Science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe elektroluminescerende (EL) draad werkt

Suenos Del Agave-artiesten dansen terwijl ze EL-draadkostuums dragen tijdens het Burning Man-project uit 2008. AP Foto/Brad Horn

 

Elektroluminescente draad , ook wel EL-draad genoemd , bestaat al sinds de uitvinding in 1936 door de Fransman Georges Destriau. De functie ervan – het creëren van een neonachtig licht – is niet nieuw, maar toch ontwikkelen mensen steeds creatievere manieren om de unieke kwaliteiten ervan te benutten. Elektroluminescerend materiaal is verkrijgbaar in plaat- en draadvorm, en beide varianten zijn sinds hun uitvinding geschikter geworden voor consumentengebruik. De eerste EL-producten waren gemaakt van dikke, inflexibele en kwetsbare materialen. Elektroluminescerende draad kwam bijvoorbeeld als eerste ter plaatse, ingekapseld in glas of keramiek. Er was een aanzienlijk probleem met dit ontwerp. Noch glas, noch keramiek is kneedbaar:je kunt het niet oprollen, wikkelen of uitrekken tot nieuwe en interessante vormen. Dit vermindert het nut van EL-draad aanzienlijk. Door de draad in een soepele, plastic coating te omhullen, werd het probleem gemakkelijk opgelost door EL-draad flexibel en waterdicht te maken en daarom ideaal voor zowel binnen- als buitengebruik.

De populariteit van EL-draad komt voort uit zijn veelzijdigheid en efficiëntie. Het wordt veel gebruikt door kunstenaars en hackers om kleding (denk aan gloeiende pakken), fietsspaken en draaitafels te verlichten. Het is alomtegenwoordig op festivals als Burning Man, waar mensen torenhoge structuren creëren die zijn versierd met kleurrijke strengen die aan elkaar zijn gesoldeerd. De wereldberoemde lichtkunstenaar Marcus Tremento gebruikt EL-draad als middel om modern design en kunst te combineren. EL-draad heeft ook een decoratieve veiligheidsfunctie als het gaat om trappen, loopbruggen en fietshelmen. Hulpverleners hebben zelfs EL-draadtape gebruikt om ongevalsgebieden te verlichten. Of u het nu koopt of zelf maakt, gebruikt voor veiligheidsverlichting of felle kleding, EL-draad is een uitstekende keuze voor grote en kleine creatieve verlichtingsprojecten.

Hoe werkt EL-draad precies? Laten we beginnen met kijken hoe het gemaakt is.

Inhoud
  1. Componenten van EL-draad
  2. Waarom EL-draad gloeit
  3. EL-draadveiligheid, efficiëntie en kosten
  4. Verlichtingsdisplays en knutselen met EL-draad

Componenten van EL-draad

Elektroluminescerende (EL) draad heeft een vrij eenvoudige structuur met slechts vijf componenten. ©2010 HoeStuffWorks

De schoonheid van elektroluminescerende draad is de relatieve eenvoud ervan. Het bestaat uit verschillende componenten:

  • Koperkern
  • Fosforglijmiddel
  • 2 koperdraden
  • 2 PVC-mouwen
  • wisselstroombron

De productie van EL-draad begint met een massieve koperen kern, die als geleider fungeert . Een geleider is een materiaal waar elektriciteit (een stroom elektronen) gemakkelijk doorheen beweegt. De gehele koperen kern is bedekt met een gelijkmatige laag fosforsmeermiddel. Fosfor - zoals het soort in lichte staafjes en andere glow-in-the-dark-producten - is de sleutel tot elektroluminescerende draad. Fosfor is een vast materiaal dat licht afgeeft bij blootstelling aan een energiebron, zoals elektriciteit.

Vervolgens worden twee zeer dunne koperdraden met elkaar vervlochten tot één lange streng. Deze draad is opgerold rond de met fosfor beklede koperen kern. Je hebt nu een gelaagde eenheid. Je kunt de kern ervan zien als een sandwich:twee geleiders waar elektriciteit doorheen loopt, leveren de energie die nodig is om de fosfor te laten oplichten.

EL-draad kan breken als deze wordt blootgesteld aan vocht. Dit is waar de twee PVC-hoezen in het spel komen. Deze hoezen beschermen de EL-draad tegen de elementen (dit is vooral belangrijk als je EL-draad buitenshuis gebruikt) en zorgen ervoor dat deze soepel blijft. De eerste PVC-huls, die vrij dun en licht van gewicht is, wordt over de gehele geleidende eenheid getrokken. Deze binnenhoes is gemaakt van helder, waterdicht plastic. De tweede PVC-hoes, die vaak chemisch geverfd is om een ​​breed scala aan kleuren te produceren, wordt over de hele streng gelegd. Het biedt een extra beschermingslaag en is vaak gevarieerd om de illusie van textuur te wekken.

Ten slotte is geen enkele EL-draad compleet zonder een AC-stroombron. De toevoeging van elektriciteit aan uw EL-draad veroorzaakt een reactie op atomair niveau waardoor de draad gaat gloeien.

Nu we weten waaruit EL-draad bestaat, gaan we kijken wat ervoor zorgt dat deze zo mooi oplicht.

Mythologie Feit

De oude Griekse god Fosfor stond bekend als de brenger van licht. Hij werd vaak opgeroepen met betrekking tot Venus toen de planeet vóór zonsopgang zichtbaar was. De Latijnse naam voor deze zelfde god was "Lucifer."

Waarom EL-draad gloeit

EL-draad wordt gevoed door wisselstroom (AC), niet door gelijkstroom (DC). Wanneer elektriciteit wordt toegepast op een elektroluminescerende draad, worden elektronen in de fosforcoating van de draad naar een hoger energieniveau of orbitaal gebracht. Wanneer deze elektronen terugkeren naar hun oorspronkelijke energieniveau, zenden ze lichtdeeltjes uit die fotonen worden genoemd . Pas op het moment dat de elektronen hun extra energie vrijgeven en terugkeren naar hun vorige toestand, zullen ze fotonen vrijgeven, waardoor de fosfor gaat gloeien. Dus waarom is AC beter dan DC voor elektroluminescerende draad? Als er gelijkstroom (DC) op de EL-draad zou worden toegepast, zou de lichtemissie stoppen zodra de stroom de elektronen niet meer exciteert. Omdat DC slechts in één richting beweegt, zou het gloeien zeer snel beginnen en eindigen naarmate de stroom passeert.

Om EL-draad continu te laten gloeien, heeft deze een constante toevoer van elektrische stroom nodig. Bij wisselstroom (AC) beweegt de elektrische stroom heen en weer tussen de positieve en negatieve polen van het circuit. Deze afwisselende polariteit betekent dat er voortdurend elektriciteit door het circuit stroomt, waardoor de EL-draad een constante elektrische voeding krijgt. Als gevolg hiervan worden de fosforatomen voortdurend geïoniseerd , of hun elektronen het energieniveau laten veranderen. Omdat deze ionen hun elektronen altijd van het ene energieniveau naar het andere laten springen (het proces waarbij ze licht uitstralen) zullen ze continu gloeien. Bovendien kan wisselstroom hogere spanningen leveren dan gelijkstroom, omdat wisselstroom omhoog of omlaag kan worden gebracht door gebruik te maken van transformatoren. Dit is essentieel om te bepalen hoe helder uw EL-draad zal schijnen. Hogere spanningen veroorzaken meer elektronenexcitatie, wat op zijn beurt leidt tot helderder licht [bron:PBS].

Voor EL-draadtoepassingen die niet werken met standaard stopcontacten, is batterijvoeding de juiste keuze. Omdat batterijen gelijkstroom (DC) leveren, hebben uw EL-draden op batterijen een omvormer nodig , die gelijkstroom omzet in de wisselstroom die u nodig heeft. Als het om omvormers gaat, zullen twee factoren u helpen bepalen wat u nodig heeft:het project dat u in gedachten heeft en het vermogen dat u nodig heeft om het te laten werken. De lengte van uw EL-draad bepaalt hoeveel stroom u nodig heeft, en de stroom die u gebruikt bepaalt hoe helder uw EL-draad zal verschijnen. Het gebruik van een omvormer die te klein is in verhouding tot de lengte van de draad, zal het vermogen om helder licht te produceren belemmeren. Een omvormer met de juiste afmetingen zal de helderheid van de EL-draad dramatisch verhogen.

Ga naar de volgende pagina voor meer informatie over het gebruik en de kosten van EL-draad.

EL-draadveiligheid, efficiëntie en kosten

Elektroluminescerende draad wordt een populaire decoratie of accent op kleding - maar is het veilig om een ​​elektrische bron zo dicht bij uw huid te hebben? Ongeacht waar of hoe u EL-draad gebruikt, neem voorzorgsmaatregelen bij hoge spanning en gebruik een zekering bij uw omvormer om kortsluiting te voorkomen. Vermijd bovendien dat u de draad te ver buigt, aangezien dit een veelvoorkomende oorzaak van dergelijke kortsluiting is. Accupacks met omvormers zijn doorgaans de krachtbron voor wie onderweg wil gloeien. Als u EL-draad in kleding of kostuums draagt ​​en geen zin hebt in een kleine schok, moet u er ook voor zorgen dat het gebied waar de draad op de omvormer is aangesloten, goed geïsoleerd is. Hoewel EL-draad nooit heet wordt, is veiligheid altijd een probleem als er elektriciteit in het spel is.

Hoe verhoudt EL-draad zich tot andere verlichting wat betreft efficiëntie en kosten? Gezien de algemene toepassingen is het een van de meest efficiënte vormen van verlichting op de markt. Het verbrandt heel weinig energie, voelt koel aan en kost relatief weinig. Als u een slimme shopper bent, kunt u vaak goede aanbiedingen vinden op het gebied van prijzen. Sommige detailhandelaren verkopen EL-kits - wat van grote waarde kan zijn - terwijl anderen EL-draad per voet verkopen. Naast betaalbaar is EL-draad ook duurzaam. In tegenstelling tot neon- of TL-licht heeft EL geen gloeidraad die kan breken. Hoewel sommige consumenten de voorkeur geven aan op maat gemaakte neonreclames die langer meegaan, kost EL-draad minder, breekt minder en laat uw eigen creativiteit schitteren. Je kunt het veilig buigen, lussen en wikkelen om elk gewenst ontwerp te creëren, net zoals je kunt doen met lichtslangen. Hoewel lichtslangen misschien minder kosten dan EL-draad, genereren lichtslangen warmte. Bovendien staan ​​veel gangbare merken lichtslangen niet toe dat gebruikers de lichtslinger op de gewenste lengte afknippen. Bovendien kost EL-draad tot 500 keer minder in gebruik dan neon- of touwlampen, en kun je EL-draad keer op keer gebruiken [bron:LiveWire].

Hoewel EL-draad een groot uithoudingsvermogen heeft, zal de kleur uiteindelijk vervagen door blootstelling aan de zon. Als u uw EL-draad buiten in direct zonlicht houdt, wordt de levensduur teruggebracht tot één tot twee jaar. Bij binnengebruik of bij beperkte blootstelling aan de buitenlucht gaat de kleur van uw EL-draad wel drie jaar mee. De spanning die op uw EL-draad wordt toegepast, heeft ook invloed op de levensduur ervan. Hoewel een krachtigere omvormer een hogere spanning aan uw EL-draad levert en deze helderder maakt, zorgt de hogere spanning ervoor dat de EL-draad zijn helderheid verliest. , of helderheid, eerder. Net zoals gewone gloeilampen sneller doorbranden als er te veel spanning op staat, geldt dat ook voor EL-draad. Om het meeste uit uw geld te halen, moet u de richtlijnen volgen van de fabrikant van uw EL-draad [bron:Solution Industries].

Lees verder om enkele creatieve toepassingen voor EL-draad te leren.

EL-producten

Veel fabrikanten van EL-draad en omvormers zijn zowel online als in winkels verkrijgbaar, waaronder de volgende:

  • Saveoncrafts
  • Elumiglow
  • LiveWire
  • Fantoomdynamiek
  • LYTEC
  • DeInverterstore
  • eBay

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Waarschijnlijke voorouder van alle geïdentificeerde moderne hoefdieren
  2. Hoe neemt een slijmvorm beslissingen zonder hersenen?
  3. Insectencompound Oog versus Menselijk Oog
  4. Blauw licht is de belangrijkste factor die de fotodegradatie van bladafval beïnvloedt
  5. Wetenschappers ontwikkelen nieuwe aanpak om belangrijke onontdekte functies van eiwitten te identificeren
  6. Zijn kinderen gelukkiger dan volwassenen?
  7. Hoe natuurlijke selectie werkt
  8. Wat is celcompartimentering en waarom gebeurt het?
  9. Hoe creëren de hersenen een ononderbroken kijk op de wereld?

Wetenschap