1 หลักการทำงานและประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED
LED (ไดโอดเปล่งแสง) เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ปล่อยแสงโดยอิเล็กตรอนที่น่าตื่นเต้นในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ผ่านกระแสไฟ ทำให้พวกมันเปลี่ยนจากระดับพลังงานต่ำไปเป็นระดับพลังงานสูง เมื่ออิเล็กตรอนกลับสู่ระดับพลังงานต่ำ พวกมันจะปล่อยพลังงานออกมา ซึ่งปรากฏเป็นการปล่อยแสง ความสว่างของ LED เกี่ยวข้องโดยตรงกับขนาดของกระแสไฟฟ้า ยิ่งกระแสไฟฟ้าสูงเท่าไร อิเล็กตรอนก็จะยิ่งตื่นเต้นมากขึ้นเท่านั้น และแสงที่ปล่อยออกมาก็จะยิ่งแรงมากขึ้นเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม ความสว่างของ LED ไม่เพียงแต่ถูกกำหนดโดยขนาดของกระแสเท่านั้น แต่ยังพิจารณาจากประสิทธิภาพการส่องสว่างด้วย ประสิทธิภาพการเรืองแสงหมายถึงประสิทธิภาพของ LED ในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสง โดยทั่วไปแสดงเป็นลูเมนต่อวัตต์ (lm/W) ยิ่งประสิทธิภาพการส่องสว่างของ LED สูงเท่าไร แสงที่ปล่อยออกมาที่กำลังไฟเท่ากันก็จะยิ่งสว่างมากขึ้นเท่านั้น
2 ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังไฟและความสว่าง LED
วัตต์ (กำลัง) คืออัตราที่อุปกรณ์ติดตั้งไฟ LED ใช้พลังงานไฟฟ้า ซึ่งปกติจะวัดเป็นหน่วยวัตต์ (W) ในเทคโนโลยี LED ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังและความสว่างไม่ได้เป็นสัดส่วนเพียงอย่างเดียว เนื่องจากประสิทธิภาพการส่องสว่างของผลิตภัณฑ์ LED ที่แตกต่างกันแตกต่างกันไป และถึงแม้จะมีพลังงานเท่ากัน หลอดไฟ LED ที่มีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงกว่าก็จะสว่างกว่า
ตัวอย่างเช่น โคมไฟ LED ขนาด 10 วัตต์ที่มีประสิทธิภาพการส่องสว่าง 100 ลูเมน/วัตต์ ปล่อยฟลักซ์ส่องสว่าง 1,000 ลูเมน (lm) และโคมไฟ LED อีกดวงที่มีกำลังไฟเท่ากันคือ 10 วัตต์ หากประสิทธิภาพการส่องสว่างอยู่ที่ 150 ลูเมน/วัตต์ ฟลักซ์การส่องสว่างจะเท่ากับ 1,500 ลูเมน เห็นได้ชัดว่าในกรณีนี้ หลอดไฟ LED สองดวงที่มีกำลังเท่ากันจะมีประสิทธิภาพการส่องสว่างที่สว่างกว่า
3 การรับรู้ความสว่างด้วยตามนุษย์
นอกจากนี้ เรายังต้องคำนึงถึงการรับรู้ความสว่างด้วยตามนุษย์ด้วย การรับรู้ระดับความสว่างต่างๆ ด้วยสายตามนุษย์ไม่ใช่เชิงเส้น แต่เป็นลอการิทึม ซึ่งหมายความว่าเมื่อความสว่างเพิ่มขึ้นถึงระดับหนึ่ง ความสว่างที่เพิ่มขึ้นที่ดวงตามนุษย์รับรู้จะมีแนวโน้มที่จะค่อยเป็นค่อยไป ดังนั้นการเพิ่มกำลังของ LED เพียงอย่างเดียวไม่จำเป็นต้องทำให้ความสว่างเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะในช่วงความสว่างสูง
4 การพิจารณาปัจจัยที่ครอบคลุม
เมื่อเลือกหลอดไฟ LED นอกเหนือจากการพิจารณากำลังไฟและประสิทธิภาพการส่องสว่างแล้ว ควรคำนึงถึงปัจจัยหลายประการด้วย เช่น การออกแบบหลอดไฟ มุมของลำแสง และสีของแหล่งกำเนิดแสง ปัจจัยเหล่านี้จะส่งผลต่อเอฟเฟกต์แสงจริงของหลอดไฟ ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ส่องสว่างที่ออกแบบมาอย่างดีสามารถใช้แสงได้ดีขึ้นและปรับปรุงประสิทธิภาพแสงสว่าง มุมลำแสงจะกำหนดช่วงของการส่องสว่างและส่งผลต่อความสม่ำเสมอของการส่องสว่าง สีของแหล่งกำเนิดแสงสัมพันธ์กับบรรยากาศของแสงและเอฟเฟ็กต์ภาพ
