Co to jest strumień świetlny. Fotometria Strumień świetlny. Light Power - hipermarket wiedzy

Każda osoba okresowo nabywa jakiekolwiek urządzenia oświetleniowe. Wszystkie lampy mają napisy oznaczające charakterystyka techniczna  produkty, w tym strumień świetlny. Ta ilość fizyczna jest wykorzystywana w oświetleniu, aby określić moc przenoszoną przez promieniowanie w określonym kierunku. Przy użyciu strumienia świetlnego oblicza się oświetlenie pomieszczenia, standardy państwowe. Realizacja tych obliczeń ma na celu zachowanie wizji, zapobieganie negatywnym skutkom niewystarczającego światła. Szczegółowe wskaźniki dla danego obiektu określają przepisy budowlane i normy sanitarne.

Głównym wskaźnikiem jest natężenie światła

Natężenie światła odnosi się do jednej z głównych charakterystyk dowolnego grzejnika w zalecanym zakresie optycznym. Określa dokładnie, ile mocy jest przenoszone w jednym lub drugim kierunku, ograniczone konwencjonalnym kątem bryłowym. Dlatego na obrazie graficznym konfiguracja natężenia światła nie będzie miała linii prostej.

Wierzchołek kąta bryłowego znajduje się w środku kuli. Jednostką miary dla tego kąta są stadianie. Aby to obliczyć, należy skorelować obszar wyimaginowanej kuli z kwadratem promienia. Dlatego steradian jest wielkością bezwymiarową, podobnie jak sam kąt bryłowy. Zgodnie z definicją na obszarze kuli umieszcza się 12,56 steradyków lub 4 pi.

Kąt bryły jest trójwymiarowy i wygląda jak stożek, którego wierzchołek znajduje się w centrum wyimaginowanej kuli. Jednak jego podstawa nie może być uważana za płaszczyznę, dlatego porównanie kąta bryłowego i stożka nie będzie całkowicie poprawne. Jako podstawę uznaje się tę część kuli, która jest odcięta przez powierzchnię boczną. Należy jednak zauważyć, że siła światła do wykonywania praktycznych obliczeń jest niezwykle rzadko używana. Zamiast tego zaczęli używać takiego integralnego parametru, jak strumień świetlny, którego wartość jest stosowana do wszystkich etykiet urządzeń oświetleniowych.

Właściwości fizyczne strumienia świetlnego

Fizyczna wielkość strumienia świetlnego wskazuje moc, jaka spada na powierzchnię, niezależnie od kąta bryłowego. Jest to strumień świetlny, który ma znaczenie, gdy luminescencja jest różna w porównaniu z innym zużyciem energii. Na przykład dioda LED zużywająca 9 watów świeci jaśniej niż zwykła żarówka o mocy 60 watów.

Jednostką miary strumienia świetlnego jest światło, równe energii emitowanej przez izotropowe źródło światła zamknięte w stałym kącie jednego steradianu. Rozważając różne rodzaje źródeł światła, należy zauważyć, że lampy LED nie można uznać za emitera izotropowego. Fakt ten pośrednio wskazuje na znakowanie produktu, przy którym kąt rozproszenia wynosi 240 0. Ten kąt odpowiada stożkowi warunkowemu ograniczającemu część sfery.

Strumień świetlny może być rozproszony w zależności od płaszczyzny, na której znajduje się urządzenie. Ma pewien efekt, kierując strumień świetlny w niezmienionej postaci w suficie. W innych kierunkach pozostała część kąta rozproszenia jest emitowana równomiernie, biorąc pod uwagę wpływ szkła. Przy użyciu strumienia świetlnego oceniane są właściwości odblaskowe różnych powierzchni. Na przykład jego wielkość, odbijana od przedmiotów pomalowanych na biało, jest znacznie wyższa niż z ciemnych powierzchni.

Strumień świetlny i oświetlenie

Pojęcie strumienia świetlnego w jego czystej postaci odpowiada całkowitej mocy emitowanej przez źródło w zakresie optycznym. Jednak w praktyce rozkład mocy na powierzchniach pomieszczenia jest nierównomierny. W związku z tym wprowadzono pojęcie iluminacji, stosowanej przez różne normy, normy i wymagania.

Lux służy do pomiaru tej wartości, która jest proporcją strumienia świetlnego do obszaru, na którym jest dystrybuowany. Teoretyczna interpretacja światła zwykle nie powoduje problemów, w przeciwieństwie do użycia tej koncepcji w praktyce. Główne trudności wiążą się z niedogodnością dzielenia się przy obliczaniu strumienia świetlnego i kąta rozproszenia.

Samo obliczenia oświetlenia w celu uzyskania najdokładniejszych wyników należy przeprowadzić zgodnie z określonymi zasadami. Na przykład iluminacja pokoi będzie inna w określonych porach dnia. Dlatego też strumień świetlny i oświetlenie należy podzielić na części zgodnie z ich czasem. Ponadto należy uwzględnić projekt zainstalowanego urządzenia oświetleniowego. Na przykład, matowy sufit przyczynia się do utraty oświetlenia, a reflektor z kieszonkowym światłem, wręcz przeciwnie, kieruje wzmocniony strumień światła we właściwym kierunku. Dlatego ilość strumienia świetlnego zależy w dużej mierze od urządzeń oświetleniowych zainstalowanych w pomieszczeniu.

Jaki jest termin - strumień światła lub strumień światła  we wspólnej terminologii? Moc promieniowania świetlnego, tj. Promieniowanie widzialne, oceniane na podstawie wrażenia świetlnego, jakie wytwarza na ludzkie oko. Tak właśnie nowoczesna elektryka oznacza pojęcie strumienia świetlnego. Jednostka jest mierzona przez strumień świetlny - światło.

Żarówka (100 W) emituje strumień świetlny o wartości 1350 lm i lampę fluorescencyjną LB40 - 3200.

Jeden lumen  równy strumieniowi światła emitowanemu przez punktowe źródło izotropowe, o natężeniu światła równym jednej kandeli, pod kątem stałym, o wielkości jednego steradianu (1 lm = 1 cd · sr).

Całkowity strumień świetlny wytworzony przez źródło izotropowe, przy natężeniu światła jednego kandela, jest równy 4π  lumenów.

Istnieje inna definicja: jednostka strumienia świetlnego lumen  (lm), równy strumieniu emitowanemu przez absolutnie czarną bryłę z obszaru 0,5305 mm 2 w temperaturze utwardzania platyną (1773 ° С) lub 1 świecy · 1 steradian.

Natężenie światła  - gęstość przestrzenna strumienia świetlnego, równa współczynnikowi strumienia świetlnego do wielkości kąta bryłowego, w którym promieniowanie jest równomiernie rozłożone. Jednostką natężenia światła jest kandela.

Oświetlenie  - gęstość powierzchni strumienia świetlnego padającego na powierzchnię, równą stosunkowi strumienia świetlnego do wielkości oświetlanej powierzchni, na której jest równomiernie rozłożony.

Jednostką światła jest apartament (lx)jest równy iluminacji generowanej przez strumień świetlny wynoszący 1 lm, równomiernie rozłożony na powierzchni 1 m2, tj. równy 1 lm / 1 m2.

Jasność  - gęstość powierzchniową natężenia światła w danym kierunku, równą stosunkowi natężenia światła do rzutowanego obszaru powierzchni świetlnej na płaszczyźnie prostopadłej do tego samego kierunku.

Jednostką jasności jest kandela na metr kwadratowy (cd / m 2).

Jasność (jasność) - gęstość powierzchniowa strumienia świetlnego emitowanego przez powierzchnię jest równa stosunkowi strumienia świetlnego do powierzchni powierzchni świetlnej.

Jednostka jasności wynosi 1 lm / m 2.

Jednostki wartości światła w międzynarodowym układzie jednostek SI (SI)

Przykłady:

KATALOG ELEKTROTECHNICZNY "lód oryginalny
  Pod ogólnym wyd. profesorowie MEI VG Gierasimow i inni.
  M .: Wydawnictwo MEI, 1998

Wybierając lampy oświetleniowe, z reguły zwracamy uwagę na ich właściwości, takie jak moc. Jednak inne parametry, w szczególności strumień świetlny, są ignorowane. Często wynika to z elementarnej ignorancji. W końcu rodzaj światła, jakie daje nam lampa elektryczna o mocy 60 lub 100 W, jest dobrze znany każdemu z nas, ale jak dobre są lampy światło dzienne  lub LED, większość z nas ma raczej niejasny pomysł. Ponownie, im więcej mocy ma źródło światła, tym większe będzie zużycie energii. A dzisiejsze stawki za narzędzia  tak, że chcąc nie chcąc, musisz ocalić. Czas pamiętać zapomnianą szkolną wiedzę z fizyki i dowiedzieć się, co tak naprawdę zależy od jasności lamp.

Strumień świetlny jest kluczowym parametrem źródła światła

W dziedzinie oświetlenia głównym odbiornikiem promieniowania jest ludzkie oko. I właśnie taki parametr, jak strumień świetlny, został właśnie wprowadzony w celu oceny skuteczności ekspozycji na promienie widzialne. Innymi słowy, jest to moc promieniowej energii. Strumień świetlny jest zwykle mierzony w lumenach, a skrócony zapis tej jednostki jest skrótem - lm. Im wyżej, tym jaśniejszy obiekt, który promieniuje, wydaje nam się. Jeżeli strumień świetlny jest emitowany przez izotropowe źródło punktowe o natężeniu światła jednej kandeli, pod stałym kątem 1 stanu, to jego moc wynosi jeden lumen.

Jest inny, bardziej zrozumiały zwykły człowiek  definicja Według niego, jeden kanał świetlny ma strumień świetlny, który jest emitowany przez absolutnie czarny korpus w temperaturze krzepnięcia czystej platyny (1773 ° C) o powierzchni 0,5305 mm2. "Poczekaj", niektórzy powiedzą ", ale co z indywidualnymi cechami ludzi: niektórzy ludzie lepiej widzą swoje oczy, a inni gorzej ... Jak możemy określić, na przykład, ile lumenów to strumień świetlny żarzącej się lampy?" Kwestię tę rozwiązano wprowadzając współczynniki dla każdego zakresu fal widzialnych i stosując krzywą średniej czułości spektralnej oka, dane, które są zawarte w odpowiedniej tabeli odniesienia.

Przykłady porównania

Ciekawe, że nie ma wyraźnej, trwałej zależności między tym, jaka energia elektryczna jest pochłaniana przez lampę, a jakim emitowanym światłem. Ta charakterystyka nazywana jest "wyjściem światła" i mierzona jest w lm / W. Jeśli weźmiemy na przykład tradycyjną 100-watową żarówkę, jej strumień świetlny wynosi 810 Lm. 15 watów świeci z taką samą jaskrawością urządzenie fluorescencyjne. Ich wydajność świetlna odpowiednio wyniesie 8,10 lm / W i 54 lm / W. Typowa żarówka o mocy 40 W wytwarza około 350 Lm (strumień świetlny 8,75 lm / W). Największym zainteresowaniem pod względem wydajności jest strumień świetlny lamp LED. Tak więc te same 810 lm z nimi można uzyskać, wydając tylko 10 watów energii. Oznacza to, że ich wydajność jest dziesięciokrotnie wyższa niż tradycyjnych żarówek i półtora razy więcej energooszczędnych świetlówek. Mamy nadzieję, że przy wyborze domowych źródeł światła te informacje będą dla Państwa korzystne, a energia elektryczna do oświetlenia w domu będzie wydawana znacznie wydajniej.

Dni, kiedy w mieszkaniach i innych pomieszczeniach całe oświetlenie składa się z żarówek, stopniowo znikają. Najpierw przybyli, aby je zastąpić lampy energooszczędne, i po, i więcej lamp high-tech z diodami LED. A jeśli wcześniej głównym kryterium jasności lampy była jego moc, która jest mierzona w watach, to, co jest teraz mierzone, jeśli ten wskaźnik jest popyt, gdy montujemy oświetlenie na kryształach tylko dla prawidłowego doboru urządzenia stabilizującego napięcie - sterownika.

Strumień świetlny Żarówki LEDktóre są bardziej zaawansowane technologicznie, o wiele mocniejsze od żarówek, zużywają więcej energii, z których większość jest zużywana na generowanie ciepła. A dla prostego człowieka na ulicy, powstaje pytanie, jak wybrać LED według jasności, na jakie parametry zwrócić uwagę? Strumień świetlny mierzony jest w lumenach na 1 W. Ta jednostka miary w pełni odzwierciedla jej siłę, w przeciwieństwie do mocy.

Definicja

Każde źródło światła ma swój własny wskaźnik określający pojęcie strumienia świetlnego w lumenach, a dane te powinny być rejestrowane na skrzynce z urządzeniem oświetleniowym. Wybierając lampę, trzeba nie tylko zwracać uwagę na moc odbiorcy, ale także brać pod uwagę strumień świetlny - te dwa parametry są ważne z punktu widzenia zużycia energii. Transformacja moc elektryczna  w świetle tworzy stratę, zapobiegając wyższym poziomom jasności.

Na przykład, porównując żarówki żarowe z energooszczędnymi, zobaczymy, że przy tych samych poziomach mocy, strumień świetlny zwykłych elementów będzie równy 12 lumenów / wat, a dla CLL - już 60 lumenów / wat. Cóż, najwyższy wskaźnik dla tego parametru w lampach LED wynosi 70-90 lm.

Aby dokładniej określić, ile światła zawiera strumień świetlny różnych typów urządzeń oświetleniowych, możesz użyć listy, gdzie H jest żarówką, E oznacza oszczędność energii, a C jest diodą LED:

1. H 20 W = E 5-7 W = C 2-3 W = 250 Lm / W;
2. H 40W = E 10-13W = C 4-5W = 400 Lm / W;
3. H 60 W = E 15-16 W = C 8-10 W = 700 Lm / W;
4. H 75 W = E 18-20 W = C 10-12 W = 900 Lm / W;
5. H 100W = E 25-30W = C12-15W = 1200 Lm / W;
6. H 150W = E 40-50W = C18-20W = 1800 Lm / W;
7. H 200 W = E 60-80 W = C 25-30 W = 2500 Lm / W.

Ale przy obliczaniu należy pamiętać, że przy długotrwałej pracy urządzenia świetlnego jego wskaźnik strumienia świetlnego spada. Istnieją inne powody pogorszenia tego parametru. Jednym z nich jest odbłyśnik lampy. Straty wynikające z tego współczynnika mogą wynosić 20-80% strumienia świetlnego.

Strumień świetlny diod

Przykład tego, jak wygląda luksomierz.

Jest również słabszy, ponieważ pozornie jasna żarówka nie ma koncentracji światła w jednym miejscu, po prostu rozprasza ją z boków. Ale na oświetlenie LED  Diody same świecą bardziej "w kupę", ponadto lampy diodowe mają wbudowany odbłyśnik i nie zależą od lampy, w której są zainstalowane. Rzeczywiście, w każdym pomieszczeniu, bez względu na jego cel, nie ma sensu oświetlenie sufitu.

Główne światło powinno zejść z sufitu. Takie rozwiązanie polegałoby na zastąpieniu lampy fluorescencyjne  na lampach LED T5 lub T8. Podczas pracy, na przykład, lamp typu Armstrong, połowa lampy świeci w górę. Oczywiście jest tam reflektor, ale znajduje się on blisko, a odbicie jest zasłonięte przez samą lampę. W rezultacie straty światła wynoszą 20-40%.

Jeśli wymienisz lampę na lampie LED - ten problem został rozwiązany, ponieważ świecą dokładnie w dół, na górze nie ma żadnych elementów emitujących światło. Jak zmierzyć strumień światła? Można to zrobić za pomocą specjalnego urządzenia pomiarowego - luksomierza.

Obliczenia przepływu światła

Strumień świetlny, chociaż w przybliżeniu, można obliczyć, wykorzystując średnią wartość powrotu światła:

• lEDs - wymagane jest zwielokrotnienie mocy o 80-90 lumenów;
• Żarówka LED - mnożenie przez 100 lumenów;
• Świetlówki kompaktowe - 60 lumenów, chociaż jeśli lampy są drogie i wysokiej jakości, ich współczynnik może być wyższy;
• DNAT (lampa łukowa sodowa) - 66 lumenów przy 70 W; 74 lumenów przy 100, 150, 250 W; i 88 lumenów przy 400 watów;
• DRL (fluorescencyjny rtęciowy) - 58 lumenów, o żywotności 12-18 tys. Godzin.

Oczywiście, chińska wersja lampy może mieć niższe stawki.

Pokój z "ciepłym" i "zimnym" strumieniem świetlnym

Temperatura barwowa strumienia świetlnego

Wielu jest przyzwyczajonych do żółtawych, ale to nie dlatego im się podoba. Tylko ten kolor jest bliższy słońcu podczas wrażeń, wydaje się, że pokój jest naprawdę cieplejszy. Ale według licznych badań w tej dziedzinie, po przejściu na biały, "zimny" ton, człowiek odczuwa dyskomfort tylko w pierwszych kilku dniach, a po przyzwyczajeniu się do niego, nie chce już przełączać się na ciepłe światło. Chodzi o to, że zimne odcienie mają silniejszy strumień świetlny, takie oświetlenie jest jaśniejsze.

Jednolite oświetlenie

W elektrotechnice jest coś takiego jak współczynnik dystrybucji strumienia świetlnego. Ten parametr służy do obliczania położenia i rodzaju urządzeń oświetleniowych w celu równomiernego rozprowadzenia oświetlenia w pomieszczeniu. Opierają się na możliwości odbijania światła różnych materiałów wykończeniowych. Zasadniczo, strumień światła odbija się od ścian, sufitu i podłogi, ale także nie można zapomnieć o meblach.

W celu prawidłowego obliczenia tego współczynnika używana jest specjalna tabela z procentem wskazującym na możliwość odzwierciedlenia strumienia światła przez materiały. Należy pamiętać, że ciemniejsza powierzchnia ma mniejszą zdolność do odbijania, a zatem wydajność tego współczynnika będzie niższa.

W każdym razie, jeśli zapytasz o cel oświetlania pomieszczeń w pełnej zgodności z zasadami takiej pracy i ich preferencjami, musisz poświęcić dużo czasu i wysiłku. Proces ten jest bardzo pracochłonny, ale gdy wszystkie niezbędne obliczenia zostaną zakończone, a praca zostanie wykonana w pełnej zgodności z nimi, będzie można zobaczyć, jak zmienił się pokój, apartament lub jakikolwiek inny pokój.

Ponadto, przy odpowiednim oświetleniu, kierunkowości i świetlistym natężeniu oka, nie będą naraŜone na niszczenie nieodpowiednio dobranych lamp. W ostatecznym rozrachunku zdrowie jest ważniejsze niż czas i wysiłek, jaki zostanie poświęcony.