Há uma discussão online e muitas pessoas dizem que os LEDs vão ficar mais quentes do que os halogéneos?
Uma pessoa respondeu que a potência de um farol de halogéneo geral é de 55 kW, a potência de um farol LED Philips H7 é de 25 kW, o brilho de um farol de halogéneo é de 1.000 lúmens e o brilho de um farol LED é de 6.000 lúmens. Uma lâmpada com maior potência e menor brilho ficará mais quente do que uma lâmpada com menor potência e maior brilho? Isto não está de acordo com a lei da conservação da energia, pois não?
A CoolMotor acredita que uma lâmpada com maior potência e menor brilho não ficará mais quente do que uma lâmpada com menor potência e maior brilho, o que não está em conformidade com a lei de conservação de energia.
A conclusão está correta, mas o processo de resolução de problemas está errado
Permitam-me tentar explicar a lógica do questionador em princípio:
Seja uma lâmpada LED, uma lâmpada de xénon ou uma lâmpada de halogéneo, todas são lâmpadas elétricas, ou seja, dispositivos que convertem energia elétrica em energia luminosa. A unidade de energia é o joule (J) e a unidade de potência é o watt (W). 1 watt = 1 joule/1 segundo, o que significa que a potência é o trabalho realizado por 1 joule de energia em 1 segundo, por isso é que se chama potência.
Quanto maior for a potência, mais energia consome o dispositivo. Por exemplo: “A potência de um farol de halogéneo geral é de 55W, e a potência de um farol Philips H7 Led é de 25W”, logo a lâmpada de halogéneo consome mais eletricidade e deveria fazer mais trabalho, mas na verdade o fluxo luminoso emitido pelo halogéneo a lâmpada é inferior à da lâmpada LED. De acordo com a lei da conservação da energia, a energia extra utilizada não desaparecerá do nada, mas será inevitavelmente convertida noutras formas de energia.
A resposta acima explica o que o internauta disse: uma lâmpada de alta potência e baixo brilho não gerará mais calor do que uma lâmpada brilhante de baixa potência, o que não está em conformidade com a lei da conservação de energia, por isso acredita-se que os faróis LED devem gerar menos calor do que as lâmpadas de halogéneo.
Esta conclusão está correta, mas o processo de conclusão está incorreto, porque os seguintes motivos também podem causar alta potência e baixo brilho:
O olho humano tem sensibilidade diferente à luz de diferentes temperaturas de cor e comprimentos de onda (i.e., cores)
O olho humano apenas consegue reconhecer a luz visível, e a luz invisível convertida não está incluída no fluxo luminoso
1. O olho humano tem sensibilidade diferente à luz de diferentes temperaturas de cor e comprimentos de onda (i.e. cores)
Isto faz com que a luz com a mesma potência, mas com diferentes temperaturas de cor ou cores pareçam diferentes em brilho ao olho humano, resultando numa situação em que a potência de radiação é elevada e o fluxo luminoso é baixo. Para tornar o fluxo luminoso consistente com os sentimentos intuitivos das pessoas, a função visual está incluída na conversão do fluxo luminoso. No entanto, o fluxo luminoso de 3000 K é muito inferior ao de 6500 K, o que está de acordo com a percepção real do olho humano. Acontece que a temperatura de cor das lâmpadas de halogéneo é de apenas cerca de 3.000 K, enquanto a maioria dos faróis LED é de 6.500 K. Isto também explica porque é que os faróis LED raramente têm temperaturas de cor baixas, porque a diminuição da temperatura de cor reduzirá consideravelmente o fluxo luminoso.
2. O olho humano apenas consegue reconhecer a luz visível, e a luz invisível convertida não está incluída no fluxo luminoso
A luz é uma onda electromagnética com uma frequência muito ampla, sendo que o olho humano apenas consegue reconhecer (ver) ondas electromagnéticas com uma frequência de 380 a 800 nm, vulgarmente conhecidas por luz visível. Ondas eletromagnéticas de diferentes frequências são captadas pelos nossos olhos como cores diferentes. Como sabemos acima, a unidade de fluxo luminoso está ligada à função visual. Se a fonte de luz produzir muita luz invisível, como os raios infravermelhos e ultravioleta, estas obras não serão contabilizadas no fluxo luminoso, mas consomem energia.
Então porque é que a conclusão de que "as lâmpadas LED com a mesma potência geram menos calor que as lâmpadas de halogéneo" está correcta?
O internauta mencionado na citação: a diferença entre fontes de luz quente e fontes de luz fria; Resolvi a lógica geral desta resposta:
A taxa de conversão electro-óptica das fontes de luz fria é de 30%, mas quase toda a luz emitida é luz visível, pelo que a energia restante é convertida em energia térmica, gerando calor; a taxa de conversão electro-óptica das lâmpadas incandescentes (lâmpadas de halogéneo) é de 2%, mas uma parte considerável da mesma é convertida em luz infravermelha invisível, pelo que as fontes de luz fria não são, na realidade, frias.
Na verdade, a primeira metade é utilizada para explicar a razão pela qual as fontes de luz fria geram calor, o que está correto, mas ele está errado ao utilizar fontes de luz quente como comparação para dar um contra-exemplo, porque esqueceu-se da definição de fontes de luz quentes: as fontes de luz quente são fontes de luz excitadas por energia térmica. Ou seja, o princípio de emissão de luz das lâmpadas LED e das lâmpadas de halogéneo é completamente diferente. A razão pela qual as lâmpadas de halogéneo podem emitir luz é porque são quentes. Quanto mais quente for o filamento, maior será a temperatura da cor e maior será o fluxo luminoso, que é a chamada radiação do corpo negro; e o princípio de emissão de luz das lâmpadas LED é simples: quando a junção P/N na estrutura é preenchida com corrente, esta irá irradiar energia sob a forma de luz. Não necessita de calor próprio para emitir luz. Pelo contrário, o material utilizado para construir a junção P/N não é resistente a altas temperaturas. Quando a temperatura for elevada, a junção P/N entrará em colapso. Por isso, as lâmpadas LED têm muito medo do calor. Com a tecnologia atual, as lâmpadas LED serão danificadas quando a temperatura da união exceder os 150°C.
Sabe porque é que os LEDs precisam de ventoinhas para dissipar o calor, mas as lâmpadas de halogéneo não?
Como os LED têm medo do calor, os halogéneos não têm medo do calor, pelo que as lâmpadas LED estão equipadas com ventoinhas. Não é que os LED sejam mais quentes que os halogéneos e o xénon, mas que as próprias lâmpadas LED não são resistentes a altas temperaturas.