Что известно о силе света и формула ее расчета

Как световой поток зависит от мощности у ламп другого типа

С лампами накаливания вопрос решен, но ведь существует множество других типов ламп, среди которых самыми распространенными являются:

1. Люминесцентные.
2. Светодиодные.

Хотя световой поток ламп этих типов ты практически всегда можешь найти на упаковке, зависимость люменов от потребляемой мощности полезно знать. Она существует и также может быть выражена через обычную таблицу:

Сравнительная таблица зависимости светового потока от мощности у ламп разного типа

0%

Лампа мерцает

Конденсатор сильно нагревается

Лампа светит тускло

Верно! Не верно!

Продолжить »

В чем недостаток включения лампы через диод?

Увеличивается расход энергии

Сокращается срок службы лампы

Лампа заметно мерцает и светит тускло

Верно! Не верно!

Продолжить »

Чем заполнена колба лампы накаливания?

Парами йода

Ничем, там вакуум

Инертным газом

Инертным газом или вакуумом – зависит от конструкции

Верно! Не верно!

Продолжить »

Светит тускло

Резистор сильно нагревается

Потребляет больше энергии

Лампа мерцает

Верно! Не верно!

Продолжить »

Почему чаще всего лампа сгорает в момент включения?

Это миф. Лампы сгорают в любое время

В момент включения через спираль течет очень большой ток

Из-за самоиндукции спирали на лампе появляется скачок повышенного напряжения

Верно! Не верно!

Продолжить »

Почему колбу лампы накаливания делают из кварцевого стекла?

Чтобы колба не расплавилась от раскаленной спирали

Ее не делают из кварцевого стекла

Кварц лучше пропускает видимый свет

Верно! Не верно!

Продолжить »

Все ли ты знаешь о лампах накаливания

Похоже ты ничего не знаешь про лампы накаливания

Слабенько, побеседуй о лампах со знакомым электриком.

Неплохо, но что-то ты не понял или еще не читал наши статьи?

Ты знаешь всё про лампы накаливания!

  Перепройти тест!

Предыдущая
НакаливанияКак сделать плавное включение ламп накаливания и для чего оно нужно
Следующая
НакаливанияКакой cрок службы у лампы накаливания и как его увеличить

Спасибо, помогло!Не помогло

Что такое световой поток

В старину основным параметром выбора лампочки в прихожую, кухню, холл была ее мощность. Никто никогда не думал о том, чтобы просить в магазине люмены или свечи.

Сегодня, с бурным развитием светодиодов и других типов ламп, поход в магазин за новыми экземплярами сопровождается рядом вопросов не только о цене, но и об их характеристиках. Один из важнейших параметров — световой поток.

Проще говоря, световой поток — это количество света, которое дает лампа.

Однако не следует путать световой поток светодиодов по отдельности со световым потоком собранных светильников. Они могут существенно различаться.

Следует понимать, что световой поток — это лишь одна из многих характеристик источника света. Кроме того, его ценность зависит от:

от источника питания

Вот таблица этой зависимости для светодиодных светильников: 

А это таблицы их сравнения с другими типами ламп накаливания, люминесцентных, ДРЛ, ДНаТ: Лампа накаливания Люминесцентная лампа Галогенная

Однако и здесь есть нюансы. Светодиодные технологии все еще находятся в стадии разработки и вполне возможно, что светодиодные лампы одинаковой мощности, но от разных производителей, имеют совершенно разные световые потоки.

просто некоторые из них пошли дальше и научились снимать больше люмен с ватта, чем другие.

Кто-то спросит, для чего все эти столы? Чтобы продавцы и производители не морочили голову.

На коробке будет красиво написано:

мощность 9Вт

световой поток 1000Lm

как лампа накаливания мощностью 100 Вт

Что вы посмотрите в первую очередь? Правильно, самое привычное и понятное — индикаторы аналога лампы накаливания.

Но с этой силой вы не приблизитесь к старому свету. Начните ругаться светодиодами и их несовершенством технологий. А потом выясняется, что речь идет о недобросовестном производителе и его продукте.

от эффективности

То есть насколько эффективно конкретный источник преобразует электрическую энергию в свет. Например, обычная лампа накаливания имеет мощность 15 лм / Вт, а натриевая лампа высокого давления уже 150 лм / Вт. 

Оказывается, это в 10 раз более эффективный источник, чем простая лампочка. С такой же мощностью у вас будет в 10 раз больше света!

Световой поток измеряется в Люмен — Лм.

Что такое 1 люмен? Днем при нормальном освещении наши глаза более чувствительны к зеленому. Например, если вы возьмете две лампы с одинаковой мощностью синего и зеленого, нам все будет казаться, что зеленый ярче.

Длина волны зеленого цвета 555 нм. Это излучение называется монохроматическим, потому что оно содержит очень узкий диапазон.

Конечно, на самом деле зеленый цвет дополняется другими цветами, так что в конечном итоге можно получить белый цвет.

Но поскольку человеческий глаз максимально чувствителен именно к зеленому цвету, свет тоже был связан с ним.

Таким образом, световой поток в один люмен в равной степени соответствует источнику излучения света с длиной волны 555 нм. В этом случае мощность этого источника равна 1/683 Вт.

Почему именно 1/683, а не 1 Вт для четного счета? Значение 1/683 Вт возникло исторически. Изначально основным источником света была обычная свеча, а излучение от всех новых ламп и ламп было таким же, как от света свечи.

В настоящее время значение 1/683 легализовано многими международными соглашениями и принимается повсеместно. Зачем нужна такая величина, как световой поток? С его помощью можно легко рассчитать освещение в комнате.

Это напрямую влияет на зрение человека.

Нормы и порядок расчета

Требования к освещенности зависят от назначения конкретного помещения и вида деятельности человека. Стандарты, по которым измеряется показатель, установлены в ГОСТ Р 54944-2012, нормы – в СНиП. Все параметры относятся не только к полу, но и к плоскостям столов. Доступны таблицы, по которым можно определить люксы для любого объекта.

При разработке системы освещения для жилого дома (квартиры) можно воспользоваться данными из этой таблицы:

Расчет осуществлятеся из 2-х этапов:

• определения требуемого уровня свечения;
• определения количества лампочек.

Формула для расчета свечения:

Н*П*К, где:

Н – норма (согласно таблице);

П – площадь помещения;

К – коэффициент, зависящий от высоты потолков (1 для 2,5-2,7 м, 1,2 для 2,7-3 м, 1,5 для 3-3,5 м, 2 для 3,5-4,4 м).

Чтобы рассчитать количество ламп, полученный результат нужно разделить на люмены, указанные в их технической документации выбранных для монтажа лампочек.

Если проводятся работы по капитальному ремонту или реконструкции, расчетами занимаются сотрудники подрядчика.

Они учитывают особенности конструкции и материалов светильников, световое отражение от стен, полов, потолков, предметов интерьера в зависимости от характеристик облицовочного материала. Вид светильников предварительно обозначаются в проектной документации и техническом задании.

При подсчетах используется формула:

К=(Е*к*S*к1)/(Ф*к2), где:

Е – норма для горизонтально расположенных плоскостей;

к – коэффициент, рассчитанный с учетом отклонений в работе системы при перегорании отдельных источников света и перемещении предметов интерьера;

S – площадь помещения;

к1 – коэффициент неравномерности;

Ф – световой поток от одной лампочки (зависит от мощности и типа);

к2 – коэффициент в долях.

При самостоятельном проведении измерений и подсчетов следует учесть, что отраженный свет по мощности может мало отличаться от прямого.

Советуем изучить Как правильно выбрать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Диапазон измерения освещенности

Специальный прибор для измерения освещенности, люксметр, выбирают с учетом предполагаемой рабочей области. Нет смысла в избыточной трате энергетических ресурсов без действительной необходимости. Профессиональные расчеты выполняют с учетом особенностей отдельных операций: от общего наблюдения до действий с мелкими деталями высшей точности.

Нормативная освещенность объектов

Существенное значение имеет чувствительность человеческого глаза к определенным участкам спектра. Современные приборы для измерения света создают с учетом соответствующих особенностей. Обычно проверяют видимый диапазон. Однако надо помнить о том, что незаметное ультрафиолетовое излучение при большой интенсивности оказывает негативное влияние на сетчатку.

Также проверяют пульсации с частотой до 300 Гц. Они заметны для человеческого зрения. Подобные изменения амплитуды излучения вызывают дискомфорт, вплоть до болезненных ощущений. Необходимо помнить о вреде избыточной освещенности. В подобных условиях значительно возрастают общие нагрузки, так как активизируются обменные процессы в организме.

Интересно. Отдельно следует упомянуть уход за растениями. Освещенность для роз и пальм устанавливают выше 14 000-16 000 люкс. Неприхотливым фикусам достаточно 8 000-11 000 люкс.

Контроль освещения позволяет при разумных затратах энергии получать хорошие показатели урожайности в круглогодичном режиме

Что такое освещенность и как ее связать со световым потоком

Согласно теории освещенность, которая измеряется в люксах (лк), – физическая световая величина, показывающая, какой силы равномерно распределенный световой поток падает на объект определенной площади.

Из вышесказанного очевидно, что от силы светового потока зависит освещенность объекта. Но освещенность – именно то, ради чего и создаются системы освещения. Как связать эти две величины? Ведь для практического применения той или иной лампы даже с известной величиной СП  нужно знать, насколько хорошо она сможет осветить конкретный объект. Если курс начальной школы забыт не окончательно, связать освещенность с СП несложно, поскольку освещенность объекта равна отношению светового потока к площади этого объекта:

Е= Ф/S,

где:

• Е – освещенность в люксах;
• Ф – световой поток в люменах, падающий на объект заданной площади;
• S – площадь объекта в метрах квадратных.

Планируя освещение, к примеру, в офисе  или квартире, обычно задаются нужной освещенностью на объекте известной площади и уже ее пересчитывают в требуемый для этого полный световой поток. Поэтому удобнее предыдущую формулу привести к виду:

Ф=Е*S.

Осталось решить два вопроса:

1. Какую освещенность можно считать оптимальной.
2. Как рассчитать площадь объекта.

Первая задача решается элементарно. Для этого достаточно заглянуть в нижеприведенную таблицу:

Таблица нормативов освещенности помещений различного назначения

Теперь по площади. Если светильник ненаправленный, а освещать нужно закрытое помещение, то достаточно в вышеприведенной формуле использовать дополнительную величину – поправочный коэффициент К, учитывающий высоту потолков:

Ф=Е*S*К,

где:

• К=1 при высоте потолка до 2.7 м;
• К=1.2 при высоте потолка 2.7-3 м;
• К=1.5 при высоте потолка 3-3.5 м;
• К=2 при высоте потолка выше 3.5 м.

В случае же с направленным светильником кроме СП придется учитывать и другие параметры, определяющие величину освещенности: телесный угол, в котором излучает лампа и расстояние от осветителя до объекта:

Предыдущая
Светильники, браКак установить точечные светильники в гипсокартон если вы делаете это впервые
Следующая
Светильники, браКакие светильники выбрать для подвесных потолков

Спасибо, помогло!Не помогло

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

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.

Коэффициент пульсации потока света – это показатель, характеризующий степень его неравномерности. Допустимые уровни этих коэффициентов регулируются СанПиН.

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.

Сравнение лампы накаливания и светодиодной

Светодиодная лампа, входящая в состав осветительных приборов, сложнее и дороже лампы накаливания. Она состоит из следующих компонентов:

• модуль с планарными светодиодами;
• радиатор;
• матовая колба;
• инвертор.

У такой лампы светопоток Ф, что измеряется в люменах, при одинаковой мощности, в 10-12 раз выше, чем у лампочки накаливания.

Устройство лампочки

Светоотдача лампы со спиралью лежит в пределах 8-10 Лм/Вт, тогда как led-лампа держит этот параметр в интервале 90-110 Лм/Вт.

Традиционные формы и эстетичный вид позволяют использовать led-лампу, как в составе любого светильника, так и отдельно. Зная нужные значения E и рассчитав или измерив желательное значение Ф, можно получить значительную экономию по затратам на электроэнергию. При одинаковом Ф светодиодная лампочка потребляет меньше энергии.

Сравнение ламп

Правильно пользуясь единицами измерения, такими как люмен, люкс, Лм/Вт, кандела, при определении параметров светового спектра, можно самостоятельно подбирать приборы для освещения. Применение современных led-технологий не только помогает сэкономить бюджетные средства, но и создаёт комфортные условия для проживания и работы.

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.

Где могут понадобиться данные знания

Многие люди любят отгадывать кроссворды и сканворды. Авторы, придумывающие сканворды, используют своеобразную терминологию и все более хотят запутать читателя. Необходимо постараться, чтобы разгадать точный ответ. Думаете, для чего может понадобиться знание единицы яркости? Сканворд вполне может содержать подобный вопрос.

Например, такой случай. Нужно разгадать из сканворда слово из слова: ОТЛИЧНИК. Чтобы проще было разгадать данное слово, есть подсказка — это единица яркости светящейся поверхности, само слово состоит из 3 букв. По данным подсказкам легко можно определить, что это за слово. Ответ на сканворд: НИТ.

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.

В чем опасность недостатка или избытка освещения

Известно, что сотрудники некоторых торговых центров часто жалуются на слезоточивость, усталость и красноту глаз. Причина – слишком яркое освещение. С одной стороны, оно помогает покупателям лучше рассмотреть товар. С другой – вредит здоровью зрительного аппарата работников, которые находятся под таким освещением целый рабочий день.

При проверке уровня освещенности инспекторы делают предписания только в том случае, если показатели не дотягивают до нижних границ нормы. Это объясняется тем, что при слишком слабом свете условия труда ухудшаются. Человек испытывает трудности при выполнении работы, глаза быстро устают, появляются близорукость или дальнозоркость.

Однако для зрительного аппарата вреден не только тусклый, но и чрезмерно яркий свет. Последствия длительного пребывания в помещении со слишком интенсивным освещением:

• Раздражение и покраснение слизистой оболочки (конъюнктивы).
• Ощущение сухости и «запорошенности» глаза.
• Появление раздражительности.
• Ощущение общего дискомфорта.
• Нервное перевозбуждение.

Из этого следует: следить надо не только за соблюдением норм освещенности, но и за отсутствием значительного превышения установленных значений.

Как измерить освещенность самостоятельно

Каждый из нас может обеспечить себе комфортные условия труда и отдыха. В частности, создав адекватное освещение. Для этого надо установить приборы, которые производят свет нормальной яркости.

Проверить, соответствует ли норме уровень освещенности вашей комнаты или рабочего места, поможет люксметр RADEX LUPIN. С помощью этого устройства вы всегда сможете определить яркость света в любом помещении. Измерение проводится просто. Положите люксметр на контрольную поверхность, направив фотодатчик вверх. Значение параметра отобразится на мониторе прибора в люксах (лк).

Люксметр RADEX LUPIN дает корректную информацию, в отличие от многих других моделей. Погрешность его измерений не превышает 10 %. Точность работы прибора обеспечивают корригирующие светофильтры, которые задерживают не воспринимаемые глазом человека ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Поскольку в спектре некоторых источников света присутствует то и другое, измерение освещенности без фильтров получается неточным. Люксметр RADEX LUPIN соответствует требованиям ГОСТа. Его спектральная чувствительность такая же, как у глаза человека, поэтому он дает полную достоверную информацию о световой среде.

Коротко о нормах освещенности

Нормальным считается освещение, при котором человек длительно сохраняет работоспособность и не замечает беспричинного ухудшения самочувствия, настроения. Для контроля норм освещенности Главный государственный врач РФ утвердил специальные санитарные правила и нормы. Документ устанавливает четкие требования к освещенности помещений различного назначения.

Нормы для некоторых из них (в люксах):

• Ванные, санузлы – 50.
• Спальные помещения – 100.
• Жилые комнаты и кухни – 150.
• Спортивные залы – 200.
• Игровые комнаты детских садов – 200.
• Офисные помещения – 300.
• Учебные классы – 300.
• Помещения библиотек – 400
• Кабинеты врачей и процедурные – 500.
• Торговые залы – 500.

Самые высокие требования установлены к помещениям, в которых производятся работы наивысшей точности. Например, для ювелирных, граверных и часовых мастерских уровень освещенности должен составлять 3000 лк. Относительно тусклым может быть освещение кладовых, подвалов, чердаков, проходных коридоров и других помещений с недолгим пребыванием людей (20-30 лк).

С помощью люксметра RADEX LUPIN вы организуете оптимальную световую среду для работы и отдыха. А значит, полностью исключите риск для здоровья, создаваемый недостаточным или избыточным освещением.

Параметры, определяющие показатель светового потока и его расчет

На параметры освещенности влияет не только уровень яркости источников освещения. Следует принимать в расчет:

1. Длину волны излучаемого света. Освещение с цветовой температурой 4200 К, которая соответствует естественному белому цвету, лучше воспринимается зрением, чем более приближенное к красному или синему участку спектра.
2. Направление распространения света. Узконаправленные осветительные приборы позволяют сконцентрировать излучение света в нужном месте, не устанавливая более яркие светильники.

Световой поток в люменах производителями указывается редко, поскольку большинство покупателей ориентируются на мощность светильников и их цветовую температуру.

Watch this video on YouTube

Сколько люмен в 1 Вт светодиодной лампочки

Производители осветительной аппаратуры не всегда наносят на упаковку товара полный перечень характеристик. Это может быть по нескольким причинам:

• привычка покупателей оценивать яркость лампочек по потребляемой мощности;
• недобросовестные производители не утруждают себя проведением необходимых измерений.

Проблема заключается в том, что уровень излучения светодиодов и конструкций, выполненных на их основе, неравнозначный:

• часть потока задерживается защитной колбой;
• в светодиодной лампе несколько светодиодов;
• часть мощности рассеивается на драйвере светодиода;
• яркость зависит от величины тока через светодиод.

Точное определение возможно только при помощи измерительных приборов (люксометров), но для некоторых типов светодиодов удастся привести примерные данные:

• светодиоды в матовой колбе — 80-90 Лм/Вт;
• светодиоды в прозрачной колбе — 100-110 Лм/Вт;
• единичные светодиоды — до 150 Лм/Вт;
• экспериментальные модели — 220 Лм/Вт.

Перечисленные данные можно использовать для определения потребляемого тока при использовании светодиодных устройств, для которых определена величина яркости. Если установлен светодиодный прожектор с прозрачным защитным стеклом и его параметр яркости заявлен как 3000 люмен, то потребляемая мощность составит 30 Вт. Зная мощность и напряжение питания, легко определить потребляемый ток.

Перевод люменов в ватты

Для сравнения эффективности работы источников света различных типов и конструкций удобно иметь перед собой таблицу, где собраны данные о мощности осветительных приборов с одинаковыми значениями яркости.

Похожие записи:

Как выставить зажигание с помощью стробоскопа? Сигнализация действия защиты и автоматики Подключение потолочного светильника со светодиодами Маркировка smd компонентов: кодовые обозначения Как сделать веб-приложение для вашего собственного bluetooth low energy девайса? Как подключить усилитель в машине