[전기 이론] 조명

  우리 생활 속에서 조명은 없어서는 안 되는 존재이다. 현재 우리 실생활에서는 형광등과 LED(Light Emitting Diode)를 많이 사용하며 그 중 LED로 많이 바뀌고 있는 추세이다. LED는 다른 말로 발광다이오드라고도 부르는데 이 발광다이오드는 전기에너지를 빛 에너지로 바꿔주는 반도체이다.

 

 반도체는 실리콘과 게르마늄을 재료로 사용하는데 여기에 불순물을 혼합하게 되면 반도체 내부에 여유 전자가 생기거나 공간이 발생한다. 이러한 반도체를 결합시킨 것을 P-N접합 다이오드라고 한다. P-N 접합으로 이루어진 LED에 전원을 인가하게 되면 에너지를 받아 P타입에서 정공이 이동하고 N타입에서 전자가 이동한다. 전자와 정공은 서로를 끌어당기기 때문에 중간에서 만나 전자-정공 쌍으로 합쳐지면서 광자와 빛을 발산한다.

P-N 접합 다이오드 설명

 

 조명의 경우 에디슨이 발명한 필라멘트를 가열해 빛을 내는 백열전구를 기점으로 수은 가스의 방전으로 발생하는 자외선을 형광 물질에 의해 가시광선으로 바꾸어 빛을 내는 형광등, 반도체를 활용한 LED가 가장 유용하게 사용되고 있다.

백열 전구 / 출처 : 위키백과

형광등 / 출처 : 위키백과

LED등 / 출처 : 대경엘이디

구분	백열전구	형광등	LED
개발	1879	1938	1996
평균수명	1년	6~10년	15~20년
소비전력	40W	15W	7W
효율	14 lm/W	61 lm/W	100 lm/W

 

  현재 많은 조명이 LED로 바뀌는 이유 아래와 같다.

 1. LED의 경우 효율이 높기 때문에 소비전력이 매우 작아 전기요금을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

 2. 위 표에서도 볼 수 있듯이 백열전구, 형광등보다 수명이 길다는 장점이 있다.

 3. 점등 및 소등 속도가 빠르다.

 4. 광원이 작아 소형화, 경량화 등이 가능하여 무게가 가볍고 얇게 만들 수 있다는 장점이 있다.

 5. LED 회로나 장치 등의 기구가 간단하기 때문에 효율적인 설치가 가능하다.

 6. 충격에 강하고 안전하다.

 7. 반도체를 이용하기 때문에 제어하기가 편리하다.

 8. 친환경 재료를 사용한다.

 

 종합적으로 보았을 때 다른 조명에 비해 비싸다는 단점이 있지만 기능과 효율의 방면에서 보았을 때 월등한 장점이 있다고 볼 수 있으며 이로 인해 현재 많은 조명들이 LED로 대체되고 있으며 조명을 제외하고도 전광판, 디스플레이 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.

 

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