mast1.jpg

מקורות אור מלאכותיים

תאורה מלאכותית המבוססת על מקור האנרגיה החשמלית החלה להתפתח בסוף המאה התשע עשרה ובראשית המאה העשרים. המאמץ הטכנולוגי בפיתוח האור המלאכותי הוא בניסיון להפיק הארה שתדמה תחושת ראיה של אור היום הטבעי (אור השמש). הארה מלאכותית נמדדת ב-2 מדדים – ספקטרום התדרים הייחודי של המקור ועצמת ההארה הנמדדת ביחידות הארה (לומן - lumen). ניתן לאפיין שלוש קבוצות עיקריות של תאורה מלאכותית, בהתאם לדור פיתוחה והטכנולוגיה שאפשרה אותה.   

אור השמש חוף ים בשעות הערב

אור השמש
חוף ים בשעות הערב

 

דור ראשון - נורות המבוססות על ליבון תיל (להט, Incandescent Lamps), או על קשת;

נורת להט מודרנית סטנדרטית עשויה סליל תיל של מתכת דוגמת טונגסטן (W) הארוז במעטפת זכוכית המרוקנת מאוויר בוואקום גבוה. נורות להט פולטות אור נראה השייך לתחום הקרינה הבלתי מייננת ואינן פולטות, בדרך כלל, קרינה בתחום האולטרא-סגולה/ על סגולה (UV), אלא במקרים קיצוניים בהספקים גבוהים מאוד. כמו כן נורות מסוג זה פולטות קרינה בלתי מייננת בתחום האינפרה אדום שאינה נראית לעין ומורגשת כחום.

נורת הלוגן היא סוג של נורת להט במילוי מעט גז הלוגן כגון יוד (I), או ברום (Br), מכאן שמה.  היא פולטת אור נראה, ומעט אור אולטרה-סגול (UV).  קרינת UV זו, היא קרינה מייננת שעלולה לגרום, בחשיפה ממושכת, לכוויות ולהתפתחות סרטן עור, ולכן יש להימנע מחשיפה ממושכת בקרבה לאור נורת הלוגן.

נורת קשת פחם מורכבת משתי אלקטרודות של גלילי פחם המחוברות למתח חשמלי באוויר פתוח. נורה זו פולטת אור בתחום הנראה, ואף היא פולטת קרינה אולטרה-סגולה. בשל עצמתה הגבוהה אסור להביט ישירות אל מקור האור שלה.

    

נורת להט איכותית בסגנון אדיסון

נורת להט איכותית
בסגנון אדיסון

 

 

דור שני - נורות המתבססות על פריקה בגז (Gas Discharge Lamps);

הארה פלואורסצנטית מבוססת על התפרקויות חשמליות של גז המובילות לפליטת פוטונים באנרגיה גבוהה (בדרך כלל של האולטרה סגול), הפוגעים בחומר הציפוי הפלואורסצנטי וגורמים לפליטת אור בתחום הנראה.

סוג הקרינה הנפלטת משפופרות פלואורסצנטיות ונורות פלואורסצנטיות קומפקטיות ((CFL כולל בנוסף לאור הנראה גם מעט קרינה בתחום האור האולטרה-סגול  (UV) - בתחום ה- UVAה-(315-380 ננומטר), ואף באורכי גל קצרים יותר (אנרגטיים יותר) בתחום ה- UVC.

את החשיפה לקרינת אולטרה-סגול מנורות CFL עם כספית ניתן להקטין על ידי הרחקתן מן המשתמש מרחק של כ-30 ס"מ ומעלה.

  

נורה פלואורסצנטית קומפקטית מסוג CFL

                                                                                                         נורה פלואורסצנטית קומפקטית מסוג CFL

 

 

דור שלישי דיודות פולטות אור (LED - light emitting diode);

דיודה פולטת אור עשויה מוליך למחצה שעבר אילוח (doping). זרם חשמלי העובר דרך הדיודה, גורם לעירור אטומים לרמות אנרגיה גבוהות. כאשר הם דועכים לרמות אנרגיה נמוכות יותר,  משתחררת אנרגיה בצורת פוטונים בתחום האור הנראה.

נורות LED  מפיקות אור בתחום האור הנראה ואינן פולטות קרינת אולטרה-סגול.

 

 

מנורות LED חדישות

מנורות LED חדישות

 

 

 

הניסיונות הראשונים ליצירת אור מלאכותי באמצעות חשמל החלו כ-40 שנה לפני שתומס אדיסון (Thomas Edison) רשם ב-1879 פטנט על נורת הלהט החשמלית שפיתח. גם מדענים אחרים ובכללם ויליאם סוייר (William Sawyer), ג'וזף סוואן (Joseph Swan) ואלבון מאן ((Albon Man היו מעורבים בפיתוח נורות הלהט החשמליות ואף רשמו פטנטים על גרסאות שונות שלה באותה תקופה. 

 

תומס אדיסון ממציא נורת הלהט - פסל שעווה

תומס אדיסון ממציא נורת הלהט - פסל שעווה

 

התאורה החשמלית המלאכותית שינתה לחלוטין את סדר היום האנושי. היא אפשרה שעות פעילות בשעות החשכה, שינוי בלוחות הזמנים של ימי העבודה, הרחבת שעות הבילוי והפעילות החברתית. היא נתנה דחיפה עצומה לשכלול מקורות אנרגיה והיקפם, לאור הצריכה המתעצמת ללא הרף, ובכך לפיתוח כלכלי, לאומי של מדינות שונות ובקנה מידה גלובלי.

 

ניתן לקרוא על ההיסטוריה של התפתחות מקורות התאורה המלאכותית, בהם הנורה החשמלית, התאורה הפלואורסצנטית ותאורת LED באתר משרד האנרגיה של ארצות הברית.

 

מקורות לתאורה מלאכותית נחלקים לשלוש קבוצות עיקריות: נורות ליבון תיל (להט) או קשת, נורות המתבססות על פריקה בגז ודיודות פולטות אור. אפיון איכות האור המופק בכל אחד ממקורות תאורה מלאכותיים אלו מבוסס על אפקט תחושת הראייה בעין האנושית והוא נמדד ב-2 מדדים – ספקטרום התדרים הייחודי של כל אחד מן המקורות ועצמת ההארה. עצמת הארה נמדדת ביחידות לומן (lumen) - עצמת אור נראה של מקור כפי שהוא נקלט בעין האנושית.

 

 

נורות תאורה מדורות שונים

נורות תאורה מדורות שונים

 

 

 

 

 

 

 

 

   

   

נורות להט סטנדרטיות, נורות הלוגן, נורות קשת וחומרים מיוחדים                           

נורת להט

נורת להט מודרנית סטנדרטית עשויה סליל תיל של מתכת דוגמת טונגסטן (W)  הארוז במעטפת זכוכית המרוקנת מאוויר בוואקום גבוה. לסליל התיל יש התנגדות חשמלית גבוהה. כאשר זורם זרם חשמלי בסליל התיל של הנורה, ההתנגשויות בין האלקטרונים ובין אטומי התיל, גורמות להתלהטותו וכתוצאה מכך נוצר אור. לעיתים, בכדי להאריך את חיי הנורה ולשמור על איכות האור, ממלאים את הנורה בגז אציל (למשל, ארגון) המקטין את נידוף החומר ממנו עשוי התיל (המתרחש כתוצאה מהתלהטות התיל).

 

נורות הלהט מיוצרות במגוון רחב של גדלים, מתחים והספקים של חשמל. יעילות נורת הלהט החשמלית בגרסה הבסיסית הסטנדרטית היא כ-4% והיא נחשבת בזבזנית מבחינה אנרגטית.  במרוצת השנים פותחו מקורות אור חשמליים חסכוניים יותר דוגמת, נורת הלוגן, הנורה הפלואורסצנטית, נורת LED ועוד. בשנים האחרונות, בעקבות העלייה במודעות לגבי הצורך לחסוך באנרגיה הן מטעמים כלכליים והן מטעמים של שמירת הסביבה, מדינות רבות אוסרות או מצמצמות את השימוש בנורות להט.

 

נורות להט עשויות תיל פחמן בסגנון ישן

נורות להט עשויות תיל פחמן בסגנון ישן

  

נורות להט מודרניות עשויות טונגסטן

נורות להט מודרניות עשויות טונגסטן

 

סוג הקרינה הנפלטת מנורת להט

נורת להט סטנדרטית פולטת אור נראה השייך לתחום הקרינה הבלתי מייננת ואינן פולטות, בדרך כלל, קרינה בתחום הקרינה האולטרה-סגולה (UV), אלא במקרים קיצוניים של הספקים גבוהים מאוד. ספקטרום הקרינה תלוי בחומרים מהם עשוי סליל המתכת של נורת הלהט. כמו כן נורות מסוג זה פולטות קרינה בלתי מייננת בתחום האינפרה אדום שאינה נראית לעין ומורגשת כחום.

 

נורת הלוגן

נורת הלוגן היא סוג של נורת להט העשויה, בדרך כלל, סליל תיל מטונגסטן (W)  במילוי מעט גז הלוגן כגון יוד (I), או ברום (Br) . גז ההלוגן מקטין את כמות פליטת אדי הטונגסטן (W)  מהתיל, וכך מתארך זמן החיים של הנורה ונשמרת איכות ההארה. מסיבה זו הנורה יכולה לפעול בטמפרטורה גבוהה יותר מזו של נורת להט סטנדרטית במילוי גז אציל, ובכך גדלה היעילות (עד כדי סדר גודל של 10% נוספים ויותר) בטמפרטורת הארה טובה יותר, שמשמעה גם נצילות גבוהה של ההספק החשמלי. תכונה זו מאפשרת שימוש בנורות הלוגן קטנות יחסית המשולבות במערכות תאורה קומפקטיות דוגמת זרקורים.

 

נורות הלוגן סטנדרטיות

נורות הלוגן סטנדרטיות

 

נורות הלוגן ספוט בחדר ישיבות

נורות הלוגן ספוט בחדר ישיבות

 

נורת הלוגן לתאורת חצר

נורת הלוגן לתאורת חצר

 

תאורת הלוגן באצטדיון ספורט

תאורת הלוגן באצטדיון ספורט

 

 

סוג הקרינה הנפלטת מנורת הלוגן

נורת ההלוגן פולטת אור נראה.  אחוז קטן מהקרינה הנפלטת הוא בתחום הקרינה האולטרה-סגולה (UV).  כיוון שחלק מהקרינה בתחום האולטרה-סגול היא קרינה מייננת (בדומה לחלק מאור השמש) שעלולה לגרום, בחשיפה ממושכת, לכוויות ולהתפתחות סרטן עור, יש להימנע מחשיפה ממושכת בקרבה לאור נורת הלוגן.

 

על מנת להקטין את פוטנציאל החשיפה לקרינה אולטרה-סגולה ניתן להשתמש בזגוגית נורה שעשוייה קוורץ שעורבב עם כמות מזערית של חומר בולע קרינה אולטרה-סגולה (בתהליך הנקרא אילוח, זיהום או סימום - doping), או בעיבוי אופטי. גישה אחרת היא לארוז את נורת ההלוגן במעטפת זגוגיתית המקטינה גם את הסיכויים לכוויה.

 

שימוש מכוון בנורות הלוגן הפולטות קרינה אולטרה סגולה בתחום ה-UVB נעשה לצרכים מדעיים או רפואיים, דוגמת טיפולי שיניים. 

 

לעיתים, נורות הלוגן הפועלות בטמפרטורה גבוהה, מתפוצצות. אחת הסכנות של השימוש בהן היא גרימת שרפות  כאשר הן ממוקמות בצמוד לחומרי בעירה, כגון בגגות של בתים העשויים מעץ. 

 

במשרד הארכיב הממשלתי האמריקאי, בפרק העוסק בשאלות ותשובות בנושאי בטיחות שונים, מוצגות המלצות בנוגע לשימוש בנורות הלוגן.

 

נורת קשת פחם

נורת קשת פחם מורכבת משתי אלקטרודות של גלילי פחם המחוברות למתח חשמלי באוויר פתוח, בדרך כלל,  תוך הגבלת הזרם החשמלי העובר ביניהן באמצעות התקן מגביל-זרם הקרוי נטל/משנק (ballast). המתח החשמלי בין האלקטרודות יוצר מצב של פלסמה באוויר שמאפשרת מעבר זרם חשמלי המלווה בפליטת אור. נורת קשת הפחם הומצאה בתחילת המאה ה-19 ושימוש מסחרי בה החל בשנת 1870 בתאורת רחוב ובמבנים גדולים. לנורת קשת פחם יעילות הארה טובה יותר מזו של נורת הלהט, אולם זמן החיים של אלקטרודות הפחם קצר יותר ומחייב טיפול מתאים. כיום השימוש בה מוגבל להתקנים כגון זרקורים, תאורת במה ופנסי יד.

 

קשת אור בין אלקטרודות גלילי פחם

קשת אור בין אלקטרודות גלילי פחם

 

סוג הקרינה הנפלטת מנורת קשת פחם

נורת קשת פחם פולטת אור בתחום הנראה, אולם היא גם פולטת קרינה אולטרה-סגולה. בשל עצמתה הגבוהה אסור להביט ישירות אל מקור האור שלה.

חזור

 

נורות פלואורסצנטיות, נורות פלואורסנציה קומפקטיות (CFL) ונורות דיודה (LED)

מהי פלואורסצנטיה?

הארה פלואורסצנטית באור הנראה מתקבלת, בדרך כלל, באחד משני האופנים הבאים:

  • תהליך בו פוטונים אנרגטיים, בעלי תדרים הגבוהים מן האור הנראה (למשל, קרינה אולטרה סגולה), נבלעים בחומרים מיוחדים (פלואורסצנטיים), ולאחר מכן מתקיימת פליטה ספונטנית של פוטונים בתחום התדרים של האור הנראה, בתוך זמן קצר (בדרך כלל כ-10 ננו-שניות).
  • התנגשויות של אלקטרונים אנרגטיים גורמות לעירור של אלקטרוני אטומים או מולקולות של חומרים מסוימים (פלואורסצנטיים). האלקטרונים המעוררים דועכים ספונטנית חזרה לרמות אנרגיה נמוכות, תהליך המלווה בפליטה של פוטונים בתחום התדרים של האור הנראה.

 

נורה פלואורסצנטית

תאורה פלואורסצנטית בתצורה של מנורה או שפופרת מבוססת על התפרקויות חשמליות של גז מיונן  (פלסמה). מנורות ושפופרות פלואורסצנטיות מכילות גזים אצילים (למשל, ארגון(Ar) , ניאון(Ne) , קריפטון(Kr) , קסנון(Xe) ), או תערובת של גזים אלו וכן חומרים דוגמת כספית(Hg) , נתרן(Na) , ותרכובות של מתכות וחומרים הלוגנים (קרויים Metal halides). נוסף על כך המנורה/השפופרת מכילה ציפוי פלואורוסצנטי פנימי.

 

תהליך ההארה מתרחש באופן הבא:

  1. החיבור החשמלי יוצר התנעה (סטרטר), האלקטרודות מתחממות ומתרחשת  פליטה תרמית של אלקטרונים
  2. המתח החשמלי בין האלקטרודות מאיץ את האלקטרונים התרמיים הגורמים עירור או יינון ישיר של אטומי הכספית (או חומר אחר הנמצא בשפופרת או בנורה). בנוסף, מתקיים יינון עקיף (יינון פנינג, Pening ionization): אטומי הגז האציל (או תערובת הגזים) בשפופרת, המעוררים ע"י האלקטרונים התרמיים (שמואצים בשדה החשמלי), מעבירים אנרגיה בהתנגשויות אל אטומי הכספית. אנרגיה זו גורמת לעירור או יינון אטומי הכספית. בכך גדלה כמות אטומי הכספית המעוררים לרמות אנרגיה גבוהות.
  3. אטומי הכספית(Hg)  המעוררים לרמות אנרגיה גבוהות עוברים דעיכה אלקטרונית ספונטנית לרמות אנרגיה נמוכות. דעיכה זו מלווה בפליטת קרינה אולטרה-סגולה, בעיקר באורכי גל 253.7 ו- 185 ננומטר (ובחומרים אחרים, בהתאם לאורכי הגל התואמים את תכונותיהם האלקטרוניות).
  4. הקרינה האולטרה-סגולה שנוצרת בשפופרת, פוגעת בחומר הציפוי הפלואורסצנטי, גורמת לעירור אטומי חומר זה ומלווה בפליטה ספונטנית של אור בתחום הנראה.

הצבעים הנראים של ספקטרום ההארה הנפלט מהנורות הפלואורסצנטיות תלוי בתכונות האטומיות של חומר הציפוי הפלואורסצנטי. עירוב של קווי צבע מתאים, בתלות בחומרים הפלואורסצנטיים גורם לתחושות צבע שונות , כגון צבע "לבן", צבע "חם" וכדומה בהתאם לסוג החומר הפלואורסצנטי.

 

 
 

נורה פלואורוצנטית עם סטרטר אלקטרוני

נורה פלואורסצנטית עם סטרטר אלקטרוני

 

תאורה פלואורצנטית טיפוסית

תאורה פלואורסצנטית טיפוסית

 

תאורה פלואורוצנטית - תחנת רכבת תחתית

תאורה פלואורצנטית - תחנת רכבת תחתית

 

תאורת משרד פלואורוצנטית

תאורת משרד פלואורוצנטית

 

סוג הקרינה הנפלטת ממנורות ושפופרות פלואורסצנטיות

לאור הפלואורסצנטי קווים ספקטראליים (תדרים של אור מסוימים) האופייניים לתערובת הגזים ולחומרי הציפוי בהם משתמשים במנורות ובשפופרות. קרינת האולטרה-סגול של הקווים הספקטראליים, היא על פי רוב בתחום של 380 – 420 ננומטר ומוגדרת כ-UVA. ישנם מקרים של קרינת אולטרה-סגול גם באורכי גל קצרים יותר -  בתחומים UVB ו-UVC, למשל כאשר משתמשים באדי כספית אשר אינם נבלעים בציפוי הפלואורסצנטי. בדרך כלל, ניתן למנוע פליטה של קרינת אולטרה-סגול באורכי גל קצרים אם מצפים את השפופרות והמנורות בחומר זרחני (פוטו-לומינסנציה), שבולע את הקרינה האולטרה-סגולה ומאפשר פליטה של פוטונים פחות אנרגטיים.

 

להלן, פירוט מעט מן הקווים הספקטראליים, של אור פלואורסצנטי הנפלט ממקורות של חומרים זרחניים (על פי ספקטרו-פוטומטריה). הנתונים ביחידות ננומטר (nm): 

כספית(Hg):  

436.6, 546.5, 577.7, 580.2
 

חומרים המכילים טרביום -  LaPO4:Ce3+,Tb3+) LAP , (CeMgAl11O19:Tb3+) CAT): 

587.7, 542.4, 577.7, 580.2, 580.0
 

תחמוצת איטריום אירופיום (Eu+3:Y2O3): 

 587.6, 593.4, 599.7, 611.6
 

ארגון (Ar):

 760.0, 811.0

 

לעיתים, הציפוי אינו אחיד, או שהוא סדוק או שבור, ומאפשר זליגה של קרינת אולטרה-סגול. כדי לצמצם את החשיפה רצוי לשהות במרחק של כמה עשרות סנטימטרים (ורצוי להרחיק לכדי כמה מטרים) מהמקור הפלואורסצנטי. נוסף על כך רצוי לרכוש מוצרים מיצרן ידוע באיכות תו התקן, ולהחליף מעת לעת  נורות שעברו בלאי.

 

נורה פלואורסצנטית קומפקטית (Compact Fluorescent Lamp - CFL)

נורת CFL היא נורה פלואורסצנטית קטנת מידות.

 

נורות CFL מפיקות עצמות הארה הדומות לאלו של נורות הלהט. מנגנון הפעולה של מנורות CFL דומה למה שתואר לגבי נורות פלואורוסצנטיות: נורת CFL מכילה בדרך כלל גזים בתערובת עם אדי כספית (Hg).  האלקטרונים של אטומי הכספית עוברים עירור תרמי לרמות אנרגיה גבוהות  וקורנים אור אולטרה-סגול כאשר הם חוזרים לרמות אנרגיה נמוכות יותר. האור האולטרה-סגול פוגע בציפוי הפלואורסצנטי של הנורה וגורם לפליטת אור בתחום הנראה ולחימום רכיבים אחרים בנורה, למשל, הזכוכית. לאור המופק באופן זה יש ספקטרום שונה מזה של מנורת הלהט, אולם שימוש בתרכובות של כמה חומרי זרחן (P)  מיוחדים משפר את אופיין של מנורות CFL לתצורה התואמת את זו של פליטת האור של נורת הלהט. ציפוי הנורה בחומרי הזרחן מסייע למנוע פליטה של קרינת אולטרה-סגול באורכי גל קצרים באמצעות פוטו-לומינסנציה, שבולע את הקרינה האולטרה-סגולה ומאפשר פליטה של פוטונים פחות אנרגטיים (כלומר של גלים יותר ארוכים בעלי תדרים נמוכים יותר). אולם, תתכן זליגה של קרינת אולטרה-סגול כאשר הציפוי איננו טוב, נסדק או אינו מספיק במהלך הייצור, או נפגם עם הזמן.

 

צריכת הספק האנרגיה של נורת CFL היא כדי שליש עד רבע (ואף פחות) מצריכת ההספק של נורת להט מקבילה ולפיכך נורות CFL נחשבות לחסכוניות באנרגיה. נורות CFL מעוצבות במגוון צורות, כגון סליל, שפופרת מקופלת וכדומה, במטרה להגדיל את שטח הפנים לתפוקת האור ובכך להגדיל את רמת ההארה וכן כדי להקטין את נפחן.

 

נורה פלואורוצנטית קומפקטית (CFL) חסכונית באנרגיה

          

נורות CFL - גווני הארה שונים  

נורה פלואורוצנטית קומפקטית (CFL) חסכונית באנרגיה   נורות CFL - גווני הארה שונים

 

סוג הקרינה הנפלטת ממנורות CFL

ספקטרום הקרינה הנפלט מנורות CFL כולל בנוסף לאור הנראה גם מעט קרינה בתחום האור האולטרה-סגול. הקווים הספקטראליים של קרינת האולטרה-סגול, תלויים בשימוש בתרכובות הזרחן בנורות ה-CFL. הם כוללים קווים ספקטראליים בתחום ה-  380-420 ננומטר המוגדר UVA, ואף קווים באורכי גל קצרים יותר (אנרגטיים יותר) בתחום ה-UVC.

 

השפעות אפשריות של קרינת אור פלואורסצנטי (Fluorescent) ממנורות CFL

הסיכונים בשימוש בתאורת נורות CFL קטנים ונובעים מחשיפה אפשרית לקרינת UV שמקורה בנורות CFL המכילות אדי כספית, או מחשיפה לחומר הכספית מנורות שנשברו. את החשיפה לקרינת UV מנורות CFL עם כספית ניתן להקטין בהרחקתן מן המשתמש מרחק סביר. על פי מינהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA) מרחק בטיחות מעל רגל אחת,  שהוא כ-30 ס"מ, מקטין את סיכוני החשיפה לקרינת UV מנורות CFL. כמו כן, יש להימנע ממגע או משהות ממושכת בסביבת נורות CFL שבורות, ויש לאחסנן באיטום, ולהרחיקן לנקודות איסוף, או מחזור מתאימות.

 

פירוט נוסף בנושאי בטיחות השימוש בנורות CFL אפשר למצוא באתר מנהל המזון והתרופות האמריקאי, U.S. Food and Drug Administration -FDA.

חזור

 

דיודה פולטת אור (LED - Light emitting diode)

דיודה מאפשרת לזרם חשמלי לזרום בכיוון אחד בלבד. דיודה נוצרת בצומת בין 2 סוגי חומרים (מוליכים למחצה). כאשר מתח חילופין מופעל על הדיודה, בממתח הקרוי ממתח קדמי (forward bias), הזרם עובר דרך הדיודה, ובממתח אחורי (reversed bias), הזרם איננו עובר בדיודה. פעולת הדיודה מתאפשרת גם כאשר זרם חשמלי ישר עובר דרך הדיודה בממתח (בכוון) העבודה שלה.

 

דיודה פולטת אור עשויה מוליך למחצה שעבר אילוח (doping). כאשר זרם חשמלי עובר דרך הדיודה, אטומי המוליך למחצה עוברים עירור לרמות אנרגיה גבוהות. כאשר הם דועכים לרמות נמוכות יותר, הם פולטים פוטונים באורכי גל בתחום האור הנראה. צבע האור המתקבל תלוי בתכונות החומרים המרכיבים את הדיודות. דיודות פולטות אור אינן מפיקות אור בכל הכיוונים. לכן יש צורך בשילוב מתאים של הדיודות כך שתתקבל תאורה כלל כיוונית. הדיודות משולבות למבנה התואם נורת להט רגילה. בדומה לנורת להט, נורת LED מגיעה לעצמת הארה מיידית, לעומת זאת, נורה פלואורסצנטית מצריכה זמן מסוים לפעולה. איכות הארת נורת LED ותפוקתן דועכת עם הזמן, אולם עם השנים, חל שיפור באיכותן. לנורות LED משך חיים ארוך (25,000 עד 100,000  שעות) והן יעילות בצריכת אנרגיה. כיום, נורות LED הפולטות אור לבן, מחליפות בהדרגה את נורות הלהט ואת הנורות הפלואורסצנטיות הקומפקטיות. מאחר וכרבע מצריכת החשמל מופנית לתאורה, החיסכון במעבר לתאורת LED במשאבי כדור הארץ יהיה עצום.

 

 
 

מסכי LED ו- LCD מוצגים בתערוכה

מסכי LED ו- LCD מוצגים בתערוכה

 

סוגים שונים של נורות LED חסכוניות מאוד באנרגיה

סוגים שונים של נורות LED חסכוניות מאוד באנרגיה

 

שילוט באמצעות תאורת LED

שילוט באמצעות תאורת LED

 

יתרונות נורות LED:

  • רמה גבוהה של בהירות ועצמה
  • יעילות גבוהה
  • שימוש במתח וזרם נמוכים
  • תפוקת חום נמוכה
  • אמינות גבוהה (עמידות פיזית)
  • אין קרינת UV!
  • זמן חיים ארוך
  • ניתנות על נקלה לשליטה ותכנון מתוכנתים כחלק ממערכים אלקטרוניים למשל בצגי מחשב וטלוויזיה

 

סוג הקרינה הנפלטת ממנורות LED

נורות LED  מפיקות אור בתחום האור הנראה ואינן פולטות קרינת אולטרה-סגול.

 

חשיבותה של דיודת LED היא עצומה ושימושיה ניכרים בכל תחום. מספיק אם נזכיר, לשם כך, את מכשירי הטלוויזיה מבוססי LED שהחליפו את מסכי שפופרות הקתודה המסורבלות והיקרות לייצור ובצריכת החשמל. האנושות חבה תודה גדולה לממציאי דיודת ה-LED הכחולה שהביאה אחר כך לפריצת הדרך בפיתוח דיודת ה-LED הלבן.

 

בהכרה בחשיבות הפיתוח וההמצאה של דיודת ה-LED הכחולה, החליטה האקדמיה השבדית למדעים, להעניק את פרס נובל לפיסיקה לשנת 2014, לשלושה חוקרים יפנים, איסאמו אקאסאקי, הירושי אמאנו ושוג'י נאקאמורה. ה-LED הכחול נותר אתגר במשך שלושה עשורים. החוקרים היפנים הגיעו לפריצת הדרך כאשר פיתחו צומת דיודה P-N כחולה מהחומר הקרוי גליום ניטריד (GaN). בעוד אורות LED בצבעים ירוק ואדום מוכרים מאז שנות השישים, בלא האור הכחול, לא ניתן היה ליצור נורות המאירות באור לבן, המתקבל משילוב שלושת הצבעים.

חזור

 

רשימת מקורות

 

תאריך עדכון: 9.3.15