При виборі світлодіодної лампи зверніть увагу на люмени, щоб переконатися, в потрібному Вам кількості світла.
Зазвичай ми купуємо речі виходячи з тієї кількості, яке нам необхідно, чи не так? Коли ми купуємо молоко, ми купуємо його в літрах. Тоді чому ж зі світлом має бути інакше? Десятиліттями ми купували лампочки, керуючись тим, скільки енергії вони споживають (вати) - і, не звертаючи уваги на те, скільки світла вони нам дають (люмени).
Люмен показує, скільки світла ви отримуєте від лампочки. Чим більше люменів, тим яскравіше світло. Менша кількість люменів дає менше світла.
Але яскравість і кількість люменів може сильно відрізнятися, тому є певний спосіб розрахунку відповідних показників.
Практичний спосіб розрахунку:
- щоб замінити 100-ватну лампу розжарювання, шукайте світлодіодну лампочку, яка дасть 1100 люменів;
- 75-ватну лампу - близько 750 люменів;
- 60-ватну лампу - близько 550 люменів;
- 40-ватну лампу - близько 200 люменів.
Якщо потрібно що-небудь менш яскраве, придбайте світлодіодні лампи з меншою кількістю люменів.
Ефективність освітлення:
Але не можна забувати, що Люмен - це повний світловий потік від джерела. Однак, це вимір зазвичай не бере до уваги зосереджується ефективність відбивача або лінзи і тому не є прямим параметром оцінки яскравості або корисної продуктивності променя світильника. У широкого світлового променя може бути той же самий показник люмен, як і у узкосфокусірованного. Люмени не можуть використовуватися, щоб визначити інтенсивність променя, тому що оцінка в люменах включає в себе весь розсіяний і даремний світло.
Люкс - одиниця виміру освітленості.
Так наприклад 1 Люкс дорівнює освітленості поверхні площею 1 м² при світловому потоці падаючого на неї випромінювання, що дорівнює 1 люмен. Якщо зібрати 100 люменів і спроектувати їх на область в 1 м², то освітленість цієї області складе 100 люкс. Якщо ті ж самі 100 люменів направити на 10 м², то освітленість складе 10 люкс.
Етикетка для світлодіодних ламп:
Що повинно бути на упаковці коли ви купуєте світлодіодні освітлювальні прилади для?
Щоб допомогти споживачам краще зрозуміти перехід від ват до люмен, Федеральна торгова комісія запропонувала нову етикетку для світлодіодних ламп. Така етикетка допоможе людям купувати лампочки, які підходять саме для них.
Так само, як і етикетки для продуктів харчування, етикетка для освітлювальних приладів допоможе зрозуміти споживачам, що вони дійсно купують. На етикетці чітко зазначаються: світловий потік, вид колби, ціна, оціночна вартість експлуатації за рік і колір світіння від теплого білого (з жовтуватим відтінком) до холодного білого до холодного (з синім відтінком).
Люкси, люмени, Кельвін, вати - що означають ці основні технічні терміни, які використовуються в характеристиках світлодіодних і інших ламп застосовуються для освітлення?
Знання цих основних технічних термінів допоможе вам при виборі світлодіодних світильників.
Для початку розберемося як працює світлодіод, Який використовується як джерело світла в світлодіодних світильниках.
Звичні нам лампи розжарювання світяться тому, що електричний струм, який проходить через найтоншу нитку розжарювання, зроблену з тугоплавкого металу (як правило, це вольфрам) розігріває її до такої температури, що вона починає випромінювати світло.
Примітка: Вольфрам - найтугоплавкіший метал. Його температура плавлення - 3422 ° C, кипіння - 5555 ° C. Приблизно таку ж температуру має фотосфера Сонця.
Світло ж, досліджуваний світлодіодом, - це результат руху електронів в особливому напівпровідниковому матеріалі. Сучасні технології дозволяють створювати світлодіоди яка відслужила вже до 20 років (понад 35 000 годин).
|
Зовнішня поверхня катода і анода містить контактні металеві площадки з припаяними висновками. Коли до анода подається позитивний заряд електрики, а до катода негативний, то на р-n переході між кристалом катодом починає текти струм. Якщо включення пряме, то електрони з n і області і дірки з p-області кинуться назустріч один одному. В процесі легування (обміну електронами) на кордоні доречний - електронного переходу відбудеться їх обмін. Якщо негативна напруга подається з боку матеріалу n-типу, то відбувається пряме зміщення. |
|
При рекомбінації (обміні) виділяється енергія у вигляді фотонів.
Щоб потік фотонів перетворити в видиме світло, матеріал підбирають так, що довжина хвилі фотонів знаходиться в межах видимої області спектра довжиною хвилі від 700 до 400 нм.
визначення
Світловий потік - кількісна характеристика випромінювання, що випромінюється джерелом світла. Одиниця виміру - (Лм, англ. Lm)
Простими словами:
Світловий потік - це загальна кількість світла, яке випромінює дане джерело світла.
Сила світла - відношення світлового потоку, що направляється від джерела світла в межах елементарного просторового кута (1 стерадіан), що охоплює даний напрямок, до цього кутку. Одиниця виміру - (Кд)
Простими словами: Сила світла - це щільність світлового потоку
освітленість - поверхнева щільність світлового потоку, що падає на одиницю поверхні. Одиниця виміру - (Лк, англ.lx).
Простими словами:
освітленість прямо пропорційна силі світла. Тобто при видаленні від поверхні освітленість зменшується і навпаки - чим ближче джерело світла до поверхні (лампочка), тим менш потужною вона повинна бути. Зазвичай нормується горизонтальна освітленість (в горизонтальній площині).
потужність освітлення - величина яскравості освітлення на одиницю площі, тобто прийнятого світла. Наприклад, яскравість сонячного світла досягає 100 000 Люкс, в тіні - 10 000 Люкс, в освітленій кімнаті - близько 300 Люкс
Кольорове відчуття - загальне, суб'єктивне відчуття, яке людина відчуває, коли дивиться на джерело світла. Світло може сприйматися як теплий білий, нейтральний білий, холодний білий. Об'єктивне враження від кольору джерела світла визначається колірною температурою, яка вимірюється в (К)
яскравість - це відношення інтенсивності світла, випромінюваного об'єктом в заданому напрямку до проекції поверхні цього об'єкта на площину, перпендикулярну до цього напрямку. Яскравість безпосередньо пов'язана з рівнем зорового відчуття, а розподіл яскравості в полі зору (наприклад в інтер'єрі) характеризує якість (або ступінь комфортності, зручності) освітлення. Одиниця виміру - кд / м 2
інтегрований драйвер - мається на увазі, що пуско-який регулює прилад є невід'ємною частиною електронної схеми світильника (тобто розміщується на одній платі з джерелом світла)
Одиниці виміру
Ватт(Вт, англ. W) - кількість споживаної енергії. Одиниця виміру Вт (W)
Стосовно до висвітлення, кількість Ватт, яке вказує виробник на упаковці, характеризують не яскравість пристрою, не кількість світла, яке буде випромінювати лампочка, а тільки кількість електроенергії, яка використовує джерело (лампочка) за одну годину роботи.
Щоб зрозуміти точно, скільки дає світла лампочка, правильніше буде звернути увагу на кількість люменів або кд.
При покупці звичайних ламп розжарювання кількість Ватт, зазначених на маркуванні лампочки, визначає наскільки яскраво буде вона світити. Але у світлодіодів, цей показник має зовсім інше значення, тому що вони мають зовсім інший.
Але можна все ж провести паралель між яскравістю ламп розжарювання і світлодіодними світильниками, орієнтуючись тільки на потужність. Для цього навіть існують спеціальні порівняльні таблиці.
Найпростіший спосіб перекладу потужності в люмени для звичайної лампи розжарювання:
Кількість Ватт множимо на 10, і отримуємо приблизну кількість люменів.
наприклад, Якщо вам потрібно стільки світла, скільки дає звичайна 60Вт лампа, шукайте лампу приблизно 600 люменів. Це може бути світлодіодний світильник потужністю приблизно в 8-12 Ватт.
Це добре видно в наведеній порівняльній таблиці.
|
Лампа розжарювання, |
Люмінесцентна лампа, |
Світлодіодна лампа, |
Світловий потік, Лм |
|
Близько 250 Лм |
|||
|
Близько 400 Лм |
|||
|
Близько 700 Лм |
|||
|
Близько 900 Лм |
|||
|
Близько 1200 Лм |
|||
|
Близько 1800 Лм |
|||
|
Близько 2500 Лм |
люмен (Лм, англ. - lm) - одиниця виміру світлового потоку джерела світла. Вона визначає кількість світла, що випромінюється джерелом світла.
Один люмен (1 Лм) - це світловий потік, який випромінюється в одиничному тілесному куті величиною в 1 стерадіан, Равнонаправленних точковим джерелом, розташованим в центрі сфери одиничного радіуса, і має інтенсивність 1 кандела. (1ЛМ \u003d 1КД * ср). Джерело світла зі світловим потоком в 1 Лм, Рівномірно висвітлює поверхню 1 кв.м створює освітленість 1 Люкс.
Простими словами:
Люмени визначають, скільки світла випускає лампа в усіх напрямках. Чим більше світла, тим більше число люменів. Це слід врахувати при виборі світлодіодної лампи. Люмен для лампочки аналогічний літру для ємності, кілограмам для ваговій продукції або метрам для лінійної. Тобто світлодіодний світильник з великою кількістю люменів дасть більш яскраве світло (як більший обсяг вмістить більше води). Менша кількість люменів дасть менше світла.
Але яскравість і кількість люменів може сильно різнитися. Слід враховувати також і інші характеристики, такі як температура кольору, яскравість, освітленість і сила світла.
Варто також пам'ятати, що Люмен - це повний світловий потік від джерела. І це вимір зазвичай не бере до уваги зосереджується ефективність відбивача або лінзи, а тому не є прямим параметром оцінки яскравості або корисної продуктивності променя світильника. У широкого світлового променя може бути той же самий показник люмен, як і у узкосфокусірованного.
Люмени не можуть використовуватися, щоб визначити інтенсивність променя, тому що оцінка в люменах включає в себе весь розсіяний і даремний світло.
люкс- одиниця освітленості, яка використовується в системі СІ. Люкс дорівнює освітленості поверхні площею 1 кв.м. при світловому потоці від джерела в 1 лм (Лм / м 2).
Простими словами:
Якщо зібрати 100 люменів і спроектувати їх на площу в 1 квадратний метр, то показник освітленості цій галузі складе 100 люкс. А якщо аналогічний світловий потік в 100 люменів направити на 10 квадратних метрів, то освітленість складе всього 10 люкс.
цікаво: Людське око - дуже чутливий орган, який відчуває освітленість силою в 0,001 люкса. Таку величину можна порівняти з полум'ям свічки, яке людське око може розпізнати на відстані 1 км.
Фот - одиниця освітленості в системі CГC. Дорівнює 10 000 люксам.
Кандела (Кд, cd - від лат. candela - свічка) - одиниця вимірювання сили світла. одна кандела (1 кд) дорівнює силі світла, який випромінює одна свічка.
Кандели використовують для вимірювання світла, що йде в одному напрямку, наприклад, для дзеркальних ламп. Чим більше світла, тим більше кількість кандел. Кандела відповідає стандарту, який входить в міжнарод систему основних одиниць (СІ).
Кельвін - До ◦ . показник колірної температури - характеристики розподілу інтенсивності випромінювання джерела світла як функції довжини хвилі в оптичному діапазоні. Температура абсолютно чорного тіла, при якій воно дає випромінювання з тією ж хроматична, що і дане випромінювання. Колірна температура характеризує спектральний склад випромінювання джерела світла.
Простими словами:
Кельвін (К)- це характеристика джерел світла, яка визначає кольоровість ламп і колірну тональність (тепла, нейтральна і холодна) освітлюється лампами простору. Виражається в температурній шкалі Кельвіна (К).
 |
Повний спектр освітлення випромінюється Сонцем і складається з різних довжин хвиль. У комбінації вони білі або жовті, в залежності від часу доби, але окремо відображаються різними кольорами. Ці параметри відносяться до колірному спектрі випромінювання лампи. Колірна температура світла (К) в Кельвінах не вказує на спектральний склад світла лампи - вона показує, як сприймає колір світла від даної лампи людське око. Це характеристика, пов'язана саме зі сприйняттям. Чим нижче колірна температура, тим більше частка червоного і менше частка синього. Чим вище колірна температура, тим більше частка синього і зеленого. Білий колір лежить в діапазоні 5500-6500К. Нижче 5500К світло лампи стає з жовтим або помаранчевим відтінком. А при значеннях вище 6500К - синього кольору. |
2700-3000К - тепле світло - випромінювання переважає в червоній частині спектра
4000-4200К - холодне світло - випромінювання розподілено по всьому спектру
5200-6500К - денне світло - випромінювання переважає в синій частині спектра
8000-25000К - ультрафіолетове випромінювання
Примітка:
Кельвін (K) - одиниця термодинамічної температури, один Кельвін дорівнює 1 / 273,16 частини термодинамічної температури потрійної точки води
Потрійна точка води - температура 273,16 К і тиск 61,1657 Па, при яких вода може одночасно і равновесно існувати у вигляді трьох фаз - в твердому, рідкому і газоподібному станах.
Шкала колірних температур поширених джерел світла
|
800 К - початок видимого темно-червоного світіння розпечених тіл; |
4800 До - ксенонова дугова лампа, електрична дуга; |
Суперечки на тему порівняння світлового потоку діодних і інших типів ламп, постійно виникають на неосяжних просторах інтернету. Виною тому унікальність технічних параметрів світлодіодів як джерела світла, а саме специфіка точкових джерел.
Всі джерела світла, будь то лампочка розжарювання або люмінесцентна, мають кругову діаграму розсіювання світла, коли у світлодіода це промінь з кутом розсіювання близько 120 0. Тому і характеристики освітлення діода залежать від того під яким ракурсом їх оцінювати.
Порівняння світла різних джерел
Наприклад, часто на упаковці світлодіодів потужністю 4Вт зі світловим потоком 400 лм зображують як еквівалент лампу розжарювання на 50 Вт. Насправді загальний світловий потік другий майже на чверть вище.
А ось якщо порівняти ефективну освітленість поверхні столу від настільного світильника зі звичайною лампою і на діодах, виграш на боці LED, оскільки у них менший діаметр світлового плями і значно менше розсіювання світла.
| Таблиця світлового потоку люмінесцентних ламп | |
|---|---|
| Потужність, Вт | Потужність, Лм |
| 5 | 260 |
| 8 | 420 |
| 12 | 630 |
| 15 | 900 |
| 20 | 1200 |
| 24 | 1500 |
| Середній показник люмінесцентних лампочок 50-60 Лм / Вт | |
| Таблиця світлового потоку світлодіодних ламп | |
|---|---|
| Потужність, Вт | Потужність, Лм |
| 5 | 380-500 |
| 9 | 700-1000 |
| 12 | 1100-1200 |
| 15 | 1300-1400 |
| Середній показник світлодіодів 80-120 Лм / Вт | |
Розкид параметрів світлового потоку обумовлений його залежністю від колірної температури. У діодів холодного білого світла (колірна температура 5000-7000 К) світловий потік вище світлодіодів теплого світла (2800-3500 К).
Давайте розглянемо цю інформацію з практичної точки зору.
При виборі звичайної лампочки розжарювання ми інтуїтивно розуміємо, що в ванну кімнату треба 75 ват, в коридорі можна обійтися 60 ват, а в вітальню доведеться вкручувати три по сто. І ніхто не задається питанням, скільки там в них люмен.
Що таке люмени в світлодіодних лампах
З переходом на LED поняття яскравості і освітленості доводиться розглядати зовсім в іншому ракурсі. Як видно з таблиць, потужність світлодіодів при заміні лампи розжарювання повинна бути приблизно в десять разів менше. Але тут необхідно враховувати цільове призначення освітлення.
Якщо говорити про висвітлення приміщень, сто ват розжарювання дають стільки люмен, скільки і десяти ватні світлодіоди. З єдиною обмовкою - як диодной лампочки використовуються вироби радіальної конструкції. Як на малюнку.
Освітлення робочої поверхні
Для освітлення робочих поверхонь використовують плоскі LED модулі, оскільки висвітлювати внутрішню поверхню плафона немає резону.
У такій системі ефективна яскравість розжарювання не перевищує 60% від номінального показника. Чистий світловий потік від 60Вт буде близько 350 люмен (630 * 0,6). А ось ККД світлодіодів в такій системі практично 100%.
Відповідно розрахункова потужність світлодіодів не перевищить 5Вт.
Освітленість і світловий потік
Для пересічного споживача не настільки важливо, скільки люксів видає джерело світла. Важливіше що б при цьому рівні освітленості було комфортно зору при читанні або листі.
Всі санітарні правила нормують освітлення робочої поверхні в люксах. Будь то сторінка книги або аркуш паперу, для комфортної роботи на їх поверхні має бути 300 люкс, що відповідає 30Лм / м.кв.
Скільки люмен в лампі розжарювання 100Вт важливо, наприклад, для організації робочого місця дитини, де він буде робити уроки або займатися іншими справами.
Розрахувати освітленість поверхні, навіть знаючи, скільки люмен в лампочці 100Вт, вкрай складно, оскільки велика частина цього потоку доходить у вигляді відбитого світла. Для діодів ж досить елементарної формули зі шкільного курсу геометрії.
H - відстань від світлодіодів до поверхні;
D - діаметр світлового плями;
D \u003d 2 * Tg60 0 * h \u003d 1.16 * h;
Площа круга \u003d 3,14 * D 2/4 \u003d 0,785 * D * D;
Освітленість \u003d світловий потік / площа кола.
Разом: світлодіодний джерело світла потужністю 15Вт і світловим потоком 800Лм, розміщений на стелі над столом, забезпечить близько 300 люкс.
Раніше ринок освітлення складався з ламп розжарювання, для вибору яких потрібно було знати тільки потужність приладу. Зараз асортимент освітлювальних елементів величезний, але найпопулярнішими є світлодіодні лампочки. Деякі споживачі при їх виборі продовжують орієнтуватися на потужність приладу, проте це не зовсім правильно, адже існує ще одна важлива одиниця.
Характеризує світловий потік - це Люмен. Він показує повний світловий потік освітлювального елементу. Людина повинна розуміти, що взаємозв'язок між потужністю і рівнем освітленості led-лампи інша, ніж в стандартних.
Саме тому потрібно правильно обчислити світловий потік діодних пристроїв, щоб забезпечити якісне освітлення в певному приміщенні.
При виборі лампочок потужність - це не основний показник, так як вона показує, скільки енергії витрачає прилад. Наприклад, пристрій на 60 Вт слабкіше, ніж те, яке розраховане на 100 Вт. Щоб дізнатися силу світла, потрібно визначити таку одиницю виміру, як Лм. Люмен - це більш точний показник, так як лампочки з однаковою потужністю, але різним рівнем ККД (коефіцієнт корисної дії) і спектральним складом, випромінюють світло різної інтенсивності.
У люменах вимірюється кількість світла, яке випускає освітлювальний прилад в різні боки. Цю фізичну величину почали використовувати ще в середині 20 століття.
Щоб визначити ступінь освітлення лампи, використовують 2 важливі значення - це люмен і люкс.
Важливо! Люмен - це величина, яка відображає повний світловий потік, який випромінює освітлювальний елемент в різних напрямках. Люкс (Лк) демонструє ту кількість світла, яке потрапляє на 1 м² поверхні. Тобто, чим вище Лк, тим сильніше висвітлена поверхню, а чим більше кількість Лм, тим яскравіше світильник.
Таким чином, щоб оцінити ефективність джерела світла, потрібно скористатися такою формулою: 1 Лк \u003d 1 Лм / м². Наприклад, якщо лампа зі світловим потоком 100 люмен підсвічує 1 м², то освітленість буде дорівнює 100 Лк. Якщо цей же прилад використовувати на площі 10 м², то ступінь освітленості знизитися. Під час розрахунків потрібно враховувати світловий потік, який спрямований на всі боки.
ЛІД-лампочки випромінюють направлене світло, на відміну від приладів з ниткою розжарення і люмінесцентних, які світять рівномірно на всі боки. Щоб поверхня була освітлена однаково, потрібно придбати світлодіоди з меншою яскравістю.
Параметри, що визначають показник світлового потоку і його розрахунок
Щоб купити підходящі лампочки, потрібно враховувати не тільки кількість Люмен, але і на такі характеристики:
- відповідність довжини хвилі і температури світла. Колориметрична температура в 4200 До максимально наближена до природного сонячного випромінювання, тому людина її краще сприймає. Синій і червоний спектр менш бажаний. Колірну температуру завжди вказують на упаковці виробу або в технічному паспорті;
Це цікаво! Холодні тони світла сприймаються людиною, як більш яскраві, ніж теплі. Якщо вам потрібні лампи з теплим випромінюванням, то купуйте прилади з невеликим запасом потужності в сторону збільшення, щоб світло не виявився тьмяні.
люмен (Позначення: лм, lm) - одиниця виміру світлового потоку в СІ.
Кількість люмен вказує, скільки світла випускає лампа в усіх напрямках. Чим більше число люмен, тим більше світла.
Один люмен дорівнює світловому потоку, що випускається точковим ізотропним джерелом, c силою світла, яка дорівнює одній кандела, в тілесний кут величиною в один стерадіан (1 лм \u003d 1 кд × ср). Повний світловий потік, створюваний ізотропним джерелом, з силою світла одна кандела, дорівнює 4π люменам.
Кандела (Позначення: кд, cd) - одиниця вимірювання сили світла в СІ (від латинського candela, свічка).
Кількість кд вказує, скільки світла випускає лампа в одному напрямку, в якому вона світить найбільш інтенсивно.
Одна кандела - сила світла в даному напрямку від джерела монохроматичного випромінювання з частотою 540 * 1012 Гц, (555 нм, зелений колір) має інтенсивність випромінювання в цьому напрямку рівну 1/683 Вт в тілесному куті рівному одному стерадіану.
Калькулятор для перекладу люмен в кандели
Перерахунок ведеться за формулою:
F v \u003d I * 2π (1-cos (α)), де
F v - світловий потік
I v - сила світла
α - кут половинній яскравості
Для розрахунку введіть кут і силу світла (світловий потік). Врахуйте, результати розрахунку залежать від оптичних параметрів світлодіода і дають орієнтовний результат!
| Кандели в люмен | Люмен в кандели | |||||
| Сила світла, мкд |
кут половинній яскравості |
Світлові потік, млм |
кут половинній яскравості |
|||
|
|
||||||
| Світловий потік, млм: | Сила світла, мкд: | |||||
Світловий потік типових джерел світла
Наведено порівняльні параметри деяких джерел світла, значення приблизні, тільки для порівняльної оцінки.
Потужність випромінювання, взаємозв'язок енергії світла (Ватт) і світлового потоку (люмен)
Важливим параметром для оцінки енергоефективності світлодіодного випромінювача вважається співвідношення між випромінюваної потужністю і потужністю, що виділяється у вигляді тепла.
Випромінюється світлодіодом світло, як відомо, володіє певною енергією і енергія світла залежить від довжини хвилі. Однак сила світла не пропорційна енергії світлового випромінювання, а залежить від чутливості людського ока. Інакше кажучи, сила світла - це потужність світлового випромінювання, яке є для сприйняття людським оком. Щоб перерахувати випромінюється енергію (Ватт) в світловий потік (люмени), потрібно знати довжину хвилі випромінювання і криву чутливості людського ока. Неважко здогадатися, що для монохромного випромінювання це завдання вирішується легко, а для світлодіода білого кольору, необхідно ще знати спектр його випромінювання і виконати досить складне інтегрування.
Можна оцінити, що білий світлодіод потужністю 1 Вт з ефективністю 100 лм / Вт випромінює у вигляді світла 0,4 Вт і 0,6 Вт розсіює у вигляді тепла, а лампа розжарювання з споживаних 100 Вт випромінює у видимій області спектра тільки 6 Вт (0 , 06 Вт на 1 Вт).
Енергія, споживана джерелом світла від мережі живлення, в повному обсязі перетворюється у випромінювання. Особливо це актуально для світлодіодних ламп. Крім втрат енергії в самому светодиоде, потужність втрачається в перетворювачі харчування, частина світла затримується оптикою - відбивачами, розсіювачами, лінзами. При використанні світлодіода з ефективністю 100 lm / Вт, ефективність лампи рідко досягає 80 lm / Вт, а для найбільш поширених виробів буває 60-70 lm / Вт. У підсумку, сучасні лампи масового виробництва приблизно в 10 разів ефективніше лампи розжарювання.
