视频字幕
LED是发光二极管的简称，它是一种特殊的半导体器件。LED由P型半导体和N型半导体材料结合形成PN结。当电流通过PN结时，来自N型区域的电子会与P型区域的空穴结合，这个过程叫做电子空穴复合。在复合过程中，多余的能量以光子的形式释放出来，从而产生光线。这就是LED发光的基本原理。
不同光源的发光效率差异巨大。LED采用直接的电光转换方式，电能直接转化为光能，转换效率可达90%以上。白炽灯通过电流加热钨丝发光，大部分电能转化为热能浪费掉，发光效率仅有5%左右。荧光灯需要先将电能转化为汞蒸气放电，再激发荧光粉发光，转换环节较多，效率约为25%。这就是LED比传统光源更节能的根本原因。
LED之所以省电，主要有三个原因。首先是光电转换效率极高，可达90%以上，几乎所有电能都转化为光能。其次是热损失极少，不像白炽灯那样产生大量无用的红外辐射。第三是工作电压低，整体功耗小。在相同亮度下，LED灯只需10瓦，而荧光灯需要25瓦，白炽灯更是需要60瓦。按每天使用8小时计算，LED灯一年电费约120元，荧光灯300元，白炽灯高达720元。LED的节能优势非常明显。
光效是衡量光源效率的重要指标，定义为每瓦功率产生的光通量。LED的光效可达100到150流明每瓦，远超荧光灯的50到80流明每瓦，更是白炽灯10到15流明每瓦的十倍以上。LED之所以能实现如此高的光效，关键在于其优异的光谱特性。LED发出的光主要集中在可见光范围内，几乎没有红外和紫外光的浪费，而且光谱可以根据需要进行调节。这种高效的光谱利用率，使得LED能够在较低功耗下产生更高的亮度。
除了省电和高亮度，LED还具有许多其他技术优势。首先是超长的使用寿命，LED可以工作5万小时以上，是白炽灯1000小时寿命的50倍。其次是响应速度极快，可以达到纳秒级，而白炽灯需要毫秒级时间。LED还具有优异的调光调色功能，可以实现任意颜色和亮度的调节。此外，LED不含汞等有害物质，非常环保，同时具有良好的抗震性能和宽广的工作温度范围。这些优势使得LED在各种应用场景中都表现出色。