Ватт - единица измерения мощности. Ватт - единица измерения мощности Как подключить светодиод 10 вт
Многие из вас видели разницу цен в отечественных и китайских интернет-магазинах на мощные светодиоды. Модель на 50W в Китае стоит 100руб, в России 500 руб. Внешне они похожи, энергопотребление одинаковое, отличий никаких не видно.
На самом деле есть много технических характеристик, которые используют китайцы для максимального удешевления LED. При этом очень сильно страдает и качество и параметры. Но для плохого и дешёвого диода не пишут реальные параметры, указывают от качественных LED. Обычно пишут те же стандартные 50.000ч. службы, такую же мощность. Будут рассмотрены только сверхъяркие светодиоды белого света на 100вт, 50вт, 30вт, 20вт, 10вт. Инфракрасные ИК, ультрафиолетовые УФ, RGB будут участвовать в отдельных обзорах и тестах.
- 1. Размер
- 2. Параметры сверхярких светодиодов
- 3. Характеристики от китайцев
- 4. Пример характеристик от Bridgelux
- 5. Цена
- 6. Разброс параметров
- 7. Материал основания
- 8. Проводники
- 9. Самые мощные
- 10. Линзы для оптики
Размер
Иногда продавец в спецификациях на светодиоды 10 вт, 20 вт, 30 вт, 50 вт, 100 вт пишет размер используемых кристаллов, в единицах «mil». Это единица измерения равная одной тысячной дюйма, или 0,0254 миллиметра. Чтобы проверить продавца на честность, можно измерить микрометром размеры кристаллов. Только требуется полная разборка с демонтажом силиконового покрытия, удалением слоя люминофора.
Светодиодные матрицы состоят из стандартных кристаллов на 1 ватт, которые ставятся с одноватники в корпусе Эмиттер. Стандартные габариты чипа 30*30mil и 45*45mil, в миллиметрах 0,762*0,762мм и 1,143*1,143мм. Номинальный ток 300мА.
Исключением является светодиод 10W, у него их 9 штук. Еще один приплюсовали маркетологи, для увеличения продаж.
Параметры сверхярких светодиодов
Чтобы удешевить стоимость, китайцы решили ставить на 10W, 20W, 30W, 50W, 100W кристаллы поменьше и похуже на 0,5W и 0,75W, для которых номинальный ток 150мА и 220мА. Для них 300мА будет слишком много, они будут сильно деградировать и греться. Хорошие кристаллы должны иметь размер от 30*30mil до 45*45mil.
Соответствие размеров и мощности:
- 1W = 45*45mil;
- 1W = 30*30mil;
- 0,75W = 24*40mil;
- 0,5W = 24*24mil.
- 0,5W = 20*20mil для SMD5730
Bridgelux, Epistar, Epileds
Характеристики от китайцев
Заботливый продавец на странице с товаром размещает таблицу с параметрами светодиодных матриц. Если эти данные не указаны, то покупать в этом месте не советую, может быть большой разброс в качестве.
В таблице для 24*24mil вы видите, что продавец указывает стандартную мощность 10вт, 20вт, 30вт, 50вт, 70вт, 100вт и количество установленных кристаллов. Внимательно смотрим на напряжение и силу тока. Для 100вт количество вольт 30-32В, Ампер 2-2,1А.
Вычисляем мощность для 24*24mil :
- минимальная 30В*2А = 60вт;
- максимальная 32В*2,1А = 67,2вт;
- то есть вместо обещанных 100вт, будет 60-65вт.
Значение в 60-65вт всё равно завышено, так как 1 чип на 0,5W, то реально там 50W, а продали нам его как 100вт. Кристаллы и так самые дешевые и самые плохие, поэтому любой разгон им противопоказан.
Вычисляем для 24*44mil:
- минимальная 30В * 2,850А = 85,5W;
- максимальная 32В * 3А = 96W;
- среднее будет 90W.
По таблице получили 90W, реально там 75W, завысили на 15W.
Посчитаем для 30*30 mil:
- минимум 32В * 2,8А = 89,6W
- максимум 34В * 3,5А = 119W
- среднее 105W
Размер 30*30mil обеспечивает обещанные технические характеристики. Такие же чипы ставятся в обычные качественные одноватники 1W с энергопотреблением 10вт, 20вт, 30вт, 50вт, 70вт, 100вт
Пример характеристик от Bridgelux
Покажу характеристики мощных светодиодных COB матриц от мировых производителей. Используйте эту таблицу для сравнения с бюджетными. Световой поток зависит от цветовой температуры, чем она выше, тем лучше эффективность Люмен на Ватт. Еще зависит от индекса цветопередачи, при CRI70 показатель светоотдачи до 128 лм/вт.
Разница по этим параметрам для одинаковой мощности, например 50W, получается:
- CRI90, 2700К, 50вт = 80 лм/вт;
- CRI70, 5600К, 50вт = 128 лм/вт;
- 128лм/вт — 80лм/вт = 48лм/вт разница, или 60%.
Цена
Осталось самое интересное, это цена таких изделий на 10W, 20W, 30W, 50W, 100W. Укажу цены в рублях, по которым покупал. Как вы видите цена отличается в 3-4 раза. Покупая дешевое барахло не надейтесь на чудо, что вам повезёт и попадется хороший. единственный способ длительной эксплуатации, это использование заниженного тока. Таким образом можно избежать активной деградации и лишнего нагрева.
| Энергопотребление | 24*24mil | 24*44mil | 30*30mil |
| 10W | 33 руб. | 20 руб. | 129 руб. |
| 20W | 78 | 63 | 226 |
| 30W | 98 | 82 | 278 |
| 50W | 131 | 107 | 302 |
| 70W | 150 | — | |
| 100W | 205 | 121р. | 453 |
Максимум такие чипы можно нагревать до 60° и это температура кристалла, а не корпуса. Критическая будет 70°. У мощных фирменных нагрев допустим до 110°, у самых качественных и дорогих до 150°.
Световой поток, конечно же у них прилично завышен, китаец обещает 100 лм/вт. Реально бывает от 60 до 80лм/вт. У качественного фирменного этот показатель 105-120 лм/вт.
Эту информацию можно использовать для возврата денег за товар. Вас обманули, если реальная мощность оказывается в 2 раза меньше. Открываем диспут на Aliexpress и просим возврат половины суммы. Две недели назад купил таких диодов на 2000 руб. скоро придут и буду просить возмещение ущерба за обман.
Разброс параметров
Дешевые светодиодные чипы на 10, 20, 50, 100 ватт могут иметь достаточно большие отличия по параметрам. Из-за этого часть чипов будет сильнее греться и деградировать, соответственно они быстрее выйдут из строя. Для проверки включите на очень малом токе, чтобы они немного светились. Визуально вы увидите, что некоторые кристаллы светят сильно, а другие плохо.
Материал основания
Для удешевления стоимости, китайцы в качестве материала основания используют алюминий или его сплавы. У качественных применяется медь, у которой лучше теплопроводность. Поэтому качественный мощный светодиод должен весит в 2-3 больше, чем дешевый.
Проводники
Для подключения кристаллов к контактам используют тонкие нити в количестве от 2 до 4 штук. И тут можно сэкономить, заменив 4 золотые нити на медные или уменьшив количество до 2 штук. Еще один вариант, это медная нитка покрытая золотом сверху, найти разницу очень сложно.
Они отвечают за силу тока, на которой диод может работать. Они делаются с запасом, чтобы выдерживать скачки напряжения и не перегорать. На бюджетных матрицах их меньше или они сделаны из меди.
Некоторые из вас уже сталкивались с подобным явлением на светодиодных габаритных лампах. Китайская лампочка со стабилизатором питания отработает меньше часов, чем лампа на фирменных диодах без стабилизатора. У фирменного качественные проводники, которые хорошо выдерживают скачки в автомобильной сети, которые бывают до 30В.
Самые мощные
Кроме распространённых на 10 вт, 20 вт, 30 вт, 50 вт, 100 вт бывают и самые мощные светодиоды на 150W, 300W, 500W. По результатам тестирования световой поток при наличии оптики на диоде 500 ватт плавит снег на расстоянии нескольких метров. Благодаря большому размеру установленных кристаллов, из них вылетают очень жирные и разогретые фотоны.
Линзы для оптики
При изготовлении светодиодных прожекторов и светильников самое сложное это найти подходящий корпус, который будет фокусировать, защищать, охлаждать. Обычно в наличии бывает радиатор и драйвер, как основа конструкции. Один из самых простых способов закрыть мощный светодиод и сфокусировать его световой поток, это установка линзы-коллиматора. Комплект состоит из хромированной рамки, отражателя и линзы. Фокусирование света может быть от 5° до 90°. Достаточно закрепить светодиод на любом радиаторе и закрыть его сверху. Он будет полностью защищен от внешних воздействий, вдруг вороны выклюют его.
В 1882 году Британская научная ассоциация приняла решения начать использовать новую единицу измерения под названием «ватт». Для чего она используется сегодня, чему равна и по какой формуле ее можно вычислить? Давайте найдем ответы на все эти вопросы.
Ватт - единица измерения чего?
Начиная с того судьбоносного года, когда британцы ввели традицию использования ватта, постепенно во всем мире стали переходить на него, взамен устаревших и непрактичных лошадиных сил. С появлением системы СИ он был внесен в нее и стал использоваться повсеместно.
Итак, какая физическая величина имеет единицу измерения «ватт»? Вспомним уроки физики: правильный ответ на этот вопрос - мощность.
Свое название ватт получил в честь своего «отца» - шотландца Джеймса Ватта. В сокращении данная единица пишется всегда с большой буквы - Вт (W - согласно международном нормам системы СИ), а полностью - с маленькой «ватт» (watt).
Являясь не основной, а производной единицей (согласно стандарту СИ), рассматриваемая единица находится в зависимости от метра, килограмма и секунды. На практике это означает, что один ватт - это мощность, при которой совершается один джоуль работы за одну секунду времени. То есть, получается следующая зависимость: 1Вт = 1Дж/1с = 1Н х м/с = кг х м 2 /с 3 = кг х м 2 х с -3.
Кроме перечисленных выше, ватт связан с несистемными единицами. Например, с калорией. Так 1 Вт = 859,845227858985 кал/час. Данное соотношение важно, когда речь идет о вычислении количество теплоты, вырабатываемой электрическим обогревателем.
Формула
Итак, ватт - единица измерения мощности. Давайте же рассмотрим, по какой формуле ее можно вычислять.
Как уже было сказано выше, мощность зависит от работы и времени. Получается следующая формула: Р = A/t (мощность равна частному от деления работы на время).
Зная, что формула работы равна: А = F х S (где F - сила, S - расстояние), можно использовать эти данные.
В результате получаем формулу: Р = F х S /t. А поскольку S /t - это скорость (V), то мощность допустимо вычислять и так: Р = F х V
Взаимозависимость ампера, ватта, вольта
Единица измерения, которую мы рассматриваем, находится в прямой связи с такими величинами как напряжение (измеряется в вольтах) и сила тока (измеряется в амперах).
1 ватт - это мощность постоянного электрического тока при напряжении в 1 В и силе в 1А.
В виде формулы это выглядит таким образом: Р = І х U.
Ватты, киловатты, мегаватты и микроватты
Узнав, что ватт - единица измерения мощности, от каких величин она зависит и по каким формулам ее проще вычислять, стоит обратить внимание на такие понятия как киловатт, мегаватт и микроватт.
Поскольку Вт - величина весьма скромная (такова мощность передатчика любого мобильного телефона), в сфере электроэнергетики чаще принято применять киловатт (кВт).
Судя по стандартной для системы СИ приставке «кило», можно сделать вывод, что 1 кВт = 1000 Вт = 10 3 Вт. Поэтому для перевода ватт в киловатты нужно просто их количество делить на тысячу или наоборот, в случае, если киловатты переводятся в ватты.
К примеру, обычный легковой автомобиль имеет мощность в 60 000 ватт. Чтобы перевести это в киловатты, нужно разделить 60 000 на 1000 и в результате получится 60 кВт.
Киловатты являются общепринятой единицей для измерения мощности электроэнергии. При этом иногда применяется большая кратная единица ватта. Речь идет о мегаватте - МВт. Он равен 1 000 000 ватт (10 6) или 1000 киловатт (10 3).
К примеру, британский электропоезд Eurostar обладает мощностью в 12 мегаватт. То есть, это 12 000 000 ватт. Не удивительно, что он является самым быстрым в Великобритании.
Несмотря на скромные размеры иногда эта единица оказывается слишком большой для измерения мощности определенных предметов, поэтому наравне с кратными в системе Си выделяются и дольные единицы ватта. Наиболее часто используемой из них является микроватт (мкВт - пишется со строчной буквы, чтобы не путать с мегаваттом). Он равен одной миллионной части ватта (10 -6). Обычно данная единица применяется при расчете мощности работы электрокардиографов.
Помимо трех вышеперечисленных, существует еще около двух десятков других кратных и дольных единиц ватта. Однако чаще всего они используются в теоретических расчетах, а не на практике.
Ватт-час
Рассматривая особенности ватта (единицы измерения мощности), давайте обратим внимание на ватт-час (Вт·ч). Этот термин используется для измерения такой величины, как энергия (иногда в ватт-часах измеряется работа).
1 ватт-час равен количеству работы, выполненной на протяжении одного часа при мощности в 1 ватт.
Поскольку рассматриваемая единица довольно небольшая, для измерения электричества чаще применяется киловатт-час (кВт·ч). Он равен 1000 ватт-часов или 3600 Вт·с.
Обратите внимание, что мощность вырабатываемой на электростанциях энергии измеряется в киловаттах (иногда мегаваттах), но для потребителей ее количество исчисляется в киловатт-часах (реже в мегаватт-часах, если речь идет о мегаполисах или огромных предприятиях).
Обратите внимание, что помимо киловатт-часа и мегаватт-часа, ватт-час имеет точно такие же кратные и дольные единицы, как и обычный ватт.
Какой прибор называется ваттметром
Сравнив определение ватта (единица измерения мощности) и ватт-часа (единица энергии или работы), обратите внимание на такой прибор как ваттметр (ваттметр, wattmeter). Он применяется для измерения активной мощности электрического тока.
Классический прибор такого рода состоит из четырех контактов, два из которых используются для включения ваттметра в электрическую цепь последовательно с той его частью, потребляемая мощность которой измеряется на данный момент. Остальные два контакта подключаются параллельно к ней.
Ваттметры обычно создаются на основе электродинамических механизмов.
Естественно вы понимаете, что конструктивное исполнение данного светодиода не предназначенно для рассеивания такой большой мощности. В ходе экспериментов уже пол ватта вызывало небольшой нагрев корпуса.
Технические параметры светодиода Cree XM-L-H указанные на сайте.
XMLAWT-0-1A0-T60-00-0001
- 1000-Lumen ultra bright white light output
- Working voltage: 3.0~3.5V
- Working current: 3000mA
- Aluminum plate: 20mm
Прежде всего снимем вольт-амперную характеристику указанного LED прибора и занесём результаты в таблицу.
| Напряжение на светодиоде | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,57 | 2,63 | 2,72 | 2,81 | 2,95 3,1 |
| Ток светодиода, мА | 1 | 10 | 50 | 100 | 250 | 500 | 1000 | 2000 3000
|
Как видим крутизна ВАХ довольно велика, и небольшое отклонение напряжения в пределах 0,1В сразу приводит к резкому изменению тока потребления. А учитывая, что рабочий ток доходит до 3-х ампер - использование гасящего резистора для стабилизации тока отпадает. Ведь для нормального питания данного на 10 вт допустим от аккумулятора автомобиля 12В, пришлось бы установить резистор на 3 Ома мощностью 35 ватт!
Так что в данном случае, использование специального преобразователя-драйвера безальтернативно. Тем более цена его в пределах 2-4уе.
А теперь испытаем светодиод в поединке с лампочкой накаливания 220В 60Вт. На фотографиях ниже показаны варианты освещения с обеими источниками света.
Только светодиод на 10 ватт
Только лампа накаливания на 60 ватт
Выводы делайте сами. Конечно светодиод проигрывает по цветовой температуре (всё-таки 6000К), но по яркости на ватт потребляемой мощности он в несколько раз превзошёл соперника.
Ещё одна хорошая особенность - очень широкий угол света, почти 170 градусов. Прошла эпоха светодиодов с линзочками, теперь для получения нормального освещения не требуется даже рефлектор. Конструкция светоизлучателя LED прибора такова, что свет испускается равномерно по всей полусфере.
Представляется интересным использовать данный 10-ти ваттный либо в мощном светодиодном фонарике (что и было сделано), либо вместе с LED драйвером в корпусе сгоревшей люминисцентной энергосберегающей лампы. Но не забывайте про достаточный теплоотвод - размеры радиатора должны быть не менее 10 кв. см.
О цене светодиода говорить не буду, так как снижение стоимости LED приборов происходит постоянно. Уточняйте в интернет магазинах. В следующих статьях мы проведём интересные эксперименты с мощнейшим светодиодом в несколько десятков ватт!
Обсудить статью 10 ВТ СВЕТОДИОДЫ
Электрические системы часто требуют сложного анализа при проектировании, ведь нужно оперировать множеством различных величин, ватты, вольты, амперы и т.д. При этом точно необходимо высчитать их соотношение при определенной нагрузке на механизм. В некоторых системах напряжение фиксированное, например, в домашней сети, а вот мощность и сила тока обозначают разные понятия, хоть и являются взаимозаменяемыми величинами.
Онлайн калькулятор по расчету ватт в амперы
Для получения результата обязательно указывать напряжение и потребляемую мощность.
В таких случая очень важно иметь помощника, дабы точно перевести ваты в амперы при постоянном значении напряжения.
Нам поможет перевести амперы в ватты калькулятор онлайн. Перед тем как воспользоваться интернет-программой по расчету величин, нужно иметь представление о значении необходимых данных.
- Мощность – это скорость потребления энергии. Например, лампочка в 100 Вт использует энергию – 100 джоулей за секунду.
- Ампер – величина измерения силы электрического тока, определяется в кулонах и показывает число электронов, которые прошли через определенное сечение проводника за указанное время.
- В вольтах измеряется напряжение протекания электрического тока.
Чтобы перевод ватт в амперы калькулятор используется очень просто, пользователь должен ввести в указанные графы показатель напряжения (В), далее потребляемую мощность агрегата (Вт) и нажать кнопку рассчитать. Через несколько секунд программа покажет точный результат силы тока в амперах. Формула сколько ватт в ампере
Внимание: если показатель величины имеет дробное число, значит его нужно вписывать в систему через точку, а не запятую. Таким образом, перевести ватты в амперы калькулятором мощности позволяет за считанное время, Вам не нужно расписывать сложные формулы и думать над их ре
шением. Все просто и доступно!
Таблица расчета Ампер и нагрузки в Ватт
Светодиод 10 Вт – является мощным полупроводниковым прибором. Сфера его применения, зачастую не ограничивается лампами и прожекторами. Также чип пользуется большой популярностью среди любителей смастерить устройство для освещения своими руками.
Область применения
10 W широко применяются в различных осветительных устройствах. Все сферы условно можно разделить на общее и специальное назначение. К общему назначению относится эксплуатация светодиодов в лампах, светильниках, прожекторах, а к специальному – применение для подсветки в оранжереях и . Второй вариант – это, так называемые, и не только. Фокус в том, что спектр излучения данного LED оптимальный для роста растений, как на суше, так и в воде. А кроме водорослей и рыб, освещение 10 ваттными светодиодами, благоприятно влияет на развитие кораллов, поэтому любители аквариумов являются частыми потребителями этой радиодетали. Все эти замечательные свойства проявляются в определенной комбинации цветов кристаллов. Что касается использования описываемого полупроводникового прибора для осветительных устройств общего назначения, то помимо бытовых ламп, светодиод отлично применяется для изготовления фар для автомобиля, светофоров, дорожной подсветки.
Конструкция светодиода, варианты исполнения
Светодиод COB 10 W представляет собой компактный модуль, выполненный по технологии chip-on-board. Принципиальное отличие от SMD заключается в том, что несколько кристаллов вместе размещаются на плате и покрываются общим слоем люминофора. Это значительно снижает стоимость матрицы. Состоит она из 9 кристаллов: три параллельные цепочки по три последовательно подключенных кристалла в каждой. Внешне LED 10 W могут отличаться формой токопроводящей подложки. Например, светодиод фирмы выглядит, как показано на рисунке. Подложка его имеет форму звезды и выполнена из алюминия.
Корпус модуля изготовлен из термостойкого пластика, а линза – из эпоксидной смолы. Классические LED 10 W выглядят так, как показано на схеме, но на практике габаритные размеры варьируются в зависимости от производителя.
Не забывайте, что светодиод является полярным элементом, поэтому обращайте внимание на маркировку при монтаже. Обязательным условием адекватного функционирования светодиода 10 Вт является наличие теплоотвода. Организовать его можно с помощью алюминиевого или медного радиатора. Смазывайте подложку светодиода термопроводящей пастой или термоклеем для лучшей теплоотдачи. Иногда дополнительно монтируется кулер, который обеспечивает циркуляцию воздуха для охлаждения радиаторных пластин.
На видео вы можете увидеть испытание светодиода 10Вт и рекомендации при подключении такого элемента. Вот, как должна выглядеть схема подключения светодиода 10 Вт.
Источником питания может выступать автомобильный аккумулятор, компьютерный блок питания, или специально приобретенный 12-ти вольтовый источник. Для того чтобы избежать перегрева (несмотря на радиатор) и защиты светодиода, крайне необходимо подключать его не напрямую к источнику, а через любой стабилизатор напряжения. На схеме показан интегральный стабилизатор напряжения LM-317, но можно использовать и другой с подходящими параметрами. С помощью обычной кренки и резистора вы обеспечите себя гарантированными 12 В на выходе и ток не превысит 1 А, что является залогом долговечности работы вашего устройства.
Характеристики
Параметры 10-ваттного светодиода позволяют ему пользоваться большим спросом в линейке сверхъярких LED. Напряжение питания колеблется в пределах от 9 до 12 Вольт. Угол свечения — 120° – график изображен ниже.
Номинальный прямой ток равен 1 А, пульсирующий прямой ток – до 2 А. Световой поток находится в пределах 600-1080 лм. Для сравнения, лампе накаливания 75 Вт соответствует свечение в 935 лм. Таким образом, можно ориентировочно прикинуть, насколько яркое свечение будет у данного полупроводникового прибора. Обратное напряжение составляет 50 В. , в зависимости от производителя, 30-100 тысяч часов. Рабочая температура находится в диапазоне от -30°С до 80°С. Цветовая температура светодиода на 10 Вт охватывает спектр от 2300 К (теплый белый) до 10000 К (холодный белый).
Производители
В трех частях света рассредоточены лидеры производства мощных светодиодов, таких как LED 10 W. Среди них американская компания Cree (которую мы уже упоминали и демонстрировали образец ее продукции), японская Nichia (пионера в области светодиодной техники), а также, немецкая Osram (более известная для отечественного покупателя).
Фирменные светодиодные изделия стоят дороже, чем их noname аналоги, но качество во втором случае никто не гарантирует.
Рассмотрим, с какими особенностями вы столкнетесь, решив приобрести китайские дешевые 10-ваттные светодиоды. Во-первых, если внимательно сравнивать, то 9 кристаллов матрицы сами по себе имеют меньшие размеры, чем у качественных модулей. Это, естественно, скажется на светоотдаче при их работе. Во-вторых, сильная неравномерность свечения каждого кристалла. Заметно это, правда, только при пониженном токе, но, тем не менее, такая особенность влияет на скорость деградации всего светодиодного модуля.
10 ваттные подделки из Китая
На картинке вы можете наблюдать, неравномерное свечение отдельных кристаллов модуля, и как с повышением тока она выравнивается. В-третьих, в светодиодах низкого качества соединяющие кристаллы проводники очень тонкие, и могут оборваться от неосторожного движения, чем прервут функционирование минимум одной тройки последовательных кристаллов.
Резюмируя описанное выше, хочется выделить важные для запоминания тезисы статьи. Светодиоды 10 Вт в качестве светоизлучающих источников широко применяются на практике для изготовления автоламп, фонариков, прожекторов и прочих осветительных приборов. Радиаторное охлаждение критически важно для нормальной работоспособности светодиода. Питание производится от источника 12В через драйвер (стабилизатор напряжения). Известный бренд гарантирует бесперебойное функционирование в течение всего заявленного срока, а с китайскими недорогими аналогами могут возникнуть проблемы.