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LED Bulb कैसे कार्य करता है ? | संरचना तथा उपयोग - हिंदी इलेक्ट्रिकल डायरी

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LED बल्ब क्या होता है?

यह एक विशेष प्रकार का प्रकाश उत्पन्न करने वाला विधुत डायोड होता है। जब इस डायोड को फॉरवर्ड बायस किया जाता है तब यह दृश्य प्रकाश उत्पन्न करता है। चूँकि यह फॉरवर्ड बायस की दशा में प्रकाश उत्पन्न करता है। इसलिए इसे संचालित करने के लिए बहुत ही कम मात्रा में विधुत उर्जा की जरूरत पड़ती है। आज के वर्तमान समय में LED Bulb का ही उपयोग किया जा रहा है। 

Led Bulb से प्रकाश कैसे उत्पन्न होता है?

जब भी किसी PN Junction को फॉरवर्ड बायस किया जाता है तब N - टाइप अर्द्धचालक से इलेक्ट्रान निकलकर PN जंक्शन को पार करते हुए P - टाइप अर्द्धचलक में पहुच जाते है और इस P क्षेत्र में मौजूद होल्स के साथ  Recombine होने लगते है। उर्जा बैंड सिद्धांत के अनुसार फ्री इलेक्ट्रान Conduction बैंड में तथा होल्स वैलेंस बैंड में रहते है। जिससे यह साबित होता है की इलेक्ट्रान का उर्जा स्तर ,होल्स की तुलना में बहुत ज्यादा होता है। जब कोई इलेक्ट्रान होल्स के साथ Recombine होता है तब वह Conduction बैंड से वैलेंस बैंड में चला जाता है। अर्थात इस प्रक्रिया के दौरान इलेक्ट्रान का उर्जा स्तर ,Higher वैल्यू से Lower वैल्यू में परिवर्तित हो जाता है। इलेक्ट्रान का उच्च उर्जा स्तर से निम्न उर्जा स्तर में जाने के दौरान ,इलेक्ट्रान द्वारा  Conduction बैंड तथा वैलेंस बैंड के उर्जा स्तर के अंतर के बराबर का उर्जा उत्पन्न होता है। सामान्य डायोड में यह उर्जा ऊष्मा के रूप में उत्पन्न होता है जिससे डायोड गर्म हो जाता है लेकिन Led बल्ब कुछ विशेष प्रकार के पदार्थ से बनाया जाता है जिससे यह उर्जा एक फोटोन की रूप में उत्पन्न होती है जो की एक दृश्य प्रकाश(Visible Light) होता है। इसलिए इस प्रकार के डायोड को Light Emitting Diode भी कहा जाता है। डायोड से इस प्रकार प्रकाश उत्पन्न होने की घटना electroluminescence कहलाती है। 
led bulb
डायोड से उत्पन्न होने वाली प्रकाश उर्जा ,अर्द्धचालक पदार्थ के Forbidden Gap पर निर्भर करता है। इसी से उत्पन्न होने वाली प्रकाश की wavelength अर्थात तरंगदैर्घ्य निर्धारित होती है और हम सभी जानते है की कोई तरंग दृश्य होगा या अदृश्य यह उस तरंग के तरंग दैर्घ्य पर निर्भर करता है। डायोड से उत्पन्न होने वाली प्रकाश के रंग तथा दृश्यता (Visibility) को नियंत्रित करने के लिए विभिन्न प्रकार के अशुद्ध पदार्थ को डायोड के निर्माण के वक्त मिलाया जाता है। 

Led Bulb के निर्माण में किस प्रकार के पदार्थ का उपयोग किया जाता है?

LED Bulb के निर्माण में गैलियम आर्सेनाइड , गैलियम आर्सेनाइड फास्फाइड या गैलियम फास्फाइड जैसे पदार्थ का उपयोग किया जाता है। ये सभी गैलियम ,आर्सेनिक तथा फास्फोरस जैसे तत्व से बनाये जाते है। गैलियम आर्सेनाइड से निर्मित LED Bulb द्वारा उत्पन्न विकिरण  उर्जा अदृश्य होती है। गैलियम आर्सेनाइड फास्फाइड से निर्मित LED बल्ब द्वारा उत्पन्न प्रकाश का रंग लाल (Red) या पिला (Yellow) होता है। गैलियम फास्फाइड से निर्मित LED Bulb लाल या हरा (Green) प्रकाश उत्पन्न करता है। 

LED Bulb का सर्किट डायग्राम 

निचे दिए गए सर्किट डायग्राम में एक LED Bulb को दिखाया गया है। इसमें LED बल्ब को एक विधुत बैटरी(VS) द्वारा फॉरवर्ड बायस किया गया है। सर्किट में LED बल्ब को एक प्रतिरोध द्वारा जोड़ा गया है जिसका आंतरिक प्रतिरोध  RS है। इसका मुख्या कार्य बैटरी से ,बल्ब की तरफ प्रवहित होने वाली विधुत धारा को नियंत्रित करना तथा बल्ब को जलने से बचाना है। 
led Bulb Circuit diagram


यदि ऊपर दिए सर्किट डायग्राम में किरचोफ़ का वोल्टेज नियम आरोपित किया जाए तब 
V_{s} =I_sR_s + V_D
I_s= \frac{V_{s} - V_D}{R_{s}}
ISइस सर्किट से प्रवाहित होने वाली विधुत धारा की मात्रा है तथा VLed बल्ब द्वारा ड्राप वोल्टेज का परिमाण है। 

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