Site Loader

Содержание

Что такое светодиод — простым языком

Светодиод – это разновидность диода. Особенностью светодиода является его способность излучать свет при прямом подключении, когда ток проходит от анода (+) к катоду (-). Отсюда сокращенное название светодиода – LED, что означает: light emitting diode (с англ. – светоизлучающий диод).

Из чего состоит светодиод?

Так как светодиод разработан на базе обычного диода, то его структура включает в себя базовые элементы диода. Для большей функциональности в светодиод добавлены дополнительные элементы.

svetodiod - Светодиод фотоКак мы видим на изображении, подобно обычному диоду, внутри светодиода есть два слоя полупроводника p- и n-типа. Они закреплены на клемме-подложке, которая непосредственно связана с катодом. Верхний слой полупроводника связан с анодом проволочной связью.

Корпус светодиода изготавливают из светопрозрачных материалов, в основном это пластик или стекло. В зависимости от конфигурации, светодиод может быть с дополнительными техническими решениями. Это изменения корпуса (форма, наличие линзы, металлические теплоотводящие элементы) и внутренних составляющих (несколько p-n пар полупроводника, люминесцентное заполнение, управляющий чип, рефлектор и пр.)

Принцип работы светодиода

kristally svetodiodov izgotovleny s razlichnymi primesyami - Светодиод фото

При прямом подключении светодиода к источнику питания, происходит рекомбинация электронов и дырок в запрещенной зоне полупроводников. При этом выделяется определенное количество тепла и света. Отмечу, что полупроводниковый кристалл любого диода при прямом подключении излучает фотоны света, но спектр волн этого излучения находится вне видимой глазу зоны.

Кристаллы светодиодов производят с примесями арсенида и фосфида галлия, алюминия, теллурида кадмия, селенида цинка, соединений индия и других. Примеси изменяют ширину запрещенной зоны и позволяют задать светодиоду нужный интенсивность свечения и цвет.

Направление и угол рассеивания потока светового излучения в светодиодах задают линзы и рефлекторы.
Кристаллы сверхмощных светодиодов размещают на теплоотводных площадках  из меди или алюминия для защиты от перегрева.

Применение светодиодов

svetodiod gde ispolzuyutsya - Светодиод фото

Элементарная функция светодиода это – индикация. Это может быть индикация состояния прибора ВКЛ/ВЫКЛ, или индикация режима, в котором работает прибор. Чтобы подсветить панель прибора, на помощь так же приходят светодиоды. Например, вы включаете аудиоколонки на компьютере и зеленый светодиод информирует вас о том, что питание включено. Монитор компьютера перешел в “энергосберегающий режим” – об этом информирует мигающий оранжевый светодиод, вместо обычно горящего синего. А чтобы вы не искали в темноте выключатель – он подсвечивается светодиодом.

Еще пример использования – подсветка дисплея. ЖК-дисплеи требуют дополнительной подсветки с боковой или тыльной стороны. Эту задачу решают светодиоды. Фонарик, гирлянда, светофор, рекламная бегущая строка, и даже огромный LED-телевизор (светодиоды выполняют роль пикселей на экране) – подсвечиваются благодаря светодиодам.

Светодиоды совершенствуются и получают все больше преимуществ. Например, высокая яркость при относительно малом потреблении тока и широкий спектр цветов позволяют широко использовать светодиоды в декорировании и освещении (светодиодные ленты, светильники, лампы, прожекторы).

Один из видов светодиодов излучает не только видимый диапазон волн света. Пример – пульт от телевизора или других бытовых приборов оснащен светодиодом, который работает в инфракрасном диапазоне волн. Благодаря ему устройство-приемник на приборе получает ИК сигналы от пульта. А более мощные ИК-модели светодиодов используют аграрии, чтобы обеспечить растениям свет при любых природных условиях.

Ультрафиолетовый светодиод пришел на замену газоразрядным УФ-лампам. Его используют в медицине, промышленности, косметологии, криминалистике.

Светодиоды также «перекачивают» колоссальный объем интернет-трафика по оптоволоконным сетям. В отличие от обычной лампы накаливания – светодиод может излучать импульсы света с очень высокой частотой.

svetodiod gde ispolzuyutsa 500x349 - Светодиод фото

Разновидности, обозначение

Светодиод на схеме изображается следующим образом:

svetodiod gde ispolzuyutsya raznovidnosti - Светодиод фото

Знакомый нам диод дополняется двумя стрелками, направленными в сторону по диагонали от него. Круглая обводка не является обязательной, и на многих схемах опускается. Буквенное обозначение светодиода на принципиальных схемах зависит от производителя. Это может быть аббревиатура HL, VD, LED.

Подключение светодиода происходит по следующей схеме:

svetodiod gde ispolzuyutsya shema rus - Светодиод фото

В схеме обязательно (!) должен быть токоограничивающий резистор. Если его не использовать – срок службы светодиода сократится в разы, а в некоторых случаях без дополнительной нагрузки светодиод может выйти из строя после первого включения питания.

Это  вызвано тем, что кристалл полупроводника достигает состояния теплового пробоя (пиковые значения тока производитель указывает в спецификации), это выводит светодиод из строя.

Дело в том, что определяющим параметром светодиода является его рабочий ток, а напряжение питания варьируется уже в зависимости от него.

 

Для того, чтобы рассчитать, какой резистор нужен, воспользуйтесь формулами:

  • Сопротивление: R = (Uпит – ULED) / ILED
  • Мощность: P = (Uпит – ULED) * ILED

где:

  • Uпит – напряжение источника питания;
  • ULED – прямое падение напряжения светодиода;
  • ILED – рабочий ток светодиода.

Если полученного результата в списке номиналов резисторов нет – используйте ближайший к нему в сторону увеличения или корректируйте дополнительными сопротивлениями. Также не забывайте и о мощности резистора. Недостаточно мощный будет греться или перегорит. Используйте сопротивление с запасом мощности 20-30%.

Имейте ввиду, что резкое изменение тока в цепи светодиода также пагубно влияет на его работу. Поэтому нужно предварительно стабилизировать ток в цепи. При использовании светодиодных лент, ламп, и подобных приборов, используют блоки питания с автоматической стабилизацией тока.

svetodiod gde ispolzuyutsya stabilizatsia 500x337 - Светодиод фотоПри эксплуатации светодиодов, обезопасьте их от обратного тока. Если обратный ток превысит допустимое производителем значение – светодиод выйдет из строя. Включать светодиоды можно как последовательно, так и параллельно, но обязательно корректируйте ток резисторами. Наиболее эффективная схема подключения группы светодиодов – последовательная.

svetodiod gde ispolzuyutsya vidi podkluchenija - Светодиод фотоДопускается подключение светодиода в цепь переменного тока. В этом случае, когда через светодиод будет проходить импульс прямого тока – он будет светиться, импульс обратного – нет (т.е. будет мигать с частотой переменного тока). При таком подключении используйте в схеме диод, который защитит светодиод от импульсов обратного тока.

Светодиоды условно делятся на два типа:

  • индикаторные;
  • осветительные.

svetodiod gde ispolzuyutsya paralelnoe soedinenie - Светодиод фотоsvetodiod gde ispolzuyutsya posledovatelnoe soedinenie - Светодиод фото

Главная характеристика индикаторного светодиода – относительно невысокая мощность (при этом высокая яркость) и широкий спектр цветов. Цвет, которым будет гореть такой светодиод, определяется типом химической примеси, которую добавляют в кристалл полупроводника.

Виды индикаторных светодиодов

DIP-светодиод
svetodiod gde ispolzuyutsya dip 278x138 - Светодиод фото

Такие светодиоды обладают малым углом рассеивания (до 60°).

Корпус, как правило, изготовлен из пластмассы или стекла, может быть прозрачным или цветным; цилиндрическим или прямоугольным; с линзой или без неё.

В одном корпусе таких светодиодов могут размещаться кристаллы с разным цветом свечения. У этих светодиодов есть дополнительные выводы и подключаются они по принципу общего анода или общего катода.

RGB–светодиод

rgb 278x191 - Светодиод фотоНа одной матрице размещает сразу три кристалла: красный, зеленый и синий. Благодаря управлению каждым таким кристаллом независимо друг от друга, можно добиться практически любого цвета.

Чтобы эти кристаллы не выделялись точечно через линзу RGB – светодиода, на корпус может наноситься матовое покрытие, которое сглаживает цвета.

Super Flux «Piranha»

svetodiod gde ispolzuyutsya super flux piranha 278x155 - Светодиод фото

Такой светодиод дает пучок света с углом рассеивания в диапазоне 40°-120°. Обладает повышенной яркостью, но разных цветов нет – можно выбрать только температуру белого свечения. На корпусе «пираньи» четыре вывода для крепежа на монтажной плате. Наличие линзы зависит от модели.

Straw Hat

svetodiod gde ispolzuyutsya straw hat 278x167 - Светодиод фотоКристалл полупроводника в таком светодиоде расположен близко к линзе, за счет этого угол рассеивания 100°-140°.

Высота светодиода заметно уменьшена относительно его пропорций.

Еще одна отличительная особенность Straw Hat – большой радиус линзы.

SMD-светодиоды

svetodiod gde ispolzuyutsya smd 278x139 - Светодиод фотоМиниатюрность – главное достоинство SMD-светодиода.

Его корпус может быть размером в 1мм, и для экономии места выводы SMD-светодиода могут быть просто контактными площадками на корпусе.

Широкий спектр цветов и хорошая яркость – тоже достоинства SMD.

svetodiod gde ispolzuyutsya smd 1 - Светодиод фото

Виды осветительных светодиодов

Осветительный светодиод очень мощный и его интенсивность свечения высока. Поэтому он используется для изготовления ламп, люстр, прожекторов, автомобильных фар. Цвет осветительного светодиода – белый. Есть варианты теплой и холодной температурой свечения. К видам таких светодиодов можно отнести:

Осветительный SMD LED

svetodiod gde ispolzuyutsya smd led 278x201 - Светодиод фотоОсветительный SMD LED схож с индикаторным SMD конфигурацией и размерами корпуса.

Но для увеличения яркости, кристалл покрыли слоем люминофора и вмонтировали на медную или алюминиевую основу, которая служит терморегулирующим элементом.

Угол рассеивания составляет 100° – 130°.

COB-светодиод

svetodiod gde ispolzuyutsya cob 278x212 - Светодиод фотоCOB состоит из множества синих светодиодов, которые объединили в одном кристалле. Несколько десятков светодиодов расположены на общем люминофорном покрытии.

Filament LED

svetodiod gde ispolzuyutsya filament led 278x222 - Светодиод фото

Описание такого светодиода можно ограничить изображением.

Это декоративная подсветка, КПД не высокий.

 

Лазерный светодиод

svetodiod gde ispolzuyutsya lazernyj svetodiod 278x226 - Светодиод фотоКристалл лазерного светодиода имеет специфическую конфигурацию, которая позволяет долго удерживать внутри излучаемый фотон. При этом фотон вызывает образование новых фотонов, пока сила светового потока не превысит уровень потерь.

Таким образом, свет будто накапливается внутри кристалла и при достижении определенного уровня – высвобождается в виде лазерного луча.

Лазерные считывающие устройства, оптоволоконные коммуникации, медицинское оборудование или обычная лазерная указка работают благодаря лазерным светодиодам.

Маркировка светодиодов, измерения

Международных стандартов для светодиодов нет. Каждый производитель закладывает информацию об элементе на свое усмотрение.

Величины измерения показателей света для различных светодиодов могут быть указаны как в люменах, так и в канделах. Это связано с тем, что люмен – это полный световой поток, который включает в себя весь излучаемый источником свет (применимо для светодиодов с большим углом рассеивания или сверх ярких).

Количество кандел указывает силу света, который излучает источник в направлении определенного телесного угла (применимо для светодиодов с малым углом рассеивания).

К примеру, можно представить обычную лампу накаливания: измеряем интенсивность ее свечения в люменах – так как свет от нее равномерно распределяется во все стороны. Если же ее разместить внутри фонаря – направление светового потока ограничится углами рефлектора фонаря, и его интенсивность (силу) мы будем уже измерять в канделах.

 

opredeleniya polyarnosti svetodioda 500x321 - Светодиод фото

 

Для определения полярности светодиода производители предлагают следующие варианты:

Длина ножки катода короче анода, и со стороны катода на корпусе сделан срез.

Размер посадочных площадок некоторых светодиодов может отличаться.razmer posadochnyh ploshchadok svetodiodov 278x181 - Светодиод фото

Производитель может явно указать на корпусе светодиода его цоколёвку посредством знаков «+» и «-», соответственно расположенным контактам, или применит собственную маркировку (точка, засечка на корпусе или другой знак).

svetodiod markirovka raznyh proizvoditelej 500x362 - Светодиод фото

Если определить визуально расположение контактов не получается – протестируйте светодиод сами, при этом не забывайте ограничивать ток резистором.

Вольтамперная характеристика

На графике представлена вольтамперная характеристика для всех типов светодиодов. Значения тока и напряжения могут колебаться в зависимости от модели светодиода. Но все они имеют прямую зависимость: с ростом напряжения увеличивается сила прямого тока.vah svetodioda 500x374 - Светодиод фото

Если подать на светодиод обратный ток, он не будет светиться, но по достижении отметки Umaxобр полупроводник выйдет из строя. Эта точка называется напряжением пробоя. Диапазон Umin – Umax называют рабочей зоной напряжения светодиода. Превышение максимальных значений пагубно влияют на его работоспособность.

Светодиоды. Характеристики. Достоинства и недостатки.

Светодиоды – это кристаллы, изготовленные или “выращенные” из химических элементов на основе полупроводников. После выращивания помещаются в специальный для каждого вида светодиодов корпус

Что такое светодиоды

Светодиоды – это приборы, излучающие свет, изготовленные с применением полупроводниковых материалов. Они превращают электрический ток, по ним протекающий, в свет, без дополнительных преобразований. Происходит это в результате работы механизма полупроводимости и сопутствующей ему рекомбинации. Полупроводимость и рекомбинация образуются в месте контакта двух полупроводников с разными типами проводимости. Термин «рекомбинация» по отношению к физике полупроводников означает исчезновение пары свободных носителей противоположного заряда. Разумеется, что это происходит с выделением энергии.

Обозначение светодиодов на принципиальных схемах

Светодиоды – обозначение на схеме

Светодиоды обозначаются короткой аббревиатурой буквами кириллицы – СД (светодиод). А также СИД (светоизлучающий диод). Или же латинскими буквами LED (Light Emitting Diode – с английского «светоизлучающий диод»).

Как делают светодиоды

Светодиоды – это кристаллы, выращенные или наращенные из химических элементов на основе полупроводников. Они помещаются в специальный для каждого вида светодиодов корпус. Технологии изготовления светодиодов разнятся в зависимости от вида светодиода. Изготавливают светодиоды с добавлением различных химических элементов. Среди них полупроводники и не полупроводниковые металлы и их соединения. А также легирующие, то есть придающие составу определенные характеристики, примеси.Светодиоды - индикаторные и осветительные

Изготовление светодиодов

Процесс изготовления светодиодов выглядит, примерно, следующим образом:

Пластины, служащие в качестве подложки будущих кристаллов светодиодов, помещают в специальную герметичную камеру. Такие пластины изготавливают из удобных для наращивания светодиодов материалов. Например, из искусственного сапфира, у которого подходящая для этого кристаллическая решетка. Прежде всего камеру заполняют смесью газообразных химических веществ на основе полупроводников и легирующих добавок. Затем внутренность такой камеры начинают нагревать. В процессе этого нагрева химические элементы, находящиеся до этого в газообразном состоянии, осаждаются на пластинах.

Процесс длится несколько часов. В итоге на подложке наращивается несколько десятков слоев общей толщиной лишь несколько микрон. Отличие в толщине пластины до и после наращивания не различимо на глаз.

Затем с помощью трафарета на пластину напыляются золотые контакты. После чего ее разрезают на мельчайшие части. Каждая такая часть – это отдельный кристалл светодиода со своими контактами. Размеры ее очень малы. По крайней мере, разглядеть ее в деталях можно лишь под микроскопом.

На следующем этапе готовые кристаллы вставляют в корпус. После того, по необходимости покрывают слоем люминофора. Тип корпуса и количество кристаллов зависят от того, где и как данный светодиод будет использоваться.

Все светодиоды отличаются друг от друга как отпечатки пальцев. То есть нет двух идентичных по своим характеристикам светодиодов. Потому на следующем этапе и происходит сортировка светодиодов по двум-трем сотням параметров. Чтобы отобрать наиболее близкие друг другу по мощности, цветовой температуре и другим характеристикам светодиоды.

В конце концов светодиоды проверяют на работоспособность на испытательных стендах. И лишь затем из них изготавливают светодиодные лампы, ленты или используют в других сферах применения.

Виды светодиодов

Существует много видов светодиодов. Прежде всего светодиоды разделяются по применению. В основном по применению светодиоды подразделяются на два вида – индикаторные светодиоды и осветительные светодиоды. Еще светодиоды подразделяются по способу монтажа на монтажную плату. Осветительные и индикаторные светодиоды монтируются разными способами.

Индикаторные светодиоды

Безусловно, индикаторные светодиоды обычно относятся к DIP типу светодиодов (Dual In-line Package). А также другое  название этого типа – DIL (Dual In-Line – англ. двойное размещение в линию). Также этот способ монтажа именуется PHT (Plating Through Holes – англ. через отверстие платы).

Катод (-) короткий вывод, анод (+) длинный вывод двухпинового индикаторного светодиода.

Индикаторные светодиоды

Индикаторные светодиоды

 

К индикаторным можно отнести и светодиоды типа – Super Flux (обычно переводят как сверхяркие),называемые также – пиранья. Это светодиоды различных цветов в квадратном прозрачном корпусе с четырьмя выводами. Используются такие светодиоды в автомобилях, световой рекламе, декоративной подсветке. Цены на светодиоды пиранья по ссылке.

Super Flux Пиранья

Светодиоды “Super Flux” – Пиранья

Индикаторные светодиоды, как понятно из их названия, используются для индикации работы различных приборов и аппаратов. К примеру, огонек на панели телевизора – это работа индикаторного светодиода.

Индикаторные светодиоды, излучающие невидимый глазу инфракрасный свет, применяются в пультах дистанционного управления. Также индикаторные светодиоды применяются в автомобилях. светофорах, для подсветки LED мониторов и экранов. Отдельно выделяются OLED (Organic Light Emitting Diode), так называемые органические светодиоды. На их основе осуществляется не просто подсветка экранов, а полностью работа OLED мониторов и телевизоров. Посмотреть примерную цену на индикаторные светодиоды можно по ссылке.

Осветительные светодиоды

Для освещения применяют светодиоды, излучающие белый свет. Обычно они подразделяются на излучающие холодный белый, просто белый и теплый белый цвета. Для получения излучения белого света применяется RGB технология (см. Цветовая температура цветодиодов). Пожалуй, это наиболее дешевый и распространенный метод. Однако, при его использовании ухудшается индекс цветопередачи светильников. То есть при таком освещении изменяются для зрительного восприятия цвета освещаемых предметов.

А также существует другой метод получения белого света. Он заключается в том, что светодиод, излучающий невидимый глазу ультрафиолет, покрывается тремя видами люминофора. При прохождении через них ультрафиолета они излучают голубой, зеленый и красный цвета. При смешении этих цветов опять-таки получается излучение белого света.

В-третьих, на голубой светодиод наносят два вида люминофора. Они излучают желтый и зеленый или же красный и зеленый цвет. В результате чего и получают белый свет. Во втором и в третьем вариантах получается эдакая модификация люминесцентной лампы.

SMD Светодиоды

По способу монтажа осветительные светодиоды бывают SMD типа. Surface Mounted Device – англ. прибор. монтируемый на поверхность. Значительную часть SMD светодиода занимает подложка. Она может играть роль теплоотвода, если изготавливается из соответствующих материалов. Например, алюминия или меди. А также подложка играет роль монтажной платы. Контакты светодиода припаиваются к контактным площадкам, которые располагаются на подложке.

SMD светодиоды

SMD светодиоды

Сверху кристалл закрывается линзой или заливается люминофором. Разумеется все зависит от сферы применения светодиода. И уже на контакты корпуса подается напряжение, когда SMD светодиод вмонтирован в прожектор, в потолочный светильник, на светодиодную лампу или светодиодную ленту. На подложке могут располагаться один, два или три светодиода. А также соответственное количество выводов контактов. Опять-таки в зависимости от того, как светодиод будет применяться. Цены на SMD светодиоды в данный момент можно посмотреть по ссылке.

Светодиоды COB типа

Кроме SMD типа существуют светодиоды COB типа (Chip On Board – англ. чип на плате). На одной плате-подложке, служащей теплоотводом, припаивается большое количество кристаллов. Все они покрываются сплошным слоем люминофора соответствующего состава. Получается один большой светодиод с соответствующей яркостью. Такая технология позволяет упростить и удешевить изготовление светодиодных ламп, а также получить больший световой поток с меньшей площади по сравнению с SMD светодиодами.

COB светодиодные сборки

COB светодиоды

Светодиоды COB удобно использовать для освещения, для чего они практически и так используются. SMD же светодиоды могут применяться не только для освещения, но и как индикаторные или декоративные. Лампа на SMD светодиодах более пригодна для ремонтна. Можно заменить один перегоревший светодиод. А к примеру в лампе на COB светодиодах придется заменить всю плату-подложку. К тому же лампы на COB светодиодах дают простор для действий недобросовестных производителей. Ведь покупатель не может визуально определить количество кристаллов светодиодов в лампе. А также соотнести их с заявленными характеристиками лампы. Приобрести или посмотреть актуальную цену на COB светодиоды можно перейдя по ссылке.

Характеристики светодиодов

Основные характеристики светодиодов подразделяются на электрические и световые. С одной стороны, электрические – это рабочий ток, напряжение, мощность. С другой стороны, световые характеристики светодиодов – световой поток, сила света (эффективность). А также цветовая температура, габариты и угол рассеивания.

Рабочий ток светодиодов

Светодиоды работают только от определенной силы тока. Эта характеристика наиболее важна для работоспособности светодиода. Даже небольшое превышение рабочей силы тока приведет к быстрой деградации светодиода. А в результате выходу его из строя. Чуть более высокое превышение силы тока ведет к мгновенному перегоранию светодиода.

Ток светодиодов, несомненно, зависит от их мощности. Более мощные светодиоды работают на более высоком токе. В светодиодных лампах и светильниках устанавливаются драйвера. Они ограничивают ток именно до тех параметров, которые нужны для светодиодов, установленных в этих приборах. Часто требуется подключить светодиод отдельно. В этом случае необходимо знать его характеристики. Для того чтобы ограничить ток соответствующим драйвером, токоограничивающим резистором или конденсатором.

Напряжение светодиодов

Рабочее напряжение светодиодов зависит от полупроводников и других химических элементов, использованных при изготовлении этих светодиодов. Применение разных типов материалов для изготовления существующих видов светодиодов ведет к излучению света различных цветов. То есть рабочее напряжение можно определить по цвету светодиода. Иначе говоря, светодиоды разных цветов имеют разное рабочее напряжение.

Для питания светодиодных лент и светильников обычно используются драйвера или блоки питания. Как правило у них на выходе 12 вольт постоянного тока. К примеру. От такого источника можно запитать цепочку из последовательно соединенных светодиодов с рабочим напряжением 3 вольта. Исключим в этом примере падение напряжения на токоограничивающем резисторе. Безусловно, такая последовательная цепь может состоять только из четырех светодиодов. Пятый светодиод, если включить его в эту цепь, работать не будет. Каждый из светодиодов, грубо говоря, забирает из 12 вольт питания по 3 вольта.

Эту характеристику светодиода называют напряжением падения. В данном случае у каждого из светодиодов напряжение падения составляет 3 вольта. Другими словами. Падение напряжения – это напряжение, возникающее на выводах светодиода при протекании через него прямого рабочего тока. Эту характеристику иногда и называют рабочим напряжением светодиода. Хотя, строго говоря, таких характеристик, как напряжения питания или рабочее напряжение, у светодиода нет. Как впрочем и у любого диода.

Мощность светодиодов

Мощность светодиода зависит от его рабочего тока и падения напряжения на нем. Падение напряжения разных светодиодов колеблется в диапазоне, примерно, 1,5 – 4 вольта. Рабочий ток индикаторных и маломощных светодиодов обычно составляет 15 – 20 мА. Ток мощных осветительных светодиодов может быть 150, 350, 750 мА и доходить до 1А.

Часто для повышения яркости светодиода используют повышение его рабочего тока до очень больших величин. При этом необходимо помнить.  Применение для светодиодов такого большого тока ведет к их чрезмерному нагреву. А также быстрой деградации и выходу из строя. Хотя этого можно избежать. При условии, что питании светодиодов большим током, для повышения их яркости, использоваться система охлаждения. Для этого применяются достаточно массивные радиаторы из алюминия или даже меди. Более того, в некоторых случаях применяется принудительный обдув воздухом с помощью вентилятора-кулера. Хорошее охлаждение светодиодов при их работе на большом токе снижает риск потери их работоспособности. Однако, но не исключает его совсем.

P=U×I

Чтобы определить мощность (P) светодиода необходимо умножить напряжении (U) на силу тока (I). К примеру, мы возмем максимальные для светодиодов 4 вольта и 1 ампер. В результате мы получим самый мощный светодиод мощностью 4 Ватта. Безусловно, это будет осветительный светодиод. Несомненно, работающий от тока с не характерной, искусственно завышенной для светодиодов, силой.

Поэтому нужно понимать. Если разговор идет о 10 ваттном или даже 100 ваттном светодиоде. Несомненно, имеется в виду лампа или светильник. Они состоят из нескольких штук или десятков штук светодиодов. Или же речь идет о светодиодной сборке, например, COB типа. Иными словами, 100 кристаллов-светодиодов, каждый мощностью 1 Ватт, припаиваются на единую плату. И все это заливается слоем люминофора. Так и получается светодиод мощностью 100 Ватт.

Световые характеристики светодиодов – световой поток, освещенность, световая отдача и угол рассеивания

Осветительные светодиоды испускают более мощный световой поток чем другие источники освещения. Несомненно имеется в виду тоже или меньшее потреблении электрической энергии. В итоге освещенность лампами и светильниками на светодиодах какого-либо пространства выше. Разумеется по сравнению с освещенностью лампами накаливания. А также люминесцентными и другими, такой же или большей мощности. Естественно и световая отдача осветительных светодиодов лучше. То есть они дают большее количество люмен (единиц светового потока) на каждый ватт своей мощности.

С этими характеристиками светодиодных ламп и светильников могут поспорить немногие осветительные приборы.  Несомненно, к ним относятся натриевые газоразрядные лампы низкого и высокого давления. А также в какой-то мере, люминесцентные лампы. Но надо понимать, что все эти отличные качества имеют не все светодиоды. Поскольку все зависит от типа светодиодов и качества их изготовления.

К тому же существует такая характеристика светодиодов, как угол рассеивания света. Например, светодиоды, в отличии от других источников света, характеризуются меньшей величиной этого угла. Угол рассеивания различных ламп без отражателя – 360°. То есть они освещают окружающее пространство во все стороны более или менее равномерно. Угол же рассеивания одного осветительного светодиода может составлять всего 15-120°. Для расширения угла рассеивания применяется рассеивающая линза. С другой стороны, иногда требуется узкий угол рассеивания светодиода. К примеру, для точечного – акцентного освещения. Тогда, в свою очередь, применяется линза собирательная – сужающая луч света.

Пучок света, испускаемый светодиодом, неравномерен по яркости в пределах угла рассеивания. Он наиболее ярок в центре и снижает яркость, по мере приближения к краям этого угла. Для достижения угла рассеивания в 360°, делаются светодиодные сборки из множества светодиодов. Они равномерно светят во все стороны. К примеру, такие как светодиодные лампы типа «кукуруза».

Цвета светодиодов. Цветовая температура светодиодов

Цвета светодиодов могут быть самыми разнообразными – от основных цветов до их оттенков. Цветовая температура индикаторных DIP светодиодов не зависит от цвета корпуса светодиода. Цвет корпуса светодиода лишь показывает каким цветом будет светить данный светодиод. Цвет свечения, то есть цветовая температура, зависит от материалов, из которых изготовлен светодиод. При изготовлении светодиодов применяются различные полупроводники, легирующие добавки и другие химические элементы. А также используются разнообразные технологии производства. Это позволяет получить светодиоды с различной цветовой температурой. Есть множество видов светодиодов в прозрачном корпусе, цвет свечения которых можно определить, лишь включив светодиод.

Существуют также двухцветные светодиоды, с двумя контактами, как и у одноцветного светодиода – анодом и катодом. Смена цветов в них происходит при смене полярности питания. Трехцветные с двумя анодами и общим катодом объединяют в себя два кристалла разных цветов. В зависимости от того, на какие контакты подается питание, светодиод горит одним или другим цветом. А при включении обоих цветов от их смешения получается третий цвет. Чаще всего объединяют красный и зеленый кристаллы светодиодов. При смешении они дают желтый цвет.

Светодиоды RGB типа (Red – красный, Green – зеленый, Blue – синий) состоят из трех кристаллов. По отдельности кристаллы дают красный. зеленый и синий цвета. При смешении этих цветов через линзу, получают белый свет, применяемый для освещения. Такие светодиоды могут, при управлении через контроллер, светит каждым цветом по отдельности. Или же, при смешении цветов, давать все другие оттенки спектра. К примеру, четырех-пиновый индикаторный светодиод. У него три катода отдельно для каждого кристалла и один общий плюсовой вывод – анодом. Такой светодиод работает именно по такому принципу.

Достоинства и недостатки светодиодов как источников освещения

Достоинства осветительных светодиодов

  1. Главное и наиболее широко озвученное достоинство светодиодов – низкое энергопотребление. Такой же световой поток при меньших энергозатратах, чем у других источников света.
  2. Соответственно высокая светоотдача.
  3. Длительный срок службы.
  4. Отсутствие ядовитых паров.

Недостатки осветительных светодиодов

  1. Очень высокая цена у качественных светодиодов от известных производителей. Низкие фактические характеристики у некачественных светодиодов от неизвестных производителей и при этом недостаточно низкая цена по сравнению с лампой накаливания.
  2. Гарантия известных производителей на качественные светодиоды от 3 до 5 лет. Заявленный срок службы – до 11 лет при постоянной работе. Срок же окупаемости качественной светодиодной лампы – 5 лет.
  3. Эффект высокочастотного мерцания при использовании дешевых светодиодных сборок за счет экономии на системе электропитания.
  4. Для питания светодиодов необходимо применять драйвера или другие источники питания. А для стабильной и долгой службы светодиодов необходимо применять качественные, а значит дорогие источники питания. Гарантийный срок службы этих источников питания может быть и ниже, чем срок службы светодиодов. В результате это значительно удорожает их обслуживание.
  5. Применение диммеров -регуляторов для изменения освещенности возможно не для всех видов светодиодных ламп. Устройство этих регуляторов более сложно, чем устройство регуляторов для ламп накаливания. В итоге они более дорогие. Иногда значительно более дорогие.
  6. Существуют светодиоды, излучающие белый свет с разной цветовой температурой. Например, от 3 500 – до 7 000 К. Маркетинговые названия – теплый белый свет, белый свет, холодный белый свет. Это не всегда точно соответствуют фактическим характеристикам. Поэтому многим людям реальный свет светодиодной лампы может быть неприятен и действует на них раздражающе.
  7. Малый угол рассеивания. Светодиоды дают направленный свет и для получения привычной освещенности может понадобиться большее количество светильников.

Еще о недостатках светодиодов

8. Не существует двух одинаковых светодиодов, с одинаковыми характеристиками. Несколько десятков или даже сотен однотипных ламп накаливания при включении будут светить совершенно одинаково. В то время как, со светодиодными лампами все совсем не так. Все световые характеристики одинаковых светодиодов чуть-чуть различаются, соответственно различаются и собранные из них светодиодные лампы. В частности, характеристики света каждой отдельной лампы будут отличатся от остальных однотипных светодиодных ламп. Световой поток, освещенность, цветовая температура и другие характеристики будут немного различны. Безусловно, даже в одной партии ламп и одного производителя. Скорее всего, при замене будут использоваться лампы другой партии, а может и другого производителя. По всей вероятности, различия в их свечении будут еще более бросаться в глаза. Получается что добиться равномерного и одинакового освещения с помощью светодиодов очень проблематично.

9. По поводу нашумевшего отказа от ламп накаливания в пользу светодиодов можно заметить следующее. Что если повсеместно запретить лампы накаливания? То есть применять для освещения только светодиоды для экономии электроэнергии.  В этом случае электрокомпании просто повысят цену на электроэнергию, чтобы не терять прибыли. А мы будем потреблять меньше, и платить больше. А также покупать дорогие светодиодные лампы.

Светодиоды – чрезвычайно полезные и интересные источники света. Их применение в большинстве случаев оправданно, а в некоторых случаях просто необходимо. Но заменить все остальные осветительные устройства они не в состоянии. И несомненно, должны применяться в наших домах наряду с ними.

А вот и такое мнение существует о светодиодах.

Видео о светодиодах

Похожие записи

Светодиодные лампы для дома

Установка настенного светильника самостоятельно

Виды ламп для освещения помещений

Вы можете прочитать записи на похожие темы в рубрике – Освещение

Ваш Удобный дом

Также рекомендуем прочитать

Что такое светодиод. Краткое описание

В двух словах, светодиод (LED) представляет собой полупроводниковое устройство, излучающее свет при прохождении через него электрического тока. Свет возникает, когда частицы, несущие ток (известные как электроны и дырки) объединяются в полупроводниковом материале в зоне p-n перехода.

Поскольку свет генерируется в твердом полупроводниковом материале, светодиоды описываются как твердотельные устройства. Термин твердотельное освещение, которое также включает в себя органические светодиоды (OLED), отличает эту технологию освещения от других источников света, таких как лампы накаливания, галогенные лампы, флуоресцентные лампы.

Различные цвета светодиодов

Внутри полупроводникового материала светодиода электроны и дырки находятся в энергетических зонах. Ширина запрещенной зоны определяет энергию фотонов (частиц света), излучаемых светодиодом.

Энергия фотона определяет длину волны испускаемого света и, следовательно, его цвет. Различные полупроводниковые материалы с различными запрещенными зонами создают разные цвета света. Точная длина волны (цвет) могут быть настроены путем изменения состава светоизлучающей или активной области.

Светодиоды состоят из соединений полупроводниковых элементов из III и V группы периодической таблицы химических элементов Менделеева. Примерами таких материалов, которые обычно используются в производстве светодиодов, являются арсенид галлия (GaAs) и фосфид галлия (GaP).

До середины 90-х годов светодиоды имели ограниченный диапазон цветов, в частности, коммерческие синие и белые светодиоды не существовали. Разработка светодиодов на основе нитрида галлия (GaN) завершила палитру цветов и открыла множество новых устройств.

Основные материалы, используемые при изготовлении светодиодов

Основными полупроводниковыми материалами, используемыми для производства светодиодов, являются:

  • InGaN: синие, зеленые и ультрафиолетовые светодиоды высокой яркости
  • AlGaInP: желтые, оранжевые и красные светодиоды высокой яркости
  • AlGaAs: красные и инфракрасные светодиоды
  • GaP: желтые и зеленые светодиоды

Подключение светодиодов

Как уже было сказано выше, светодиоды имеют различные цвета и рабочие напряжения. Важной характеристикой светодиода является его номинальный ток. В зависимости от рабочего напряжения нам необходимо рассчитать резистор для светодиода, чтобы избежать повреждения светодиода большим током.

В электронных устройствах с напряжением питания 5 вольт для большинства маломощных светодиодов, как правило, резистора сопротивлением около 220 Ом вполне достаточно.

Светодиоды имеют полярность. Поэтому, чтобы светодиод светился, его анод должен быть соединен с плюсом источника питания, а катод с минусом. Обычно у светодиода ножка анода длиннее, чем ножка катода. К тому же, со стороны катода корпус светодиода скошен.

Не следует беспокоиться при ошибке в полярности подключения. Со светодиодом ничего не случиться, просто он не будет светиться. За исключением особого случая, когда вы подали очень большое напряжение.

Помимо простых светодиодов, существуют также RGB-светодиоды, которые могут отображать любой цвет, основанный на системе RGB. Светодиод RGB можно представить в виде отдельных трех светодиодов в одном корпусе: красный (R), зеленый (G), синий (B). Изменяя интенсивность свечения каждого из них, мы можем получить любой цвет.

У RGB светодиодов есть четыре вывода для подключения — по одному для каждого цвета (три вывода) и один для плюса (общий анод) или минуса (общий катод) питания.

Если у вас RGB светодиод с общим катодом, то схема подключения будет следующей:

Здесь мы видим, что три вывода подключаются через резисторы к источнику питания или к микроконтроллеру (например, Arduino), а четвертый вывод к минусу питания.

Если же у вас RGB светодиод с общим анодом, то схема подключения будет следующей:

Следует обратить внимание, что нужно подключать сопротивления к каждому цвету, поскольку светодиоды работают с меньшим напряжением, чем выход микроконтроллера. Обычно для светодиода красного цвета достаточно резистора сопротивлением 150-180 Ом и 75-100 Ом для зеленого и синего цвета.

Если у вас нет именно этих сопротивлений, то используйте большее сопротивление (это верно во всех случаях, когда сопротивление используется для защиты от перенапряжения — мы выбираем меньше напряжения, в пользу сохранения светодиода).

устройство, принцип работы, виды, характеристики

Среди владельцев частных домов, дач и квартир все чаще и чаще в обиходе используется светодиодная лампа. Это самые новые виды осветительных приборов, которые привнесли принципиально новые варианты эксплуатации электрооборудования. Они относятся к категории энергосберегающих лампочек, но помимо этого обладают и другими весомыми преимуществами. Далее мы более детально разберемся в устройстве и принципах работы светодиодных ламп.

Устройство и принцип работы

Чтобы разобраться в принципиальных отличиях светодиодной лампы, как электрического оборудования, в сравнении с другими приборами, следует детально рассмотреть ее конструктивные особенности и назначение каждого из элементов.

Конструкция светодиодной лампыРис. 1. Конструкция светодиодной лампы

Конструктивно led лампочка состоит из:

  • Светодиодов – в старых моделях присутствовал только один кристалл, излучавший свет, однако эта технология имела ряд сложностей, поэтому современные модели включают несколько единиц или целую матрицу.
  • Колбы или рассеивателя  — может изготавливаться из стекла или полимера. Предназначен для боле плавного перераспределения светового потока от точечных источников в окружающее пространство.
  • Стабилизатора тока или драйвера – предназначен для преобразования поступающей на контакты диодной лампочки электрической величины, не зависимо от уровня напряжения и мощности, в строго установленную величину электротока.
  • Цоколя – предназначен для соединения светодиодных ламп с электрической сетью. Чаще всего используются стандартные цоколя E и G, реже бывают другие конструкции.

Дополнительно лампа содержит полимерный или металлический корпус. Однако в led светильниках может быть встроенная матрица, и она монтируется в светодиодный прожектор напрямую.

Принцип действия светодиодной лампы заключается в такой последовательности передачи электрической энергии:

  • При помещении электролампы в патрон и подаче на нее переменного напряжения сети светодиодный источник получает питание.
Принцип действия светодиодной лампыРисунок 2. Принцип действия светодиодной лампы
  • Как видите на рисунке 2, переменное напряжение сети в светодиодной лампе изначально поступает на выпрямительный мост, где преобразуется в выпрямленное. Конденсатор, установленный после моста дополнительно сглаживает пульсации.
  • Выпрямленное напряжение переходит далее от выпрямительного устройства на микроконтроллер, контролирующий величину вырабатываемого электротока.
  • Затем питание поступает на импульсный трансформатор, который и выдает электрическое напряжение непосредственно к источнику освещения.
  • При достижении нужного уровня электротока происходит свечение светодиодов.

В данном примере приведен принцип действия и конструкция светодиодной лампы с гальванической развязкой. Это более дорогой, но и более надежный способ предохранить человека от поражения электротоком. На практике случаются и более дешевые светодиодные лампы, их продукция использует более дешевые платы драйвера или способы преобразования, которые не обеспечивают должного уровня безопасности и продолжительности эксплуатации.

Виды

На сегодняшний день производители светодиодных ламп предоставляют потребителям довольно широкий выбор разнообразных моделей, призванных удовлетворить потребности даже самых требовательных покупателей. Поэтому выделяют несколько параметров, по которым и различают виды светодиодных ламп:

  • тип цоколя;
  • форма колбы и самой лампы;
  • напряжение питания;
  • тип светодиодов и способ их размещения;
  • световое излучение – мощность и теплота.

У светодиодных ламп часто встречается цоколь для патронов E27 – стандартный вариант, используемый в люстрах для освещения помещения и т.д. Также часто встречаются модели  E14 с диаметром цоколя 14мм, их еще называют миньонами. В некоторых вариантах встречаются штырьковые цоколи G13, G5, GU10, MR – это варианты под современные софиты и специализированные плафоны в люстрах.

Типы цоколейРис. 3. Типы цоколей

Значительно реже встречаются светодиодные лампочки с цоколем B или H, как специализированные варианты для узкопрофильного оборудования.

Если рассматривать вопрос о форме, то можно выделить такие виды:

  • грушеобразная – классический вариант, может использовать как матовый рассеиватель, так и прозрачную колбу, в некоторых моделях совмещается полупрозрачный и непрозрачный корпус;
  • грибовидная – используется в точечных светильниках, так как поверхность, излучающая световой поток сравнивается с корпусом софита;
  • кукуруза – длинная модель с цилиндрическим расположением светодоидов, прекрасно подходит для горизонтального расположения в плафонах, прожекторах уличного освещения и т.д.;
  • свеча – декоративная светодиодная лампа, устанавливаемая в настольные лампы, ночники или подсветки.

Как частные варианты вы можете встретить и другие формы, однако здесь мы рассмотрели наиболее популярные из них.

Форма светодиодных лампРис. 4. Форма светодиодных ламп

По напряжению питания светодиодные лампы подразделяются на те, которые подключаются к бытовой сети 220В, и те, которым требуется низкое напряжение постоянного тока – 24В, 12В.

В зависимости от типа светодиодов, выделяют лампочки с монокристаллическими панелями, где обеспечивается точечное освещение за счет единственного кристалла. Но такие варианты сегодня редко встречаются, чаще используются 8 – 10 и более небольших кристаллов, которые могут отличаться габаритами для разных моделей. Особенно хорошо их видно на светодиодных лентах или лампах с прозрачным стеклом. Но некоторые энергосберегающие технологии используют светодиодные нити в газовой смеси.

По типу светодиодовРис. 5. По типу светодиодов

Яркость свечения определяется мощностью светодиодной лампы, чем выше мощность, тем более ярко она будет светить. Для бытовых помещений подойдут модели от 3 до 10Вт, производственным потребуется уже около 20Вт, в уличные светильники устанавливают от 30 до 100Вт. Температуру свечения можно выбрать любую, в зависимости от поставленных задач – от теплой до холодной.

Рис. 6. Температура свеченияТемпература свечения

Преимущества и недостатки

Как мы уже отмечали ранее, такой тип осветительных приборов стал популярным за счет значительных преимуществ перед их ближайшими конкурентами. К преимуществам светодиодных ламп относят:

  • Продолжительный срок эксплуатации – от 10 до 100 тысяч часов, в сравнении с лампочкой накаливания, которая может обеспечить только 1 тысячу часов.
  • Куда более эффективная светоотдача – от 90 до 120Лм/Вт, лампы накаливания могут похвастаться лишь 5 – 8Лм/Вт, а  люминесцентные светильники 25 – 50Лм/Вт.
  • Обладает широкой гаммой цветовых температур, что делает их использование комфортным для любых помещений и нужд, а RGB светодиодные ленты могут выдавать несколько вариантов цвета свечения.
  • Не боятся разгерметизации и нарушения целостности колбы, в отличии от устройств с нитью накаливания, галогенных ламп и других газосодержащих, будет с тем же успехом светить даже без наружного рассеивателя.
  • Широкий диапазон рабочих температур – светодиодные аналоги не теряют своих характеристик в промежутке от – 60 до + 60°С.
  • Устойчивы к незначительным отклонениям рабочего напряжения от номинального значения.
  • Не выделяют вредных веществ, в отличии от люминесцентных ламп, которые содержат ртуть.

К недостаткам светодиодных ламп следует отнести их относительно высокую себестоимость, но она с лихвой окупается рабочими параметрами и сроком эксплуатации. Также существуют ситуации, когда лампочки накаливания нельзя или нецелесообразно менять на светодиодные модели.

Технические характеристики

Перед выбором конкретного осветительного устройства необходимо определиться с его основными параметрами. Из всего многообразия, которое вам следует учитывать, мы выделим:

  • Мощность – определяет, сколько электрической энергии будет потребляться из сети при работе прибора. Показатель мощности важен как в части расчета за потребленную электроэнергию, так и в части количества получаемого света.
  • Спектр излучения – теплый в пределах 2700 – 3300 К, дневной от 3500 до 6000К, холодный – от 6000К. Этот параметр указывается на упаковке светодиодной лампы.
  • Коэффициент цветопередачи – на изделии маркируется буквами CRI или Ra. Показатель 100 является максимальным – это  уровень естественного дневного света, чуть хуже – от 100 до 90 для рабочих зон, лабораторий и т.д. В пределах 90 – 80 обычные жилые помещения, менее 80 подойдут для коридоров, подвалов и некоторых складов.
  • Угол рассеивания и тип потока – могут характеризоваться направленным световым потоком или рассеянным.
  • Уровень светоотдачи – определяет эффективность каждого ватта переработанной электроэнергии по отношению к выработанному световому потоку.

Область применения

Если еще десять – двадцать лет тому назад светодиодные лампы были настоящей диковинкой, то сегодня они стали полноправными фаворитами рынка. Их можно встретить в самых различных сферах человеческой деятельности:

  • В освещении открытых территорий, площадок, парков;
  • Для освещения бытовых и производственных помещений;
  • Создания декоративной подсветки и украшения, как помещений, так и элементов ландшафта;
  • В пожароопасных зонах и особо влажных помещениях;
  • В автомобилях и механизации транспортных средств;
  • Для работы устройств сигнализации, телемеханики и управления.

Но и этот список не является окончательным, за счет развития и совершенствования технологий, светодиодные лампы продолжают расширять область применения.

Основное руководство по принципу работы светодиодного освещения — Сложный процент

нажмите, чтобы увеличить

Рождество уже не за горами, и независимо от того, празднуете ли вы его или нет, вы наверняка уже заметили, что рождественские огни начинают появляться, украшая дома и елки. Как на самом деле работают эти огни и как их можно заставить воспроизводить такое множество цветов? Этот рисунок показывает химию.

LED — это светодиоды, они бывают разных цветов, от красного и оранжевого до синего и фиолетового.Хотя они могут показаться маленькими, они содержат в себе серьезную науку — на самом деле, Нобелевская премия по физике 2014 года досталась ученым, которые работали над открытием того, как создавать эффективные синие светодиоды. Прежде чем мы это обсудим, давайте начнем с основ.

Имеет смысл начать с объяснения того, как светодиоды могут производить свет. Светодиоды изготовлены из полупроводниковых материалов, материалов, которые в одних условиях проводят электричество, а в других нет. В светодиодах можно использовать несколько различных полупроводниковых материалов, но многие из них сделаны на основе галлия, например нитрид галлия и фосфид галлия.

Светодиоды

состоят из двух слоев полупроводникового материала. Слои «легированы» примесями, что означает, что в них примешиваются атомы элементов, отличных от тех, которые изначально были в полупроводниковом материале. Это легирование может создавать различные типы слоев: слои p-типа и слои n-типа. Слой n-типа имеет избыток электронов, тогда как слой p-типа имеет недостаточное количество электронов и, как таковой, имеет так называемые электронные «дырки»: положения в атомах, где электрон мог бы находиться, но не т.

Когда к светодиоду подается ток, электроны в слое n-типа и электронные «дырки» в слое p-типа перемещаются в активный слой между ними. Когда электроны и электронные «дырки» объединяются, выделяется энергия, и это видно как видимый свет. Хотя это объясняет, как создается свет, мы должны более внимательно присмотреться к происходящему, чтобы объяснить, как можно получить разные цвета.

Цвета, получаемые от светодиодов, зависят от используемых полупроводниковых материалов.Как вы можете видеть на рисунке, для всех цветов используется не один материал, а целый ряд возможностей. Используя разные материалы и добавляя к ним различные примеси, мы можем изменять размер запрещенной зоны, то есть величину разницы энергий между слоем n-типа и слоем p-типа. Чем больше ширина запрещенной зоны, тем короче длина волны света, излучаемого светодиодом. Таким образом, для красного светодиода требуется относительно небольшая запрещенная зона. Для синих светодиодов необходима большая ширина запрещенной зоны.

Светодиоды с меньшей шириной запрещенной зоны было легче производить, но производство светодиодов с малой шириной запрещенной зоны, необходимой для получения синего света, оказалось более проблематичным. Это было важно, потому что красный, зеленый и синий светодиоды были необходимы для получения белого света. В начале 1990-х ученые наконец-то разработали, как производить синие светодиоды с использованием нитрида галлия, и были удостоены Нобелевской премии 2014 года за свою работу.

Сегодня светодиоды используются не только в рождественских огнях, но и во многих обычных лампах.У них много преимуществ перед традиционными лампами: они служат дольше по сравнению с обычными лампами (до 100 000 часов по сравнению с 1 000 часов для ламп накаливания), и они более энергоэффективны, требуя меньше энергии для излучения того же количества света. Благодаря светодиодам, счет за электричество для этого дома, покрытого рождественскими огнями от крыши до фундамента, не так высок, как мог бы быть!

Понравились этот пост и рисунок? Подумайте о поддержке сложного процента на Patreon и получите предварительные просмотры предстоящих публикаций и многое другое!

Изображение в этой статье находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Международная лицензия. См. Рекомендации по использованию содержания сайта.

Ссылки и дополнительная литература

,

Что такое столица Англии?

Джон Мисачи, 10 августа 2017, World Facts

The skyline of London, England at dusk. Горизонт Лондона, Англия в сумерках.

Англию часто ошибочно называют Соединенным Королевством или Великобританией. Тем не менее, это страна, входящая в состав Великобритании, граничащая с другими странами, включая Шотландию, Северную Ирландию и Уэльс. Англия занимает 12,5% острова Великобритании и включает несколько других более мелких островов, таких как острова Силли. В стране проживает более 53 миллионов человек, что составляет более 83% населения Великобритании.Большинство населения сосредоточено вокруг Лондона и других крупных промышленных регионов страны. Лондон — столица Англии и крупнейший мегаполис Великобритании и Европейского Союза.

Лондон

Лондон — не только столица Англии, но и самый густонаселенный город Великобритании. Он расположен на берегу Темзы и более двух тысяч лет был крупным поселением.Лондон — один из ведущих мировых городов в области искусства, образования, развлечений, финансов, торговли и средств массовой информации. Он считается крупнейшим финансовым центром мира и входит в пятерку крупнейших мегаполисов мира по ВВП. Он также принимает самое большое количество иностранных посетителей из всех городов мира. Лондон также является предпочтительным местом для инвестиций: здесь больше международных компаний и миллиардеров, чем в любом другом городе мира. Население Лондона разнообразно, и в этом регионе говорят на более чем 300 языках.

География Лондона

Лондон — один из девяти регионов Англии, который охватывает большую часть мегаполиса города. Большой Лондон занимает площадь около 611 квадратных миль, а его население составляет около 7,2 миллиона человек. Лондонская столичная область занимает общую площадь 3900 квадратных миль. Современный Лондон занимает территорию вокруг Темзы, которая является его главной географической особенностью.Река Темза пересекает город с юго-востока на восток. В Лондоне умеренный океанический климат, и здесь выпадает меньше осадков, чем в таких городах, как Рим и Нью-Йорк, несмотря на то, что это дождливый город. Температуры здесь очень высокие: от -16,10 ° C до 38,10 ° C. Зима прохладная, облачная и влажная, а лето в целом мягкое и теплое.

Эконом

На Лондон приходится около 20% общего ВВП Великобритании, в то время как на столичный регион Большого Лондона приходится около 30% ВВП Великобритании.В городе пять крупных деловых районов. Финансовая индустрия базируется в двух районах: Сити и Канарский Варф. Лондон был ведущим финансовым центром мира с 1795 года, после распада Голландской республики. Финансовая отрасль является крупнейшей в Лондоне, при этом финансовый экспорт делает эту отрасль крупнейшим участником платежного баланса Великобритании. Лондон также является ведущим туристическим направлением и был признан самым посещаемым городом в мире в 2015 году. В индустрии туризма Великобритании в Лондоне работает более 400 000 человек.Лондон также является ведущим городом в области искусства, торговли и образования, которые вносят значительный вклад в его экономический рост.

Администрация

Администрация Лондона состоит из двух уровней: общегородского и местного. Администрация Большого Лондона отвечает за общегородскую администрацию, в то время как местная администрация находится в ведении властей 33 единиц.Власть Большого Лондона состоит из мэра, который осуществляет исполнительную власть, и Лондонской Ассамблеи, которая контролирует деятельность исполнительной власти. Местный орган власти состоит из 32 районов Лондона и Лондонской городской корпорации. Местные власти отвечают за управление местными услугами, такими как планирование, сбор мусора и социальные услуги.

,

История кельтов | Живая наука

«Кельты» — это народ, процветавший как в древности, так и в наши дни. Сегодня этот термин часто относится к культурам, языкам и людям, которые проживают в Шотландии, Ирландии, других частях Британских островов и Бретани во Франции.

«Сегодня сохранились шесть кельтских языков — гэльская группа, состоящая из ирландцев, шотландцев, гэльских и мэнских, и британская группа, состоящая из валлийских, бретонских и корнуоллских языков», — писал покойный профессор Дайти Охогейн в своей книге «Кельты: история» (The Celts: A History) Collins Press, 2002).Он отмечает, что острова Мэн и Корниш изначально вымерли, но теперь возродились.

Отношения между современными кельтами и их древними предками — спорный вопрос, по которому ученые расходятся во мнениях. Языки меняются со временем, и люди перемещаются, и насколько современные кельтские народы, язык и культуры связаны с древними кельтами, остается открытым вопросом.

Тем не менее, кельты, древние и современные, подарили человечеству фантастическое искусство, культуру и рассказы о боевых искусствах.

Древние кельты

Кельты впервые упоминаются в текстах около 2500 лет назад. Однако многие из древних источников были написаны греками, римлянами и другими некельтами.

Свидетельства указывают на то, что кельты были рассредоточены по обширной территории континентальной Европы. Они жили так далеко на востоке, как современная Турция, и даже служили наемниками египетской царице Клеопатре. Они никогда не были политически объединены как единый народ, а состояли из разных групп, включая галлов (из Франции) и кельтиберов (базирующихся в Иберии).

Они говорили на разных языках, и, фактически, «учитывая размер языковой области, маловероятно, что все люди, идентифицированные греками и римлянами как кельты, могли бы общаться друг с другом на одном языке», пишет Феликс Мюллер из Исторического музея в Берне в своей книге «Искусство кельтов: 700 г. до н. э. до 700 г. н.э. »(Исторический музей Берна, 2009).

Он отмечает, что идентификация определенных произведений искусства как «кельтских» также может быть сложной задачей.Но если мы посмотрим на искусство из областей, где, как говорили, процветали кельты, мы можем увидеть некоторые из чудес, которые они создали. Например, более 2500 лет назад в кургане в Инсе на западе Швейцарии они оставили после себя золотой предмет в форме глобуса, менее дюйма в диаметре, который был «украшен примерно 3600 гранулами», что является примером невероятно сложные изделия из золота, которые могли производить кельты.

Древние писатели, как правило, обсуждали не художественные достижения кельтов, а их репутацию жестоких воинов.Галлам удалось разграбить Рим в 390 г. до н. Э. Позже в том же столетии, когда Александр Великий вел кампанию, он принял отряд кельтов.

«Царь любезно принял их и спросил их, когда пили, чего они боялись больше всего, думая, что они скажут сам, но они ответили, что никого не боятся, кроме как для того, чтобы Небеса могли упасть на них», — писал греческий писатель Страбон, живший ок. 64 г. до н. Э. — 24 г. от Р. Х. (перевод через цифровую библиотеку Персея).

Сражаетесь в баффе?

Говорили, что некоторые кельты полностью раздевались перед битвой; что-то предназначенное для психологического воздействия на их врагов.

«Очень устрашающими были также внешний вид и жесты обнаженных воинов впереди, все в расцвете сил, с хорошо сложенными людьми, и все в ведущих отрядах, богато украшенных золотыми кольцами и браслетами», — писал Полибий (200 -118 до н.э.), в рассказе о битве, в которой они сражались против римлян. (Перевод с веб-сайта Пенелопы Чикагского университета)

Возможно, не случайно, древние источники также говорят, что кельты терпеть не могли лишний вес и имели за это наказание.Страбон, цитируя другого писателя по имени Эфор, писал, что «они стараются не толстеть и не пузаться, и любой молодой человек, который превышает стандартную длину пояса, подлежит наказанию».

Вид на археологические раскопки Кастро-де-Виладонга в Кастро-де-Рей, недалеко от Луго, Испания. (Изображение предоставлено Министерством культуры, Испания)

Кельтская религия

В то время как кельты в конечном итоге будут обращены в христианство вместе с большей частью Римской империи (со временем римляне завоюют многие из их земель), древние источники дают намек на религиозные верования кельты.

Поэма Лукана (39–65 гг. Н. Э.) Описывает рощу, которая была священной для кельтов. Это, наряду с другими источниками, предполагает, что человеческие жертвоприношения практиковались.

«Там стояла роща, которую с древнейших времен ни одна рука человека не осмеливалась нарушать; скрытые от солнца… »

« Никаких лесных нимф Здесь не нашлось пристанища, ни Пана, но диких обрядов И варварского поклонения, ужасных жертвенников На массивных камнях вознесенных; свято кровью Людей было каждое дерево… »

Кельты интересовались друидизмом.Роберт Вишневски из Варшавского университета отмечает в статье, опубликованной в журнале Palemedes, что в 43 г. н.э. Помпоний Мела писал о галлах следующим образом:

«И все же у них есть как собственное красноречие, так и свои собственные учителя мудрости, друиды. , Эти люди утверждают, что знают размер и форму Земли и Вселенной, движения неба и звезд, а также то, что намереваются боги… », — писал он. «Одна из заповедей, которой они учат — очевидно, чтобы сделать их лучше для войны — [стала] общеизвестной, а именно, что их души вечны и есть вторая жизнь для мертвых.(Перевод Э.Ф. Ромера)

Никаких кельтов в древней Британии !?

Примечательно, что ряд ученых теперь полагают, что древние кельты не жили в Британии, а были ограничены европейским континентом, а поселения находились на востоке от Турции.

Джон Коллис, профессор археологии из Университета Шеффилда, указывает в своей книге «Кельты: происхождение, мифы и изобретения» (Tempus, 2004), что древние писатели относятся к кельтам, живущим в континентальной Европе, но не на Британских островах. ,Он отмечает, что Страбон на самом деле «отличал бриттов от кельтов».

Он пишет, что такие термины, как кельт и галл, «никогда не использовались для жителей Британских островов, за исключением самого общего значения для всех жителей Западной Европы, включая неиндоевропейских носителей, таких как баски».

Его анализ подтверждается профессором Университета Лестера Саймоном Джеймсом, который говорит, что «многие люди поражены, обнаружив, что, хотя они« знают », что Британия в доримские времена была населена древними кельтами, большинство британских специалистов по железному веку отказались от этой идеи. десятилетия назад », — пишет он в обзоре книги Коллиса, опубликованной в журнале British Archeology в 2004 году.

«Вопрос не в том, почему так много британских (и ирландских) археологов отказались от представления о древних островных кельтах, а в том, как и почему мы вообще пришли к выводу, что они вообще когда-либо существовали? Идея современная; древние островитяне никогда не называли себя кельтами — имя, зарезервированное для некоторых континентальных соседей ».

Кельтов в Турции?

Тем не менее, хотя ученые отвергают идею о кельтах в древней Британии, они находят доказательства процветания кельтов в Турции.

«В 278 г. до н. Э. Царь Вифинии Никомед I приветствовал в качестве союзников 20 000 европейских кельтов, ветеранов, успешно вторгшихся в Македонию двумя годами ранее. Эти воины, которые называли себя галатайцами, вошли в северо-западную Анатолию с 2 000 багажных вагонов и 10 000 мирных жителей: поставщиков продовольствия и торговцев, а также жен и детей », — пишут исследователи Иеремия Дандой, Пейдж Селински и Мэри Войт в статье журнала« Археология »за 2002 год.

При раскопках в Гордионе, Турция, они обнаружили свидетельства культурных обычаев, которые они интерпретируют как кельтские.Они обнаружили «леденящие кровь свидетельства удушения, обезглавливания и причудливого расположения костей человека и животных». Такая практика хорошо известна из кельтских поселений в Европе и теперь задокументирована и у анатолийских кельтов ».

— Оуэн Джарус

,

Это того стоит? Затраты и преимущества освоения космоса

С тех пор, как Солнце зашло в эпоху Аполлона и Советский Союз рухнул (что положило конец холодной войне), когда дело доходит до исследования космоса, возникает неизбежный вопрос.

Это стало еще более актуальным в последние годы в ответ на новые предложения об отправке астронавтов на Луну и Марс.

«Учитывая огромную стоимость, действительно ли исследование космоса
того стоит?»

Посмотрим правде в глаза, освоение космоса не из дешевых! Требуются миллионы долларов, чтобы отправить даже одну роботизированную миссию в космос, и миллиарды долларов, чтобы отправить астронавтов на орбиту.

Если вы хотите отправить исследователей даже к ближайшим небесным телам, велика вероятность, что затраты составят сотни миллиардов.

СВЯЗАННЫЕ С: КОСМИЧЕСКИЕ ПРОГРАММЫ ВО ВСЕМ МИРЕ

Честно говоря, исследование космоса, других небесных тел Солнечной системы и Вселенной в целом также приносит бесчисленные преимущества. Проблема в том, что наиболее очевидные преимущества по большей части нематериальны. Как вы оцениваете научные знания, вдохновение или расширение наших границ в долларовом выражении?

Источник: NASA on The Commons / Flickr

А как насчет Земли?

Те, кто обсуждает ценность освоения космоса, часто обращаются к вопросу о том, сколько проблем у нас здесь, на Земле.Как говорится, между изменением климата, голодом, перенаселенностью и отсталостью у нас дома достаточно проблем, и они должны иметь приоритет перед исследованием и / или установлением человеческого присутствия в других мирах.

СВЯЗАННЫЕ С: 10 СПОСОБОВ ВЛИЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Например, в недавней статье Амитаи Эциони — советник администрации Картера — опроверг некоторые аргументы в пользу колонизации Марса и других планет Солнечной системы. (по мнению таких знаменитостей, как Стивен Хокинг и Илон Маск).Обращаясь к аргументу о том, что человечеству необходимо сделать это, чтобы выжить в долгосрочной перспективе, Эциони написал:

«[W], что призывы к засухе, пожарам, жаркому лету и таянию ледников — это не бегство с Земли. , но удвоение усилий по его спасению … Необходимы крупные технологические прорывы, которые позволят защитить Землю при поддержании здорового уровня экономической активности … Чтобы сделать такие прорывы, нам потребуется большая концентрация ресурсов на исследования и разработки , талант и лидерство, которых не хватает.Следовательно, любое серьезное начинание Марса неизбежно подорвет стремление спасти Мать-Землю ».

Хотя в этих аргументах есть определенная логика, они, тем не менее, являются предметом трех основных предположений / заблуждений. Первый , они кажутся построены на идее, что исследование космоса и решение многих проблем, которые мы имеем здесь, на Земле, являются взаимоисключающими, а не дополняющими друг друга.

Одним из самых больших преимуществ космических полетов человека и освоения космоса была возможность изучать Землю с орбиты.Это позволило нам узнать беспрецедентный объем информации о климатических и погодных системах нашей планеты, не говоря уже о том, что мы получили возможность измерять эти системы и то влияние, которое человеческая деятельность продолжает оказывать на них.

Это также привело к пониманию того, что наша планета представляет собой единую, синергетическую и саморегулирующуюся сложную систему — также известную как Гипотеза Гайи. Эта научная теория, первоначально предложенная известными учеными Джеймсом Лавлоком и Линн Маргулис в 1970-х годах, является одним из краеугольных камней, на которых базируется современное движение защитников окружающей среды.

Второй пункт предполагает, что направление средств на исследование космоса и связанные с космосом предприятия лишит другие усилия (такие как решение проблемы изменения климата, борьба с бедностью, кормление голодных и т. Д.) Жизненно важных ресурсов.

И снова здесь используется тот же тип аргументации «или / или», без очевидного места для «и». Если подойти к делу, нет никаких оснований (кроме поверхностной логики) думать, что деньги, потраченные на научные исследования в космосе, означают, что на решение проблем здесь, дома, будет меньше денег.

Is It Worth It? The Costs and Benefits of Space Exploration Источник: Министерство энергетики США / Wikimedia Commons

Более того, нет абсолютно никакой гарантии, что деньги , а не , потраченные на освоение космоса, будут автоматически направлены на решение социальных, экономических и экологических проблем. Хотя этот аргумент действительно вызывает определенное чувство заботы о человечности и социальной справедливости, он не является результатом разума.

Третий , если аргумент сводится к вопросу о том, что ресурсы лучше потратить на что-то другое, зачем выделять исследование космоса? Почему бы не то, что еще дороже и имеет менее очевидные преимущества.Почему не что-то вроде военных расходов?

По данным Стокгольмского международного института исследования проблем мира, в 2014 году примерно 1,8 триллиона долларов США было выделено на военные расходы по всему миру. Разве эти деньги не могли быть лучше потрачены на гуманитарную помощь, борьбу с крайней бедностью или содействие переходу на возобновляемые источники энергии во всем мире?

Чтобы быть более конкретным, рассмотрим боевой самолет пятого поколения F-35 Lightning II, разработка которого началась в 1992 году.По оценкам, собранным в 2016 году, доставка этого истребителя с чертежной доски на закупку вооруженных сил США и других стран обошлась более чем в 1,5 триллиона долларов.

Источник: Master Sgt. Джон Р. Ниммо-старший | US Air Force / DVIDS.net

Распространяется в течение двадцати четырех лет (1992–2016), что составляет в среднем более 125 миллиардов долларов в год. Этот перерасход средств в значительной степени был вызван очевидными недостатками конструкции и техническими неисправностями, которые привели к потере нескольких самолетов во время испытаний.

Но, по мнению некоторых критиков, программа устояла, потому что она фактически стала «слишком большой, чтобы ее можно было убить». Если бы программа была прекращена много лет назад, могли бы миллиарды долларов налогоплательщиков, сэкономленные в результате, не направить на решение социальных проблем? Просто говорю …

В качестве второго примера рассмотрим сумму денег, которая ежегодно тратится на субсидирование отрасли ископаемого топлива. По данным Международного энергетического агентства, только в 2017 году объем глобальных субсидий на ископаемое топливо составил более 300 миллиардов долларов.

Однако, согласно исследованию, проведенному в 2017 году Международным валютным фондом (МВФ) и Калифорнийским университетом, цена на самом деле намного выше. Если учесть все косвенные способы субсидирования ископаемого топлива, не говоря уже о затратах на устранение последствий сжигания ископаемого топлива, общая стоимость составит колоссальные 5 триллионов долларов.

https://inteng-storage.s3.amazonaws.com/images/climate_change.jpg Источник: Pixabay

Эти деньги не только , а не используются для решения насущной проблемы изменения климата, но и активно финансируются.Если часть этих триллионов будет направлена ​​на финансирование солнечной, ветровой и других возобновляемых источников энергии, разве мы не увидим более быстрого снижения выбросов углерода?

Честно говоря, эти контраргументы также немного упрощены и уводят от вопроса. Но опять же, на сам вопрос очень сложно ответить. Когда все сказано и сделано, нелегко провести семь десятилетий исследования космоса, оценить достижения и свести все к ответу да / нет.

Но между стоимостью ресурсов и измеримыми выгодами, которые мы получаем от освоения космоса, должна быть возможна базовая оценка затрат и выгод.Итак, давайте посмотрим, что человечество приобрело, отправившись в космос за последние несколько десятилетий, начиная с самого начала …

Первые набеги в космос

Советский Союз первым вышел в космос, запустив свои Спутник 1 Спутник в 1957 году. За ними последовали несколько спутников, а также первые животные (например, собака Лайка), а затем первые мужчина и женщина в 1961 и 1963 годах. Это были космонавты Юрий Гагарин и Валентина Терешкова, которые прилетели к space в составе миссий Восток 1, и Восток 6 соответственно.

Соединенные Штаты последовали их примеру, создав НАСА в 1958 году и запустив первые американские спутники с программой Explorer . Вскоре после этого последовали тестовые запуски (в которые также входили животные), за которыми последовал Проект Меркурий и первые американские астронавты, отправленные в космос (Меркурий Семерка).

С обеих сторон много времени и ресурсов ушло на разработку ракет и испытание влияния космических полетов на больших и малых существ. И успехи, достигнутые в рамках каждой национальной космической программы, были неумолимо связаны с разработкой ядерного оружия.

Таким образом, бывает трудно отличить стоимость некоторых из этих ранних проектов от общих военных расходов. Другой проблемой является трудность получения точной информации из ранних советских программ, которые держались в секрете не только от западных источников, но и от самого народа Советского Союза.

Тем не менее, по некоторым программам (в основном, программам НАСА) были сделаны публичные оценки затрат. Итак, если бы мы рассмотрели виды достижений, которые были сделаны в результате программы, а затем сопоставили это с деньгами, которые потребовались для ее реализации, мы могли бы построить приблизительный анализ затрат и выгод.

Проект «Меркурий и Восток»:

Согласно оценке затрат, проведенной Центральным разведывательным управлением США (ЦРУ) за период с 1965 по 1984 год, расходы советского правительства на его космическую программу были сопоставимы с расходами Соединенных Штатов. Как говорится в отчете, который был составлен в 1985 году (и рассекречен в 2011 году):

«По нашим оценкам, годовые долларовые затраты на программу (включая исследования и разработки, закупки, операционные и вспомогательные расходы), выраженные в ценах 1983 года, выросли. с эквивалента более 8 миллиардов долларов в 1965 году до более 23 миллиардов долларов в 1984 году — средний рост составляет около 6 процентов в год.

Space Station Mir

Источник: NASA

С поправкой на цены 2019 года космическая программа Советского Союза в 1965 году обошлась в 25,5 миллиардов долларов — к тому времени они уже отправили в космос шесть пилотируемых миссий в рамках программы «Восток» — и неуклонно росли. в течение следующих нескольких десятилетий.

К этому времени Советский Союз также провел несколько тестовых запусков и отправил множество спутников на орбиту в рамках программы Sputnik. Таким образом, хотя трудно оценить отдельные программы, справедливо будет сказать, что $ 25.5 миллиардов в год — это цена, которую Советский Союз платил за то, чтобы стать первой страной, отправившей искусственный объект и людей в космос.

Для НАСА легче оценить стоимость ранних космических полетов с экипажем. Это началось с проекта «Меркурий», который официально осуществлялся с 1958 по 1963 год и позволил отправить первого американского астронавта в космос. Это был не кто иной, как астронавт Алан Шепард, который был отправлен на орбиту 5 мая 1961 года в рамках миссии Freedom 7 .

Согласно оценке затрат, проведенной к 1965 году (через два года после завершения программы), проект «Меркурий» обошелся налогоплательщикам США примерно в 277 миллионов долларов в течение пяти лет.С поправкой на инфляцию это составляет 2,2 миллиарда долларов, или 440 миллионов долларов в год.

Is It Worth It? The Costs and Benefits of Space Exploration

Проект «Близнецы», который осуществлялся с 1961 по 1966 год, отправил в космос еще несколько экипажей с использованием двухступенчатых ракет и космических кораблей, способных отправить двух астронавтов за один полет. Согласно оценке затрат, проведенной в 1967 году, эта программа обошлась налогоплательщикам в 1,3 миллиарда долларов — опять же, в течение пяти лет.

С поправкой на доллары 2019 года получается 9,84 млрд долларов, или 1,97 млрд долларов в год.На самом деле эти две программы обошлись налогоплательщикам в более чем 12 миллиардов долларов за восемь лет (1958-1966). Таким образом, мы получаем общий счет около 91 миллиарда долларов, или 11,375 миллиарда долларов в год.

Гонка на Луну

Но, безусловно, самые большие затраты времени, энергии, денег и опыта были вложены в программу Apollo. Эта программа предусматривала разработку ракет, космических кораблей и связанных с ними технологий, которые приведут к первым в истории полетам на Луну с экипажем.

СВЯЗАННЫЙ: ПОЧЕМУ НАМ ТАК ДОЛГО ДОРОГАЮТ НА ЛУНУ?

Программа «Аполлон» всерьез началась в 1960 году с целью разработки космического корабля, способного вместить до трех астронавтов, и сверхтяжелой ракеты-носителя, способной оторваться от земной гравитации и провести транслунный инъекционный маневр.

Is It Worth It? The Costs and Benefits of Space Exploration Источник: НАСА

Эти потребности были удовлетворены с созданием трехступенчатой ​​ракеты Saturn V и космического корабля Apollo, который состоял из командного модуля (CM), служебного модуля (SM) и лунного посадочного модуля ( LM).

Цель высадки астронавтов на Луну к концу десятилетия потребовала самого внезапного всплеска творчества, технологических инноваций и самых больших затрат ресурсов, когда-либо сделанных страной в мирное время. Это также повлекло за собой обширную инфраструктуру поддержки, в которой работало 400 000 человек и более 20 000 промышленных фирм и университетов.

И к тому времени, когда была запущена последняя миссия Аполлона ( Аполлон 17, , в 1972 году), программа стоила немалых денег. Согласно санкционированным слушаниям НАСА, проведенным Девяносто третьим Конгрессом в 1974 году, программа Apollo обошлась налогоплательщикам в 25,4 миллиарда долларов.

С поправкой на инфляцию, это составляет 130,23 млрд долларов в долларах 2019 года. Учитывая, что эти расходы были распределены на двенадцатилетний период (1960-1972 гг.), Это дает среднегодовые расходы в размере 10 долларов США.85 миллиардов в год.

https://inteng-storage.s3.amazonaws.com/images/Apollo-17-crew.jpg Источник: NASA

Но учтите тот факт, что эти программы не существовали в вакууме, и большие деньги пошли на другие программы и дополнительную поддержку. Что касается общего бюджета НАСА, то расходы на исследование космоса достигли своего пика в 1965 году, когда общий бюджет составил около долларов 50 миллиардов долларов (с поправкой на доллары 2019 года).

Советский Союз в то время также финансировал очень большие средства. Подсчитав, при 6% роста в год Советский Союз потратил бы эквивалент примерно 25 долларов.5 миллиардов 46,22 миллиарда долларов в год в период с 1965 года и до того момента, когда в 1972 году была запущена последняя миссия Аполлона.

Хотя Советский Союз никогда не отправлял астронавтов на Луну в тот же период, они отправили на орбиту гораздо больше экипажей и несколько роботов. миссии исследователей на Луну (программы «Луна» и «Луноход») и другие тела Солнечной системы.

Цены на «космическую гонку»:

Как ни крути, от 25,5 до 50 миллиардов долларов в год — это МНОГО денег! Для сравнения возьмем плотину Гувера, одно из крупнейших инженерных достижений в истории.Строительство этой крупной гидроэлектростанции обошлось примерно в 49 миллионов долларов в период с 1931 по 1936 год. Это дает около 815 миллионов долларов на пятилетний период, или 163 миллиона долларов в год.

Is It Worth It? The Costs and Benefits of Space Exploration Источник: NASA

Короче говоря, за те деньги, которые они потратили только на программу «Аполлон», американские налогоплательщики могли оплатить счет за 177 плотин Гувера. Подумайте об электричестве, которое могло бы дать! Или, если использовать более надежную статистику, правительство США выделило 89,6 млрд долларов в 2019 году своему департаменту здравоохранения и социальных служб.

В этом отношении стоимость программы Apollo составляет примерно 14% от того, что правительство США ежегодно тратит на здоровье и благополучие миллионов своих граждан. Если бы такие деньги были вложены в расходы на здравоохранение, США значительно расширили бы свое медицинское страхование.

Сравнение несколько грубое, но оно дает вам представление о том, насколько невероятно дорогое исследование космоса было для всех тех, кто осмелился в нем участвовать. Следовательно, возникает вопрос, какую пользу действительно принесли все эти траты?

Какие ощутимые выгоды можно назвать оправданием всех потраченных денег, помимо национального престижа и вдохновения, которое он давал?

Что из всего этого вышло ?:

Самым очевидным преимуществом космической эры было то, как она продвинула знания человечества о космосе.Выведя на орбиту спутники и космические корабли с экипажем, ученые многое узнали об атмосфере Земли, экосистемах Земли и привели к разработке спутниковой навигации по глобальному положению (GPS).

Развертывание спутников также привело к революции в коммуникационных технологиях. С момента запуска спутника Спутник 1 на орбиту в 1957 году около 8100 спутников были развернуты в сорока странах для целей телекоммуникаций, телевидения, радиовещания, навигации и военных операций.

По оценкам Управления Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства (UNOOSA) на 2019 год, на орбите Земли находилось 5074 спутника. И в ближайшие годы ожидается появление еще тысяч в рамках растущих рынков телекоммуникационного и спутникового Интернета. В последнем случае эти спутники будут иметь важное значение для удовлетворения растущего спроса на услуги беспроводной связи в развивающихся странах.

В период с 2005 по 2017 год количество людей во всем мире, имеющих доступ в Интернет, увеличилось с 1 миллиарда до более чем 3.5 миллиардов — от 16% до 48% населения. Еще более впечатляющим является то, что количество людей в развитых странах, имеющих доступ в Интернет, увеличилось с 8% до более 41%. Ожидается, что ко второй половине этого века доступ в Интернет станет универсальным.

Развертывание спутников, пилотируемых миссий и космических станций, кульминацией которых стало создание Международной космической станции (МКС), также оказало революционное влияние на науку о Земле и наше понимание планеты в целом.

Как уже отмечалось, изучение Земли из космоса породило теорию о том, что все живые организмы взаимодействуют с окружающей средой, чтобы поддерживать и поддерживать условия для жизни на планете — опять же, это известно как «Гипотеза Гайи».»

Достаточно интересно, что эта теория явилась результатом работы Лавлока с НАСА, где он помог разработать модели для оценки того, могла ли жизнь существовать на Марсе. Благодаря этим исследованиям ученые не только получили ценное понимание того, как возникла жизнь.

Они также смогли создать модели, предсказывающие, при каких условиях может существовать жизнь во внеземных средах. Это выходит за рамки местоположений в Солнечной системе (таких как Марс или спутники Европы, Ганимед и др.) Энцелад, Титан и др.) и включает внесолнечные планеты.

Помимо того, что это исторический подвиг, подобного которому никогда раньше (и даже после) не видели, миссии Аполлона также привели ко многим глубоким научным достижениям. Изучение лунных горных пород, которые астронавты «Аполлона» привезли с собой, привело ученых к мысли о том, что Земля и Луна когда-то были частью одной протопланеты.

Согласно этой теории, известной как Гипотеза гигантского удара, система Земля-Луна является результатом столкновения, которое произошло около 4 человек.5 миллиардов лет назад между Землей и объектом размером с Марс (названным Theia). Это произошло всего через несколько миллионов лет после того, как Земля образовалась из протопланетного диска, окружавшего наше Солнце.

Is It Worth It? The Costs and Benefits of Space Exploration Источник: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle (SSC)

Развертывание телескопов космического базирования также оказало большое влияние на астрономию и космологию. Работая на орбите, эти телескопы не подвержены атмосферным искажениям и могут снимать изображения далеких галактик и космических явлений, которые были бы невозможны с использованием наземных телескопов.

Космический телескоп Хаббла (HST), например, за 30 лет своей службы сделал более миллиона наблюдений. Это позволило астрономам и астрофизикам узнать больше о Вселенной, измерив скорость ее расширения (что привело к теории темной энергии), протестировало общую теорию относительности и открыло внесолнечные планеты.

Эта последняя область исследований, которой с тех пор занимались такие, как космический телескоп Кеплера (KST), транзитный спутник исследования экзопланет, космическая обсерватория Gaia и (вскоре) космический телескоп Джеймса Уэбба . Телескоп позволил ученым искать жизнь за пределами нашего мира, как никогда раньше!

Фактически, одна только миссия Kepler была ответственна за открытие почти 4000 кандидатов на внесолнечные планеты.Из них 49 планет были выделены для последующих исследований, поскольку считаются хорошими кандидатами для обитаемости. И снова поиск жизни там заставляет ученых думать, как здесь зародилась жизнь.

Кроме того, космические путешествия объединили мир и способствовали международному сотрудничеству. Когда Юрий Гагарин стал первым человеком, побывавшим в космосе, он мгновенно стал героем, и не только в Советском Союзе. Говорят, что во время частых поездок, которые он совершал после исторического полета, теплые манеры и яркая улыбка Гагарина «осветили тьму холодной войны».

Is It Worth It? The Costs and Benefits of Space Exploration Источник: NASA

То же самое верно и в отношении Нила Армстронга, когда он стал первым человеком, ступившим на Луну. Его знаменитые слова: «Это один маленький шаг для человека, один гигантский скачок для человечества». считается культовым далеко за пределами Соединенных Штатов. После возвращения на Землю он совершил поездку по Советскому Союзу в качестве почетного гостя и выступил с речью на 13-й ежегодной конференции Международного комитета по космическим исследованиям.

Во время Apollo 11 , Armstrong а Базз Олдрин оставил на Луне пакет памятных предметов в честь космонавтов и космонавтов, погибших во время тренировок.Помимо Гриссома, Уайта и Чаффи (погибших в результате пожара 1967 года, уничтожившего командный модуль Apollo 1 ) они также почтили память Владимира Комарова и Юрия Гагарина, погибших в 1967 и 1968 годах соответственно.

Собака Лайка, первая собака, отправившаяся в космос, также считается героем среди любителей космоса во всем мире. Несмотря на то, что все эти события произошли во время холодной войны, то, как эти достижения объединяли мир в праздновании, допустило небольшую оттепель.

У вас также есть совместные усилия, такие как Международная космическая станция (МКС), в создании которой участвовали 18 национальных космических агентств. В их число вошли НАСА, Роскосмос, Европейское космическое агентство (ЕКА), Канадское космическое агентство (ККА), Японское агентство аэрокосмических исследований (ДЖАКСА) и другие.

Эти же страны регулярно предоставляли персонал и эксперименты для экспедиций на МКС. По состоянию на 2019 год станцию ​​посетили 236 астронавтов (многие из них несколько раз), из них 149 из США, 47 из России, 18 из ЕС, 9 из Японии, 8 из Канады и отдельные астронавты из разных стран. ряд стран.

Но, конечно, преимущества 70 лет космических путешествий выходят за рамки достижений науки и международного сотрудничества. Есть также бесчисленные технологические и коммерческие преимущества, которые были получены в результате связанных с космосом исследований и разработок, финансируемых государством.

В Соединенных Штатах эти преимущества занесены в каталог NASA Spinoff, основанного в 1973 году Программой передачи технологий НАСА, чтобы сообщить о том, как технологии, разработанные для космических миссий, стали доступны корпоративному сектору и широкой публике.

Например, знаете ли вы, что исследования, финансируемые НАСА, привели к разработке светоизлучающих диодов (светодиодов), портативных беспроводных пылесосов, микроволновых печей, технологии сублимационной сушки, темперирующей пены, систем улучшения и анализа видео, компьютерного проектирования (CAD), встроенные веб-технологии (EWT) и программное обеспечение для визуализации и прогнозирования погоды?

СВЯЗАННЫЕ: 23 ВЕЛИКИЕ ТЕХНОЛОГИИ НАСА СПИН-ОФФ

Как насчет достижений в области здравоохранения и медицины, таких как вспомогательные желудочковые устройства (VAD), протезы, системы безопасности пищевых продуктов, системы фильтрации воды и воздуха и магнитно-резонансная томография (МРТ)? ? Это также расширило наше понимание генетических нарушений, остеопороза и дегенеративных заболеваний.

Список можно продолжать и продолжать, но, чтобы разбить его, исследование 2002 года, проведенное Институтом космической политики Университета Джорджа Вашингтона, показало, что в среднем НАСА возвращает американскому обществу от 7 до 21 доллара через свою Программу передачи технологий. Это довольно значительная окупаемость инвестиций, особенно если учесть другие способы их окупаемости.

Что ждет в будущем?

Разумно и необходимо спросить, стоит ли инвестировать в освоение космоса.Но не менее уместный вопрос, который стоит задать, рассматривая все, что мы до сих пор извлекли из этого: «Было бы это возможно в противном случае?»

Увидели бы мы такие же революции в области связи, вычислений, транспорта, медицины, астрономии, астрофизики и планетных наук? Пришли бы мы, чтобы узнать столько же о нашем происхождении на этой планете? Понимаем ли мы, насколько сегодня взаимосвязаны жизнь и экосистемы?

Обдумывание этих двух вопросов жизненно важно, поскольку мы вступаем в эру нового освоения космоса, что потребует аналогичных обязательств в отношении времени, энергии, ресурсов и видения.Также стоит подумать, сможем ли мы решить наши проблемы здесь, на Земле, без вложений в исследование космоса.

Заглядывая в ближайшее десятилетие и позже, НАСА, Роскомос, Китай, Индия, ЕС и многие другие космические агентства надеются исследовать поверхность Луны, создать там постоянный аванпост, отправить астронавтов на Марс, исследовать внешние планеты Солнечная система и поиск жизни как вблизи, так и вдали.

Все это потребует больших денег, и неясно, какой будет бюджетная среда в будущем.И хотя бесчисленные инновации обещают сделать полет в космос более экономичным и доступным (например, многоразовые ракеты и космические самолеты), в будущем мы можем столкнуться с некоторыми проблемами, и нам придется пойти на некоторые жертвы.

Но на данный момент кажется, что мы намерены сделать следующее поколение исследований. Согласно недавним опросам, проведенным Pew Research, большинство американцев (72%) считают, что Соединенным Штатам необходимо быть лидером в освоении космоса.

Те же опросы показали, что 80% опрошенных американцев считают, что Международная космическая станция (МКС) была хорошей инвестицией для страны. По вопросу о роли, которую играют НАСА и NewSpace, опросы показали, что 65% американцев считают крайне необходимым, чтобы НАСА продолжало заниматься исследованием космоса, а не оставляло все это частной индустрии.

Манасави Лингам, постдокторант из Института теории и вычислений Гарвардского университета, сообщил «Интересной инженерии» по электронной почте, что преимущества продолжения освоения космоса включают:

«Возможность значительно улучшить наше понимание нескольких областей, начиная от геология (напр.g., изучение других корок и мантий) до астрономии (например, создание телескопа на Луне) и, возможно, даже биологии (например, внеземной жизни) ».

Is It Worth It? The Costs and Benefits of Space Exploration Источник: NASA

Еще один способ, которым мы можем извлечь выгоду из продолжения разведка — это расширение нашей ресурсной базы. «Здесь будет важно не чрезмерно эксплуатировать такие объекты, как пояс астероидов, Меркурий и т. д., все из которых содержат значительное количество металлов», — сказал Лингхэм.

СВЯЗАННЫЕ С: УРАВНЕНИЕ ДРАЙКА И НЕПРЕРЫВНЫЙ ОПТИМИЗМ КАРЛА САГАНА

И, конечно же, есть слова покойного и великого Карла Сагана, который многое сказал о преимуществах исследований:

«Мы отправились в путь к звездам с Вопрос, впервые сформулированный в детстве нашего вида и в каждом поколении задаваемый заново с неизменным удивлением: что такое звезды? Исследование заложено в нашей природе.Мы начинали как странники и до сих пор остаемся странниками. Мы достаточно долго задержались на берегу космического океана. Мы готовы наконец отплыть к звездам …

«Наши далекие потомки, благополучно расположившиеся во многих мирах по всей Солнечной системе и за ее пределами, будут объединены общим наследием, уважением к своей родной планете и зная, что, какой бы другой ни была жизнь, единственные люди во всей Вселенной пришли с Земли. Они будут смотреть вверх и напрягаться, чтобы найти синюю точку в своем небе.Они полюбят его не меньше за его безвестность и хрупкость. Они будут удивлены тому, насколько уязвимым было хранилище всего нашего потенциала, насколько опасным было наше младенчество, насколько скромными были наши начинания, сколько рек нам пришлось пересечь, прежде чем мы нашли свой путь ».

Учитывая, что нам предстоит достичь и что мы упустим, если остановимся, затраты на освоение космоса кажутся бесконечно сносными!

Источники:

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.