Hay una discusión en línea y muchas personas dicen que los LED se calentarán más que los halógenos.
Una persona respondió que la potencia de un faro halógeno general es de 55 kW, la potencia de un faro LED Philips H7 es de 25 kW, el brillo de un faro halógeno es de 1000 lúmenes y el brillo de un faro LED es de 6000 lúmenes. ¿Una lámpara con mayor potencia y menor brillo se calentará más que una lámpara con menor potencia y mayor brillo? Esto no se ajusta a la ley de conservación de la energía, ¿verdad?
CoolMotor cree que una lámpara con mayor potencia y menor brillo no se calentará más que una lámpara con menor potencia y mayor brillo, lo que no se ajusta a la ley de conservación de la energía.
La conclusión es correcta, pero el proceso de resolución de problemas es incorrecto.
Permítame intentar explicar la lógica del interrogador en principio:
Ya sea una lámpara LED, una lámpara de xenón o una lámpara halógena, todas son lámparas eléctricas, es decir, dispositivos que convierten la energía eléctrica en energía luminosa. La unidad de energía es el julio (J) y la unidad de potencia es el vatio (W). 1 vatio = 1 julio/1 segundo, lo que significa que la potencia es el trabajo realizado por 1 julio de energía en 1 segundo, por eso se llama potencia.
Cuanto mayor sea la potencia, más energía consumirá el dispositivo. Por ejemplo: "La potencia de un faro halógeno general es de 55W, y la potencia de un faro Led Philips H7 es de 25W", entonces la lámpara halógena consume más electricidad y debería realizar más trabajo, pero de hecho el flujo luminoso emitido por la lámpara halógena es menor que el de la lámpara LED. Según la ley de conservación de la energía, la energía extra utilizada no desaparecerá de la nada, sino que inevitablemente se convertirá en otras formas de energía.
La respuesta anterior explica lo que dijo el internauta: una lámpara de alta potencia y bajo brillo no generará más calor que una lámpara de baja potencia y brillante, lo que no se ajusta a la ley de conservación de energía, por lo que se cree que los faros LED deberían generar menos calor que las lámparas halógenas.
Esta conclusión es correcta, pero el proceso de conclusión es incorrecto. Porque las siguientes razones también pueden causar alta potencia y bajo brillo:
El ojo humano tiene diferente sensibilidad a la luz de diferentes temperaturas de color y longitudes de onda (es decir, colores).
El ojo humano sólo puede reconocer la luz visible, y la luz invisible convertida no se incluye en el flujo luminoso.
1. El ojo humano tiene diferente sensibilidad a la luz de diferentes temperaturas de color y longitudes de onda (es decir, colores).
Esto hace que la luz de la misma potencia pero con diferentes temperaturas de color o colores parezca tener diferente brillo para el ojo humano, lo que da como resultado una situación en la que la potencia de radiación es alta y el flujo luminoso es bajo. Para que el flujo luminoso sea coherente con los sentimientos intuitivos de las personas, la función visual se incluye en la conversión del flujo luminoso. Sin embargo, el flujo luminoso de 3000K es mucho menor que el de 6500K, lo que está en línea con la percepción real del ojo humano. Sucede que la temperatura de color de las lámparas halógenas es de sólo unos 3000 K, mientras que la mayoría de los faros LED son de 6500 K. Esto también explica por qué los faros LED rara vez tienen temperaturas de color bajas, porque reducir la temperatura de color reducirá en gran medida el flujo luminoso.
2. El ojo humano sólo puede reconocer la luz visible, y la luz invisible convertida no se incluye en el flujo luminoso.
La luz es una onda electromagnética con una frecuencia muy amplia, y el ojo humano sólo puede reconocer (ver) ondas electromagnéticas con una frecuencia de 380 a 800 nm, comúnmente conocidas como luz visible. Las ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias son captadas por nuestros ojos como diferentes colores. Como sabemos anteriormente, la unidad de flujo luminoso está vinculada a la función visual. Si la fuente de luz produce mucha luz invisible, como rayos infrarrojos y ultravioleta, entonces estas obras no se contabilizarán en el flujo luminoso, pero sí consumirán energía.
Entonces, ¿por qué es correcta la conclusión de que “las lámparas LED con la misma potencia generan menos calor que las lámparas halógenas”?
El internauta mencionó en la cita: la diferencia entre fuentes de luz caliente y fuentes de luz fría; resolví la lógica general de esta respuesta:
La tasa de conversión electroóptica de las fuentes de luz fría es del 30%, pero casi toda la luz emitida es luz visible, por lo que la energía restante se convierte en energía térmica, por lo que generará calor; la tasa de conversión electroóptica de las lámparas incandescentes (lámparas halógenas) es del 2%, pero una parte considerable se convierte en luz infrarroja invisible, por lo que las fuentes de luz fría en realidad no son frías.
De hecho, la primera mitad se utiliza para explicar la razón por la cual las fuentes de luz fría generan calor, lo cual es correcto, pero se equivoca al utilizar fuentes de luz calientes como comparación para dar un contraejemplo, porque olvidó la definición de fuentes de luz calientes: las fuentes de luz calientes son fuentes de luz excitadas por energía térmica. Es decir, el principio de emisión de luz de las lámparas LED y las lámparas halógenas es completamente diferente. La razón por la que las lámparas halógenas pueden emitir luz es porque están calientes. Cuanto más caliente esté el filamento, mayor será la temperatura de color y mayor el flujo luminoso, que es la llamada radiación de cuerpo negro; y el principio de emisión de luz de las lámparas LED es simple: cuando la unión P/N en la estructura se llena de corriente, irradiará energía en forma de luz. No necesita calor propio para emitir luz. Por el contrario, el material utilizado para construir la unión P/N no es resistente a altas temperaturas. Cuando la temperatura es alta, provocará el colapso de la unión P/N. Por eso las lámparas LED tienen mucho miedo al calor. Con la tecnología actual, las lámparas LED se dañarán cuando la temperatura de la unión supere los 150 ℃.
¿Sabes por qué los LED necesitan ventiladores para disipar el calor, pero las lámparas halógenas no?
Como los LED temen al calor, los halógenos no temen al calor, por eso las lámparas LED están equipadas con ventiladores. No es que los LED sean más calientes que los halógenos y el xenón, sino que las propias lámparas LED no son resistentes a altas temperaturas.