» » » Жидкий радиатор для светодиода: как, почему, для чего (часть 1 из 2)

Жидкий радиатор для светодиода: как, почему, для чего (часть 1 из 2)


"Запустил свою любимую электрическую машину - красную Теслу на орбиту Марса" .. (Иллон Маск)


  То, что придумали когда-то лампу накаливания тоже хорошо, но теперь она уже понемногу теряет свою популярность как "правильный" прибор для электрического освещения. Ведь лампа накаливания греет на 95%, при этом светит только на 5%. Другое дело светодиоды, которые наоборот светят на 95%, хотя и падение цены на светодиодные лампы не всегда такое большое. Здесь кто-то бы стал трильйонардером, если бы вдруг Солнце исчезло.

  На наружное освещение (парковка, дорога) обычно требуется большая яркость светодиодов, а использование металлических радиаторов не всегда экономически оправдано, также диод на улице все равно должен вставляться в корпус из стекла и алюминия для защиты от осадков.
  Так что такое - жидкий радиатор, спрашивается.

  Дело в том, что светодиод, как и любой полупроводник, который находится под нагрузкой (большой ток и напряжение на нем) нагревается. Иногда такое нагревание приводит к выходу его из строя. В этом случае применяют металлические теплоотводы (радиаторы), которые обдуваются проточным воздухом. Недостатком такого исполнения радиатора может быть его громоздкость. Можно сравнить с автомобилем у которого вместо системы антифризового охлаждения двигателя стоят радиаторы воздушного охлаждения (размером как крылья у самолета).

Еще недостатки металлических радиаторов: большой объем пространства, отверстия в корпусе прибора для охлаждения (куда потом попадают пыль или насекомые), больший вес, использование специальных теплопроводящих паст или клеев для лучшей теплопередачи к радиатору, пустое нагревание окружающего пространства, поэтому водяное охлаждение имеет некоторые преимущества.

  Как я исследовал, охладить светодиод можно загрузив его непосредственно в воду (холодную или комнатной температуры). В таком случае отпадает необходимость в пасте, радиаторе, а находясь в прозрачной воде и сосуде, светодиод будет отдавать свет не хуже чем в воздухе, и воду можно брать проточную, а при необходимости использовать теплую воду для нужд.

  В идеале, рекомендую: применить дистиллированную или бидистиллированную воду (она почти не проводит электрический ток), подключать низковольтные светодиоды (при высоком напряжении проходит интенсивный процесс электролиза с выделением газа), нужна серьезная гидроизоляция контактов в воде.

  Использование переменного тока снижает процесс выделения газа, но диод при этом сильно мерцает - здесь еще от частоты тока зависит. Мерцание света с частотой более 30 Гц почти не воспринимается глазом человека (что успешно используют в кино и на телевидении).
  
  Для постановки эксперимента нужно минимум материалов и инструментов.

 Инструменты и приборы:

- мультиметр (измерим ток до 2 А);
- термометр на 100 градусов (не обязательно);
- стакан (стеклянный, прозрачный);
- аккумулятор на 12 в (или блок питания на 12 в, мощностью от 20 Вт).





Расходные материалы:

- вода дистиллированная (200 мл);
- водостойкий клей (15 г, или раствор канифоли);
- раствор зеленки (15 мл);
- соединительные провода;
- "Крокодилы" (6 шт.);
- резистор переменный (на 20 Вт, диапазон 0-68 Ом);
- светодиод белый (12 в, 10 Вт);
- припой;
- канифоль.






Этап 1.
  Исследование начинаем припаяв провода к светодиоду, когда припой остынет, хорошо промазываем открытые контакты поверхности пайки водостойким клеем (или канифолью):



Этап 2.
  Наливаем в стакан дистиллированной воды, где-то 200 г:



Этап 3.
  После того как высохнет гидроизоляционный клей, загружаем светодиод на дно стакана так, чтобы его собственный радиатор был сверху, а светоизлучающая поверхность упиралась в дно стакана:



Этап 4.
  Ставим резистор на наибольшее сопротивление и включаем питания, в зависимости от величины тока регулируем мощность свечение светодиода с помощью резистора. Если газ не выделяется (значит надежная гидроизоляция контактов в воде):



Этап 5.
  Наблюдаем изменение температуры воды в зависимости от величины тока. Для интереса можно замерить температуру воды в стакане термометром, он фиксирует "не критическую" температуру вблизи диода и мы видим реальный эффект охлаждения (чем больше объем воды тем быстрее охлаждения светодиода). Здесь часть тепла выходит сверху стакана, также отдается его стенкам:




Этап 6.
  Добавляем в стакан с водой (200 мл) немножко зеленки (где-то 0,5 мл) жидкость окрашивается в изумрудный цвет, подключив светодиод наблюдаем приятный светло-зеленый свет. Йод также дает цвет, но раствор йода имеет меньшое электрическое сопротивление чем зеленка. Не забывайте также, что зеленка очень трудно выводится, поэтому старайтесь ней ничего лишнего не окрасить:




Свет может быть разных цветов не только от цветного раствора, но и от разноцветного стекла сосуда в который погружают диод.
  Вместо воды допустимо использовать другие жидкости: прозрачное масло, глицерин. Различные жидкости - разные скорости нагрева стакана.
  Например, можно использовать вместо воды глицерин, но у него теплопроводность в 2 раза меньшая чем у воды, при этом глицерин - изолятор, не плохо защищает контакты от коррозии, при необходимости легко смывается водой:

  Преимущества прозрачной масла тоже в том, что оно не проводит ток, защищает контакты от коррозии, а еще очень медленно испаряется, хотя как недостатки: теплопроводность масла в 5 раз меньше воды, соответственно здесь больший риск перегрева светодиода, трудность смыва жира.

  В следущей статье я расмотрю практическую версию с жидким охлаждением с погружением для прожектора.

Видео опыта:

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Оцените самоделку по критериям

0
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
0
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
0
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 0 из 10 (голосов: 0)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
25 комментариев
  1. Dmitrij
    налей туда белизны.. я как-то видел, так делают "лампочки". "Белизна" сильно рассеивает свет, лампа должна гореть как факел.
    "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
    1. Иван_Похмельев
      "Белизну" не для этого добавляют, а чтобы вода от водорослей не зеленела.
    2. Новий Стандарт Автор
      Dmitrij сейчас вспомнил, как пришел в магазин, спрашиваю ... у вас скипидар есть? .. продавец отвечает ... (здесь на языке оригинала) - "Нашо вам той скипідар ... він смердить ... візьміть ліпше вайт-спіріт .. .Для меня вайт-спіріт смердить, говорю ... ")). Белизна не пробовал, но спасибо за идею. С молоком (или какими-то мутными жидкостями) знаю классно рассеивает ... все равно что матовая лампа...
      Понял квантовую механику - гений
      1. Dmitrij
        мда уж, спирит смердить так смердить... ))

        Про белизну я когда-то смотрел программу "Что? Где? Когда?" Так там "ученые" сказали, мол, она рассеивает свет. Перерыл весь инет, но такого не нашел. Может прав и Иван..
        "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
  2. Иван_Похмельев
    Есть некие преимущества, но есть и недостатки: повышенные требования к гидроизоляции контактов, необходимость периодического обслуживания, а в нашем климате при использовании воды нельзя применять вне помещений.
  3. Кудеяр
    Тесла ,запущенная вчера к Марсу найдена в Дагестане с перебитыми номерами
    Правда ходит на протезах и устала раны штопать.
    1. Новий Стандарт Автор
      отправить любимую машину на орбиту Марса ... не к 14 февраля будет сказано...
      Понял квантовую механику - гений
  4. Dmitrij
    Вода с хлоркой

    "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
  5. Кудеяр
    Цитата: Dmitrij
    Вода с хлоркой


    Водка с хлоркой .Менделеев даже не знал об этом.
    Правда ходит на протезах и устала раны штопать.
  6. Кудеяр
    Цитата: Dmitrij
    Вода с хлоркой


    Крышу дырявить нельзя -это диверсия
    Правда ходит на протезах и устала раны штопать.
  7. xit07
    вы пишите, что в тепло переходит 5%.

    это совершенно далекая от реальности цифра. в реальности это 50-60% .

    поэтому и так проблематично светодиоды входят в применение например в автомобильной промышленности и т.д.
  8. Иван_Похмельев
    светодиоды, которые наоборот светят на 95%,
    - у Вас чересчур оптимистичный взгляд на эффективность светодиодов, не подкреплённый объективными данными.
    Мерцание света с частотой более 30 Гц почти не воспринимается глазом человека
    Очередное заблуждение: и 50 Гц, и, в меньшей степени, 100 Гц воспринимаются человеком, иначе бы в светодиодных лампах применяли двухполупериодное выпрямление и не заморачивались с его фильтрацией. А чтобы Вы не спорили с этим - включите обычную ЛОН через диод и полюбуйтесь на неё.
    1. Новий Стандарт Автор
      здесь я имел в виду что выше 30 Гц человек сбивается со счета ... сколько раз в секунду лампа мигает ...)) не спорю, все равно это не приятно - мигающий свет, там надо высокие частоты, кадров 100-150 в секунду. ..больще 25 кадров в секунду менять картинки (в кино) и мы не замечает случайный кадр (совсем другое изображение). Когда-то в США проводили експеримет - вставляли в 25 кадр рекламу в кинотеатрах ... люди потом активно (подсознательно) покупали «товар 25 кадра" ...
      Понял квантовую механику - гений
      1. Nruter
        Только не надо рассказывать сказки про 25-й кадр. Хотите я сделаю короткое видео и вставлю каждый 25-й кадр просто картинку и покажу здесь? Сразу хочу предупредить, что вопреки общепринятому мнению, это кадр будет мелькать, его хорошо видно и он мешает просмотру основного видео.
        1. pogranec
          А это не зависит от технического устройства с которого просматриваешь? Мне кажется разница ЭЛТ и современных телевизоров должна на это влиять. А вообще как показывал телевизор в 80-е так там наверно и 26 кадр вставить можно было и никто бы не заметил-)))
  9. Nruter
    pogranec,
    Не зависит. Тут автор немного неправильно определился с понятиями
    больще 25 кадров в секунду менять картинки (в кино) и мы не замечает случайный кадр (совсем другое изображение).

    При частоте следования картинок 24 в секунду и более глаз перестает воспринимать упорядоченную последовательность в виде отдельных картинок. Ведь видим же мы смену сцен в кино :).
    А вот и обещанное.




    1. pogranec
      А почему он на второй картинке под номером 24 идет? или я не правильно смотрю?
      1. Nruter
        Кадры в видеоряде идут в такой последовательности - 0, 1, 2 ...... 24. Всего 25. Как только закончится 25-й кадр, на таймлайне появляется отсчет 1 сек. Далее идет 1 сек и следующие кадры вплоть до второй секунды.
    2. Новий Стандарт Автор
      Nruter вот вы хитрый, хотите нам какую-то рекламу втюхать на 25 кадр)) ... Раз вы уже видеоредактор открыли ... то поэкспериментируйте и нам доложите ... при какой длительности случайного кадра человек его не замечает ...можна просто черный квадрат вставить...
      Понял квантовую механику - гений
      1. Nruter
        Частота смены кадров - 25 в секунду. Поэтому один кадр длится 1/25 сек или 0,04 сек или 40 мсек. Это минимальная длительность кадра для Европы. В Америке телевидение показывает 29,97 кадров в секунду. Там минимальная длительность около 30 мсек. Есть скоростная съёмка со скоростью 200, 500 и даже до 2500 кадров в секунду. Это для съёмки экспериментов, чтобы потом при замедленном воспроизведении можно было увидеть, например, взмахи крыльев пчелы или полет пули. В основном такая скорость используется в научных целях. Аппаратура стоит бешеных денег.
        1. Новий Стандарт Автор
          Nruter я в курсе о 25 кадров ... Здесь не то...от вы доказывает что 25 кадр когда вставлять там другое изображение, то его еще видно (мелькает, мешает смотреть), то есть длину кадра в 0,04 с еще видно ... А я спрашиваю, какова должна быть его длина (явно меньше 0,04 с), чтобы человек его еще замечал (кадр)? ... Я писал 30 Гц (0,03 с), кто-то может сказать меньше ... так вот сколько. .. (вставлять можно черный квадрат, так лучше видно) ...
          Понял квантовую механику - гений
  10. Иван_Похмельев
    Цитата: Новий Стандарт
    я имел в виду что выше 30 Гц человек сбивается со счета

    Ну да, а до 30 Гц он легко может считать. )))
  11. Nruter
    Новий Стандарт,
    Длительность кадра не может быть меньше 0,04 сек. Поэтому вставить можно кадр только такой длительности. Про всё остальное я написАл выше.
    1. Новий Стандарт Автор
      Nruter для стандартов кино и телевидения продолжительность кадра 0,04 с.
         Но современные камеры делают например 240 кадров в секунду (длина кадра 0,004 с). А я говорю, измерить на вашем видеоредакторе (неужели на видеоредакторе этого не сделать) :
        - Какая минимальная продолжительность кадра в секундах, чтобы человек его не мог заметить, как помеху при просмотре видео ...
      Понял квантовую механику - гений
      1. Nruter
        Современные камеры для видеосъёмки имеют 25 или 50 fps. Высокоскоростные камеры с fps 500 и выше применяются в системах видеонаблюдения или в научных лабораториях.
        Обычный видеоредактор Sony Vegas не может редактировать высокоскоростное видео. Максимум, на что он способен, это 60 fps.
        Я не знаю, какая должна быть минимальная продолжительность кадра, чтобы глаз не зафиксировал "лишний кадр".
        Вот характеристики видеоредактора по fps и видео с 50 fps. Длительность кадра 20 мсек, и глаз видит "лишний кадр".


Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Работа добротная, но я не уверен в устойчивости конструкции, сдаётся столешница тяжелее опоры, центр тяжести высоко, я бы утяжелил основание....
Собрал два преобразователя на 500 и 700 ватт, какое-то время работало, м\схема не надёжна, горят полевики, заменил на ir2153, всё отлично работает....
Миллифарады от микрофарад и проволоку от провода отличить сможете? ;)...
Украсть балончик то не украдут, но могут свои люди выбросить, так как банка пуста, легкая, ниче там не хлюпает, и масло не выходит, так алмазы окажутся в мусорке...
Все комментарии