakòz domaj pèmanan. Chalè a ka degrade kouch fosfò ki itilize nan poul blan konvèti limyè ble nan spectre plen, sa ki lakòz yon chanjman nan tanperati koulè sou tan. Ka materyèl semi-conducteurs tèt li dwe domaje, sa ki lakòz rezistans ogmante ak plis jenerasyon chalè nan yon sik destriktif. Lyen ki kenbe chip la ki ap dirije nan substra li yo ka febli, sa ki lakòz echèk fizik. Alafen, pòv jesyon tèmik ka diminye lavi a nan yon ki ap dirije soti nan 50,000 + èdtan potansyèl li yo desann nan jis yon kèk mil èdtan, negatif avantaj prensipal li yo. Sa a se poukisa manifaktirè envesti anpil nan konsepsyon tèmik, asire ke koule a chalè se gwosè ase ak ke gen yon chemen klè, ki ba-rezistans pou chalè koule lwen chip la sansib.

Ki jan yo jere ak dissipation chalè nan sistèm ki ap dirije

Efikas jesyon tèmik se pa yon afterthought nan konsepsyon ki ap dirije; Li se yon pati fondamantal nan pwosesis la Jeni. Li enplike nan yon apwòch milti-etap pou avanse pou pi chalè soti nan junction nan lè a anbyen. Premye etap la se kondiksyon. Se chip la ki ap dirije soude oswa kole nan yon substra, souvan lè l sèvi avèk yon "materyèl koòdone tèmik" ranpli twou vid lè mikwoskopik ki ta otreman izole chalè a. Substra sa a se tipikman yon Metal Nwayo Enprime Awondisman Komisyon Konsèy (MCPCB), ki gen yon kouch mens nan materyèl dyelèktrik sou yon baz aliminyòm oswa kwiv, ki pèmèt chalè gaye byen vit. Soti nan MCPCB la, chalè a deplase nan koule chalè a. Koule chalè a se pati ki pi vizib nan sistèm nan jesyon tèmik. Konsepsyon li se kritik Li se tipikman te fè nan aliminyòm, ki se lejè ak gen bon konduktiviti tèmik, epi li te fòme ak anpil najwar oswa broch. Sa yo najwar dramatikman ogmante sifas la an kontak ak lè a. Dènye etap la se konveksyon, kote chalè a transfè soti nan najwar yo nan lè a k ap deplase. Nan anpil koule chalè pasif, sa a depann sou koule lè natirèl, kote lè cho monte epi li se ranplase pa lè pi fre. Pou poul-wo poul, tankou sa yo itilize nan limyè inondasyon estad la, refwadisman pasif se ensifizan, se konsa refwadisman aktif ak fanatik yo itilize pou fòse lè a sou najwar yo, anpil ogmante transfè chalè konvektif. Kèk sistèm avanse menm itilize tiyo chalè oswa refwadisman likid pou deplase chalè menm pi efikas.

Ki wòl koule chalè jwe nan pèfòmans ki ap dirije?

Koule chalè a se joui eleman ki pi kritik nan yon lanp dirije apre chip la dirije tèt li. Travay li se bay yon gwo volim nan materyèl yo absòbe batman kè chalè a ak yon gwo zòn sifas yo dissipe li. Gwosè a, materyèl ak jeyometri nan koule a chalè dirèkteman detèmine kapasite lanp lan pou kenbe yon tanperati opere ki an sekirite. Yon ti koule chalè ki lejè ta ka pi bon mache fabrike, men li pral byen vit vin satire ak chalè, ki mennen nan tanperati a jonksyon ki ap dirije segondè, pwodiksyon limyè redwi ak lavi pi kout. Yon ki byen fèt, jenere gwosè koule chalè, menm si li ajoute nan pri a ak pwa nan aparèy la, asire ke ki ap dirije a ka opere nan efikasite ki fèt li yo ak dènye pou lavi plen rated li yo. Fin koule chalè a dwe fèt tou pou pèmèt pou koule lè gratis, kidonk yo pa ta dwe mete twò pre ansanm, ak anviwònman an enstalasyon lanp lan dwe pèmèt vantilasyon. Kouvri yon lanp ki ap dirije oswa enstale li nan yon aparèy ki fèmen, san vantilasyon ka grangou koule chalè a nan lè fre, ki lakòz dirije a chofe. Se poutèt sa, lè w ap chwazi yon pwodwi ki ap dirije, bon jan kalite a ak gwosè nan koule chalè li yo se endikatè dirèk nan angajman manifakti a nan pèfòmans ak lonjevite. Yon koule chalè cho se yon siy ke li se efektivman rale chalè lwen chip la; Yon koule chalè fre ta ka vle di chalè a bloke andedan, ki se yon resèt pou echèk bonè.

Chalè ak efikasite atravè teknoloji ekleraj

Yo nan lòd yo visualize diferans ki genyen nan jenerasyon chalè ak efikasite, tablo sa a konpare yon 60W enkandesan, yon CFL 15W ak yon 12W ki ap dirije, tout pwodwi apeprè menm kantite limyè (alantou 800 lumèn).

Konparezon sa a montre evidamman ke pandan y ap poul pwodwi chalè a pi piti total, metòd la nan dissipation chalè (kondiksyon nan koule chalè) se sa ki fè yo santi yo cho manyen an, yon siy nan efikas jeni tèmik.

Ki sa ki lavni an kenbe pou efikasite ki ap dirije ak chalè?

Vwayaj la nan teknoloji ki ap dirije se byen lwen soti nan plis pase Chèchè yo ak enjenyè ap travay toujou amelyore efikasite debaz la nan poul yo, pouse limit yo nan sa ki posib. Koulye a, menm pi bon poul yo sèlman konvèti sou 30-40% nan enèji elektrik nan limyè vizib. Rès la pèdi kòm chalè. Gen yon gwo pouse syantifik pou konprann ak elimine pwosesis recombinasyon ki pa radyasyon nan semi-conducteurs la ki lakòz pèt sa yo. Pwogrè nan syans materyèl, tankou itilize nitrure galyòm sou substrats Silisyòm ak nouvo quantum dot teknoloji, pwomèt pou ogmante entèn quantum efikasite nan LED. Maksimòm teyorik pou yon ki ap dirije blan se pi wo anpil, ki ka depase 50% oswa menm 60% efikasite. Kòm efikasite sa a amelyore, mwens enèji pral konvèti nan chalè pou menm kantite limyè. Sa vle di kap vini ki ap dirije yo pral mande pou pi piti, mwens masiv koule chalè jere chaj la tèmik redui. Nou deja wè tandans sa a ak devlopman nan chip-sou-komisyon konsèy (COB) ki ap dirije ak chofè pi efikas. Objektif final la se yon sous limyè ki konvèti a vas majorite de enèji li yo nan limyè a nou wè, ak chalè yo te yon byproduct minè. Jouk jou sa a, konprann ak respekte bezwen yo jesyon tèmik nan teknoloji aktyèl ki ap dirije se kle a jwi lavi long li yo ak benefis ekonomize enèji.

Kesyon yo poze souvan sou chalè ki ap dirije

Èske li nòmal pou yon anpoul ki ap dirije yo dwe cho manyen la?

Wi, li se parfe nòmal pou baz la oswa koule chalè nan yon anpoul ki ap dirije yo santi yo cho oswa menm cho. Sa a endike ke koule a chalè se avèk siksè rale chalè lwen chip la ki ap dirije. Sepandan, li pa ta dwe tèlman cho ke li lakòz doulè lè manyen yon ti tan. Si li se twòp cho, li ka nan yon aparèy fèmen ak vantilasyon pòv oswa anpoul la ka defo.

Èske yon anpoul ki ap dirije lakòz dife?

Pandan ke anpoul ki ap dirije opere nan tanperati pi ba anpil pase anpoul enkandesan, yo ka toujou poze yon risk dife si yo nan bon jan kalite pòv, gen yon chofè defektye, oswa yo itilize nan yon fason ki anpeche dissipation chalè. Pou egzanp, kouvri yon anpoul ki ap dirije ak izolasyon oswa itilize li nan yon aparèy ki fèmen, ki pa ayere pou ki li pa rated ka lakòz li chofe. Toujou swiv enstriksyon manifakti a epi gade pou pwodwi sètifye.

Kouman mwen ka fè limyè dirije mwen dire pi lontan?

Pi bon fason pou yon ekstansyon pou lavi limyè dirije ou se jere chalè yo. Asire w ke yo enstale nan aparèy ki pèmèt pou yon sikilasyon lè ase alantou koule chalè a. Pa fèmen yo nan ti espas ki pa vantile sof si yo espesyalman rated pou objektif sa a. Chwazi bon jan kalite ki ap dirije soti nan manifaktirè bon repitasyon, ki se natirèlman gen pi bon konsepsyon tèmik, tou kle nan lonjevite