Pedantemente, suponiendo que estamos conduciendo cada uno de estos LEDs de 1 vatio a su máxima capacidad de manejo de potencia, que emiten exactamente el mismo flujo radiante: 1 vatio, o 1 julio por segundo. Pero también lo hace una resistencia de 1 W.
La razón: con 1W de potencia eléctrica entrando, debe haber en equilibrio 1W de potencia saliendo. Parte de ella será luz roja, y el resto de esa potencia eléctrica se destinará a calentar el componente hasta que radiación de cuerpo negro es suficiente para alcanzar el equilibrio térmico. Dentro de las temperaturas normales de funcionamiento de estos componentes, esa radiación de cuerpo negro estará en el espectro infrarrojo lejano, pero la definición de flujo radiante incluye todos radiación electromagnética, incluso la que no es visible.
Los LED emitirán menos fotones que la resistencia, porque al menos parte de su radiación será a una frecuencia más alta. Los fotones de mayor frecuencia tienen más energía por lo que se necesitan menos.
Pero probablemente, sólo te importa el visible radiación de los LED. Para ello, hay que definir qué se entiende por "visible". Una definición estándar es flujo luminoso :
En fotometría, el flujo luminoso o potencia luminosa es la medida de la potencia percibida de la luz. Se diferencia del flujo radiante, la medida de la potencia total de la radiación electromagnética (incluyendo infrarrojos, ultravioleta y luz visible), en que el flujo luminoso se ajusta para reflejar la sensibilidad variable del ojo humano a las diferentes longitudes de onda de la luz.
Seguro que cualquiera de tus LEDs de 1W tendrá un flujo luminoso mucho mayor que una resistencia. El LED de 630 nm tiene cierta ventaja sobre el de 660 nm, ya que el ojo es más sensible a los 630 nm (el pico de sensibilidad se sitúa en torno a los 550 nm). Sin embargo, ésta es sólo una de las muchas variables necesarias para responder a su pregunta. Los detalles se reducen a las particularidades del dispositivo. Lea las fichas técnicas.
Para abordar algunas de sus preocupaciones adicionales:
Estoy muy confundido con lo siguiente Mayor longitud de onda == menos energía, ¿verdad?
Menos energía por fotón pero esto es realmente irrelevante a efectos cotidianos.
$$\text{energy per photon} = h\nu = \frac{hc}{\lambda} $$
Dónde:
- \$c\$ es la velocidad de la luz en metros por segundo
- \$h\$ es la constante de Planck
- \$\nu\$ es la frecuencia en hercios
- \$\lambda\$ es la longitud de onda en metros
Véase Energía frente a potencia en los transmisores de Amateur Radio Stack Exchange. Aunque se trata de transmisores de radio, sigue siendo radiación electromagnética como la luz visible (pero a una frecuencia mucho más baja).
Mayor longitud de onda también == menor número de fotones que salen, ¿no?
Suponiendo para esta comparación un flujo radiante igual. Lo has entendido al revés: una mayor longitud de onda significa una menor frecuencia, por tanto, menos energía por fotón. Para obtener un determinado flujo radiante (potencia), puede tener:
- un mayor número de fotones de menor energía (mayor longitud de onda, menor frecuencia), o
- un menor número de fotones de mayor energía (menor longitud de onda, mayor frecuencia)
que se emiten cada segundo. El número de fotones emitidos por segundo, multiplicado por la energía por fotón es igual al flujo radiante:
$$ \text{photons per second} \cdot \text{energy per photon} = \text{radiant flux} $$
Me interesa la luz de salida en el espectro visible, entre 400 y 700 nm. Sin embargo, no me preocupa la sensibilidad del ojo humano.
Si este es el caso, y quieres ponderar toda la radiación en este rango visible por igual, puedes hacerlo. En este caso, realmente hay muy poca diferencia, aparte del color, entre un LED de 660 nm y uno de 630 nm (o un LED de cualquier otro color). Cualquier diferencia en la eficiencia según esta definición será consecuencia de la construcción del dispositivo. Por ejemplo, la resistencia de los conductores, el ensombrecimiento del dado LED por los hilos de unión, la opacidad de la lente, defectos de fabricación, etc.
Si se tarda más en crear un solo fotón de 660 nm, que tiene menos energía que el de 630 nm, ¿la diferencia de energía entre el fotón de 630 nm y el de 660 nm se convierte en calor por el LED?
No. Aunque un fotón de 630 nm y otro de 660 nm tengan energías diferentes, la velocidad a la que se emiten será diferente, de modo que el flujo radiante será idéntico.
Piénselo así: si tiene una fábrica que consume agua bruta a 100 litros por segundo y tiene que enviarla al exterior al mismo ritmo, puede hacerlo:
- envíe 100 botellas de 1 litro por segundo
- enviar 10 botellas de 10 unidades por segundo
- o cualquier otra combinación, siempre que el caudal total sea igual a 100 litros por segundo.
Cada fotón es un paquete de energía. El LED consume energía eléctrica a una cierta velocidad (1 W) y debe emitir otro tipo de energía a la misma velocidad (probablemente fotones, ya sea luz visible o radiación de cuerpo negro). No importa el tamaño de los paquetes.
