Te-ai întrebat vreodată cum funcționează un bec? În acest articol vom cerceta cum funcționează și din ce sunt alcătuite.

Cine a inventat becul electric?
Becul electric este rezultatul cercetărilor mai multor oameni de știință și inventatori, care au atins apogeul la 21 octombrie 1879, când Thomas Alva Edison a prezentat primul bec electric în laboratorul său din Menlo Park (New Jersey, SUA). Acel bec a funcționat continuu timp de două zile. Edison reușise să facă procesul de fabricație mai simplu și mai ieftin, astfel încât vânzarea sa către public să fie profitabilă și, în cele din urmă, fezabilă. La 27 ianuarie 1880, Edison a brevetat becul așa cum îl cunoaștem și a schimbat profund societatea și modul în care trăim.

Totuși, trebuie să îi menționăm pe cei care au contribuit la inventarea becului electric:

Humphry Davy, care, în 1809, care a plasat o bandă îngustă de carbon între cei doi poli ai unei baterii pentru a genera lumină.

Warren de la Rue, care, în 1840, a făcut ca un filament de platină să lumineze în interiorul unei supape de vid.

Henry Woodward și Matthew Evans, care, în 1875, au brevetat oficial primul bec electric.

Joseph Wilson Swan, care, în 1879, și-a prezentat proiectul unui bec de sticlă vidată cu cabluri de platină și un fir carbonizat.

Irving Langmuir, care, în 1913, a creat luminile de neon prin introducerea de gaze în bec.

Isamu Akasaki, Hiroshi Amano și Shuji Nakamura, care în 1997 au inventat lampa LED (Light Emiting Diode).

Din ce sunt făcute?

Becurile cu LED-uri:

Sunt dispozitive de iluminat cu semiconductori (SSL) care se potrivesc în conexiunile standard cu șuruburi, dar care utilizează LED-uri (diode emițătoare de lumină) pentru a produce lumină. Becurile cu LED reprezintă o alternativă mai ecologică la becurile cu incandescență.

Cum sunt fabricate becurile?
Există mașini specializate pentru fabricarea becurilor cu LED.

Fabricarea unui bec LED începe cu un substrat. Materialele folosite variază de la safir (pentru tonuri albe și reci) la arsenură de galiu (tonuri calde).

Tehnologia AlinGaP este utilizată pentru tonurile calde. Numele său provine de la materialul utilizat la fabricarea sa: Aluminiu, indiu, galiu și fosfor. Tehnologia InGaN este utilizată pentru culorile reci, inclusiv pentru alb: Indiu, galiu și azot. Substratul este acoperit cu diferite materiale pentru a-l face rezistent și de lungă durată. Astfel sunt create cele două semiconductoare LED. Eficiența și calitatea depind de acest proces.

Acest substrat este adăpostit într-o plachetă care este acoperită cu materiale. După aceasta, cipurile și LED-urile corespunzătoare sunt distribuite. Apoi se verifică temperatura și luminozitatea LED-urilor individuale.

Apoi, LED-ul trebuie să fie prevăzut cu o bază, un disipator și un difuzor, precum și acoperirea cipurilor cu silicon pentru a le proteja.

În cele din urmă, becurile LED sunt clasificate în funcție de caracteristicile lor.

Cum funcționează?
Un bec cu LED este un dispozitiv semiconductor cu două elemente:

Un semiconductor de tip P: acest lucru înseamnă că conține purtători de sarcină pozitivă.

Un semiconductor de tip N: încărcat cu electroni cu sarcină negativă.

Această combinație creează o diodă, care, atunci când este traversată de un curent electric, face ca particulele încărcate pozitiv și negativ să se deplaseze în direcții opuse. Atunci când particulele se ciocnesc, ele eliberează energie sub formă de fotoni. Cantitatea de fotoni eliberați determină frecvența (sau culoarea) luminii. Acesta este motivul pentru care se utilizează două tipuri de tehnologie cu materiale diferite în semiconductori (AlinGap și InGaN) pentru a stabili culoarea luminii.

După prelucrarea materialelor din cip, acesta este plasat cu acces la curentul electric pentru a genera lumină în direcția dorită.

Cum s-au schimbat becurile de când au fost inventate?
De la brevetul lui Edison și până în prezent, becul a suferit numeroase modificări. Un bec clasic era format dintr-un simplu bec de sticlă cu un filament de tungsten în vid în interior (sau un gaz inert). Din 2021, Uniunea Europeană (UE) a interzis fabricarea și importul acestora, pentru a acorda prioritate unor opțiuni mai durabile.

La sfârșitul secolului al XIX-lea s-au făcut experimente cu iluminatul fluorescent. În 1926, inventatorul german Edmund Germer și echipa sa au implementat tehnici îmbunătățite care au făcut ca becurile fluorescente să fie eficiente și ușor de fabricat. Compania nord-americană General Electric a obținut brevetul și a început să comercializeze becuri fluorescente în 1938. UE intenționează să interzică fabricarea și importul acestora începând cu anul 2023.

Halogenele sunt o dezvoltare a becului clasic. În anii 1950, inginerii americani căutau soluții pentru iluminarea avioanelor. Ulterior, acestea au fost utilizate pe scară largă. În UE, fabricarea și importul lor sunt interzise din 2018.

Când vorbim despre LED-uri, trebuie să menționăm cercetările efectuate de Henry Joseph Round în 1907 și Oleg Lósev în 1927, înainte de dezvoltarea primului prototip comercial și întreprinse în 1962 de General Electric. Acest prim LED a fost lumina infraroșie. Un deceniu mai târziu, Jacques Pankove a explorat tehnologia LED pentru lumina albastră de joasă tensiune. La începutul anilor 1980, Isamu Akasaki, Hiroshi Amano și Shuji Nakamura au dezvoltat primul LED complet albastru și l-au perfecționat așa cum îl cunoaștem astăzi. De atunci, tehnologia a progresat pentru a crea LED-uri care sunt mai puternice, mai eficiente și cu culori mai perfecționate. În prezent, acesta este iluminatul cel mai utilizat în UE datorită caracteristicilor sale, în timp ce alte tipuri de becuri intră în desuetudine.