МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ОДЕСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»

Навчально – науковий інститут електротехніки та електромеханіки

Кафедра електропостачання та енергетичного менеджменту

Олійник Олег

(група ЕС-221)

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Світлодіодна лампа

Спеціальність:

141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Навчальна дисципліна:

Електричне освітлення

Викладач:

Олександр БЕСАРАБ, к.т.н., професор

Одеса – 2026

Зміст

Y

Зміст 2

Вступ 4

Перелік умовних позначень 5

1. Історія виникнення та еволюція світлодіодних ламп 6

1.1 Досліди Генрі Раунда 6

1.2 Досліди Олега Лосєва 7

1.3 Досліди Рубена Браунштайна 7

1.4 Поява перших світлодіодів 8

1.5 Подальший розвиток 10

2. Опис та принцип дії 11

2.1 Опис світлодіоду 11

2.2 Утворення світлового випромінювання 12

2.3 Квантова ефективність 13

2.4 Теплові втрати 14

3. Конструкція 16

3.1 Колба з розсіювачем 16

3.2 Плата зі світлодіодами 16

3.3 Драйвер 17

3.4 Корпус лампи з цоколем 18

4. Світлові характеристики 19

4.1 Спектр випромінювання 19

4.2 Кольорова температура 20

4.3 Індекс передачі кольору 20

4.4 Світлова віддача 21

4.5 Пульсація світлового потоку 22

5. Електричні характеристики 23

5.1 Вольт-амперна характеристика 23

5.2 Напруга і її залежність від кольору 24

5.3 Димування 24

6. Класифікація та різновиди 26

6.1 Dual In-line Package (DIP) 26

6.2 Surface Mounted Device (SMD) 26

6.3 Chip On Board (COB) 27

6.4 Нитковий LED (Filament) 28

7. Технічні характеристики 31

7.1 Споживана потужність 31

7.2 Термін служби 32

7.3 Розподіл світлового потоку 33

7.4 Діапазон робочих температур світлодіодів 34

7.5 Діапазон робочих температур драйверу 35

8. Основні переваги та недоліки 36

8.1 Переваги 36

8.2 Недоліки 36

Контрольні запитання 37

Список літератури 39

Вступ

Тема роботи: Світлодіодна лампа (LED).

Мета роботи: Ознайомлення та засвоєння особливостей конструкцій і характеристик світлодіодних ламп.

В даній роботі зазначається:

• Опис LED;

• Принцип роботи LED;

• Конструктивні властивості LED;

• Різновиди LED;

• Світлові, електричні та технічні характеристики;

• Переваги та недоліки.

Ключові слова: світлодіод, напівпровідник, електролюмінісценція, p-n перехід, енергоефективність.

Перелік умовних позначень

АМ	– амплітудне димування
ВКЕ	– внутрішня квантова ефективність
ДРЛ	– газорозрядна лампа
ДРЛ	– дугова ртутна люмінісцентна лампа
ЕМБ	– електромагнітний баласт
ЕМВ	– електромагнітне випромінювання
ЗКЕ	– зовнішня квантова ефективність
ІФ	– інфрачервоний
ККД	– коефіцієнт корисної дії
КСС	– крива сили світла
ЛЛ	– люмінісцентна лампа
ЛР	– лампа розжарювання
СВД	– світлодіод
УФ	– ультрафіолет
ШІМ	– широтно-імпульсна модуляція
COB	– chip on board
CRI	– індекс передавання кольору (color rendering index)
DIP	– dual in-line package
IES	– світлотехнічне товариство (illuminating engineering society)
LED	– light emitting diode
MCPCB	– Metal Core Printed Circuit Board
RGB	– red, green, blue
SMD	– surface mounted device

1. Історія виникнення та еволюція світлодіодних ламп

   1. Досліди Генрі Раунда

Перше відкриття, пов’язане із сучасними світлодіодними лампами, було зроблено в 1907 році англійським вченим Генрі Раундом. Він проводив експерименти з кристалами карбіду – бінарними сполуками вуглецю з металами, бором та кремнієм. Пропускаючи через них електричний струм, він помітив, що речовина випромінює слабке жовте світло.

1. Схема досліду

Причому, вчений помітив цікавий факт: світло ставало яскравішим залежно від зміни сили напруги. При прикладенні напруги 10 вольт між двома точками на кристалі карборунду кристал випромінював малопомітне жовтувате світло. Було знайдено лише один або два зразки, які випромінювали яскраве світло при такій низькій напрузі, але при напрузі 110 вольт світилася значна кількість зразків. Крім того, при впливі на різні кристали та точки змінювався й колір світлового потоку – ставав зеленим, помаранчевим або синім. Однак ці експерименти не мали продовження, оскільки в них ніхто не був зацікавлений.

а)	б)
Дослід Раунда а) Перед прикладання напруги б) Після прикладання напруги

2. Досліди Олега Лосєва

Російський вчений-експериментатор Олег Володимирович Лосєв у 1923 році зробив подібне відкриття. Він проводив експерименти з діодами, що використовуються в радіоприймачах, і виявив: вони світяться блакитним світлом, якщо через них пропустити напругу. Це було холодне безінерційне світіння, тобто здатність напівпровідників генерувати електромагнітне випромінювання (ЕМВ) у світловому діапазоні хвиль. Так було зроблено одне з найперспективніших відкриттів електроніки – електролюмінесценція напівпровідникового переходу. У світовій фізиці це явище отримало назву «електролюмінесценція», або просто «світіння Лосева». Фактично було відкрито явище, яке лягло в основу сучасних світлодіодів.