As lâmpadas LED (diodo emissor de luz) e as lâmpadas incandescentes tradicionais operam com princípios fundamentalmente diferentes, impactando sua eficiência, longevidade e impacto ambiental.
A ciência por trás das lâmpadas LED gira em torno do fenômeno da eletroluminescência, onde os elétrons se recombinam com buracos de elétrons dentro do material semicondutor do LED. Quando uma corrente elétrica passa pelo LED, ela excita os elétrons, fazendo com que emitam fótons de luz. Este processo é altamente eficiente em comparação com as lâmpadas incandescentes tradicionais, onde a eletricidade aquece um filamento de tungstênio até brilhar, produzindo luz, mas também uma perda significativa de calor.
As lâmpadas LED caracterizam-se pela sua eficiência energética e longevidade. Consomem significativamente menos energia para produzir a mesma quantidade de luz que as lâmpadas incandescentes, tornando-as mais ecológicas e económicas ao longo da sua vida útil operacional. Os LEDs também emitem luz em uma direção específica, reduzindo a necessidade de refletores e difusores que muitas vezes são necessários com lâmpadas incandescentes, que emitem luz em todas as direções.
A química por trás das luzes LED envolve materiais semicondutores dopados para criar junções p-n dentro da estrutura do LED. Esses semicondutores são normalmente feitos de compostos como arsenieto de gálio (GaAs), fosfeto de gálio (GaP) ou nitreto de índio e gálio (InGaN), dependendo do comprimento de onda desejado da luz emitida. Quando a corrente flui através dessas junções, estimula a emissão de fótons no espectro visível.
A diferença entre luzes LED e lâmpadas normais, como lâmpadas incandescentes ou fluorescentes, reside principalmente na eficiência, longevidade e impacto ambiental. As luzes LED consomem menos energia, emitem pouco calor, têm uma vida útil mais longa (normalmente dezenas de milhares de horas em comparação com alguns milhares de lâmpadas incandescentes) e são mais duráveis devido à sua construção em estado sólido. Em contraste, as lâmpadas incandescentes são menos eficientes, convertem grande parte da sua energia em calor em vez de luz e têm uma vida útil mais curta. As lâmpadas fluorescentes são mais eficientes que as incandescentes, mas ainda menos que as LED, e contêm mercúrio, o que representa desafios ambientais e de eliminação.
Em resumo, a ciência por trás das lâmpadas LED gira em torno da eletroluminescência e da física dos semicondutores, permitindo que sejam mais eficientes em termos energéticos, mais duradouros e mais ecológicos em comparação com as tradicionais lâmpadas incandescentes e fluorescentes. Os LED revolucionaram a tecnologia de iluminação, oferecendo desempenho superior em termos de economia de energia, durabilidade e redução do impacto ambiental.