Световой поток светодиодных ламп что это такое, в чем измеряется

Другое освещение

Зачем нам световой поток (lm) на примере «лампочки»?

Описывать действие источника света не через характеристики самого источника, а через результат, который этот источник реально производит.
На примере «ламп» это выглядит так:

Мощность (Ватт – Вт, Ватт – Вт) – характеристика, характеризующая, сколько электрической энергии потребляет лампа в единицу времени.

Концепция лампочки на 60 ватт говорит нам только о том, сколько в ней будет электроэнергии, а не о том, как она будет светить. Ведь при одинаковой мощности количество света будет заметно отличаться от лампы накаливания, газоразрядной или светодиодной. Еще большая разница в свете может увидеть продукт для однотипных лампочек для разных технологий.

Световой поток (Люмен — лм, Lumen — лм) — характеристика, которая поможет описать, как на самом деле светит лампа:

  • Мощность лампы накаливания 60 Вт — световой поток 700 люмен
  • Мощность светодиодной лампы 6 Вт — световой поток 450-1000 люмен (зависит от технологии производства)

Но сам световой поток не говорит нам о том, как он будет освещать, например, комнату. И нет прибора, измеряющего световой поток.
Для всего этого уже используется параметр освещенности.

Освещенность (люкс — лк, люкс — лк) — измеримая характеристика, показывающая, насколько эффективно светильник освещает конкретную площадь.

Есть даже нормы освещения, вы точно о них слышали: гостиная — 150 лк; кабинет рабочий — 300 лк, улица ночью — 10 лк и т.п.

Освещенность в конкретной точке измеряется Люксометром.
Чем дальше от лампы проводится измерение, тем меньший световой поток достигает точки измерения и меньше освещенность.
Но световой поток будет всегда одинаков, на любом расстоянии от лампы: чем дальше от лампы, тем большую площадь она освещает и тем меньше освещенность.
Отсюда и физическое определение освещенности — отношение светового потока к площади, которую он освещает.

При этом световой поток — характеристика светильника, которая позволяет рассчитать освещенность конкретного помещения еще до установки светильника.

Как производитель ченить световой поток лампочки?

Поместите лампочку в «ящик» известной площади поверхности.
Измеряет освещенность люксметром в 10-20-30 точках, равномерно распределенных по внутренней поверхности «коробки».
Определяет среднее значение освещенности и делит его на площадь поверхности ящика, получает световой поток лампы.
Вулайя. Теперь по световому потоку этой лампы можно рассчитать освещенность любого помещения.

Для чего нужен показатель светового потока

Что же такое – световой поток? Если говорить терминологически, то это физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения. При этом под световой мощностью понимается световая энергия, прошедшая излучением через определенную поверхность за единицу времени.

Но давайте объясним понятнее.

Световой поток – это мощность видимого света. Измеряется в люменах (лм). Чем выше этот показатель, тем ярче свет

Но не менее важный показатель для лампы – сколько люмен получается из 1 потребленного Ватт энергии, т.е энергоэфективность.

В среднем светодиод излучает от 80 до 150 лм от 1 Вт

Световой поток не зависит от цветовой температуры: одинаково ярко может светить и теплый желтый, и холодный синий.

Как измерить свет, основные величины

В радиометрии световой поток источника света — это излучаемая им оптическая энергия в единицу времени. Однако это значение не учитывает чувствительность человеческого глаза. Для этого существует фотометрическая величина, величина светового потока, выраженная в единицах яркости (лм = кд ср), учитывающая фотопическую реакцию человеческого глаза. Это спектральная характеристика при достаточно высокой интенсивности освещения, при которой хорошо работает цветовое зрение. Световой поток источника света показывает, насколько он способствует освещению помещения.

Световой поток часто встречается как характеристика источников света, которые используются для целей освещения, например, лампы накаливания, люминесцентные лампы и лампы на основе светодиодов. Это полезная мера в той мере, в какой источник света может способствовать освещению помещения.

Например, светильник «Ильича» мощностью 60 Вт может генерировать световой поток 900 лм, что соответствует светоотдаче 15 лм/Вт. Светодиоды могут создать такой же световой поток при потреблении электроэнергии значительно ниже 10 Вт, так как имеют гораздо большую светоотдачу.) Для большой гостиной требуется несколько тысяч люмен, что соответствует нескольким таким лампам.

Хотя лампа накаливания большую часть потребляемой электроэнергии превращает в тепловое излучение, большая часть этого излучения приходится на инфракрасную область спектра, где функция яркости равна нулю, т е. Этот свет бесполезен для освещения и не влияет на световой поток.

Измерение светового потока

Если выходной сигнал источника света хорошо направлен, например, в виде лазерного луча, можно просто измерить световой поток с помощью измерителя оптической мощности. Однако этот метод не будет работать с источником света, излучающим в широком диапазоне направлений, например, со светодиодом. В таких случаях может оказаться необходимым использование интегрирующей сферы, равномерно распределяющей свет и обеспечивающей засветку фотоприемника, пропорциональную падающему световому потоку и во многом независимую от его пространственных свойств.

Яркость

Яркость — это фотометрическая величина, которую можно применять к источникам света, а также к свету, который отражается или проходит через определенную область. Яркость — это световой поток, приходящийся на единицу телесного угла и единицу площади источника. Его также можно определить как интенсивность света на единицу площади излучения.

Единицы яркости в СИ представлены канделами на квадратный метр (кд / м2 = лм ср−1 м2).

Для глаза наблюдателя яркость источника света более или менее определяет его визуальную яркость. Если бы источник света можно было уменьшить при сохранении его светового потока, то он мог бы посылать такое же количество света через зрачок глаза, но этот свет концентрировался бы на меньшей площади сетчатки и, следовательно, выглядел бы ярче, что соответствовало бы его повышенной яркости.

Аналогично, яркость поверхности, вызванная некоторым освещением, определяет, насколько яркой будет выглядеть поверхность. Если наблюдатель удаляется от источника света, в зрачок будет поступать меньше света, но изображение источника на сетчатке станет меньше, при этом угловое разрешение глаза останется достаточным для сохранения видимой яркости. Таким образом, можно понять, почему яркость не зависит от расстояния просмотра.

Однако при больших расстояниях обзора, когда угловое разрешение глаза становится недостаточным, видимая яркость уменьшается, несмотря на постоянную яркость.

Некоторые типичные примеры значений яркости:

  • Луна: 2,5 103 кд/м2 (видна сквозь прозрачную атмосферу)
  • Солнце: 1,6 · 10 9 кд/м2
  • нить накаливания вольфрамовой лампы накаливания: 10 7 кд/м2

Сила света

Мощность света — это фотометрическая величина, характеризующая источник света. Он определяется как световой поток на единицу телесного угла. Интенсивность света учитывает спектральную реакцию человеческого глаза — обычно для фотопического зрения. Этот темрин в обности программы при програмитии точечного просто, т.е на расстояниях, больших по сравнению с длиной источника.

Аналогичной величиной в радиометрии (без учета спектральной реакции человеческого глаза) является интенсивность излучения. Единицами измерения мощности света в системе СИ признаны кандела = люмен на стерадиан (кд = лм/ср). Одна кандела примерно соответствует яркости обычной свечи.

Если световое излучение ограничено меньшим телесным углом, например, корпусом лампы, содержащим рефлектор, интенсивность света может быть соответственно выше при том же световом потоке. С другой стороны, размер излучаемого объема не имеет значения.

Для равномерного всенаправленного излучения интенсивность света не зависит от расстояния до источника света — в отличие от освещенности, которая масштабируется обратно пропорционально квадрату расстояния от источника света.

Освещенность

Интенсивность излучения (или плотность потока) является термином радиометрии и определяется как поток излучения, полученный определенной поверхностью на единицу площади. В системе СИ она указывается в единицах Вт/м2 (ватт на квадратный метр). Эмиссия может быть применена к свету или другим видам излучения.

В контексте лазерной техники общий термин «оптическая интенсивность» имеет те же единицы измерения, что и освещенность. Однако это не одна и та же величина. Важно понимать, что интенсивность определяется как количество энергии, проходящей через площадь, перпендикулярную лучу, в то время как освещенность относится к количеству энергии, которая течет на определенную поверхность с заданной ориентацией.

Интенсивность излучения, вызванного, например, лазерным лучом, падающим на заготовку под углом θ против нормального направления, равна интенсивности луча, умноженной на cos θ. Таким образом, численное значение освещенности обычно меньше, чем значение интенсивности луча. Излучение может быть вызвано комбинацией нескольких источников света.

Фотометрия

Фотометрия — это наука и технология количественного определения и измерения свойств света, связанных с его яркостью, воспринимаемой человеческим глазом. Таким образом, он имеет дело только с видимым светом, а не с инфракрасным и ультрафиолетовым, и учитывает спектральную чувствительность человеческого глаза.

Обратите внимание, что термин яркость следует использовать только как качественный показатель воспринимаемой яркости, а не как измеримую величину (хотя его часто используют вместо яркости или яркости.

Светоотдача и эффективность

Световой поток источника света генерируется световым потоком, разделенным либо на его световой поток, либо на потребляемую электроэнергию. В обоих случаях получают единицы люмен на ватт (лм/Вт), но смысл, конечно, разный:

  • При делении на поток излучения результат зависит только от формы оптического спектра источника света в сочетании с примененной яркостной функцией, количественно определяющей чувствительность обычного человеческого глаза в зависимости от длины волны.
  • Более распространенным определением является световой поток, деленный на электрическую мощность, потребляемую источником света.

Высокий КПД источника света может быть испорчен некачественной конструкцией лампы!

Обратите внимание, что светоотдача осветительного прибора — например, потолочного светильника для гостиной или уличного светильника — может быть значительно ниже, чем у используемого источника света, если большая часть генерируемого света теряется, например, из-за поглощения в каком-то корпусе (регулировка). Очевидно, имеет смысл оптимизировать не только источник света, но и лампу. В то время как одни инструменты практически не требуют потерь, другие полностью снижают эффективность.

Ространственно герантное излучение сердечных сосудов часто вызывает снижение веса в лимических. Этот фактор (помимо высокого КПД светогенерации) может существенно способствовать эффективному КПД осветительного прибора и, следовательно, достигаемой энергоэффективности.

Может иметить между, куда гудит свет!

Еще один важный аспект не содержится в светоотдаче: некоторые уличные фонари, например, посылают много света в ночное небо, где он бесполезен и даже вреден, вызывая световое загрязнение.

Еще одним важным аспектом является то, что светоотдача может быть значительно снижена при использовании источника питания лампы с низкой эффективностью преобразования. В то время как лампы накаливания обычно могут работать напрямую от сетевого напряжения, многие газоразрядные лампы требуют специального источника питания.

Если это сделано по старым технологиям, это может привести к потере контактов. Однако современные высокочастотные импульсные источники питания могут быть очень эффективными, вызывая потери энергии всего в несколько процентов. Наконец, желательно указать эффективную светоотдачу лампы, включая ее источник питания.

Очевидно, что светоотдача осветительных приборов важна с точки зрения энергоэффективности и энергопотребления, так как лампы с низким КПД потребуют больше электроэнергии для получения необходимого для освещения светового потока.

Хотя теряемая энергия преобразуется в тепло, и это тепло может способствовать необходимому обогреву помещений, этот аспект существенно не меняет энергоэффективность, поскольку (а) тепловые эффекты нежелательны при любых условиях (например, летом) и (б) электрическое отопление относительно неэффективно из-за значительного расхода энергии при выработке электроэнергии. Например, при использовании теплового насоса то же количество электроэнергии может дать гораздо больший вклад в обогрев, и это только тогда, когда это необходимо.

Зависимость от температуры, затемнения и старения

Мощность некоторых источников света зависит от температуры. Для люминесцентных ламп она оригентиров сайт в проемература, то время как для ледовов все обороты.

Лампы накаливания совершенно нечувствительны к температуре окружающей среды, при этом существует сильная зависимость от рабочего напряжения (мощности): при снижении яркости такой лампы ее КПД может значительно снижаться, при этом диммирование люминесцентных ламп и светодиодов можно сделать, сохраняя эффективность.

КПД также может ухудшаться в процессе эксплуатации из-за процессов старения.

Читайте также: УЗО на освещение ставить или нет: требования ПУЭ и других нормативных документов

Светоотдача лампы

Светоотдача источника света обычно определяется как его светоотдача, деленная на максимально возможное значение КПД. В связи с этим возникает вопрос, что именно понимается под «максимально возможным”.:

  • Можно принять идеальное значение 683 лм/Вт, достигаемое для идеального эффективного источника света на длине волны 555 нм. В этом случае лампа мощностью 15 лм/Вт будет иметь светоотдачу 15/683 = 2,2 %. Тогда даже идеально энергоэффективный источник белого света никогда не сможет достичь 100% светоотдачи, так как эффективность обязательно снижается, например, для красной и синей спектральных составляющих.
  • В качестве альтернативы можно взять светоотдачу идеально эффективного источника света, имеющего ту же форму оптического спектра, что и рассматриваемый источник света. Например, для источника белого света это значение будет значительно ниже, так что результирующий световой поток будет соответственно выше. В качестве количественного примера белая светодиодная лампа может иметь светоотдачу 180 лм/Вт, а ее спектр может привести к теоретически возможной светоотдаче 300 лм/Вт; светоотдача тогда собавит 180/300 = 60%. Это число показывает, насколько технология близка к теоретически возможному максимуму для данного спектра света.

Похоже, что приветствующие просмотрят более просмотрено в книге; Многие авторы, похоже, не понимают вопроса о том, какое определение выбрать.

Эффективность освещения

Эффективность системы освещения во многом зависит от светоотдачи источников света, но следует учитывать и некоторые дополнительные аспекты, описанные ниже.

Стоимость эксплуатации системы освещения в основном определяется требуемым световым потоком, умноженным на продолжительность работы, и делится на светоотдачу осветительных приборов (а не только на светоотдачу). Этот расчет обеспечивает необходимую электрическую энергию, например, на 24 часа. Однако такой подход, примененный, например, к конкретному помещению, является довольно грубым, поскольку игнорирует детальные потребности освещения.

Более точный подход – учитывать, какие зоны помещения требуют какого уровня освещенности. Например, часто бывает так, что света достаточно в нескольких местах, где люди должны иметь возможность читать документы; Остальные помещения можно поддерживать при значительно более низком уровне освещенности.

Затем для максимальной эффективности обеспечивают определенный базовый уровень освещения (часто с помощью рассеянных источников) и некоторые дополнительные, более направленные источники света для дополнительного освещения ограниченных площадей. Значение высокой светоотдачи, как правило, наиболее велико для основного освещения, на долю которого приходится наибольшая часть общего светового потока.

Другими важными аспектами эффективности являются то, сколько дневного света можно использовать и сколько генерируемого света поглощается, например, темными стенами. Обратите внимание, что белые строительные материалы отражают или рассеивают большую часть падающего света, что значительно снижает требуемый световой поток от искусственных источников света по сравнению с помещением, содержащим много темных материалов.

Сравнение светового потока лампы накаливания и LED

Как и в случае с мощностью, людям часто сложно представить, как будет светиться светодиодная лампа с теми или иными характеристиками. Поэтому для вашего удобства мы сравнили световой поток светодиодных ламп и ламп накаливания:

40 6 450
60 8 650
75 11 900
100 14 1300
150 22 2100

Эти значения являются приблизительными и могут варьироваться на 15% в зависимости от многих факторов. Но гораздо проще представить световой поток светодиодной лампы по сравнению с лампой накаливания.

Сравнение светового потока светодиодных ламп и ламп накаливания

Люксы: показатель освещенности

Перед покупкой светильника следует определить необходимое количество света. Он может понадобиться для рабочего стола, лаборатории или просто отдельной комнаты. В случае неправильного выбора освещение будет слишком темным или, наоборот, слепить глаза. Освещение рабочих поверхностей зависит от комплектаций – полов в торговых центрах, рабочих столов в офисах или письменных столов в аудиториях.

Как вычислить подходящее количество люксов?

Четкий ответ на этот вопрос можно сформулировать с помощью СП 52.13330.2016. Можно короче описать все. Для:

  • торговые ряды в супермаркетах – 500 лк;
  • косметические кабинеты – 500 лк;
  • классов России – 500 лк;
  • медицинские кабинеты – 500 лк;
  • офисов – 400 лк;
  • выставочные залы – 300 лк;
  • переговорные комнаты – 200 люкс;
  • столовые – 200 лк;
  • кладовых – 75 лк;
  • коридоров жилых домов – 50 лк;
  • лестничные клетки – 20 лк.

Измерение Австралии в расположении с используемой приборной панелью, одним из которых является люксметр. Он помогает определить точное значение экспозиции.

Световой поток от люменов

Все источники света имеют свои световые потоки. Если упростить определение, то световым потоком называют количество света, излучаемого лампой в единицу времени. На каждом современном светильнике производитель обозначает показатель светового потока. Для модификации установите Люмены, сокращенную запись – Лм или Лм.

На упаковке зафиксировано входо вишневого трока лампы – 470 лм. Главное помнить, что лампы с одинаковой мощностью, но выполненные по технологиям разных производителей, имеют разный световой поток. Так написано на упаковке.

Направление силового потока с помощью светильника

Если определенная область лампы закрыта или закрыта, эта сторона не сможет пропускать поток света. Это приведет к уменьшению светового потока. Если зеркало расположить напротив светильника, световой поток будет направлен в противоположную сторону.

Благодаря светильнику возможно перенаправление и распределение световых потоков от светильника. Людям, не имеющим профессиональных знаний в этой области, достаточно понимать, что лампы могут «съесть» часть света, если снаружи есть покрытие или недостаточно прозрачная поверхность.

Практически всегда матовое стекло немного ослабляет свет лампы, но делает его более приятным.

Потребление электроэнергии лампой

Зная количество ватт, можно получить лишь косвенное представление о световых потоках. Во всех случаях лампы с большим потреблением обеспечивают яркое и качественное освещение. В данном случае все решает только техника. На сегодняшний день существуют следующие виды ламп:

  • вЕЛ;
  • галогенид металла;
  • люминесцентная;
  • галоген;
  • накаливания.

Стоимость и степень освещенности будут зависеть от типа лампы.

От чего зависит световой поток

Световой поток светодиодной лампы показывает, сколько излучаемого ею света воспринимается человеческим глазом. И это зависит не только от мощности, но и от:

  • световой поток,
  • особенности объектива,
  • сведения о химическом составе.

Но, конечно, именно с мощностью прежде всего связан световой поток. Мы рассчитали световой поток светодиодных ламп разной мощности:

  • от 4 Вт до 6 Вт – 400 Лм;
  • от 8 Вт до 10 Вт – 700 Лм;
  • от 11 Вт до 14 Вт – 1200 Лм;
  • от 15 Вт до 20 Вт – 1800 Лм;
  • от 25 Вт до 30 Вт – 2500 Лм.

Чем мощнее светодиодная лампа, тем ярче излучаемый ею свет

Какой световой поток нужен для достаточной освещенности

Освещенность – это показатель светового потока, который рассчитывается на 1 квадратный метр помещения. Он измеряется роскошью и обозначается как Лк.

Простая формула: 1 Лк = 1 Лм/м2
(1 люмен света, падающий на 1 квадратный метр помещения, равен 1 люксу)

Освещенность тех или иных помещений чаще всего регламентируется санитарно-эпидемиологическими нормами. Они разработаны, чтобы избежать негативного влияния недостаточного освещения на здоровье и самочувствие человека.

Хотять также Пульсация светового потока светодиодных ламп: в чем причина и чем это опасно?

Например, для жилых помещений (гостиной или спальни) норма составляет 150 Лм/м2. А для офиса или образование зоны норма в 2 раза выше – 300 Лм/м2. Учитывается не только тип помещения, но и высота потолка.

Для удобства расчета норм освещенности помещений с поправкой на высоту потолка установлены коэффициенты:

  • 1,2 — для потолков высотой от 2,7 до 3 метров;
  • 1,5 — для потолков высотой от 3,1 до 3,5 метров;
  • 2 — если потолок 3,5 метра.

Необходимый световой поток рассчитывается по формуле:
Площадь повечения (м2) * норам освеченности (Лм/м2) * производство кофейтов потолка

Например, необходимо узнать оптимальный световой поток для рабочего кабинета, площадью 20 квадратных метров, с потолками высотой до 3 метров:
20 (м2) * 300 (Лм/м2) * 1,2 = 7200 (Лм).

Получается, что для офиса необходим световой поток в 7200 люмен. На основании этого показателя легко рассчитать необходимое количество светодиодных ламп и их мощность.

Ошибки в расчетах допускаются, но незначительны. Точные значения можно установить только с применением люксметра — прибора, измеряющего освещенность.

Оцените статью
Блог про электронику