Lampada a LED E40: struttura, caratteristiche, campo di applicazione

I LED stanno sistematicamente sostituendo non solo le lampade a incandescenza domestiche, ma anche le apparecchiature di illuminazione industriali. Il desiderio di risparmiare spinge imprenditori e autorità municipali a cercare dispositivi meno energivori.

Un'ottima opzione per organizzare l'illuminazione su grandi superfici è la lampada LED E40, la cui struttura è compatibile con molti apparecchi di illuminazione in uso.

In questo materiale parleremo della struttura delle lampade LED, delle loro varietà e dei campi di applicazione.

Struttura della lampada LED

Grazie al grande diametro dell'attacco, la lampadina LED E40 contiene senza problemi al suo interno molti componenti elettronici. Il suo volume del corpo aumentato consente di distribuire uniformemente il calore, prevenendo il surriscaldamento del prodotto.

Grazie alle sue caratteristiche costruttive, la lampada LED E40 ottiene anche molti altri vantaggi.

Elementi costruttivi comuni

Le lampade LED E40 possono differire notevolmente nell'aspetto. Le unisce solo il tipo di attacco a vite, il cui diametro è di 40 mm. Nonostante le differenze esterne, la struttura di tali lampadine ha caratteristiche comuni.

Sono preferibili radiatori aperti omogenei, che trasmettono direttamente l'energia termica dalla scheda a circuito stampato riscaldata all'aria circostante.

Le loro parti costitutive principali sono le seguenti:

1. Diffusore. Consiste in un involucro volumetrico opaco di plastica, posizionato intorno ai LED. Garantisce una distribuzione della luce il più uniforme possibile su tutta la circonferenza della lampada.
2. Cristalli LED, che sono gli emettitori di luce diretti. Sono posizionati sulla scheda a circuito stampato e possono essere di tre tipi: SMD, COB, Filament.
3. Scheda a circuito stampato. Ha l'aspetto di una piastra metallica termoconduttiva, che favorisce il trasferimento del calore dai cristalli LED in funzione al radiatore.
4. Radiatore in alluminio o in metallo-plastica. Di solito si trova tra l'attacco e il bulbo, ha una forma alettata progettata per aumentare la superficie di dissipazione del calore della lampadina.
5. Driver. È un microchip che fornisce tensione ridotta e corrente costante ai cristalli LED. Un driver di qualità non deve causare lo sfarfallio della lampada durante il suo funzionamento.
6. Inserto dielettrico in plastica o ceramica, che separa il portalampada sotto tensione dagli altri elementi strutturali della lampadina LED.
7. Portalampada metallico a vite E40, con un diametro di 40 mm. Serve per fissare la lampada al corpo illuminante e garantisce il trasferimento di corrente dal portalampada al driver.

Se il portalampada di una lampada LED tipo E40 è sempre uguale, la forma esterna del bulbo e del dissipatore può variare notevolmente.

Un potente cristallo emettitore di luce genera molto calore residuo. Per mantenere una temperatura di lavoro accettabile all'interno del corpo di tali lampade, è necessario un dissipatore con una grande superficie.

Pertanto, le dimensioni e la forma dei dispositivi LED sono in gran parte determinate dalla loro potenza e da altre caratteristiche tecniche.

Caratteristiche dell'attacco Edison

La lettera E nella marcatura del portalampada a vite deve la sua origine all'inventore delle lampade Thomas Edison, che brevettò questa soluzione ingegneristica oltre 100 anni fa.

La sua costruzione non è cambiata in un secolo grazie a una serie di vantaggi:

• semplicità e robustezza di montaggio;
• grande area di contatto con la superficie interna del portalampada;
• facilità di produzione;
• possibilità di installare componenti aggiuntivi all'interno del portalampada.

I formati più comuni degli attacchi a vite sono E14, E27 e E40. Il numero a due cifre nella marcatura indica il loro diametro esterno.

Se la dimensione del portalampada a vite della lampadina è inferiore al diametro interno del portalampada, è possibile acquistare un adattatore economico. Permetterà di adattare i dispositivi tra loro.

Il portalampada E40 veniva utilizzato in lampade a vapori di mercurio e lampadine a incandescenza. La sua grande dimensione era dovuta alla necessità di aumentare l'area di contatto con il portalampada, nonché al tentativo di ridurre il riscaldamento del portalampada in vetro in un punto stretto.

Le lampade LED E40 sono prodotte solo per garantire la compatibilità con gli apparecchi di illuminazione più vecchi. Al momento non esiste alcuna ragione oggettiva per utilizzare attacchi così grandi.

Schemi elettrici di principio

Il costo e l'affidabilità delle lampade LED E40 dipendono in gran parte dalla quantità e dalla qualità dei componenti del driver. Alla sua base c'è un chip che può essere prodotto in diverse varianti funzionali.

Nella versione più semplice, il driver è costituito da un piccolo condensatore e da un raddrizzatore di tensione. Il limitatore di corrente di carico è un resistore SMD situato sul circuito dei LED. Questo schema elementare non contiene nemmeno un trasformatore, il che costringe a utilizzare un numero rigorosamente definito di LED.

Una persona con conoscenze di base di elettronica può riparare una lampada LED con il circuito più semplice. Per saldare un LED bruciato è sufficiente un multimetro e un saldatore.

In questa opzione economica, la luce della lampada sarà pulsante, il che può influire negativamente sulla salute generale delle persone vicine.

I più complessi driver delle lampadine LED includono i seguenti elementi strutturali:

• raddrizzatore a ponte di tensione con zavorra capacitiva che limita la corrente in ingresso;
• diversi condensatori di capacità maggiore, posizionati a diversi livelli del circuito;
• sistema di feedback che consente di regolare i parametri di tensione e corrente;
• circuito di dimmerazione che consente una regolazione graduale della luminosità della lampada.

Un driver di qualità elimina completamente l'ondulazione della lampada LED e stabilizza la tensione fornita ai LED.

Il grande volume interno di una lampadina LED con attacco E40 consente di ospitare senza problemi tutti gli elementi necessari del circuito integrato.

Ciò aumenta la durata complessiva del prodotto e migliora la sua efficienza. I circuiti complessi hanno anche degli svantaggi:

• grandi dimensioni;
• difficoltà di riparazione;
• costo elevato.

Oltre ai due schemi elettrici considerati, esistono molte varianti intermedie della struttura interna del driver. I consumatori richiedono lampadine di diversa costruzione. Ad esempio, per l'illuminazione notturna di aree industriali deserte, sarà sufficiente una lampada con il driver più semplice.

Varietà di lampade LED E40

Le apparecchiature di illuminazione industriale sono strutturalmente molto più varie di quelle domestiche. Di conseguenza, anche le caratteristiche delle lampade richieste sono diverse. Grande importanza hanno la direzionalità della luce, la possibilità di funzionamento continuo e la protezione dell'involucro.

I produttori, seguendo la domanda, offrono ai consumatori le seguenti modifiche delle lampade a LED:

• antipolvere e resistenti all'umidità;
• con tensione di esercizio 110 o 220 V;
• con angolo di emissione da 120 a 360 gradi;
• con potenza da 10 a 500 W;
• in materiali plastici, alluminio, resistenti al calore;
• con bulbo opaco, trasparente, con LED aperti;
• con sensori di luminosità, di movimento;
• dimmabili;
• antivibranti, antideflagranti.

Nei produttori poco conosciuti di lampade a LED, le opzioni aggiuntive possono essere più una strategia di marketing che un reale vantaggio. Pertanto, al momento dell'acquisto, è opportuno dare priorità ai prodotti di illuminazione di marchi noti.

Caratteristiche delle lampade LED industriali

Gli apparecchi di illuminazione con attacco E40 vengono utilizzati solo in ambito industriale e pubblico. Non vengono prodotti apparecchi domestici con questa costruzione.

Agli apparecchi di illuminazione industriali vengono imposti requisiti più elevati di affidabilità e resistenza ai fattori esterni. Di conseguenza, anche le lampade a LED E40 utilizzate in essi presentano una serie di caratteristiche:

1. Il valore del fattore di potenza è 0,9-0,95, mentre per le lampadine domestiche è 0,7-0,9.
2. I LED spesso hanno lenti individuali che modificano la direzionalità del flusso luminoso.
3. Ampio intervallo di temperature di esercizio. Il driver nelle lampadine E40 è progettato per riscaldamento fino a 110-120 °C e raffreddamento fino a -50 °C.
4. Maggiore durata di servizio – fino a 10 anni di illuminazione continua.
5. Il corpo spesso dispone di protezione antivandalica per prevenire danni meccanici ai LED.
6. La disposizione dei LED sulla scheda consente la loro sostituzione durante la riparazione.
7. La maggior parte delle lampade E40 è protetta da vento, pioggia e polvere.
8. Un radiatore rinforzato consente di dissipare attivamente il calore durante il funzionamento 24 ore su 24.
9. Maggiore indice di resa cromatica.
10. A differenza delle lampade al mercurio, quelle a LED non richiedono l'installazione di dispositivi di avviamento aggiuntivi.

I vantaggi sopra descritti aumentano notevolmente il costo delle lampade a LED con attacco E40. Tuttavia, grazie alla maggiore affidabilità e alla maggiore durata, tali prodotti riducono i costi operativi delle aziende. Una volta installate queste lampadine a LED negli apparecchi, non è necessario preoccuparsene per diversi anni.

Le lampadine a LED, a differenza di quelle al mercurio, sono ecologicamente sicure, consumano meno energia elettrica e sono più durevoli a parità di flusso luminoso.

Le apparecchiature di illuminazione con attacco E40 vengono sostituite da modelli moderni piuttosto lentamente. Il motivo è l'assenza di nuovi standard alternativi per il collegamento di lampade a LED rimovibili. Un altro freno al rinnovo delle apparecchiature è l'indifferenza degli utenti industriali verso il design e l'obsolescenza morale dei dispositivi.

Campi di applicazione delle lampade E40

La nicchia dei dispositivi con flusso luminoso direzionale in ambito industriale è già stata occupata da tempo dai proiettori a LED. Alle lampadine con attacco E40 è riservata la nicchia dell'illuminazione diffusa di grandi aree e ambienti.

La luce fredda è percepita meglio dagli occhi dei conducenti di notte, pertanto l'illuminazione stradale è realizzata principalmente con lampadine E40 ad alta temperatura di colore.

I principali luoghi di utilizzo sono:

1. Aree esterne di impianti industriali, magazzini, basi di trasporto, strutture pubbliche.
2. Pali dell'illuminazione stradale.
3. Cortili di case private, dacie.
4. Centri commerciali e di intrattenimento.
5. Officine di produzione con soffitti alti.
6. Stadi.
7. Hangar.
8. Aree giochi per bambini.

In inverno, le lampade a LED sono vantaggiose perché quando la neve cade su di esse non si crea una differenza di temperatura nelle diverse parti del corpo. Grazie a ciò, le caratteristiche di resistenza dei loro bulbi non vengono compromesse.

L'attacco E40 è un retaggio del passato, quindi difficilmente in futuro verrà utilizzato in nuovi settori.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Nei video vengono mostrate le lampadine a LED E40 in funzione e viene esaminata la loro struttura interna.

Confronto tra lampade a LED con diversi attacchi:

Panoramica e struttura interna della lampadina a LED E40:

Test di una potente lampada a LED E40 tipo 'mais':

L'attacco originale E40 nelle lampadine a LED viene utilizzato sempre meno. La ragione è la volontà dei produttori di soddisfare il maggior numero di consumatori. Spesso si limitano a dotare i prodotti con attacco E27 di un adattatore per diametro maggiore. Tuttavia, ciò non impedisce alle lampade LED con attacco da quaranta millimetri di illuminare efficacemente enormi ambienti e di far risparmiare denaro alle aziende comunali e commerciali.

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