Измерение светового потока светодиодов

Сила света, световой поток, освещенность — 3 характеристики ламп простыми словами

Любой кто начинает изучать характеристики светильников и отдельных видов ламп, обязательно сталкивается с такими понятиями как освещенность, световой поток и сила света. Что они означают и чем отличаются друг от друга?

Давайте попробуем простыми, понятными для всех словами, разобраться в этих величинах. Как они связаны между собой, их единицы измерения и каким образом все это дело можно замерить без специальных приборов.

В старые добрые времена, основным параметром по которому выбирали лампочку в прихожую, на кухню, в зал, была ее мощность. Никто никогда и не задумывался спрашивать в магазине про какие-то люмены или канделы.

Сегодня с бурным развитием светодиодов и других видов ламп, поход в магазин за новыми экземплярами сопровождается кучей вопросов не только по цене, но и по их характеристикам. Одним из наиболее важных параметров является световой поток.

Говоря простыми словами, световой поток – это количество света, которое дает светильник.

Однако не путайте световой поток светодиодов по отдельности, со световым потоком светильников в сборе. Они могут существенно отличаться.

Надо понимать, что световой поток это всего лишь одна из множества характеристик источника света. Причем его величина зависит:

Вот таблица этой зависимости для светодиодных светильников: 

Однако есть здесь и нюансы. Светодиодные технологии до сих пор еще развиваются и вполне возможен вариант, когда светодиодные лампочки одинаковой мощности, но разных производителей, будут иметь абсолютно разные световые потоки.

Просто некоторые из них ушли более вперед, и научились снимать с одного ватта больше люмен, чем другие.

Кто-то спросит, для чего нужны все эти таблицы? Для того, чтобы вас тупо не обманывали продавцы и производители.

На коробочке красиво напишут:

• аналог лампы накаливания 100Вт

На что вы будете смотреть в первую очередь? Правильно, на то что более знакомо и понятно — показатели аналога лампы накаливания.

Но с такой мощностью вам и близко не будет хватать прежнего света. Начнете ругаться на светодиоды и технологии их несовершенства. А дело то оказывается в недобросовестном производителе и его товаре.

То есть, насколько эффективно тот или иной источник преобразует электрическую энергию в световую. Например, обычная лампа накаливания имеет отдачу 15 Лм/Вт, а натриевая лампа высокого давления уже 150 Лм/Вт. 

Получается, что это в 10 раз более эффективный источник, чем простая лампочка. При одной и той же мощности, вы имеете в 10 раз больше света!

Измеряется световой поток в Люменах – Лм.

Что такое 1 Люмен? Днем при нормальном свете, наши глаза больше всего чувствительны к зеленному цвету. К примеру, если взять два светильника с одинаковой мощностью синего и зеленого цвета, то для всех нас более ярким покажется именно зеленый.

Длина волны зеленого цвета равна 555 Нм. Такое излучение называется монохроматическим, потому что содержит в себе очень узкий диапазон.

Конечно, в реалии зеленый дополняется и другими цветами, чтобы в итоге можно было получить белый.

Но так как чувствительность человеческого глаза максимальна именно к зелени, то и люмены привязали к нему.

Так вот, световой поток в один люмен, как раз таки и соответствует источнику, который излучает свет с длиной волны 555 Нм. При этом мощность такого источника равняется 1/683 Вт.

Почему именно 1/683, а не 1 Вт для ровного счета? Величина 1/683 Вт возникла исторически. Изначально, основным источником света была обычная свечка, и излучение всех новых ламп и светильников как раз таки и сравнивались со светом от свечи.

В настоящее время эта величина 1/683 узаконена многими международными соглашениями и принята повсеместно.
Для чего нам нужна такая величина как световой поток? С ее помощью можно легко произвести расчет освещенности помещения.

Это напрямую влияет на зрение человека.

Отличие освещенности от светового потока

При этом многие путают единицы измерения Люмены с Люксами. Запомните, в люксах измеряется именно освещенность.

Как наглядно объяснить их разницу? Представьте себе давление и силу. С помощью всего лишь маленькой иголки и небольшой силы, можно создать высокое удельное давление в отдельно взятой точке.

Также и с помощью слабого светового потока, можно создать высокую освещенность в отдельно взятом участке поверхности.

1 Люкс – это когда 1 Люмен попадает на 1м2 освещаемой площади.

Допустим, у вас есть некая лампа со световым потоком в 1000 Лм. Внизу этой лампы стоит стол.

На поверхности этого стола должна быть определенная норма освещенности, чтобы вы могли комфортно работать. Первоисточником для норм освещенности служат требования сводов правил СП 52.13330

Данная освещенность будет зависеть от множества параметров. К примеру, от расстояния до источника света.

От посторонних предметов рядом. Если стол находится около белой стены, то и люксов соответственно будет больше, чем от темной. Отражение обязательно скажется на общем итоге.

Любую освещенность можно замерить. Если у вас нет специальных люксометров, воспользуйтесь программами в современных смартфонах.

А как узнать примерный светопоток в люменах, вообще без измерительных приборов? Здесь можно воспользоваться значениями светоотдачи и их пропорциональной зависимости к потоку.

• для светодиодных ламп с матовой колбой — мощность лампы умножьте примерно на 80лм/Вт и узнаете сколько в ней люмен

• для филаментных – умножайте мощность лампы на 100

• энергосберегайки КЛЛ – на 60лм/Вт

Безусловно, свет от разных источников распространяется не равномерно. Один светильник бьет очень узким пучком света, а другой наоборот максимально широким.

Но если сравнить их паспортные данные, оба они могут иметь одновременно одинаковое количество люмен.

Именно поэтому ориентироваться только на люмены, в корне не правильно.

Например, при покупке светильника через интернет, можно получить вовсе не то освещение, на которое изначально рассчитывали.

Еще раз запомните, световой поток показывает только КОЛИЧЕСТВО света, без учета направления его распространения.

Это величина светового потока разделенного на телесный угол, внутри которого он распространяется.

Проще говоря, если световой поток это количество света, то сила света – это его ”плотность”.

Измеряется сила света в канделах – Кд.

1 кандела – это 1 люмен распространяющийся в пределах конуса с углом в 65 градусов.

Чтобы визуально представить себе силу в 1 канделу, посмотрите опять же на обыкновенную свечу. Именно поэтому определение кандела произошло от латинского слова ”candela” – что в переводе означает свеча.

Кстати, теоретически человеческий глаз может увидеть свет от такого источника на расстоянии почти 50км!

Однако из-за кривизны поверхности земли, данное расстояние фактически сокращается до 5км.

Источник: https://svetosmotr.ru/sila-sveta-svetovoj-potok-osveshhennost/

Оптические характеристики светодиодов

В наше время трудно представить качественную осветительную систему без использования светодиодов. Эти устройства прочно закрепились среди современной техники благодаря своим высоким показателям долговечности, яркости и миниатюрности.

Они используются повсеместно: начиная с мобильных устройств и заканчивая автомобильным светом (например, мощные светодиодные лампы h4, сверхяркие светодиодные лампы h4 и многие другие) – и неспроста, ведь светодиоды крайне удобны для применения в качестве альтернативного источника света.

Если говорить об устройстве светодиода наиболее простым языком, то следует представить кристалл (тонкую пластину), которая светится и контакты, которые идут от него. Максимальная сила света диодов – 90 градусов (перпендикулярно пластине), свет от него идет по прямой – достаточно вспомнить диаграммы, которые указывают производители светодиодов на упаковке, и все станет понятно. Для наглядности – иллюстрация справа.

Конечно же, кроме оптических характеристик, то есть тех, которые связаны с освещением и производительностью, существуют другие параметры. К ним относят:

• Фотометрические (световые) характеристики;
• Радиометрические (энергетические) характеристики;
• Гониометрические (угловые) характеристики;
• Колориметрические (спектральные) характеристики;
• Эксплуатационные характеристики (связанные со сроком службы).

Ниже приведена подробная информация по каждой из характеристик в виде таблицы.

1. Фотометрические (световые) характеристики светодиодов

Фотометрия – процесс измерения света в видимом спектре. Под видимым спектром подразумевается та часть светового спектра, которая видна невооруженным глазом среднестатистического человека, то есть длина волны лежит между 380 и 770 нм. Существует 2 основных световых стандарта – сила света и световой поток. Эти стандарты определяют главные фотометрические величины – яркость и освещенность.

Единицы измерения фотометрических параметров

Параметр	В чем измеряется
Cветовой поток	Люмен [Лм] – световой поток, испускаемый точечным источником с силой света 1 кд внутри телесновго угла 1 стерадиан.
Сила света	Кандела [кд] – сила света восковой свечи
Яркость	1 нит = 1 кд/м2
Освещенность	1 люкс = 1 Лм/м2

Периодически возникает необходимость самостоятельно измерить излучение.

О том, как это правильно сделать, существует огромное количество статей, здесь же приведены главные моменты, на которые следует обратить внимание во время этого процесса.

Способы измерения излучения:

• Использование калькулятора, если имеются вводные данные.
• Использование техники при необходимости измерения по факту.

Советы и меры, которые следует учитывать во время измерения излучения:

• Оборудование должно быть тщательно откалибровано.
• Нужно измерять выход света с определенным временным интервалом.
• Соблюдение постоянной температуры света в ходе тестирования.
• Использовать исключительно стабилизированный источник света.
• Условия тестирования должны быть легко воспроизводимы.
• Необходимо учитывать смещение оптического центра эмиссии светодиодов относительно механического центра.

2. Радиометрические (энергетические) характеристики светодиодов

Радиометрия – измерение полного светового излучения во всех оптических диапазонах. Оптические диапазоны бывают:

• видимый;
• инфракрасный;
• ультрафиолетовый.

Величина	Характеристика	Единицы измерения
Единица радиометрической оптической мощности	Абсолютная величина, не зависит от длины волны. Один ватт инфракрасного света по мощности равен ватту видимого света.	Ватт [Вт]
Энергетическая сила излучения	Измеряемая величина	[Вт/ср]
Энергетическая освещенность	Измеряемая величина	[Вт/м2]
Энергетическая яркость	Измеряемая величина	[Вт/cpxм2]

В процессе радиометрических измерений светодиодов необходимо придерживаться тех же рекомендаций, что и при фотометрии.

3. Колориметрические (спектральные) характеристики светодиодов

Колориметрия – измерение и определение цветовых характеристик. Обычно эти параметры выражаются в координатах цветности (когда мы видим параметр 4000К) или в длинах волн.

На кривой (Рис 4) указаны точки с цветовой температурой, которой они соответствуют в видимом спектре излучения. Так, мы видим что 6500К – это белый холодный цвет. Наиболее точный способ измерения цвета – использование спректрорадиометра.

Важным фактором является температура: с повышением температуры окружающей среды увеличивается температура активной части светодиода, а значит что увеличивается и длина волны излучения. Значение зависит от типа используемого кристалла.

4. Гониометрические (угловые) характеристики светодиодов

Гониометрия – непосредственное измерение угловых характеристик устройства. Измерение возможно лишь с использованием гониометра – прибора, который фиксирует пространственное распределение силы светодиода. На рис. 2 мы видим диаграмму пространственного распределения силы света. Из нее видно, каким образом распределяется свет, исходящий от кристалла.

Одним из главных вопросов, который интересует человека – срок службы светодиодов. Типы сроков службы Полный До тех пор, пока прибор не перегорит Полезный До тех пор, пока световой поток не упадет ниже определенного предела. Иными словами, пока устройство не начнет затухать. Тест на деградацию светодиодов проводят для того, чтобы определить полный и полезный срок службы. На практике тестом на деградацию светодиода является его непосредственная эксплуатация.

Что делать для того, чтобы устройство прослужило дольше?

• Стабилизация тока питания. Стараться сделать его значение постоянным на протяжении всего срока эксплуатации, избегать перепадов.
• Поддержание постоянного температурного режима в месте установки светодиода. Также она не должна превышать максимальную температуру эксплуатации, заявленную производителем.
• Соблюдение всех инструкций и мер предосторожности, строго придерживаться норм эксплуатации.

В заключение следует сказать, что заявленные производителем параметры излучения света могут не соответствовать практическим показателям – не в силу того, что мы оказываемся обманутыми, а в силу различия условий эксперимента.

Необходимо всегда понимать, что лабораторные условия всегда отличаются от естественных, и понятие погрешности вполне допустимо, особенно при измерении такой чувствительной характеристики, как свет.

Источник: https://xenon-lampa.ru/cat-dopolnitelnoe-osveschenie/a-opticheskie-harakteristiki-svetodiodov

Как измерить и изменить уровень светового потока в помещении?

Электрические лампы для создания светового потока имеют различные характеристики. Лампы в настоящее время бывают в нескольких вариантах исполнения – накаливания, светодиодные, газоразрядные, натриевые, металлогалогенные. Электроосветительные приборы с всевозможными лампами в зависимости от их числа могут создавать разные уровни освещения и комфортности в помещениях.

Теплый и холодный спектры

Электроосветительные приборы имеют теплый и холодный спектры. Для жилых помещений лучше использовать теплый световой индекс освещения, это создаст более высокий уровень комфорта. Для медицинских учреждений допустимо использование света холодного спектра излучения.

Световой поток холодного спектра обычно выдают энергосберегающие лампы ртутного типа. Их можно использовать в медицинских кабинетах в учреждениях здравоохранения. Небольшая ультрафиолетовая составляющая в световом спектре позволит незначительно дезинфицировать предметы интерьера в помещении и воздух в кабинетах.

Световые потоки от специализированных медицинских ультрафиолетовых светильников предназначены для продолжительной дезинфекции медицинских помещений:

• хирургические залы,
• процедурные кабинеты,
• перевязочные комнаты.

Как измерить световой поток?

Как измерить световой поток? Для этих целей используются приборы, именуемые люксометрами. Они предназначены для измерения силы световых потоков в комнатах и в рабочих помещениях. Сила светового потока измеряется в люксах (lx) или люменах (lm). Определить мощность можно в различных единицах измерения уровня яркости ламп.

Излучение света от разнообразных устройств можно изменять за счет установки на светильник всякого рода прозрачных и полупрозрачных коробов. Эти конструкции из пластика или оргстекла помогут сделать необходимый фон помещения (как жилого так и нежилого). Также конструкция из стекла будет служить как световой фильтр, убирая из спектра некоторые составляющие.

Для изменения уровня светового потока в помещениях можно применять точечные светильники с подключенными устройствами регулирования яркости приборов. В настоящее время появились модели светодиодных ламп (диммируемые), позволяющие изменять уровень яркости свечения.

Светодиодные электротехнические приборы обеспечивают самый ровный световой поток в помещениях. Очень удобно применять их для освещения в офисах, жилых строениях и квартирах. Также светодиодные лампы стали широко применяться в автомобильной электрике, как для подсветки приборных панелей и автомобильных салонов, так и для применения в габаритных огнях и фарах дальнего и ближнего света.

Для того чтобы сгладить пульсацию напряжения в сети автомобиля, можно использовать электролитические конденсаторы на 25 вольт.

При их подключении в параллельную работу с лампами необходимо соблюсти полярность подключения, то есть электролитические конденсаторы требуется подключать соответственно плюсом к плюсу, а отрицательный вывод – к корпусу автомашины.

Комбинация разных источников светового потока

Электрические источники позволяют комбинировать построение светового потока за счет создания определенного порядка при их монтаже. Приборы в настоящее время позволяют создавать комбинированное освещение за счет подключения различных источников света – здесь могут применяться потолочные, настенные, напольные источники излучения.

Для создания комфортных условий домашнего освещения можно скомбинировать разные источники светового потока. Это может быть применено в комбинации с настенными, потолочными и светильниками, установленными на полу (торшеры). При помощи каждого из этих источников света можно создавать всевозможные комбинации.

Поток в помещениях и комнатах можно изменять за счет переключения различных светотехнических устройств. Это позволяет добиться оптимально приемлемого освещения и создания комфортного режима для просмотра телевизора или чтения журналов или газет в комнате.

Подбор уровня освещения

Уровень освещения можно подбирать самостоятельно при помощи двух- или трехклавишных выключателей, а также при помощи устройств регулирования напряжения на источник света (электрические диммеры).

Диммер освещения позволит плавно убавлять или добавлять уровни светового потока в помещениях, также он нужен для регулировки внешнего освещения дома или офиса. Световой поток от светодиодных ламп является самым ровным источником, то есть он дает свет без различных пульсаций, как в газоразрядных лампах.

Свет от источников электрического освещения можно оптимизировать под свои потребности с использованием фильтров различного уровня. В качестве фильтров можно использовать оргстекло, кварцевое стекло, прозрачные или полупрозрачные пластиковые панели различной конфигурации.

Применение пластиковых панелей для создания световых фильтров – наиболее приемлемый вариант в отличие от панелей из оргстекла. Пластиковые панели со временем не будут терять прозрачность от воздействия солнечной радиации. Если применять в качестве светофильтров панели из оргстекла, то нужно понимать, что этот материал со временем становится матовым, и световой поток через такие фильтры ухудшается.

При помощи различного вида электроосветительных источников получаются интересные световые комбинации. Также в настоящее время есть немало светотехнических устройств, использующих в своей конструкции лазерные излучатели светового потока. Сами по себе лазеры работают в разных диапазонах светового спектра, диапазон излучения может быть как в видимом спектре излучения, так и в невидимом уровне света для глаз человека.

Лазерные световые потоки могут быть как опасным уровнем излучения для зрения человека или животных, так и безопасным. Все зависит от мощности излучателя лазерного устройства и длины радиоволн светового спектра излучения.

При помощи лазерных световых потоков можно создавать различные пространственные эффекты, объемные графические визуализации (3D, 5D). Также с помощью лазерных установок делается всевозможное освещение или подсветка фасадов зданий или рекламных баннеров.

Световые потоки от лазерных устройств позволяют получать контрастные и четкие изображения. Они дают возможность воспроизводить тексты, видеоизображения (в том числе объемные), качественные фотоизображения.

Поток от лазеров, особенно от достаточно мощных, следует направлять вверх, избегая попадания лазерного излучения в сторону людей или животных. Попадание излучения в глаза может нанести вред здоровью, в том числе и непоправимый.

Световые потоки различных источников

Различные потоки от всевозможных источников имеют разную силу и интенсивность своего излучения. Лампы накаливания дают силу уровня своего класса, газоразрядные световые устройства ртутного типа обеспечивают свечение другого вида спектра с ультрафиолетовой составляющей, светодиодные светильники выдают ровный световой поток (что весьма удобно использовать в библиотеках, медучреждениях). Светодиоды питаются постоянным током, поэтому свет, исходящий от них, не мигает и не пульсирует.

От светодиодных источников всегда получается ровный поток в отличие от ламп других типов. Для освещения различных мест необходимо подбирать соответствующий световой поток.

Ртутные лампы лучше не использовать для освещения в цехах металлообработки, так как частота пульсации иногда может совпадать с частотой вращения станочного оборудования.

Ультрафиолетовые светильники или натриевые лампы лучше всего подойдут для создания потока в тепличных хозяйствах. При таком освещении урожай в теплицах будет быстрее созревать и давать плоды.

Световой поток можно комбинировать с ультрафиолетовыми светильниками и натриевыми лампами, это позволит создавать в тепличных помещениях лучший спектр для роста и созревания растений и саженцев. Для фильтрации светового излучения от электроосветительных приборов можно использовать различные светофильтры, как заводского изготовления, так и изготовленные самостоятельно.

Светофильтры

Светофильтры помогут правильнее подобрать световой спектр излучения от источников электрического освещения. При помощи фильтрующих элементов на светильниках можно создавать оптимальный поток для комнатных или тепличных растений.

Светофильтры могут быть закреплены на конструктивных элементах световых приборов, либо можно использовать самостоятельно изготовленные крепежные держатели. Фильтры помогут снизить или совсем убрать из спектра ненужные для растений лучи. Некоторые лучи могут не оказывать на развитие растений положительного воздействия, либо пагубно действовать на рост и плодовитость взращиваемых культур растений.

Источник.

Источник: https://elesant.ru/osnovy-elektriki/kak-izmerit-i-izmenit-uroven-svetovogo-potoka-v-pomeshchenii

Световой поток: в чем измеряется и как правильно вычислить

Постепенно уходят в прошлое времена, когда в квартирах и других помещениях все освещение состояло из ламп накаливания. На смену им пришли сначала энергосберегающие лампы, а после и более высокотехнологичные светильники на светодиодах. И если раньше основным критерием яркости свечения лампы была ее мощность, которая измеряется в ваттах, то в чем измеряется она сейчас, если этот показатель востребован при монтаже освещения на кристаллах лишь для правильного подбора стабилизирующего напряжение оборудования – драйвера.

Световой поток светодиодных ламп, которые более высокотехнологичны, гораздо сильнее, нежели у ламп накаливания, потребляющих большую мощность, основная часть которой уходит на вырабатывание тепла. И для простого обывателя встает вопрос, так как же выбрать по яркости светодиод, на какие параметры обратить внимание? Световой поток измеряется в люменах на 1 W. Эта единица измерения полностью отражает его силу, в отличие от мощности.

Определение

У каждого источника света имеется свой показатель того, что подразумевается под понятием световой поток в люменах, и эти данные должны быть зафиксированы на коробке с осветительным прибором. При выборе лампы нужно не только обращать внимание на мощность потребителя, но и учитывать светоотдачу – эти два параметра важны в смысле энергопотребления. Преобразование электрической энергии в световую рождает потери, препятствующие более высоким показателям яркости.

К примеру, сравнивая лампы накаливания с энергосберегающими, мы увидим, что при одинаковых уровнях мощности световой поток у обычных элементов будет равен 12 люмен/ватт, а у КЛЛ – уже 60 люмен/ватт. Ну а самый высокий показатель по этому параметру у светодиодных ламп – он равен 70–90 lm.

Сравниваем лампу накаливания и светодиод по силе светового потока

Для более точного определения того, сколько люмен содержит световой поток различных типов осветительных приборов, можно воспользоваться списком, где Н – лампа накаливания, Э – энергосберегающая и С – светодиод:

1. Н 20Вт = Э 5–7Вт = С 2–3ВТ = 250 Лм/Вт;
2. Н 40Вт = Э 10–13Вт = С 4–5Вт = 400 Лм/Вт;
3. Н 60Вт = Э 15–16Вт = С 8–10Вт = 700 Лм/Вт;
4. Н 75Вт = Э 18–20Вт = С 10–12Вт = 900 Лм/Вт;
5. Н 100Вт = Э 25–30Вт = С 12–15Вт = 1200 Лм/Вт;
6. Н 150Вт = Э 40–50Вт = С 18–20Вт = 1800 Лм/Вт;
7. Н 200Вт = Э 60–80Вт = С 25–30Вт = 2500 Лм/Вт.

Но при расчетах нужно помнить о том, что при длительной работе светового прибора его показатель светопотока падает. Есть и другие причины ухудшения этого параметра. Одним из них является отражатель светильника. Потери, которые будут в результате этого фактора, могут составить 20–80% светового потока.

Световой поток диодов

Пример того, как выглядит люксметр

Световой поток у ламп накаливания слабее еще и потому, что кажущейся со стороны вроде бы яркой лампочке не хватает концентрации света в одном месте, она просто рассеивает его по сторонам. А вот у светодиодных светильников светодиоды сами по себе светят более «кучно», к тому же диодные лампы имеют свой встроенный отражатель и не зависят от светильника, в который они установлены. Ведь в любой комнате, независимо от ее назначения, никакого смысла в освещении потолка нет.

Основной свет должен поступать вниз от потолочных осветительных приборов. Как раз таким решением будет замена люминесцентных ламп на светодиодные трубки Т5 или Т8. При работе, к примеру, светильников типа «Армстронг» половина лампы светит вверх. Конечно, есть отражатель, но расположен он близко, и отражение затеняет сама лампа. А в результате – светопотери в 20–40%.

Если же заменить лампы на светодиодные трубки – эта проблема решается, т. к. они светят точно вниз, вверху элементы, выделяющие свет, отсутствуют. Как измерить световой поток? Сделать это можно одним из специальных измеряющих приборов – люксметром.

Вычисление светопотока

Световой поток, хотя и примерно, можно вычислить, используя среднее значение отдачи света:

• светодиоды – необходимо умножение мощности на 80–90 люмен;
• светодиодные филаментные – умножение на 100 люмен;
• КЛЛ – на 60 люмен, хотя если лампы дорогие и качественные, их показатель может быть выше;
• ДНАТ (дуговая натриевая трубчатая) – на 66 люмен при 70 Вт; на 74 люмен при 100, 150, 250 Вт; и на 88 люмен при 400 Вт;
• ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная) – на 58 люмен, при сроке службы 12–18 тыс. часов.

Конечно, китайский вариант лампы, скорее всего, будет иметь меньшие показатели.

Помещение с «теплым» и «холодным» световым потоком

Цветовая температура светового потока

Многие привыкли к желтоватому, «теплому» свету, но нравится он не поэтому. Просто такой цвет более близок к солнечному по ощущениям, создается впечатление, что в помещении действительно теплее. А вот согласно многочисленным исследованиям в этой области, при переходе на белые, «холодные» тона, человек чувствует дискомфорт только в первые пару дней, а после, привыкнув, уже не хочет переходить к теплому свету. Все дело в том, что холодные оттенки имеют более сильный световой поток, такое освещение более яркое.

Равномерное освещение

В электротехнике существует такое понятие, как коэффициент распределения светового потока. Применяется этот параметр для расчета расположения и типа световых приборов с целью того, чтобы равномерно распределить освещение внутри комнаты. Основываются при этом на возможность светоотражения различных отделочных материалов. В основном светопоток отражается от стен, потолка и пола, но также нужно не забывать и о мебели.

Для правильного расчета этого коэффициента используют специальную таблицу с указанием в процентах возможности материалов к отражению светового потока. Необходимо помнить, что более темная поверхность имеет меньше способности к отражению, а значит и показатели данного коэффициента будут ниже.

Таблица коэффициентов отражения материалами светового потока

В любом случае, если задаться целью освещения помещений в полном соответствии с правилами такой работы и своими предпочтениями, необходимо потратить много времени и сил. Процесс этот очень трудоемок, но все же когда все необходимые расчеты будут выполнены, а работа сделана в полном с ними соответствии, можно будет увидеть, как преобразилась комната, квартира или любое другое помещение.

К тому же при правильном освещении, направленности и силе светового потока глаза не будут подвергаться разрушительному воздействию неправильно подобранных ламп. В конечном итоге здоровье важнее, чем время и усилия, которые будут потрачены.

Источник: https://LampaGid.ru/elektrika/teoriya/svetovoj-potok

Что представляет собой световой поток и в чем он измеряется?

Вопрос, в чем измеряется световой поток, стал иметь значение для пользователей осветительных приборов только тогда, когда появились виды ламп, яркость которых не равнялась потребляемой мощности, измеряемой в ваттах.

Разберемся, как связано понятие яркости с понятием освещенности, а также как можно представить распределение потока света по помещению и правильно выбрать подходящий осветительный прибор.

Что такое световой поток?

Поток света – это мощность светового излучения, видимого глазом человека; световая энергия, излучаемая поверхностью (светящейся или отражающей лучи).

Энергия светового потока измеряется в люмен-секундах и соответствует потоку 1 люмен, излучаемому или воспринимаемому за 1 секунду. Этот показатель описывает полный поток, не учитывая сосредоточивающую эффективность всего прибора.

Такая оценка включает также рассеянный, бесполезный свет, поэтому одно и то же количество люменов может оказаться у разных по конструкции источников.

Следует различать световую величину и энергетическую – последняя характеризует свет независимо от его свойства вызывать зрительные ощущения. Каждая фотометрическая световая величина имеет аналог, который можно выразить количественно в единицах энергии или мощности. Для световой энергии таким аналогом является энергия излучения (лучистая энергия), измеряемая в джоулях.

Единица измерения светового потока

1 люмен – это свет, излучаемый источником с силой света в 1 канделу в пределах телесного угла в 1 стерадиан. 100-ваттная лампа накаливания создает поток света, примерно равный 1000 люменов. Чем ярче источник света, тем больше люменов он излучает.

Кроме люменов есть другие единицы измерения, позволяющие охарактеризовать свет. Можно измерить пространственную и поверхностную плотность потока – так мы узнаем силу света и освещенность. Сила света измеряется в канделах, освещенность – в люксах.

Но для потребителя важнее разобраться, в каких единицах указывают яркость лампочек и прочих осветительных приборов при продаже. Некоторые производители сообщают количество люменов, деленных на ватт.

Так измеряется световая эффективность (светоотдача): сколько света лампа выдает, затратив 1 ватт.

Определяющие формулы

Поскольку любой источник света излучает его неравномерно, число люменов не дает полной характеристики осветительного прибора. Вычислить силу света в канделах можно, разделив его поток, выраженный в люменах, на телесный угол, измеряемый в стерадианах. Используя эту формулу, удастся учесть совокупность лучей, идущих от источника, когда они пересекают поверхность воображаемой сферы, образуя на ней круг.

Но возникает вопрос, что дает на практике число кандел, которое мы найдем; найти подходящий светодиод или фонарь только по параметру силы света невозможно, нужно учитывать еще соотношение угла рассеивания, зависящего от конструкции прибора. Выбирая лампы, равномерно светящие во все стороны, важно понять, подходят ли они для целей покупателя.

Если раньше лампочки в разные помещения подбирали, ориентируясь на количество ватт, то перед покупкой светодиодных ламп придется посчитать их суммарную яркость в люменах, а потом разделить эту цифру на площадь комнаты. Так вычисляется освещенность, которая измеряется в люксах: 1 люкс – это 1 люмен на 1 м². Существуют нормы освещенности для помещений разного назначения.

Измерение светового потока

Перед тем как выпустить продукцию на рынок, производитель делает в лабораторных условиях определение и измерение характеристик осветительного прибора. В домашних условиях, не имея специальных приборов, это сделать нереально. Но проверить цифры, указанные производителем, можно с помощью вышеприведенных формул, воспользовавшись компактным люксметром.

Сложность точного измерения параметров света заключается в том, что он исходит во всех возможных направлениях распространения. Поэтому лаборатории используют сферы с внутренней поверхностью, которая имеет высокий коэффициент отражения – сферические фотометры; применяют их и для измерения динамического диапазона фотоаппаратов, т.е. светочувствительности их матриц.

В быту больше смысла имеет измерять такие важные параметры света, как освещенность помещений и коэффициент пульсации. Высокий коэффициент пульсации и тусклое освещение заставляют людей чрезмерно напрягать глаза, что быстрее вызывает усталость.

Не всегда можно заметить невооруженным глазом, что лампочка мерцает. Тем не менее даже незначительное превышение коэффициента пульсации влияет на центральную нервную систему человека негативно, а также уменьшает работоспособность. Свет, который может неравномерно пульсировать, излучают все экраны: мониторы компьютеров и ноутбуков, дисплеи планшетов и мобильных телефонов, экран телевизора. Пульсацию измеряют люксметром-пульсметром.

Что такое кандела?

Еще одной важной характеристикой источника света является кандела, входящая в 7 величин Международной системы единиц (СИ), принятых Генеральной конференцией по мерам и весам. Изначально 1 кандела равнялась излучению 1 свечи, принятой за эталон. Отсюда и возникло название этой единицы измерения. Сейчас ее определяют по специальной формуле.

Кандела – это сила света, измеряемая исключительно в заданном направлении. Распространение лучей на часть сферы, очерченную телесным углом, позволяет вычислить величину, равную отношению светового потока к этому углу. В отличие от люменов эта величина используется для определения интенсивности лучей. При этом не учитывается бесполезный, рассеянный свет.

У карманного фонаря и потолочного светильника световой конус будет разным, так как лучи падают под разным углом. Канделы (точнее, милликанделы) используют для обозначения силы света источников с направленным свечением: индикаторных светодиодов, карманных фонариков.

Люмены и люксы

В люменах измеряется величина потока света, это характеристика его источника. То количество лучей, которое добралось до какой-либо поверхности (отражающей или поглощающей), уже будет зависеть от расстояния между источником и этой поверхностью.

Уровень освещенности измеряется в люксах (лк) специальным прибором – люксметром. Самый простой люксметр состоит из селенового фотоэлемента, преобразующего свет в энергию электрического тока, и стрелочного микроамперметра, измеряющего этот ток.

Спектральная чувствительность селенового фотоэлемента отличается от чувствительности человеческого глаза, поэтому в разных условиях приходится использовать поправочные коэффициенты. Самые простые люксметры предназначены для измерения какого-то одного типа освещенности, например, дневного света. Без использования коэффициентов погрешность может составлять более 10%.

Люксметры высокого класса оснащаются светофильтрами, специальными насадками сферической или цилиндрической формы (для измерения пространственной освещенности), приспособлениями для измерения яркости и контрольной проверки чувствительности прибора. Их уровень погрешности – около 1%.

Минимальная освещенность поверхности компьютерного стола по СанПиН – 400 люкс. Школьные парты должны иметь освещенность не менее 500 люкс.

Люмен и ватт

Энергосберегающие лампы при той же светоотдаче потребляют в 5-6 раз меньше электрической энергии, чем лампы накаливания. Светодиодные – в 10-12 раз меньше. Мощность светового потока уже не зависит от количества ватт. Но производители всегда указывают ватты, так как использование слишком мощных лампочек в не предназначенных для такой нагрузки патронах приводит к порче электроприборов или короткому замыканию.

Если расположить самые распространенные виды лампочек в порядке возрастания светоотдачи, можно получить такой список:

1. Лампа накаливания – 10 люмен/ватт.
2. Галогенная – 20 люмен/ватт.
3. Ртутная – 60 люмен/ватт.
4. Энергосберегающая – 65 люмен/ватт.
5. Компактная люминесцентная лампа – 80 люмен/ватт.
6. Металлогалогенная – 90 люмен/ватт.
7. Светодиодная (LED) – 120 люмен/ватт.

Но большинство людей привыкли при покупке лампочек смотреть на количество ватт, указанное производителем. Чтобы подсчитать, сколько нужно ватт на квадратный метр, сначала стоит определиться, насколько ярким должен быть свет в помещении.

20 ватт лампы накаливания на 1 м² – такое освещение подойдет для рабочего места или гостиной; для спальни будет достаточно 10-12 ватт на 1 м². При покупке энергосберегающих ламп эти цифры делят на 5.

Важно учесть и высоту потолка: если он выше 3 м, общее количество ватт следует умножить на 1,5.



Источник: https://simplelight.info/raznoe/v-chem-izmeryaetsya-svetovoy-potok.html