Что означает световой поток в светодиодных лампах: Световой поток: что это такое?

Ноя 25 • L[PRO]SPECTU, Статьи • 3045 Просмотров •

Поддерживая энергоэффективные источники света, ведущие страны мира решили законодательно «запретить» производство ламп накаливания мощностью 40–100 Вт. Чтобы избежать ажиотажа, запрещать начали поэтапно, до 2014 г. В преемники «лампочкам Ильича» пророчили светодиодные лампы. В 2011 г. текущее состояние этой технологии обсуждалось в публикации Н. Нарендрана, одного из ведущих специалистов светотехнического исследовательского центра (LRC) при Ренсселеровском политехническом институте. В настоящей статье мы представим взгляд этого сотрудника LRC на светодиодные лампы и их готовность к поэтапной замене ламп накаливания.

Михаил Мальков,
[email protected]

Кандидат физико-математических наук. Окончил физический факультет и аспирантуру МГУ им. М.В. Ломоносова. Основная область интересов — зондовая диагностика и моделирование газового разряда. МГУ им. Н.П.Огарева, ген. директор ООО «Иннотех»

Принятый США в 2007 г. «Закон об энергетической независимости и безопасности» вызвал в начале 2011 г. шквал сообщений — как достоверных, так и откровенно смешных — о том, что произойдет с лампочками с 1 января 2012 г. СМИ разных стран запестрели анекдотичными сообщениями о создании жителями запасов ламп накаливания (ЛН) — в некоторых случаях даже на всю оставшуюся жизнь.

Высказывались сомнения и в том, будет ли такой закон действительно способствовать энергосбережению. По мере поступления новостей о поэтапной ликвидации ламп накаливания набирали обороты и дискуссии о том, что же заменит классическое изобретение Томаса Эдисона. В качестве перспективных кандидатур выдвигались не только компактные люминесцентные лампы, но и светодиодные лампы. И если с первыми все более или менее понятно, к твердотельному освещению возник ряд вопросов. Прежде всего, готовы ли светодиодные лампы, как технология, к поэтапной замене ламп накаливания? Смогут ли потребители легко переключиться на лампы с СД? И главное, примут ли они такую замену?

Важнейшая миссия освещения — способствовать улучшению работоспособности и хорошему самочувствию пользователей, быть энергоэффективным и экологически чистым. И, конечно же, гармонировать с архитектурными формами, создавая визуально привлекательное пространство.

Ключом к успеху различных технологий освещения являются эксплуатационные характеристики используемых источников света. Наиболее распространенными параметрами являются световой поток, световая отдача (лм/Вт), цветность излучения (цветовая температура Tц и координаты цветности), качество передачи цвета (индекс цветопередачи Rа), срок службы и спад светового потока (скорость снижения светового потока во времени). Для выбора системы освещения или замены ламп большое значение может иметь и распределение света.

СМОГУТ ЛИ ПОТРЕБИТЕЛИ ЛЕГКО ПЕРЕКЛЮЧИТЬСЯ НА СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ? И ГЛАВНОЕ, ПРИМУТ ЛИ ОНИ ТАКУЮ ЗАМЕНУ?

Основной недостаток ламп накаливания — очень низкая световая отдача, около 15 лм/Вт. И, тем не менее, они занимают значительную долю в осветительном секторе, особенно в жилых домах. В том числе благодаря этому, на освещение в США приходится около 22% общего объема производимой электро­энергии.

Растущий мировой спрос на энергию, ограниченное энергоснабжение и политическая нестабильность нефтедобывающих регионов мира вынудили многие страны применить меры государственного регулирования для снижения потребления энергии и выпуска энергоэффективных товаров. Законы о повышении эффективности освещения (а это более правильное описание ситуации, чем поэтапный вывод из обращения ЛН или даже их запрет) приняты во многих странах.

Указанный выше закон лишь устанавливает стандарты эффективности, задавая минимальную планку. Например, для ламп накаливания предусматривается снижение мощности приблизительно на 25%. Как показывает таблица ниже, с января 2012 г. поэтапные меры вводятся только для 100-Вт ламп, которые должны производить тот же световой поток при максимальной мощности 72 Вт. В 2013 г. аналогичные требования будут предъявляться уже к 75-Вт лампам, а в 2014 г. уже и к лампам мощностью 60 и 40 Вт. Ряд рефлекторных ЛН, включая PAR20, PAR30, PAR38, BR30, R20 и R40 определенных мощностей в рамках этого закона также должны повысить свою эффективность.

Стандарты световой эффективности ЛН общего назначения

После вступления закона в силу лампы накаливания, разумеется, могут изготавливаться, лишь бы они удовлетворяли этим требованиям. Что касается рынка, то розничные торговцы и дистрибьюторы могут продавать уже запрещенные товары до тех пор, пока их запасы не исчерпаются. Важно помнить, что запрещены далеко не все типы ЛН. Так, законодательный запрет не коснулся многих специальных типов ЛН, в т.ч. ламп-свечей, приборных, оранжерейных, цветных ламп и т.д.

В 2020 г. световая отдача для любого типа A-ламп должна составить не менее 45 лм/Вт. Какие изделия будут соответствовать такому уровню эффективности?

В 2020 Г. СВЕТОВАЯ ОТДАЧА ДЛЯ ЛЮБОГО ТИПА A-ЛАМП ДОЛЖНА СОСТАВИТЬ НЕ МЕНЕЕ 45 ЛМ/ВТ

На рисунке 1 представлены значения световой отдачи для светодиодных ламп, компактных люминесцентных и галогенных ламп различных мощностей. Наклонная линия соответствует минимальной эффективности 45 лм/Вт. Как видно из рисунка, примерно 90% всех имеющихся в настоящее время светодиодных ламп и КЛЛ уже соответствуют ему. Текущая же продукция в ряду галогенных ламп уже не будет соответствовать заданному уровню эффективности.

Светодиодные лампы для общего освещения

В настоящее время на рынке существует много источников света, отвечающих требованиям энергосбережения. Однако в этом отношении светодиодные лампы обладают куда большим потенциалом — их теоретическая эффективность (световая отдача) намного больше, чем у других источников света. Это, а также их способность производить вполне приемлемый свет белого цвета, побудило многие страны вкладывать средства в исследования и продвижение программ по разработке светодиодного освещения. Уже сейчас коммерчески доступные светодиодные лампы (а точнее именно светодиоды, которые в них установлены) имеют световую отдачу более чем 100 лм/Вт. А к 2020 г. прогнозируют 200 лм/Вт. Для этого необходимо добиться повышения эффективности ряда этапов получения света, например, внутренней квантовой эффективности, эффективности люминофора, эффективности выхода света (как из чипа, так и СД сборки). Безусловно, также необходимо существенное снижение стоимости СД, используемых для создания осветительных приборов.

Световой поток СД, КЛЛ и галогенных ламп различных мощностей [6]. (По данным на май 2011 г.).

Собственно, светодиодная сборка является лишь частью осветительного прибора. И нельзя судить о нем только по характеристикам светодиодов. И дизайн, и место установки, и окружающая среда оказывают значительное влияние на тепловой режим работы СД, а тем самым и на световой поток, срок службы и даже цветность излучения. Другие компоненты осветительной системы (оптика или блоки питания) также имеют потери энергии. В результате средняя эффективность светодиодных систем освещения составляет примерно 60% от эффективности «голой» светодиодной сборки. А потребителей всегда интересуют параметры конечного продукта и в данном случае — готовой светодиодной лампы.

СРЕДНЯЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СВЕТОДИОДНЫХ СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ СОСТАВЛЯЕТ ПРИМЕРНО 60% ОТ «ГОЛОЙ» СД-СБОРКИ. А ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ВСЕГДА ИНТЕРЕСУЮТ ПАРАМЕТРЫ КОНЕЧНОГО ПРОДУКТА

В последние несколько лет световая отдача систем СД-освещения заметно повысилась. Рисунок 2 дает представление о световых потоках и эффективности СД-ламп, способных заменить различные типы ламп накаливания. Как видно, коммерчески доступны светодиодные лампы со световой отдачей 37–70 лм/Вт.

Для стимулирования индустрии освещения в 2008 г. Министерство энергетики США объявило конкурс на создание высокоэффективных светодиодных ламп для замены ламп накаливания, предложив денежный приз, акции и т.д. На главный приз могли претендовать лампы для замены 60-Вт ЛН. Минимальные требования к конкурсантам весьма серьезны — световая отдача не менее 90 лм/Вт при мощности не более 10 Вт и световом потоке более 900 лм. При этом индекс цветопередачи Ra должен быть не менее 90, срок службы более 25 000 ч, а цветовая температура составлять 2700–3000 К.

После ряда независимых испытаний в августе 2011 г. был объявлен первый победитель — им оказались светодиодные лампы компании Philips Lighting [10]. Следующий аналогичный конкурс будет организован с целью замены лампы PAR38.

Чем определяется успех СД-ламп?

Рассмотрим ряд соображений относительно фотометрического качества света, механического дизайна, электрических характеристик, системной интеграции и надежности светодиодных ламп, а также легкость их покупки. От этих факторов существенно зависит, станут ли светодиодные лампы действительно пригодными для замены ЛН.

Световой поток и световая отдача коммерчески доступных СД-ламп (A, G, MR и PAR типов). Данные брались на веб-сайте Energy Star, август, 2011 г.

Фотометрические качества светодиодных ламп

Распределение светового потока, цветопередача, внешний вид цвета и его единообразие являются одними из самых важных фотометрических качеств СД-ламп, предназначенных для замены ЛН. Большинство светильников для жилых помещений были разработаны под распределение света лампами накаливания типа А, R или PAR. Например, в настольном светильнике A-лампа «бросает» свет как вверх, к потолку, так и вниз, на поверхность стола. В то же время ряд СД-ламп имеют более узкое распределение — большая его часть направлена вверх, а меньшая — вниз. Для потребителя это может быть неприемлемо. Что касается цветовых характеристик источника света, то общее освещение требует хорошей цветопередачи и координат цветности, лежащих вблизи локуса абсолютно черного тела. Цветовая же температура, в зависимости от приложения, должна составлять 2700–5500 К. Не менее важно цветовое постоянство «от лампы к лампе». Лампы с ощутимой разницей в координатах цветности, находящиеся в непосредственной близости, могут создавать заметный дискомфорт.

Конструктивный дизайн светодиодных ламп

Если размеры и конфигурации светодиодных ламп схожи с лампами накаливания, то они, скорее всего, смогут заменить их в обычных светильниках. Вес же проблемой не является. Ранние компактные люминесцентные лампы с магнитными балластами весили значительно больше, чем лампы накаливания, которые они были призваны заменить. Сегодняшние светодиодные лампочки также значительно тяжелее ламп накаливания из-за металлических радиаторов.

Важнейшим аспектом конструктивного дизайна является управление тепловыми режимами работы СД. Используемые методы отвода тепла должны поддерживать температуру p-n-перехода достаточно низкой, чтобы обеспечить надлежащую работоспособность СД-ламп. Температура зависит как от рабочего тока, так и условий эксплуатации СД-лампы. В закрытых, устанавливаемых на стенах или потолках светильниках в отсутствие конвекции СД-лампы часто работают при достаточно высоких температурах. Для примера на рисунке 3 приведены температуры радиаторов СД-ламп (предназначенных для замены 40-, 60- и 75-Вт ЛН) при работе в повсеместно используемых светильниках.

Температура радиаторов испытуемых СД-ламп (предназначенных для замены 40-, 60- и 75-Вт ЛН) при работе в различных типах светильников

Повышение температур радиаторов СД и температур p-n-перехода могут значительно повлиять на характеристики и срок службы СД-ламп. Так, исследования работоспособности различных СД-ламп, проведенные в течение 4000 ч испытаний в LRC, показали, что из-за высоких рабочих температур семь из 22 ламп превысили 30-% порог падения светового потока, как это показывает рисунок 4. Также высок спад светового потока во время «отжига» ламп².

Спад относительного светового потока со временем для 22-х СД-ламп A-19 [9].

Электрические характеристики светодиодных ламп

Электрические характеристики также имеют большое значение для надежности светодиодных систем освещения. Высокие температуры воздействуют на блок питания, сокращая срок службы всей системы. Исследования LRC [11,12] показали, что электролитический конденсатор является самым слабым компонентом в драйвере, а нагрев значительно снижает срок его службы — с температурой он уменьшается экспоненциально. Вообще, выход из строя любого из компонентов блока питания может нарушить работу светодиодной осветительной системы.

Таким образом, для предсказания сбоя системы в реальных условиях эксплуатации необходимы методы ускоренных испытаний. В настоящее время LRC и ASSIST изучают проблемы прогнозирования надежности системы. Использование СД-ламп в системах диммирования, установленных в жилых домах, также является определенной проблемой. Недавно исследовались характеристики диммируемых, коммерчески доступных светодиодных ламп и изменения рабочих параметров различных диммеров, устанавливаемых в жилых объектах. При этом измерялись минимальный и максимальный световые потоки ряда ламп (СД, КЛЛ и лампы накаливания) для различных диммеров, а также пусковые и рабочие пиковые токи последних.

ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗЫВАЮТ, ЧТО ХАРАКТЕРИСТИКИ ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ ЛАМПЫ ИЗМЕНЯЮТСЯ ПРИ ПЕРЕХОДЕ ОТ ОДНОГО ДИММЕРА К ДРУГОМУ

Исследования показывают, что характеристики одной и той же лампы изменяются при переходе от одного диммера к другому. Даже лампы накаливания при таких переходах меняют диапазон яркости [13–14]. Некоторые методы диммирования СД систем освещения приводят к мерцанию (пульсациям) излучаемого света, которое в ряде случаев может быть неприемлемым. Так, оно может вызывать различные неврологические проблемы, включая эпилептический припадок, головные боли, усталость, утомление глаз и, наконец, приводить к ухудшению зрительной работоспособности. На восприятие мерцающего света можно воздействовать частотой, глубиной модуляции, скважностью и формой сигнала. Для примера, рисунки 5 и 6 показывают пульсации светового потока СД-лампы при ее работе в двух различающихся системах с регулируемой яркостью [15].

Относительный световой поток СД-лампы при ее работе с диммером 1

Относительный световой поток СД-лампы при ее работе с диммером 2

Напомним, что лампы накаливания, в зависимости от мощности, также излучают мерцающий свет с коэффициентом пульсации примерно 6–8%. Исследуемая СД-лампа, работающая без диммера, имеет коэффициент пульсации 5,3% — немного меньше, чем ЛН. Однако простое3 ее подключение к питанию через схему диммирования значительно увеличивает данный параметр примерно до 10%. И уже при двукратном диммировании коэффициент пульсации вырастает до недопустимых величин4 — 33 и 97% (!) соответственно для первого и второго диммеров. Стробоскопические эффекты в целом не вызывают неприятных ощущений, хотя и заметны вплоть до частот 1000 Гц [17].

Светодиодные лампы: доступность товара

Стоимость, доступность, ясная маркировка продукции и гарантии являются слагаемыми успеха СД-ламп на рынке. Розничная цена покупки таких источников света даже в 2011 г. часто шокирует потребителей, привыкших к цене около 1 долл. или меньше за лампу накаливания и к 2–5 долл. за компактную люминесцентную лампу. Светодиодные лампы продаются, как правило, по цене 17–60 долл. в зависимости от типа. Цена должна значительно снизиться, и в этом могут помочь различные льготы и субсидии. Как товар светодиодные лампы должны быть широко продаваемы — в малых и больших магазинах розничной торговли, даже в продуктовых магазинах и аптеках. Замена ими ламп накаливания должна быть легкой и обеспечена повседневным наличием однотипного продукта с тем же форм-фактором, внешним видом и характеристиками.

БОЛЬШИНСТВО ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ПОКУПАЕТ ЛАМПЫ НА ОСНОВЕ ПЕРВИЧНЫХ РАСХОДОВ БЕЗ УЧЕТА ВСЕХ ОПЕРАТИВНЫХ ЗАТРАТ С ТЕЧЕНИЕМ ВРЕМЕНИ

Ясность маркировки продукции также будет играть определенную роль. Новые требования к маркировке, предусмотренные Федеральной торговой комиссией США, уже вступили в силу в 2012 г. Это означает, что потребители уже изучают «новый язык освещения». Они будут покупать светодиодные лампы по величине светового потока, а не мощности. Это потребует большой просветительской работы, потому что световой поток, излучаемый, скажем, традиционной 100-Вт лампой накаливания — тайна за семью печатями для рядового покупателя. А ему надо выбирать КЛЛ или СД-лампу примерно с тем же пресловутым световым потоком! И, наконец, учитывая возможные проблемы с надежностью этих новых ламп, необходимо обеспечить гарантии того, что потребитель сможет быстро заменить лампу, вышедшую из строя раньше гарантийного срока. Сложные вопросы о том, как эта гарантия будет оформлена, кто будет отвечать за замену ламп, необходимо рассмотреть в ближайшее время.

В настоящее время для замены ламп накаливания мощностью 40–100 Вт на рынке предлагается целый ряд альтернативных источников света. К ним относятся галогенные, КЛЛ и светодиодные лампы. По мере того как СД-лампы становятся более доступными для использования в жилых помещениях и стоят дешевле, их доля на рынке освещения, по прогнозам, существенно вырастет.

Сегодня некоторые светодиодные лампы имеют вполне достаточные для потребителя световой поток, координаты цветности и световую отдачу. Однако большая их часть нуждается в доработке из-за излучения, которое отличается от привычного теплого света ламп накаливания.

Розничная цена покупки должна существенно снизиться (в идеале — до 5 долл. или меньше), чтобы сделать ее сопоставимой с ценой КЛЛ и галогенных ламп, потому что большинство потребителей покупает лампы «здесь и сейчас», не задумываясь, сколько потратят потом.

Светодиодные лампы должны стать более надежными и иметь срок службы не менее 25 тыс. ч. В первую очередь, это относится к лампам с высокой стоимостью. Гарантия замены вышедших из строя ламп (до истечения гарантийного срока) позволит заметно уменьшить раздражение потребителя. Потребуется определенное регулирование, чтобы вытеснить с рынка информационно плохо оформленную упаковку продукции, ибо это может привести к подрыву у потребителя доверия ко всей концепции светодиодного освещения. И, наконец, приобретение и замена светодиодных ламп должна быть простой и легко выполнимой.

Литература

– Narendran N. Is solid-state lighting ready for the incandescent lamp phase-out?//Proc. SPIE, Vol. 8123, 812302. LEDs Magazine.
– US House votes down incandescent bulb-ban bill. 13 July 2011//www.ledsmagazine.com/news/8/7/12.
– Rea M.S. [The IESNA Lighting Handbook: Reference and Application, 9th edition] Illuminating Engineering Society of North America, New York (2000).
– U.S. Department of Energy. [U.S. Lighting Market Characterization, Volume 1: National Lighting Inventory and Energy Consumption Estimate] (2002).
– [Energy Independence and Security Act of 2007], Public Law 110-140, 110th Congress, December 19, Sec. 321–322 (2007).
– www.lightingfacts.com/downloads/LF_Product_Snapshot_May_2011.PDF.
– OIDA Optoelectronics Industry Development Association, [Light Emitting Diodes (LEDs) for General Illumination: An OIDA Technology Roadmap Update 2002] (2002).
– EnergyStar.gov, [ENERGY STAR Qualified LED Light Bulbs, Last Modified 8/30/2011]//www.energystar.gov/index.cfm?fuseaction=iledl.display_products_pdf (2011).
– Narendran, N., Freyssinier, J.P. LED: What to look for today and in the future. NALMCO Annual Tradeshow and Convention, October 18, 2010, Cabo San Lucas, Mexico (2010).
– U.S. Department of Energy L-Prize//www.lightingprize.org/index.stm (2011).
– Han, L., and Narendran, N. Developing an accelerated life test method for LED drivers, Proc. SPIE 7422, 742209 (2009).
– Han, L., and Narendran, N. An accelerated test method for predicting the useful life of an LED driver. IEEE Trans. Power Elec. 26(8), 2249–2257 (2011).
– ASSIST, [ASSIST Technical Note: Dimming LED Integral Lamps]//www.lrc.rpi.edu/programs/solidstate/assist/pdf/ASSIST-TechNote-Dimming-LEDIntegralLamps.pdf (2011).
– ASSIST, [ASSIST Technical Note: Variations in Household Wall Dimmers for Lighting]//www.lrc.rpi.edu/programs/solidstate/assist/pdf/ASSIST-TechNote-Dimming- VariationsInHouseholdDimmers.pdf (2011).
– http://apps1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/ssl/poplawski_dimming_lightfair2012.pdf.
– Bullough, J.D., Sweater Hickcox, K., Klein, T.R., and Narendran, N. Effects of flicker characteristics from solid-state lighting on detection, acceptability and comfort. Light. Res. Technol. 43(3), 337–348 (2011).
– Bullough, J.D., Sweater Hickcox, K., Klein, T.R., Lok, A., and Narendran, N. Detection and acceptability of stroboscopic effects from flicker. Light. Res. Technol.

led-lampсветодиодная лампа

Похожие Записи

« Рейтинг осветительных установок для магистрали районного значения Б2 / 2012 BOX И ROUND. ИСПЫТАНИЯ ОФИСНЫХ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ ОТ LUXON »

О применении светодиодных светильников

В последнее время всё чаще говорят об энергосбережении в области освещения, в том числе в связи с принятием закона об энергоэффективности. Причем в первую очередь речь идет о замене источников света на более эффективные, в частности на светодиоды.

Светодиоды это достаточно специфические источники света и для расчета осветительных установок на основе светодиодных светильников необходимо учитывать эту специфику.

В области применения взрывозащищенных светильников расчетам осветительных установок традиционно отводилось мало внимания. Отсутствие достаточного опыта расчетов осветительных установок на предприятиях нефтехимии связано ещё и с тем, что до последнего времени практически не существовало взрывозащищенных светильников с разнообразием кривых силы света. В подавляющем большинстве случаев использовались светильники типа В3Г с отражателем или без него.

С появлением светодиодов в качестве источников света начались попытки простой замены традиционных светильников на светодиодные. При этом совершенно не учитывается специфика таких светильников. Часто светодиодные светильники сравнивают с обычными светильниками по создаваемому световому потоку, что не совсем корректно. Не надо забывать, что потребителю нужна заданная освещенность в нужном месте, а не световой поток.

В качестве источников света в светодиодных светильниках обычно применяют целый ряд светодиодов, каждый из которых может иметь свою вторичную оптику и быть достаточно направленным источником света. Даже без вторичной оптики светодиоды имеют угол излучения не более 120 градусов. Попытки имитировать газоразрядные лампы или лампы накаливания светодиодами сталкиваются с серьёзными трудностями. Во первых, невозможно создать светодиодный источник с такой же кривой силы света, как и у ламп не жертвуя при этом световой отдачей. Во вторых перегрев кристаллов при такой имитации не позволяет достичь достаточного светового потока. В настоящее время выпускаются светодиодные лампы по световому потоку сопоставимые с лампой накаливание порядка 60 Вт. Более мощные светодиодные лампы (со своими радиаторами) нельзя применять в закрытых светильниках, перегрев будет неизбежным, что значительно сократит срок службы таких ламп.

Применение светодиодных ламп в закрытых светильниках, предназначенных для ламп накаливания совершенно не эффективно по следующим соображениям. Лампа по своей природе не может быть направленной и светит во все стороны, поэтому в светильниках для ламп накаливания, принимаются меры для концентрации светового потока, например при помощи отражателей. Светодиоды же сами по себе направленные источники (угол излучения максимум 120 градусов) и меры направленные на имитацию ламп, т. е. рассеяние света, противоположны мерам концентрации светового потока. Это приводит к двойным затратам и потерям — затраты на организацию рассеяния и потери света при этом и затраты на дальнейшую концентрацию светового потока и опять потери. Эффективность применения светодиодов таким способом существенно снижается. Такое решение возможно как временное, пока ещё существуют светильники для ламп накаливания, в которых необходимо заменить сам источник света, не меняя светильник.

В связи с этим, светодиодные светильники направленного света гораздо более распространены и эффективны. Но при этом необходимо изменять подходы в расчетах осветительных установок с применением светодиодных светильников.

Освещенность, создаваемая светодиодным светильником, у которого все светодиоды находятся на одной плоскости и светят в одну сторону, значительно в большей степени зависит от угла излучения светодиодов, чем от светового потока, создаваемого светодиодами. Это можно проиллюстрировать на следующем примере:

Светодиодный светильник, имеющий общий световой поток 5800 Лм с углом излучения 120 градусов создаёт на оси светильника на расстоянии 3 метра освещенность 205 лк. Такую же освещенность в тех же условиях будет создавать светильник с углом излучения 90 градусов, но со световым потоком 3400 Лм, что на 45 процентов меньше. Применить светильник с углом излучения 90 градусов вместо светильника с углом 120 градусов во многих случаях вполне возможно, а это приведет к экономии электроэнергии 45 %! А если применить светильник с углом излучения 60 градусов, то экономия уже составит более 70 % (!). При этом, конечно же, необходимо учитывать светораспределение и понимать, что светильники с меньшим углом излучения будут создавать световое пятно половинной освещенности меньшего диаметра. Но, как показывает практика, светильники типа В3Г очень часто используются для освещения конкретного рабочего места, а не всего вокруг, например, при уличном освещении объектов нефтехимии. Применяя направленные светодиодные светильники в этих случаях можно сэкономить до 90 % электроэнергии, с учетом повышенной световой эффективности и концентрации светового потока таких светильников.

Кроме этого, светодиодные светильники имеют ещё ряд особенностей, которые надо учитывать.

Во-первых, у светодиодов достаточно большой световой поток сконцентрирован на очень небольшой площади излучения кристалла. Это приводит к тому, что светодиоды являются очень яркими источниками света и светильники на их основе могут иметь сильное слепящее действие. Если в борьбе с этим применять матовые рассеиватели, то будет заметная потеря светового потока, а значит и световой эффективности — основного аргумента применения светодиодов. Слепящего действия можно избежать применяя направленные светодиодные светильники изменяя местоположение светильников и направление их свечения, а также подбирая угол излучения светодиодов.

Во-вторых, у светодиодов один из главных недостатков это сильная зависимость времени жизни от температуры на кристалле. С ростом температуры начинается быстрая деградация, уменьшается световой поток и срок, в течение которого величина светового потока остаётся приемлемой. Хороший теплоотвод на корпус светодиодного светильника является гарантией его долговременной работы. В этой связи можно сказать, что светодиодные лампы не могут обеспечить такой теплоотвод, а применяемые в них радиаторы будут эффективны только в открытых светильниках с хорошей конвекцией. В закрытых светильниках у таких ламп будет сильно ограничен срок службы. Специально сконструированный светодиодный светильник должен обеспечивать как можно более эффективный отвод тепла от кристалла светодиода на корпус светильника. Если сравнивать два светодиодных светильника одинаковой мощности, то больший срок жизни будет у того, корпус которого больше греется.

В-третьих, в связи с тем, что на рынке появляется очень много производителей светодиодов, светодиодных модулей и светильников на их основе, надо очень внимательно относиться к выбору светильников, обращая внимание на то, какие именно светодиоды, модули и драйверы питания установлены в светильниках и отдавать предпочтение известным мировым лидерам в этой области. Учитывая, что на сегодняшний день срок жизни светодиодов зависит от многих факторов и может быть меньше, чем ожидается, надо быть готовым к тому, чтобы была возможность в случае необходимости заменить вышедшие из строя светодиоды или драйверы питания к ним. В случае применения в светильниках комплектующих известных производителей это можно будет сделать значительно проще.

Основными достоинствами светодиодных светильников являются:

• Достаточно высокая световая отдача, значительно выше, чем у ламп накаливания. Однако не надо забывать, что на сегодняшний день у газоразрядных ламп типа ДНАТ она в полтора раза больше, чем у светодиодов, поэтому замена светильников с такими лампами на светодиодные исходя из соображений энергоэффективности совершенно не имеет смысла. Заменять, например, лампы накаливания на газоразрядные значительно более эффективно с точки зрения энергосбережения, чем заменять их на светодиодные. Со временем световая отдача светодиодов несомненно будет возрастать и сравняется с отдачей газоразрядных ламп.
• Отсутствие вредных веществ, в частности ртути. Поэтому нет необходимости специальной утилизации светодиодов.
• Разнообразие вариантов спектра излучения и цветовой температуры. Подавляющее большинство современных белых светодиодов основаны на излучении люминофора, поэтому спектр излучения и цветопередача полностью определяются его свойствами и практически не отличается от спектра люминесцентных ламп.
• Питание светодиодов осуществляется постоянным током, поэтому при применении светодиодных светильников полностью отсутствует стробоскопический эффект и мерцания.
• Продолжительность жизни светодиодов значительно больше, чем у любых других источников света.

К недостаткам светодиодов можно отнести:

• высокая цена;
• высокая яркость свечения.

Светодиодное освещение: подробнее о самом важном

В этой статье мы подробно поговорим о светодиодном освещении, ведь в ближайшие годы именно эти лампы будут установлены в большинстве светильников внутри и возле наших домов. Вы узнаете, какие виды светодиодных светильников существуют и как сделать правильный выбор.

Затраты электроэнергии меньше — света больше

Любые электрические светильники преобразуют поступившую к ним электроэнергию в световое излучение, видимое человеческим глазом и измеряемое в люменах. Чем выше световая отдача, тем более эффективны данные светильники.

Сравним светодиодные лампы и «лампы Ильича». Двумя десятилетиями ранее для улучшения освещённости домочадцы заменяли, к примеру, 100 Вт лампу с нитью накаливания на более мощную 150–200 ваттную или же устанавливали светильники с несколькими патронами, в любом случае увеличивая потребление электроэнергии. Соотношение между потреблённой электроэнергией и световой отдачей у ламп накаливания составляет — 1 ватт порядка 12 люмен. Повысить светоотдачу таких ламп можно лишь путём повышения температуры нагрева вольфрамовой нити, однако это серьёзно понизит их и без того короткий срок службы — обычная 100 Вт лампа не может светить больше 1000 часов, т. к. нагрев разрушает нить накаливания. Единственный способ увеличить срок службы — понизить и без того низкий КПД, не превышающий 15%. К примеру, понизив значение КПД до 4% путём уменьшения потребляемого лампой напряжения, можно увеличить срок её службы тысячекратно — но светить такая лампа будет совсем тускло.

Современные светодиодные светильники на каждый потреблённый ватт электроэнергии выдают не менее 100 люмен, интенсивность генерируемого ими светового потока превышает аналогичные показатели ламп накаливания примерно в 10 раз. К примеру, светодиодные прожекторы более эффективны и менее энергозатратны, чем их аналоги с лампой накаливания. Световая отдача светодиодной лампы зависит от типа и температуры нагрева светодиодов, характеристик блока питания, а также от её конструкции — оптические и светорассеивающие элементы, расположенные на цоколе лампы.

Для достижения максимальной светоотдачи оснащения лампы только лишь высококачественными светодиодами недостаточно. Производитель должен выстроить наиболее эффективный тепловой режим внутри неё — если температура светодиодов в активной области (зона рекомбинации электронов на поверхности кристалла) возрастает на 10 °С, то световой поток такой лампы понизится на 2,5%. Другими словами, генерирующая световой поток в 100 люмен светодиодная лампа, с нагревом в зоне рекомбинации электронов около 25 °С, после установки в закрытый светильник может разогреться в активной зоне до 100 °С — интенсивность её светового излучения в этом случае снизится до 80 люмен.

Направленность светового излучения. Лампы накаливания и люминесцентные, будучи установленными в светильники, генерируют равномерный световой поток по всем направлениям — сфокусировать такое освещение в одном направлении можно лишь при помощи абажура или рефлектора. Световое излучение светодиодов всегда направлено лишь в одну сторону, поэтому светодиодные лампы оснащают оптическим элементом (вторичной оптикой), изменяющим линейное направление светового потока от каждого светодиода на требуемый угол, что позволяет получить некоторое рассеивание света.

Линейность светового потока, производимого светодиодной лампой, является одновременно достоинством и недостатком ламп такого типа — с одной стороны, люмены не растрачиваются попусту и освещают лишь необходимые зоны, что позволяет установить в светильники лампы меньшей мощности. С другой стороны, к построению освещения светодиодными лампами нужно отнестись особенно ответственно, ведь неверное размещение осветительных приборов приведёт к образованию излишне засвеченных и слишком тёмных участков в помещении.

Выбор светодиодной лампы

Срок жизни светодиодной лампы зависит от ряда характеристик, заложенных в неё при производстве, поэтому наименование производителя имеет важное значение при выборе — т. е. только ценовой критерий не определяет её качество. Перейдём к выбору — как не совершить ошибки, приобретая вовсе не дешёвую светодиодную лампу?

Привычный критерий выбора — мощность лампы в ваттах — в отношении светодиодных ламп не совсем показателен, т. к. сообщает лишь её энергопотребление за единицу, а нам необходимо знать величину светового излучение.

Световое излучение, измеряемое в люменах (лм), характеризует способность данной лампы освещать комнату. В ряде случаев производитель «забывает» указать величину светового потока на упаковке лампы, приводя лишь сравнение с лампой накаливания определенной мощности — мол, эта светодиодная лампа полностью ей соответствует по качеству освещения. 

Следует учесть, что светодиодные лампы излучают узконаправленный свет, в отличие от люминесцентных и ламп с нитью накаливания. Производители расширяют угол освещения лампы при помощи оптического элемента, указывая угол расходимости светового пучка на упаковке. Если угол составляет 120°, то это означает следующее — излучаемый лампой световой поток уменьшается вдвое по мере отклонения потока света от центральной оси на 60°. Диаграмма направленности светового излучения при расходимости 120° достаточно широка — пространство под таким светильником будет освещаться на большой площади практически с одинаковой яркостью. Светодиодные лампы с углом расходимости от 20° до 30° подходят лишь для зонального (акцентного) освещения, для обычного освещения комнат они не годятся.

Отлично, подумаете вы, следует выбирать именно светодиодные лампы со 120° расходимостью — как бы ни так! Широкоугольное освещение создаёт другую проблему — высокую яркость под широким углом, что может вызвать дискомфорт для глаз домочадцев. По этой причине лампы с широким углом расходимости можно устанавливать лишь в потолочные и настенные светильники, в которых соблюдено требование в отношении защитного угла. Поясню: защитный угол светильника представляет собой наибольший угол, под которым сам источник света (лампа) не попадает в прямую видимость человеческого глаза, т. е. не засвечивает глаза. Защитный угол в светильниках создаётся при помощи решётчатых экранов, выставляемых на некоторой дистанции от колбы лампы.

Следующий показатель — цветовая температура или, говоря иначе, цветовой оттенок светового излучения, генерируемого данной лампой. Если с лампами накаливания всё было просто — их свет был только жёлтым, то в случае люминесцентных и светодиодных ламп это не так. При выборе лампы обязательно обратите внимание на температуру цвета, указанную на упаковке в градусах по Кельвину:

От 2700 до 3500 °К — так называемый «тёплый» свет с жёлтым оттенком, подобный световому излучению от ламп накаливания. При этом лампы с цветовой температурой 2700 °К излучают выраженный жёлтый свет, но их световой поток не такой сильный, а имеющие цветовую температуру 3500 °К отличаются более мощным световым излучением с меньшими оттенками жёлтого (они производят скорее белый свет, чем жёлтый).
От 4000 до 5000 °К — нейтрально-белое световое излучение, обеспечивающее яркое освещение. Такие лампы обычно используются в офисах, предприятиях и общественных учреждениях;
Более 6500 °К — холодный белый свет с высокой световой отдачей. Эта группа ламп применяется только для уличного освещения.
Наконец, обязательно обратите внимание на индекс цветопередачи (коэффициент цветопередачи), указанный на упаковке лампы — его числовое значение характеризует, насколько цвет объектов, освещаемых данной лампой, будет соответствовать своему естественному цвету. Оптимальным значение этого показателя будет индекс цветопередачи от 70 и выше (или степень цветопередачи не ниже 2А). Лампы для уличного освещения могут иметь более низкое значение индекса — 60 (или 2B), но не ниже.

Как видите, сделать верный выбор не так уж и сложно. Но, если вы все же сомневаетесь в том, какой тип лампы предпочесть в том или ином интерьере, просто обратитесь к нашим специалистам по телефону в городе Владивостоке +7 (423) 230-20-13. Мы поможем сделать правильный выбор по оптимальной цене!

– обзор

19.1.5.9 Величины и единицы света

Следующие определения основаны на Международном словаре освещения.

Световой поток (символ ϕ): свет, излучаемый таким источником, как лампа, или принимаемый поверхностью, независимо от направления. Люмен (аббревиатура лм): единица светового потока в системе СИ, используемая для описания общего света, излучаемого источником или принимаемого поверхностью. (Лампа накаливания мощностью 100 Вт излучает около 1200 люмен.)

Освещение: процесс освещения объекта.

Величина освещенности (символ E): световой поток, падающий на поверхность, на единицу площади.

Люкс (сокращение lx): единица измерения освещенности в системе СИ; он равен одному люмену на квадратный метр.

Люмен на квадратный фут (сокращение lm ft ⁻² ): неметрическая единица измерения освещенности, равная 10,76 люкс. (Ранее этот термин назывался фут-свечой, этот термин все еще используется в некоторых странах.) Эксплуатационная ценность освещения: среднее значение освещенности на протяжении всего срока службы установки, усредненное по рабочей зоне.

Начальное значение освещенности: Среднее значение освещенности, усредненное по рабочей зоне до начала амортизации, то есть когда лампы и арматура новые и чистые и когда комната недавно декорирована.

Среднее сферическое освещение (скалярное освещение): среднее освещение по поверхности небольшой сферы с центром в данной точке; точнее, это поток, падающий на поверхность сферы, деленный на площадь сферы. Термин «скалярная» освещенность

– это люкс: необходимо соблюдать осторожность, чтобы не путать единицу измерения с освещением на плоскости, которое измеряется в той же единице.

Вектор освещения: термин, используемый для описания потока света. У него есть и величина, и направление. Величина определяется как максимальная разница в величине освещенности на диаметрально противоположных элементах поверхности небольшой сферы с центром в рассматриваемой точке. Направление вектора – это диаметр, соединяющий более светлый элемент с более темным.

Сила света: величина, которая описывает силу освещения источника в определенном направлении.Точнее, это световой поток, излучаемый внутри очень узкого конуса, содержащего это направление, деленное на телесный угол конуса.

Кандела (аббревиатура cd): единица измерения силы света в системе СИ. Термин «сила свечи» означает силу света, выраженную в канделах.

Определение яркости и интенсивности света светодиодов

Разъяснение технических характеристик освещения

При рассмотрении характеристик яркости светодиодов наиболее распространенными доступными характеристиками являются сила света (обычно измеряется в канделах или милликанделах) и угол обзора (измеряется в градусах). Яркость 1 кандела примерно такая же, как у обычной свечи. Милликандела, или mcd, в 1000 раз менее ярка, чем кандела, отсюда и приставка «милли-».

Еще одна характеристика, на которую следует обратить внимание, – это световой поток или сила света, которые можно определить, если известны сила света и угол обзора. Световой поток – это мощность света, воспринимаемая человеческим глазом по отношению к длине волны излучаемого света, и обычно измеряется в люменах.

Примечание. Не вдаваясь в математику, угол обзора в градусах преобразуется в стерадианы, а затем умножается на канделы для получения люменов.

Вот полезный сайт, который позволяет легко конвертировать канделы в люмены.

Как видите, угол обзора имеет большое значение для светового потока. Светодиод с разрешением 5000 мкд и углом обзора 60 ° примерно в 4 раза мощнее, чем светодиод с углом обзора всего 30 °.

Длины волн не обязательно предоставляют много информации о яркости источника света, а скорее о цвете источника света, а также оттенке этого конкретного цвета.Учитывая, что одни цвета ярче других, длина волны становится еще одной характеристикой, которую следует учитывать.

Другие советы и хитрости в области электроники от наших дизайнеров

Ra, Kelvin & Lumen: все, что вам нужно знать о светодиодных светильниках

прочные, долговечные, энергоэффективные, мощные, с низким уровнем выбросов и становятся все более доступными.Светодиодные лампы обеспечивают лучшую яркость и служат намного дольше, чем стандартные лампы накаливания, галогенные и энергосберегающие лампы. Вот несколько ключевых моментов, которые следует учитывать при покупке светодиодной лампы.

Световой поток – один из важнейших факторов, когда дело касается лампочек. Чем выше значение люмена, тем ярче будет светить лампочка. Когда мы сравниваем светодиоды со стандартными значениями освещения, лампа накаливания мощностью 25 Вт примерно соответствует светодиоду с яркостью от 215 до 230 лм, 40 Вт соответствует 410-430 лм, 60 Вт – 700-750 лм и 75 Вт – 910-970 лм. .

Еще одним преимуществом светодиодных фонарей по сравнению со стандартным освещением является возможность управления фазовым углом. Светодиоды обычно нельзя приглушить, но мы выделили несколько способов, с помощью которых вы все же можете создать различное настроение освещения.

В зависимости от того, как вы хотите использовать освещение и создаваемый эффект, можно соответственно выбрать угол и интенсивность света. Этот компонент измеряется в канделах (кд).Итак, если вы хотите осветить определенные области комнаты, мы рекомендуем угол луча 30 градусов, чтобы получился узкий световой конус. Чем больше угол открытия, тем лучше для больших помещений. Хорошего освещения можно добиться при угле более 100 градусов.

Для естественности света решающее значение имеет значение Ra – чем оно выше, тем лучше. Вы можете добиться хороших характеристик цветопередачи с помощью светодиодных ламп со значением Ra 80 или выше.Для более высоких требований рекомендуется значение Ra 90. Владельцы магазинов, дизайнеры или визажисты могут добиться освещения, максимально приближенного к естественному дневному свету. Однако максимальное значение Ra 100 лучше всего достигается при использовании галогенных ламп.

Еще одним важным фактором является цветовая температура, которая измеряется в Кельвинах. Белый свет светодиодов может иметь разные оттенки, поскольку не все частоты естественного света содержатся в колбе.Насколько теплый (красноватый) или холодный (голубоватый) свет светодиода определяется значением Кельвина.

Цвета, воспринимаемые как теплые, имеют низкую цветовую температуру, тогда как холодные цвета имеют высокую температуру. В принципе, чем холоднее свет, тем больше он стимулирует, в то время как теплый белый свет стимулирует наше тело вырабатывать гормон сна мелатонин. Поэтому важно знать значение Кельвина при выборе правильного типа света для различных пространств.

Лампы RGB с дистанционным управлением и интеллектуальные светодиоды позволяют регулировать цвет света в соответствии с вашим настроением.Кроме того, вы также можете выбрать различные варианты освещения белого цвета для каждой светодиодной лампы в соответствии с вашими потребностями. Величина Кельвина у ламп составляет приблизительно от 2700 до 8000 Кельвинов.

Теплый белый свет в желтых и красных тонах напоминает закат, поэтому его лучше всего использовать, например, для создания ощущения комфорта в гостиной или спальне. Нейтральный белый свет выглядит так, как следует из названия: здесь контрасты и детали видны более четко, что делает их идеальными для ванных комнат, кухонь или комнат для хобби.Дневное освещение особенно рекомендуется для работы, так как повышенное содержание синего цвета способствует концентрации.

светодиода с таким значением воспринимаются как стимулирующие и крутые. В такой среде нам легче сконцентрироваться. Этот светлый цвет идеально подходит для офисов, учебных зон, дисплеев или больничных палат.

Это значение кажется нам прохладным, как лунный свет, но оно оказывает на нас привлекательное и в основном нейтральное воздействие – идеально подходит для коридоров, ванных комнат, комнат для занятий или, в бизнес-секторе, кабинетов врачей.

Типичная стоимость галогенной лампы, этот свет кажется нам уютным; ненавязчивый и идеальный для более яркого домашнего освещения.

Этот тип света производится с помощью старых лампочек мощностью 60 Вт, поэтому он довольно знаком.Светодиод дает нам комфортный свет для жилых комнат и освещает мебель.

С помощью этого цвета можно создать освещение с эффектом свечи для приглушенной атмосферы. Идеально подходит для гостиной или спальни.

Изображение: Fotolia, # 100442820, Magneticmcc

(Люмен) – Продажа осветительного оборудования

Общее количество света осветительного устройства, которое излучается во всех направлениях, называется световым потоком.Единица светового потока – люмен.

Пожалуй, наиболее важным показателем среди осветительных приборов является световой поток.

Общее количество видимого человеческим глазом света, испускаемого источником света, выражается в люменах. Таким образом, лампа или осветительный прибор с большим значением светового потока означает более высокий световой поток.

Если использовать общее и простое выражение, можно сказать, что люмен равен яркости.

Обозначение люмена – лм, оно используется после числового выражения.Например, 300 лм, 500 лм, 1.000 лм, 10.000 лм.

В секторе освещения день ото дня появлялись разные технологии. Значения светового потока увеличиваются на всех технологических этапах, хотя потребление электроэнергии осветительными приборами снижается. Например, раньше мы тратили мощность 75 Вт, чтобы получить 1000 люменов. Сегодня мы можем получить такую ​​яркость при мощности 10 Вт.

Необходимое количество люменов для освещения зависит от некоторых переменных, таких как; размер комнаты, высота потолка, окраска, тип светильника и размещение.

Хотя производители и импортеры указывают значение светового потока на своей продукции, это не всегда достоверная информация. Потому что, чтобы определить значение светового потока осветительного устройства, измерения следует проводить в лабораторных условиях. Таким способом проводят измерения очень небольшое количество производителей. В частности, большинство производителей, работающих в сфере светодиодного освещения, указывают на своих продуктах общий световой поток. Однако следует напомнить, что, если светодиоды включены в систему, могут возникнуть потери света.

Помимо этих потерь, при использовании источников света наблюдается снижение светоотдачи. Именно поэтому у некоторых потребителей наблюдается снижение яркости осветительного прибора со временем.

Люмен относится к единице люкс, которая представляет уровень освещенности. Высокий световой поток означает высокий уровень освещенности или люкс. Если вы жалуетесь на уровень освещенности или недостаточное освещение в помещении, лампы можно заменить на лампы с высокой светосилой или увеличить количество ламп, чтобы получить более яркое освещение.

Как преобразовать люмен в ватт (Вт)

Как преобразовать световой поток из люменов (лм) в электрическая мощность в ваттах (Вт).

Вы можете рассчитать мощность в ваттах по люменам и световой отдаче. Люмен и ватт представляют собой разные величины, поэтому вы не можете преобразовать люмены в ватты.

Люмен в ватт по формуле расчета

Мощность P в ваттах (Вт) равна световому потоку Φ _V в люменах (лм), разделенных на световую отдачу η в люменах на ватт (лм / Вт):

P _(Ш) = Φ _{В (лм)} / η _{(лм / Вт)}

Так

Вт = люмен / (люмен на ватт)

или

Вт = лм / (лм / Вт)

Пример

Какова потребляемая мощность лампы со световым потоком 900 люмен и световой отдачей 15 люмен на ватт (лм / Вт)?

P = 900 лм / 15 лм / Вт = 60 Вт

Таблица световой отдачи

Энергосберегающие лампы обладают высокой светоотдачей (больше люмен на ватт).

Люмен в Таблица ватт

Расчет ватт в люмен ►

См. Также

Что такое люмен? Как правильно выбрать люмены для освещения?

Под люменом понимается величина светового потока в видимом свете, то есть световой поток, который отражает силу света в единице телесного угла. Сила света связана с чувствительностью человеческого глаза, единица – кандела.Световой поток по-разному соотносится с мощностью на разных длинах волн. Оптическая мощность 1 Вт для красного света 650 нм примерно равна 73 люменам, это самый чувствительный 550-нм фильтр человеческого глаза, оптическая мощность 1 Вт составляет примерно 683 люмен. По умолчанию коэффициент преобразования мощности белого света в световой поток составляет 683, определение единицы канделы также составляет 1/683 Вт / сферичность, световой поток относится к тому, насколько ярким излучаемый свет выглядит для вас. Если это невидимый свет, световой поток мал, даже если используется мощность, но это не значит, что он неэффективен.В некоторых устройствах используется мВт / Вт, а в некоторых – лм / Вт.

Что такое люмен-эффект?

Чем больше люмен у светильника, тем он ярче. Значение люмена светильника, разделенное на мощность, представляет собой эффективность светильника: чем больше значение люмена на ватт (лм / Вт), тем выше яркость разных светильников при одинаковой электрической мощности, то есть при одинаковой яркости тем ниже входная мощность высокоэффективных ламп, тем больше энергосбережения. И мы движемся в этом направлении.
Поэтому гораздо важнее покупать светодиодные лампы, чтобы проверить их люмен, а не мощность.

Как правильно выбрать люмен?

В помещении нормальный искусственный свет имеет интенсивность от 400 до 600 люмен. Если на улице солнечно, яркость будет колебаться в большом диапазоне. Яркость в тени составляет 1000 люмен, а в местах с большой площадью, таких как шоссе, яркость составляет 6000 люмен. При яркости ниже 3500 люмен наши глаза чувствуют себя комфортно. Когда яркость прямого или отраженного света достигает 4000 люмен, человеческий глаз начинает с трудом воспринимать свет.Когда мы пытаемся смотреть на эти очень яркие области, мы видим только белые вспышки, то есть блики.

Чтобы определить требуемые люмены, нам нужно обратиться к фактической площади внутреннего освещения, например, в гостиной площадью 100 квадратных футов, для которой требуется 10-20 футов свечей и потребуется 1000-2000 люмен. Ресторан площадью 100 квадратных футов требует 30-40 футов свечей и 3000-4000 люмен.

Что еще вы хотите знать о люменах? Может, мы сможем это изучить.

Разница между люксом и люменом: что такое яркость?

При поиске новых ламп, например светодиодных, каждый хочет знать: «Какая лампа самая яркая?» Чтобы ответить на этот вопрос и действительно получить лучшее представление о том, что такое «яркость», нам нужно подойти к науке и дать определение нескольким терминам.Но не волнуйтесь! Я собираюсь сделать эту статью настолько простой, насколько это возможно, чтобы вы запутались в ней. Так что оставайтесь со мной на мгновение, и вы станете профессионалом, когда дело доходит до выяснения и понимания истинной яркости.

Два основных слова, которые следует определить, когда мы говорим о яркости фар, – это люмен и люкс .

Люмен: Единица измерения светового потока, которая является мерой общего количества видимого света, излучаемого источником.

Люкс: Единица измерения освещенности, которая является мерой того, сколько светового потока распространяется на заданную область.

«Световой поток (измеряемый в люменах) можно рассматривать как меру общего« количества »присутствующего видимого света, а освещенность (измеряемую в люксах) как меру интенсивности освещения на поверхности на определенном расстоянии. из источника ».

Итак, давайте подумаем об этих определениях, когда мы увидим, как измеряются люмен и люкс и как этот процесс применяется к лампам.

Интегрирующая сфера для измерения просвета.

Световой поток, который я буду называть люменом, измеряется внутри устройства, называемого интегрирующей сферой.Лампа помещается внутри сферы, и свет, излучаемый лампой, рассеивается внутри интегрирующей сферы и равномерно распределяется по всем углам. Общее количество светового потока источника света можно точно измерить, поскольку свет может быть захвачен со всех углов изнутри сферы. Хотя этот метод измерения яркости лампочки хорошо работает для осветительных приборов, где требуется 360 градусов света (например, настольная лампа), количество люмен составляет только половину диапазона при проверке яркости ламп фар.Вот почему так важны освещенность и люкс.

Люкс измеряется путем установки лампы в кожух и тестирования, чтобы увидеть, насколько хорошо световые потоки проецируются или отражаются от кожуха. В этом случае мы измерили диаграмму направленности, созданную комбинацией корпуса и лампы на стене на расстоянии 25 футов. С этого расстояния и в этом положении мы можем видеть количество просвета лампы, которое действительно используется и превращается в пригодную для использования диаграмму направленности посредством корпуса фары.При таком способе измерения люкс мы можем учесть множество факторов, влияющих на яркость лампы, и получить более четкую картину истинного, пригодного для использования света. Световой поток лампы, соотношение между лампой и корпусом, результирующая диаграмма направленности и расстояние – все это факторы при расчете люксов таким способом.

Цифровой люксметр, используемый для измерения люкс. В этом приложении люкс измеряется в диаграмме направленности, создаваемой светодиодной лампой внутри корпуса фары.

Итак, вы, вероятно, думаете: «Ну, разве это не значит, что лампа с наибольшим световым потоком будет самой яркой?» Может быть. Помните, что количество люменов – это только одна часть головоломки при определении полезной яркости света.

«Определенное количество света будет более тускло освещать поверхность, если оно распространяется на большую площадь, поэтому освещенность (люкс) обратно пропорциональна площади, когда световой поток (люмены) поддерживается постоянным».

Лампа с большим световым потоком может плохо фокусироваться после того, как она помещена в корпус фары из-за плохой конструкции и дизайна.Результатом будет несфокусированная диаграмма направленности луча с плохо отраженным или проецируемым светом. В этом случае плохо сфокусированная диаграмма луча от лампы с изначально большим количеством светового потока будет иметь низкие измерения в люксах, потому что свет рассеянный или несфокусированный. Такой свет был бы «ярким» на бумаге, но на самом деле его нельзя было бы использовать в реальных условиях. Ниже мы видим пример, аналогичный этому сценарию, в корпусе Toyota Tundra 2007-2013 гг. Здесь были протестированы две светодиодные лампы вместе со стандартной лампой, но обратите внимание на диаграммы направленности и количество люксов.

Галогенные лампы оригинального оборудования обычно излучают 900–1000 люмен, и эта стандартная лампа была измерена в 530 люкс на расстоянии 25 футов с этим корпусом. Светодиодная лампа GTR Lighting GEN 2 излучает световой поток 3600 люмен и измеряется при яркости 360 люкс на глубине 25 футов внутри этого корпуса. Эта светодиодная лампа в этом корпусе на самом деле производила меньше люкса, чем стандартная лампа, даже несмотря на то, что ее люмен в 3 раза больше. Разницу можно увидеть при сравнении двух диаграмм направленности. Дополнительный световой поток не так точно сосредоточен в этом корпусе Tundra, как стандартные лампы.В результате диаграмма луча становится менее концентрированной и, возможно, менее яркой.

И это увеличение на 1000 люкс достигается только за счет увеличения освещенности на 100 люмен…

Теперь сравним две светодиодные лампы. Лампа GTR Lighting GEN 2 излучает 3600 люмен и измеряется при яркости 360 люкс на расстоянии 25 футов внутри этого корпуса. В то время как лампа GTR Lighting GEN 3 излучает 3700 люмен (только на 100 больше) и измеряется на уровне 1360 люкс на расстоянии 25 футов внутри этого корпуса. Эта лампа излучает большой световой поток и большое количество люксов внутри этого корпуса.Взгляните на диаграммы направленности, и вы поймете, почему.