Мощность источника света – Световые величины и единицы
Световые величины и единицы
Световой поток — мощность светового излучения, т. е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека. Световой поток измеряется в люменах.
Например лампа накаливания (100 Вт) излучает световой поток, равный 1350 лм, а люминесцентная лампа ЛБ40 — 3200.
Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света равной одной канделе, в телесный угол, величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд·ср).
Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.
Существует и другое определение: единицей светового потока является люмен (лм), равный потоку, излучаемому абсолютно черным телом с площади 0,5305 мм2 при температуре затвердевания платины (1773° С), или 1 свеча·1 стерадиан.
Сила света — пространственная плотность светового потока, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение. Единицей силы света является кандела.
Освещенность — поверхностная плотность светового потока, падающего на поверхность, равная отношению светового потока к величине освещаемой поверхности, по которой он равномерно распределен.
Единицей освещенности является люкс (лк), равный освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1 м2, т. е. равный 1 лм/1 м2.
Яркость — поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.
Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м2).
Светимость (светность) — поверхностная плотность светового потока, испускаемого поверхностью, равная отношению светового потока к площади светящейся поверхности.
Единицей светимости является 1 лм/м2.
Единицы световых величин в международной системе единиц СИ (SI)
| Наименование величины | Наименование единицы | Выражение через единицы СИ (SI) |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| русское | между- народное | |||||
| Сила света | кандела | кд | кд | cd | ||
| Световой поток | люмен | кд·ср | лм | lm | ||
| люмен-секунда | кд·ср·с | лм·с | lm·s | |||
| Освещенность | люкс | кд·ср/м2 | лк | lx | ||
| Светимость | люмен на квадратный метр | кд·ср/м2 | lm/m2 | |||
| Яркость | кандела на квадратный метр | кд/м2 | кд/м2 | cd/m2 | ||
| Световая экспозиция | люкс-секунда | кд·ср·с/м2 | лк·с | lx·s | ||
| Энергия излучения | кг·м2/с2 | Дж | J | |||
| Поток излучения, мощность излучения | ватт | кг·м2/с3 | Вт | W | ||
| Световой эквивалент потока излучения | люмен на ватт |
|
лм/Вт | lm/W | ||
| Поверхностная плотность потока излучения | ватт на квадратный метр | кг/с3 | Вт/м2 | W/m2 | ||
| Энергетическая сила света (сила излучения) | ватт на стерадиан | Вт/ср | W/sr | |||
| Энергетическая яркость | ватт на стерадиан-квадратный метр | кг/(с3·ср) | Вт/(ср·м2) | W/(sr·m2) | ||
| Энергетическая освещенность (облученность) | ватт на квадратный метр | кг/с3 | W/m2 | |||
| Энергетическая светимость (излучаемость) | ватт на квадратный метр | кг/с3 | Вт/м2 | W/m2 | ||
Примеры:
| Тип лампы | Мощность, Вт | Световой поток, лм |
Примерная сила света, кд |
|---|---|---|---|
| Свеча | 1 | ||
| Лампа накаливания Б235-245-100 | 100 | 1380 | 100 |
| Лампа люминесцентная ЛБ 40 | 40 | 2800 | |
| Ртутная лампа высокого давления ДРЛ 250 | 250 | ||
| Обычный светодиод | 0,015 | 0,001 | |
| Сверхяркий светодиод | 5 | 3 |
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК»
Под общей ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др.
М.: Издательство МЭИ, 1998
Измерение коэффициента использования светового потока и единицы светопотока
Мощность светового излучения, отдаваемая источником, – это поток света, который в состоянии воспринимать и оценивать человеческий глаз. Сила излучения разных источников света зависит от скорости электромагнитных волн. При выборе осветительных устройств часто возникает путаница в основных понятиях и обозначениях физических величин, характеризующих качество полученного освещения.
Оптический поток
Что такое световой поток
Определить свойства и качественные характеристики света от излучателя поможет такое понятие, как световой поток. При помощи этой величины вычисляют значение силы света, попадающего на единицу площади. Выполняя расчёты систем освещения, используют эту меру. Существуют требования к освещённости различных помещений. Проще говоря, поток света – это мощность, с которой излучение действует на какую-либо поверхность. Система единиц (СИ) обозначает поток буквой Ф, единицу измерения – 1 люмен (лм; lm).
Формула светового потока
Отличие освещенности от светового потока
Когда поток света в 1 лм падает на освещаемый участок площадью в 1 м², получается освещённость в 1 лк. Освещённость обозначают буквой Е, измеряют в люксах (лк). Её можно рассчитать по формуле:
Е = Ф/S, где:
- Ф – светопоток, лм;
- S – площадь поверхности, мм2.
Разницу между этими двумя физическими величинами понимают так: 1 люкс = 1 лм/м² освещаемой поверхности.
Световой поток и яркость – не одно и то же
Обращаясь к определению яркости L, измеряемой в канделах на квадратный метр (Кн/м²), видно, что это количество отражённого поверхностью света.
Яркость источника – это соотношение силы его свечения и величины этой силы, приходящейся на единицу площади поверхности источника, которую видит глаз. Сила света измеряется в канделах, потому яркость обозначается буквой L и измеряется в Кн/м².
Если наблюдать издалека два источника света, имеющих разную площадь поверхности, но с одинаковой силой света, то меньшая поверхность будет выглядеть ярче. Увеличение угла, под которым смотрят на световой источник, уменьшает воспринимаемую глазом яркость. Яркость максимальна, когда плоскость, в которой лежит излучатель, перпендикулярна глазу.
Величина яркости изменяется от вида поверхности:
- светоотражающая поверхность увеличивает яркость;
- светопоглощающая или рассеивающая поверхность уменьшают значение L.
Важно! Световые потоки – это вся энергия излучения источника, яркость – только та доля, которая поступает в глаз или на предмет. В частности, оптический проектор в своих технических характеристиках имеет обозначение не яркости, а величины СП.
Оптический проектор
Как и в чем измеряется
С появлением ламп, у которых используемая мощность в ваттах стала отличаться от яркости, возник вопрос, как измерить потоки света.
Единицы измерений светового потока 1 люмен – это свет, отдаваемый излучателем с силой в 1 кд в рамках телесного угла в 1 стерадиан. Обозначается буквой Ф.
Для информации. Лампа с нитью накаливания в 100 Вт выдаст поток света, равный 1000 лм. Чем ярче светильник, тем он больше люмен выдаст.
Небольшой перечень приборов, которые применяются для измерения:
- портативный люксметр;
- сферический фотометр;
- люксметр-пульсметр.
Самостоятельно проверить соответствие параметров приобретённого осветительного прибора можно люксметром CEM DT-1300. При помощи этого прибора определяют уровень освещения поверхности или помещения. В комплекте – выносной сенсор, который регистрирует интенсивность потока. Дисплей отображает показания в единицах – Lux или FC. На выполнение измерения необходимо 1,5 секунды.
Что касается точности измерения световых параметров, то сложность заключается в том, что световое излучение – это поток, движущийся во всех направлениях. В лабораторных условиях используют сферические фотометры. Источник помещают в сферу, имеющую высокое оптическое использование измерения.
Интересно. Любая лампочка при излучении имеет пульсацию. Завышенный коэффициент пульсации при тусклом освещении вызывает усталость глаз и со временем снижает зрение. Измерить пульсацию осветительных приборов можно с помощью люксметра – пульсметра.
Типовое значение светового потока для источников света
При приобретении осветительных устройств стоит обращать внимание на СП, который будет излучаться. На самих приборах и на упаковке не всегда проставлены значения этой величины. Всё зависит от фирмы изготовителя и достоверности информации. Лампочки накаливания продаются в картонном поясе и с численным обозначением напряжения и мощности на колбе. Сколько люмен выдаёт лампа, не написано. Однако присутствует связь между Р (Вт) и Ф (Лм).
Стандартные значения Ф для осветительных элементов
| Лампа накаливания, мощность, Вт | Светодиодная лампа, мощность, Вт | Люминесцентная лампа, мощность, Вт | Световой поток, Лм |
|---|---|---|---|
| 20 | 2-3 | 5-7 | ≈ 250 |
| 40 | 4-5 | 10-13 | ≈ 400 |
| 60 | 8-10 | 15-16 | ≈ 700 |
| 76 | 10-12 | 18-20 | ≈ 900 |
| 100 | 12-15 | 20-30 | ≈ 1200 |
Распространённые источники света
К сведению. Получившие популярность светодиодные лампы, как показывает таблица, устанавливать выгодно. При низком, по сравнению с другими источниками, энергопотреблении они отдают света больше.
Освещенность и световой поток
Освещённость – это показатель силы светового потока, ложащегося на объект заранее известной площади. Связь между этими физическими величинами прослеживается при рассмотрении формулы:
Е=Ф/S, где:
- Е – освещённость, Лк;
- Ф – поток света, Лм;
- S – площадь поверхности, м².
Из формулы видно, что освещённость зависит от силы светового потока.
Приступая к проектированию освещения в служебном помещении или квартире, сначала определяется необходимое значение освещённости рассматриваемой площади поверхности, потом выполняется расчёт необходимого светового потока:
Ф=Е*S.
Освещенность и требования стандартов
Там, где в дневное время недостаточно солнечного света, а также в вечерние и ночные часы, пользуются искусственными источниками. На предприятиях каждое рабочее место проходит аттестацию на соответствие допустимым санитарным нормам. В эти нормы укладывают и уровень освещённости. Неправильное освещение или его недостаток влияет на здоровье работников.
Основным нормативным документом, регламентирующим стандарты этого параметра, выступает СНИП 23-05-95 – это нормы, принятые к исполнению в 1995 году. Откорректированный его вариант в виде СП 52.13330.2011 от 20.05.2011 г. действует и поныне.
В перечне отражены границы степени освещённости для помещений:
- производственных и складских;
- рабочих площадок вне зданий;
- жилых и общественных помещений;
- уличного освещения населённых пунктов;
- архитектурных подсветок;
- витринной и рекламной иллюминации;
- специального освещения.
Важно! Вреден как недостаток, так и избыток света. Яркие пятна люминесцентных реклам и витринных окон, выполненных с превышением требований, загрязняют световой фон улиц.
Освещённость
Ограничения на расчеты освещенности
При первичных расчётах учитываются следующие значения:
- световой поток источников в светильнике;
- нормируемая освещённость;
- коэффициент запаса, зависящий от загрязнённости объекта и типа ламп;
- поправочный коэффициент – отношение средней освещённости к освещённости нормируемой;
- количество ламп;
- коэффициент использования светового потока;
- S помещения.
Теоретические расчёты содержат погрешность до 30%, значит, необходимы дополнительные измерения люксметром. При этом необходимо учитывать время суток и длительность пребывания человека в расчётном месте. Учитывается и конструктивное исполнение осветительного устройства: плафоны, крышки, стёкла. Защитные покрытия вносят искажения в характеристики ламп.
Особенности использования светодиодных ламп
Лидирующее место занимают LED-лампы, применяемые в современном освещении. В конструкцию входят от одного до нескольких светодиодов сразу. На первый взгляд это обычная лампа, но наличие электрической схемы и светоизлучающих элементов в сочетании с оптической системой обеспечивает иное качества излучения света. Изменяя количество светодиодов, можно менять мощность, применение разных оптических решений линзы позволяет фокусировать или рассеивать поток.
LED-лампы обладают рядом достоинств:
- отсутствие ультрафиолетовой части спектра;
- пульсация некоторых моделей менее 1%;
- экономичность;
- низкая теплоотдача;
- срок службы 100 000 ч.;
- минимальные размеры;
- мгновенное включение в полноценный режим.
К недостаткам можно отнести следующие пункты:
- стоимость;
- спектр излучения требует тщательного подбора;
- деградация кристалла;
- нейтральный и холодный оттенки в некоторых случаях влияют на регуляцию сна.
Параметры дешёвых китайских изделий нарушают все допустимые нормы качества освещения. При выборе ЛЭД-ламп следует тщательно изучить характеристики и приобретать изделия проверенных производителей.
Светодиодные лампы
Нормы освещения помещений по использованию (СНиП)
Подробные нормы для различных зданий и объектов можно посмотреть в СП 52.13330.2011 от 20.05.2011 года. Для комфортного и безопасного освещения желательно знать, какие параметры должны иметь бытовые помещения. Некоторые из них отражены в таблице.
Таблица параметров
Грамотно подобранное искусственное освещение по своему спектру приближается к дневному солнечному свету. Знание физических характеристик светового потока позволяет правильно выбрать и разместить источники этого вида излучения для обеспечения комфортной среды обитания.
Видео
amperof.ru
Световой поток, освещенность, сила света
Любой кто начинает изучать характеристики светильников и отдельных видов ламп, обязательно сталкивается с такими понятиями как освещенность, световой поток и сила света. Что они означают и чем отличаются друг от друга?
Давайте попробуем простыми, понятными для всех словами, разобраться в этих величинах. Как они связаны между собой, их единицы измерения и каким образом все это дело можно замерить без специальных приборов.
Что такое световой поток
В старые добрые времена, основным параметром по которому выбирали лампочку в прихожую, на кухню, в зал, была ее мощность. Никто никогда и не задумывался спрашивать в магазине про какие-то люмены или канделы.
Сегодня с бурным развитием светодиодов и других видов ламп, поход в магазин за новыми экземплярами сопровождается кучей вопросов не только по цене, но и по их характеристикам. Одним из наиболее важных параметров является световой поток.
Говоря простыми словами, световой поток – это количество света, которое дает светильник.
Однако не путайте световой поток светодиодов по отдельности, со световым потоком светильников в сборе. Они могут существенно отличаться.
Надо понимать, что световой поток это всего лишь одна из множества характеристик источника света. Причем его величина зависит:
- от мощности источника
Вот таблица этой зависимости для светодиодных светильников: 
А это таблицы их сравнения с другими видами ламп накаливания, люминесцентных, ДРЛ, ДНаТ:
Лампочка накаливанияЛюминесцентная лампаГалогеннаяДНаТДРЛ
Однако есть здесь и нюансы. Светодиодные технологии до сих пор еще развиваются и вполне возможен вариант, когда светодиодные лампочки одинаковой мощности, но разных производителей, будут иметь абсолютно разные световые потоки.
Просто некоторые из них ушли более вперед, и научились снимать с одного ватта больше люмен, чем другие.
Кто-то спросит, для чего нужны все эти таблицы? Для того, чтобы вас тупо не обманывали продавцы и производители.
На коробочке красиво напишут:
- светопоток 1000Лм
- аналог лампы накаливания 100Вт
Но с такой мощностью вам и близко не будет хватать прежнего света. Начнете ругаться на светодиоды и технологии их несовершенства. А дело то оказывается в недобросовестном производителе и его товаре.
- от эффективности
То есть, насколько эффективно тот или иной источник преобразует электрическую энергию в световую. Например, обычная лампа накаливания имеет отдачу 15 Лм/Вт, а натриевая лампа высокого давления уже 150 Лм/Вт. 
Получается, что это в 10 раз более эффективный источник, чем простая лампочка. При одной и той же мощности, вы имеете в 10 раз больше света!
Измеряется световой поток в Люменах – Лм.
Что такое 1 Люмен? Днем при нормальном свете, наши глаза больше всего чувствительны к зеленному цвету. К примеру, если взять два светильника с одинаковой мощностью синего и зеленого цвета, то для всех нас более ярким покажется именно зеленый.
Длина волны зеленого цвета равна 555 Нм. Такое излучение называется монохроматическим, потому что содержит в себе очень узкий диапазон.
Конечно, в реалии зеленый дополняется и другими цветами, чтобы в итоге можно было получить белый.
Но так как чувствительность человеческого глаза максимальна именно к зелени, то и люмены привязали к нему.
Так вот, световой поток в один люмен, как раз таки и соответствует источнику, который излучает свет с длиной волны 555 Нм. При этом мощность такого источника равняется 1/683 Вт.
Почему именно 1/683, а не 1 Вт для ровного счета? Величина 1/683 Вт возникла исторически. Изначально, основным источником света была обычная свечка, и излучение всех новых ламп и светильников как раз таки и сравнивались со светом от свечи.
В настоящее время эта величина 1/683 узаконена многими международными соглашениями и принята повсеместно.
Это напрямую влияет на зрение человека.
Отличие освещенности от светового потока
При этом многие путают единицы измерения Люмены с Люксами. Запомните, в люксах измеряется именно освещенность.
Как наглядно объяснить их разницу? Представьте себе давление и силу. С помощью всего лишь маленькой иголки и небольшой силы, можно создать высокое удельное давление в отдельно взятой точке.
Также и с помощью слабого светового потока, можно создать высокую освещенность в отдельно взятом участке поверхности.
1 Люкс – это когда 1 Люмен попадает на 1м2 освещаемой площади.
Допустим, у вас есть некая лампа со световым потоком в 1000 Лм. Внизу этой лампы стоит стол.
На поверхности этого стола должна быть определенная норма освещенности, чтобы вы могли комфортно работать. Первоисточником для норм освещенности служат требования сводов правил СП 52.13330
Для обычного рабочего места это 350 Люкс. Для места, где производятся точные мелкие работы – 500 Лк.
Данная освещенность будет зависеть от множества параметров. К примеру, от расстояния до источника света.
От посторонних предметов рядом. Если стол находится около белой стены, то и люксов соответственно будет больше, чем от темной. Отражение обязательно скажется на общем итоге.
Любую освещенность можно замерить. Если у вас нет специальных люксометров, воспользуйтесь программами в современных смартфонах.
Правда заранее приготовьтесь к погрешностям. Но для того, чтобы сделать навскидку первоначальный анализ, телефон вполне сгодится.
Расчет светового потока
А как узнать примерный светопоток в люменах, вообще без измерительных приборов? Здесь можно воспользоваться значениями светоотдачи и их пропорциональной зависимости к потоку.
- для светодиодных ламп с матовой колбой — мощность лампы умножьте примерно на 80лм/Вт и узнаете сколько в ней люмен
- для филаментных – умножайте мощность лампы на 100
- энергосберегайки КЛЛ – на 60лм/Вт
- ДРЛ = мощность * 58лм/вт
Безусловно, свет от разных источников распространяется не равномерно. Один светильник бьет очень узким пучком света, а другой наоборот максимально широким.
Но если сравнить их паспортные данные, оба они могут иметь одновременно одинаковое количество люмен.
Именно поэтому ориентироваться только на люмены, в корне не правильно.
Например, при покупке светильника через интернет, можно получить вовсе не то освещение, на которое изначально рассчитывали.
Еще раз запомните, световой поток показывает только КОЛИЧЕСТВО света, без учета направления его распространения.
Поэтому здесь еще нужно учитывать и другую характеристику – силу света. Что это такое?
Это величина светового потока разделенного на телесный угол, внутри которого он распространяется.
Проще говоря, если световой поток это количество света, то сила света – это его ”плотность”.
Измеряется сила света в канделах – Кд.
1 кандела – это 1 люмен распространяющийся в пределах конуса с углом в 65 градусов.
Чтобы визуально представить себе силу в 1 канделу, посмотрите опять же на обыкновенную свечу. Именно поэтому определение кандела произошло от латинского слова ”candela” – что в переводе означает свеча.
Кстати, теоретически человеческий глаз может увидеть свет от такого источника на расстоянии почти 50км!
Однако из-за кривизны поверхности земли, данное расстояние фактически сокращается до 5км.
svetosmotr.ru
Светотехнические параметры и понятия. Часть 1. Справочная информация
Профессиональные светотехники и специалисты, работающие в области освещения, постоянно употребляют разные термины и определения, которые мало о чем говорят простому обывателю.
Чтобы было проще понимать, о чем идет речь, и что обозначают эти слова, мы подготовили список, объясняющий основные светотехнические термины и характеристики. Его не нужно учить наизусть, можно просто заходить на нужную страницу и освежать в памяти забытый параметр. Говорить «на одном языке» всегда проще.
Светотехнические параметры и понятия.
1 — Видимое и оптическое излучение
Весь окружающий нас мир образуется видимым излучением, сосредоточенным в полосе электромагнитных волн от 380 до 760 нм. К ней с одной стороны добавляется ультрафиолетовое излучение (УФ), а с другой инфракрасное (ИК).
УФ-лучи оказывают биологическое воздействия и применяются для уничтожения бактерий. Дозировано они используются для лечебного и оздоровительного эффектов.
ИК-лучи используются для нагрева и сушки в установках, так как в основном производят тепловое воздействие.
2 — Световой поток (Ф)
Световой поток характеризует мощность видимого излучения по воздействию на человеческое зрение. Измеряется в люменах (лм). Величина не зависит от направления. Световой поток — это самая важная характеристика источников света.
Например, лампа накаливания Е27 75 Вт имеет световой поток 935 лм, галогенная G9 на 75 Вт — 1100 лм, люминесцентная Т5 на 35 Вт — 3300 лм, металлогалогенная G12 на 70 Вт (теплая) — 5300 лм, светодиодная Е27 9,5 Вт (теплая) — 800 лм.
3 — Люмен
Люмен (лм) — это световой поток от источника света (лампы) при окружающей температуре 25°, измеренной при эталонных условиях.
4 — Освещенность (Е)
Освещенность — это отношение светового потока, подающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. Е=Ф/А, где, А -площадь. Единица освещенности — люкс (лк).
Чаще всего нормируется горизонтальная освещенность (на горизонтальной плоскости).
Средние диапазоны освещенности: на улице при искусственном освещении от 0 до 20 лк, в помещении от 20 до 5000 лк, 0,2 лк в полнолуние в природных условиях, 5000 -10000 лк днем при облачности и до 100 000 лк в ясный день.
На картинке представлены: а — средняя освещенность на площади А, б — общая формула для расчета освещенности.
5 — Сила света (I)
Сила света — это пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом. Т. е. отношение светового потока, исходящего от источника света и распространяющегося внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление.
I=Ф/ω Единица измерения силы света — кандела (кд).
Средняя сила света лампы накаливания в 100 Вт составляет около 100 кд.
КСС (кривая силы света) — распределение силы света в пространстве, это одна из важнейших характеристик светотехнических приборов, необходимая для расчета освещения.
6 — Яркость (L)
Яркость (плотность света) — это отношение светового потока, переносимого в элементарном пучке лучей и распространяющемся в телесном угле, к площади сечения данного пучка.
L=I/A (L=I/Cosα) Единица измерения яркости — кд/м2.
Яркость связана с уровнем зрительного ощущения; распространение яркости в поле зрения (в помещении/интерьере) характеризует качество (зрительный комфорт) освещения.
В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2.
Полностью светящийся потолок яркостью боле 500 кд/м2 вызывает у человека дискомфорт.
Яркость солнца примерно миллиард кд/м2, а люминесцентной лампы 5000–11000 кд/м2.
7 — Световая отдача (H)
Световая отдача источника света — это отношение светового потока лампы к ее мощности.
Η=Ф/Р Единица измерения светоотдачи — лм/Вт.
Это характеристика энергоэкономичности источника света. Лампы с высокой световой отдачей обеспечивают экономию электроэнергии. Заменяя лампу накаливания со светоотдачей 7–22 лм/Вт на люминесцентные (50–90 лм/Вт), расход электроэнергии уменьшится в 5–6 раз, а уровень освещенности останется тот же.
8 — Цветовая температура (Тц)
Цветовая температура определяет цветность источников света и цветовую тональность освещаемого пространства. Цветовая температура равна температуре нагретого тела (излучатель Планка, черное тело), одинакового по цвету с заданным источником света.
Единица измерения Кельвин (К) по шкале Кельвина: Т — (градусы Цельсия + 273) К.
Пламя свечи — 1900 К
Лампа накаливания — 2500–3000 К
Люминесцентные лампы — 2700 — 6500 К
Солнце — 5000–6000 К
Облачное небо — 6000–7000 К
Ясный день — 10 000 — 20 000 К.
9 — Индекс цветопередачи (Ra или CRI)
Индекс цветопередачи характеризует степень воспроизведения цветов различных материалов при их освещении источником света (лампой) при сравнении с эталонным источником.
Максимальное значение индекса цветопередачи Ra =100.
Показатели цветопередачи:
Ra = 90 и более — очень хорошая (степень цветопередачи 1А)
Ra = 80–89 — очень хорошая (степень цветопередачи 1В)
Ra = 70–79 — хорошая (степень цветопередачи 2А)
Ra = 60–69 — удовлетворительная (степень цветопередачи 2В)
Ra = 40–59 — достаточная (степень цветопередачи 3)
Ra = менее 39 — низкая (степень цветопередачи 3)
Ra он же CRI — color rendering index был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым индексом цветопередачи, но с сильно различающейся передачей цвета.
Комфортное для глаза человека значение CRI = 80–100 Ra
www.o-svet.ru
Мощность освещения светодиодных ламп: таблицы
Каждый год в мире происходят открытия, которые в дальнейшем позволяют несколько упростить жизнь обычных граждан. Одним из наиболее важных моментов нашей современной жизни – оплата коммунальных услуг. И свет в платежках занимает не последнее место, так как не всегда получается его использовать меньше своих реальных потребностей. Но с изобретением светодиодных ламп и светильников, наконец-то появилась возможность не уменьшать количество используемого света, но при этом платить в разы меньше.
В сегодняшней статье речь пойдет о таком важном параметре светодиодных источников света, как мощность (m), а так же коэффициент мощности и других важных особенностях данного типа освещения.
Особенности и главные технические характеристики
Светодиодные лампочки сегодня активно вытесняют другие типы ламп из повседневного обихода. Ведь они эффективнее остальных источников света.
Для светодиодных ламп характерна сама высокая энергоэффективность. Это означает, что такие лампочки потребляют гораздо меньше электроэнергии, чем их предшественники.
Обратите внимание! Светодиодные лампочки – источники света нового поколения, принципиально отличающиеся от люминесцентных изделий и ламп накаливания.
Преимущества светодиодных лампочек заключается в следующем:
- высокая удельная мощность;
- длительный период службы;
- высокая энергоэффективность;
- отличный коэффициент цветопередачи;
Коэффициент цветопередачи LED
- экологичность;
- безопасность эксплуатации.
Но здесь имеются и минусы, которые заключаются в достаточно высокой стоимости светодиодных осветительных изделий. Поэтому такие лампочки пока еще полностью не вытеснили менее эффективные по мощности и качеству освещения источники света.
Для LED характерны следующие характеристики:
- мощность – от 1 ВТ;
- световая отдача – 88,8 Лм/Вт;
- напряжение – 170-240 В;
- цветовой эффект – теплый или холодный белый/желтый свет;
- световой поток – 800 Лм;
- t0 нагрева – 2700 К;
- длительность (средняя) работы – 40000 ч.
Но самым главным параметром выбора данной продукции для замены типа освещения в доме является мощность и ее коэффициент.
Базовая характеристика светодиодного источника света
Осуществляя замену старых моделей на светодиодные лампочки, первое, на что следует обратить внимание, будет мощность (удельная) и ее коэффициент. Эти параметры для освещения являются базовыми. Для того, чтобы эффективно определить мощность и ее коэффициент, на упаковке приведена таблица с перечнем технических характеристик.
Обратите внимание! Разные лампы, несмотря на одинаковые показатели, могут давать разный свет. Это обстоятельство касается и светодиодных изделий, выпущенных различными производителями.
Две лампы, имеющие одинаковый показатель, могут обладать различным световым потоком, а также углом рассеивания и цветовой температурой. Все этим параметры содержит в себе таблица, указанная на упаковке любых видов ламп.
Под световым потоком понимается мощность излучения (сколько света излучает), которое дает источник света во всех направлениях. Ниже представлена таблица, в которой приведены средние значения светового потока разных ламп.
Световой поток различных ламп
Как видим, данный параметр даст возможность оценить, сколько электроэнергии потребляет источник света. Это очень важно знать при замене одного типа освещения на другой. Для того чтобы правильно определить (m) светового потока и сколько потребляет выбранная модель, существует следующая таблица.
Таблица мощности
Из таблицы видно, что при использовании светодиодных ламп на 3 Вт, их светоотдача будет соответствовать лампам накаливания на 25 Вт. Из этой таблицы также видно, сколько экономии в плане потреблении электроэнергии может принести даже самый маломощный источник света.
Обратите внимание! Показатели, которые приведены в таблице, указаны в усредненные значения. Это означает, что на деле они могут немного расходиться с указанными цифрами, особенно у разных производителей.
Коэффициент мощностей светодиодной продукции
Как уже говорилось выше, потребляемая (m) является важным показателем эффективности применения для освещения того или иного источника света. Благодаря этой характеристике и появились светодиодные светильники. При одном и том же уровне светового потока, они потребляют гораздо меньшую (m), экономя тем самым электроэнергию и ваши деньги.
Обратите внимание! Нельзя рассматривать отдельно (m) лампы, ее эффективность и световой поток.
Потребляемая мощность измеряется в ваттах и всегда указывается производителями на упаковке каждого осветительного изделия. При этом имеется еще один показатель, о котором следует рассказать в данной ситуации – коэффициент (m).
Коэффициент мощности для светодиодных ламп
Данный коэффициент иначе еще называется как косинус фи. Но это более старое название параметра тех времен, когда еще не существовало импульсных источников питания. Он отражает степень искажения формы имеющегося в сети синусоидального напряжения. Также этот коэффициент отражает сдвиг тока по отношению к напряжению. Он измеряется в относительных единицах и располагается в диапазоне от одного и меньше.
Обратите внимание! Идеальный вариант для освещения – коэффициент (m) равный единице.
Эффективность работы как важный параметр выбора
Выбирая светодиодный тип освещения, необходимо правильно подобрать источник света. На сегодняшний день LED продукция представлена широчайшим ассортиментом самых разнообразных видов.
Разнообразие светодиодных моделей
Выбирать здесь необходимо не только по вышеприведенным параметрам, но и по эфнергоэффективности. При этом, какую бы модель вы не выбрали, она все равно будет намного эффективнее чем старые аналоги (накаливания, галогеновые и люминесцентные).
Еще одной важной характеристикой выбора LED продукции является оценка ее эффективности. Под эффективностью понимают отношение светового потока лампы к ее потребляемой мощности. Данный параметр измеряется в люменах/ватт.
Обратите внимание! Чем выше эффективность источника света, тем ярче он будет светить, потребляя все ту же мощность.
Для LED стандартной величиной эффективности будет 80-100 люмен/ватт. Для примера, эта же величина у ламп накаливания будет находиться на уровне около 12 люмен/ватт. Уже глядя только на эти цифры видно, насколько использование LED будет эффективнее и выгоднее, чем ламп накаливания, которые уже отживают себя, так как не способны выдерживать конкуренцию со стороны более выгодных моделей.
Небольшой нюанс, о котором следует помнить
При оценке такого показателя, как эффективность следует различать, что есть эффективность светодиодов и отдельно осветительных приборов. Рост эффективности LED-светильников непрерывно увеличивается в связи с повышением эффективности самих светодиодов.
Светодиоды
Но при этом следует помнить, что плафон и драйвер осветительного прибора вносит определённую долю потерь. Об этом часто забывают люди при выборе источника света под определённые типы осветительных приборов. Поэтому выбирая лампочку под конкретный тип прибора, следует обязательно помнить о таких потерях. Иначе выбранная модель, даже при одинаковой мощности с заменяемой, может давать световой поток меньшего значения. В результате этого освещение помещения будет некачественным и не станет отвечать нормам, прописанным в регламентирующих этот вопрос документах.
При детальном рассмотрении эффективности, как отношения светового потока к потребляемой мощности, можно быстро определить степень эффективности применения LED как выгодного заместителя старых источников света (накаливания, галогеновые и люминесцентные лампочки).
Заключение
Проводя сравнительную оценку по мощности, эффективности и другим критериям оценки перспективности того или иного источника света, светодиодные лампы бесспорно занимают лидерские позиции по всем параметрам. Их низкое потребление электричества при одинаковой мощности и световом потоке делает LED-продукцию наиболее перспективной плане применения для освещения дома и улицы. Как только они подешевеют, старые модели наверняка станут достоянием истории.
1posvetu.ru
Сила света, формула: общие сведения о понятии
Одним из самых интересных и неоднозначным явлением нашего мира является свет. Для физики это один из основополагающих параметров многочисленных расчетов. С помощью света ученые надеются отыскать разгадку существования нашей вселенной, а также открыть для человечества новые возможности. В повседневной жизни свет также имеет большое значение, особенно при создании качественного освещения в различных помещениях.
Одним из важных параметров света является его сила, которая характеризует мощность данного явления. Именно силе света и расчету этого параметра будет посвящена данная статья.
Общие сведения о понятии
В физике под силой света (Iv) подразумевается мощность светового потока, определяемая внутри конкретного телесного угла. Из этого понятия следует, что под данным параметром подразумевается не весь имеющийся в пространстве свет, а лишь та его часть, которая излучается в определенном направлении.
Сила света
В зависимости от имеющегося источника излучения, данный параметр будет увеличиваться или уменьшаться. На его изменения будет оказывать прямое воздействие значения телесного угла.
Обратите внимание! В некоторых ситуациях сила света будет одинаковой для угла любого значения. Это возможно в тех ситуациях, когда источник светового излучения создает равномерное освещение пространства.
Этот параметр отражает физическое свойство света, благодаря чему он отличается от таких измерений, как яркость, которая отражает субъективные ощущения. Помимо этого сила света в физике рассматривается как мощность. Если быть точнее, она оценивается как единица мощности. При этом мощность здесь отличается от своего привычного понятия. Здесь мощность зависит не только от энергии, которую излучает осветительная установка, но и от такого понятия, как длина волны.
Стоит отметить, что чувствительность людей к световому излучению напрямую зависит от длины волны. Эта зависимость нашла отражение в функции относительно спектральной световой эффективности. При этом сама сила света является зависимой от световой эффективности величиной. При длине волны в 550 нанометров (зеленый цвет) данный параметр примет свое максимальное значение. В результате этого глаза человека будут более или менее чувствительны к световому потоку при различных параметрах длины волны.
Единица измерения для данного показателя является кандел (кд).
Обратите внимание! Сила излучения, которое исходит от одной свечки, будет примерно равна одной канделе. Ранее применявшаяся для формулы расчета международная свеча равнялась 1,005 кд.
Свечение одной свечи
В редких случаях применяется устаревшая единица измерения – международная свеча. Но в современном мире уже практически везде используется единица измерения для этой величины – кандела.
Диаграмма фотометрического параметра
Iv представляет собой наиболее важный фотометрический параметр. Кроме этой величины к важнейшим фотометрическим параметрам относится яркость, а также освещенность. Все эти четыре величины активно используются при создании системы освещения в самых разнообразных помещениях. Без них невозможно оценить требуемый уровень освещённости для каждой отдельной ситуации.
Четыре важнейших световых характеристики
Для простоты понимания данного физического явления необходимо рассмотреть диаграмму, которая изображает плоскость, отражающую распространение света.
Диаграмма для силы света
Благодаря диаграмме видно, что Iv зависит от направления к источнику излучения. Это означает, что для светодиодной лампочки, для которой направление максимального излучения будет принято за 0°, тогда при измерении нужной нам величины в направлении 180° получится меньшее значение, чем для направления 0°.
Как видно, на диаграмме излучение, которое распространяется двумя источниками (желтый и красный), будет охватывать равную площадь. При этом желтое излучение будет рассеянным, по аналогии со светом свечи. Его мощность примерно будет равняться 100 кд. Причем значение этой величины будет одинаковой во всех направлениях. В тоже время красный будет направленным. В положении 0° он будет иметь максимальное значение в 225 кд. При этом данное значение будет уменьшаться в случае отклонения от 0°.
Обозначение параметра в СИ
Поскольку Iv является физической величиной, то ее можно рассчитать. Для этого используется специальная формула. Но прежде, чем дойти до формулы, необходимо разобраться в том, как искомая величина записывается в системе СИ. В этой системе наша величина будет отображаться как J (иногда она обозначается как I), единица измерения которой буде кандела (кд). Единица измерения отражает, что Iv, испускаемая полным излучателем на площади сечения 1/600000 м2. будет направляться в перпендикулярном данному сечению направлении. При этом температура излучателя будет раной уровню, при котором при давлении 101325 Па будет наблюдаться затвердение платины.
Обратите внимание! Через канделу можно определить остальные фотометрические единицы.
Поскольку световой поток в пространстве распространяется неравномерно, то необходимо ввести такое понятие, как телесный угол. Он обычно обозначается символом .
Сила света используется для расчетов, когда применяется формула размерности. При этом данная величина через формулы связана со световым потоком. В такой ситуации световой поток будет произведением Iv на телесный угол, к которому и будет распространяться излучение.
Световой поток (Фv) есть произведение силы света на телесный угол, в котором распространяется поток. Ф=I .
Формула светового потока
Из этой формулы следует, что Фv представляет собой внутренний поток, распространяемый в пределах конкретного телесного угла (один стерадиан) при наличии Iv в одну канделу.
Обратите внимание! Под стерадианом понимают телесный угол, вырезающий на поверхности сферы участок, который равен квадрату радиуса данной сферы.
При этом через световое излучение можно связать Iv и мощность. Ведь под Фv понимается еще и величина, которая характеризует мощность излучения светового излучения при восприятии его усредненным человеческим глазом, имеющего чувствительностью к излучению определенной частоты. В результате из вышеприведенной формулы можно вывести следующее уравнение:
Формула для силы света
Это отлично видно на примере светодиодов. В таких источниках светового излучения его сила обычно оказывается равной потребляемой мощности. В результате, чем выше будет потребление электроэнергии, тем выше будет уровень излучения.
Как видим, формула для расчета нужной нам величины не так и сложна.
Дополнительные варианты расчета
Поскольку распределение излучения, идущего от реального источника в пространство, будет неравномерно, то Фv уже не сможет выступать в роли исчерпывающей характеристикой источника. Но только за исключением ситуации, когда одновременно с этим не будет определяться распределение испускаемого излучения по разнообразным направлениям.
Чтобы охарактеризовать распределение Фv в физике используют такое понятие, как пространственной плотности излучения светового потока для различных направлений пространства. В данном случае для Iv необходимо использовать уже знакомую формулу, но в несколько дополненном виде:
Вторая формула для расчета
Эта формула позволит оценить нужную величину в различных направлениях.
Заключение
Сила света занимает важное место не только в физике, но и в более приземленных, бытовых моментах. Это параметр особенно важен для освещения, без которого невозможно существование привычного нам мира. При этом данное значение используется не только в разработке новых осветительных приборов с более выгодными техническими характеристиками, но и при определенных расчетах, связанных с организацией системы подсветки.
1posvetu.ru
Параметры источников света
Источники света, независимо от того, в какой осветительный прибор они установлены, нуждаются в электропитании, формирующем итог процесса.
Все характеристики источников света можно разделить на технические и эксплуатационные.
Технические характеристики описывают свойства источника света, не затрагивая условий использования. Они включают в себя все электрические, светотехнические и механические свойства источников света.
К электрическим свойствам относятся:
- Номинальное напряжение, то есть напряжение, на работу с которым рассчитан источник света, или на котором он работает с дополнительной аппаратурой. Для традиционных ламп накаливания остальные характеристики вычисляются в непосредственной связи с номинальным напряжением. Любое напряжение, в том числе и номинальное, измеряется в вольтах (сокращенно В).
- Номинальная мощность источника света – это мощность, которую потребляет лампа при запуске с номинальным напряжением. Для газоразрядных типов ламп – это мощность, потребляемая лампой при ее включении с учетом подключенной дополнительной аппаратуры (например, пускорегулирующим аппаратом). Мощность измеряется в ваттах (сокращенно Вт).
- Для газоразрядных источников света одной из важных характеристик является тип питающего их тока — постоянный или переменный, так как некоторые лампы работают лишь в сетях с постоянным током, к подобным лампам относятся ртутные и некоторые виды ксеноновых ламп. Если в технической документации к лампе тип питающего тока не указан отдельно, значит, лампы работают в сетях только с переменным напряжением.
При эксплуатации источников света в сетях с постоянным током важной характеристикой является полярность ее подключения, то есть к отрицательному или положительному полюсу сети подключается каждый электрод лампы. Электрод, к которому нужно подсоединять напряжение положительного полюса – анод, отрицательного — катод.
svetpro.ru