Характеристика света – Основные характеристики света

Содержание

7. Источники света и их характеристики с точки зрения способности активации светящейся краски.

Основные характеристики света

  • Свет и излучение. Под светом понимают электромагнитное излучение, вызывающее в глазу человека зрительное ощущение. При этом речь идет об излучении в диапазоне от 360 до 830 нм, занимающем мизерную часть всего известного нам спектра электромагнитного излучения.
  • Световой поток Ф. Единица измерения: люмен [лм]. Световым потоком Ф называется вся мощность излучения источника света, оцениваемая по световому ощущению глаза человека.
  • Сила света I. Единица измерения: кандела [кд]. Источник света излучает световой поток Ф в разных направлениях с различной интенсивностью. Интенсивность излучаемого в определенном направлении света называется силой света I.
  • Освещенность Е. Единица измерения: люкс [лк]. Освещенность Е отражает соотношение падающего светового потока к освещаемой площади. Освещенность равна 1 лк, если световой поток 1 лм равномерно распределяется по площади 1м2
  • Яркость L. Единица измерения: кандела на квадратный метр [кд/м
    2
    ]. Яркость света L источника света или освещаемой площади является главным фактором для уровня светового ощущения глаза человека.
  • Световая отдача. Единица измерения: люмен на Ватт. Световая отдача показывает с какой экономичностью потребляемая электрическая мощность преобразуется в свет.

Характеристики источников света / Формулы

 

   Сила света,

     I [кд]   

 

Световой поток в телесном углу / Телесный угол [ср]

 

технические характеристики светильников

 

    Световой            поток, 

     Ф [лм]

.

Сила света [кд] x Телесный угол [ср]

 

 Освещенность,

     E [лк]

.

Сила света [кд] / [Расстояние в метрах [м]]2

 

технические характеристики светильников

    Яркость,

     L [кд/м2]

Cила света [кд] / Видимая светящаяся поверхность [м]2

   Световая            отдача,        

     [лм/Вт]

Генерируемый световой поток [лм] / Потребляемая электрическая мощность [Вт]

Технические характеристики светильников

Цветовая температура. Единица измерения: Кельвин [K]. Цветовая температура источника света определяется путем сравнивания с так называемым "черным телом" и отображается "линией черного тела". Если температура "черного тела" повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700 K, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света - 6000 K.

Цветность света. Цветность света очень хорошо описывается цветовой температурой. Существуют следующие три главные цветности света: тепло-белая < 3300 K, нейтрально-белая 3300 - 5000 K, белая дневного света > 5000 K. Лампы с одинаковой цветностью света могут иметь весьма различные характеристики цветопередачи, что объясняется спектральным составом излучаемого им света.

Цветопередача. В зависимости от места установки ламп и выполняемой ими задачи искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются с помощью различных степеней "общего коэффициента цветопередачи" Ra.

Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным источником света. Для определения значения фиксируется Ra сдвиг цвета с помощью восьми указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого источника света на эти эталонные цвета. Чем меньше отклонение цвета излучаемого тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики цветопередачи этой лампы. Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

КПД светильника. КПД светильника является важным критерием оценки энергоэкономичности светильника. КПД светильника отражает отношение светового потока светильника к световому потоку установленной в нем лампы.

Источники света как источник зарядки светящейся краски.

Чтобы люминофор светился, его надо возбуждать, т.е. подводить энергию. Делать это можно

разными способами. Самый распространенный способ возбуждения – светом (видимым

- солнечным, искусственным комнатным  или невидимым - ультрафиолетовым, инфракрасным).

Опытами Ньютона было установлено, что солнечный свет имеет сложный характер. Подобным же

образом, т. е. анализируя состав света при помощи призмы, можно убедиться, что свет большинства

других источников (лампа накаливания, газоразрядная лампа, дуговой фонарь и т. д.) имеет такой же

характер. Сравнивая спектры этих светящихся тел, обнаружим, что соответственные участки

спектров обладают различной яркостью, т. е. в различных спектрах энергия распределена по

разному. 

Для обычных источников эти различия в спектре не очень значительны, однако их можно без труда

обнаружить. Наш глаз даже без помощи спектрального аппарата обнаруживает различия в качестве

белого света, даваемого этими источниками. Так, свет свечи кажется желтоватым или даже

красноватым по сравнению с лампой накаливания, а эта последняя заметно желтее, чем солнечный

свет. 

Еще значительнее различия, если источником света вместо раскаленного тела служит трубка, наполненная газом, светящимся под действием электрического разряда. Такие трубки употребляются в настоящее время для светящихся надписей или освещения улиц. Некоторые из

этих газоразрядных ламп дают ярко желтый (натриевые лампы) или красный (неоновые лампы)

свет, другие  светятся беловатым светом (ртутные), ясно отличным по оттенку от солнечного.

Спектральные исследования  света подобных источников показывают, что в их спектре имеются

только отдельные более или менее узкие цветные участки.

В искусственных источниках света предназначенных для помещений используется в основном электроэнергия, но так же иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света.

Источники света, наиболее часто применяемые для искусственного освещения, делят на три основные группы: 1) газоразрядные лампы, 2) лампы накаливания и 3) светодиоды.

Стандартные лампы накаливания.

Принцип действия - вольфрамовая спираль, помещенная в колбу, из которой откачан воздух,

разогревается под действием электрического тока. За более чем 120-летнюю историю ламп

накаливания их было создано огромное множество - от миниатюрных ламп для карманного фонарика

до полукиловаттных прожекторных. Типичная для ЛН световая отдача 10-15 Лм/Вт выглядит очень

неубедительно на фоне рекордных достижений ламп других типов. ЛН в большей степени

нагреватели, чем осветители: львиная доля питающей нить накала электроэнергии превращается не

в свет, а в тепло. В связи с этим сплошной спектр лампы накаливания имеет максимум в

инфракрасной области и плавно спадает с уменьшением длины волны. Такой спектр определяет

теплый тон излучения (Тцв=2400-2700 К) при отличной цветопередаче (Ra=100).

Срок службы ЛН, как правило, не превышает 1000 часов, что, по временным меркам, очень немного.

Итак - по причине крайне низкой световой отдачи, для быстрой (в течение 10-15 минут) активации

фотолюминесцентных композиций подходит в самую последнюю очередь. Для наблюдения более-

менее приличной фотолюминесценции потребуется не менее 40 минут активации от двухрожковой

люстры с лампами накаливания в 100 Ватт каждая.

Галогеновые лампы накаливания.

Главным недостатком стандартной лампы накаливания является ее малая светоотдача и её короткий

срок службы. При наполнении ее галогенными соединениями (к группе галогенов относятся

неметаллические химические элементы фтор, хлор, бром, йод и астатин) можно избежать

образования сажи на внутренней стороне стеклянной колбы, так что лампа в течение всего срока

службы будет излучать постоянную световую энергию (люмен). Полезный эффект достигается за

счет того, что пары галогенов способны соединяться с испаряющимися частицами вольфрама, а

затем под действием высокой температуры распадаться, возвращая вольфрам на спираль.

Вылетающие с раскаленной спирали атомы вольфрама, таким образом, не долетают до стенок колбы

лампы (за счет чего и снижается почернение), а возвращаются обратно химическим путем. Это

явление получило название галогенного цикла.

За счет этого светоотдача и срок службы лампы значительно улучшаются. В то время, как

стандартная лампа накаливания достигает светоотдачи 10 лм/ватт, галогенная лампа накаливания

играючи достигает 25 лм/ватт. Кроме того, галогенные лампы накаливания имеют более компактную

конструкцию и пригодны для изящных и специальных светильников.

В специализированных магазинах сегодня имеются в продаже галогенные лампы накаливания для

работы с напряжением сети 220 вольт и лампы для низковольтного режима работы: на 6,12, 24

вольта. Для низковольтных галогенных ламп дополнительно требуется трансформатор.

Для декоративного акцентного освещения все больше используются галогенные отражающие лампы

мощностью 10-50 ватт, а также рефлекторные лампы с отражателями тлеющего свечения 20-75

ватт. При этих лампах 2/3 образующегося тепла отводится назад через отражатель, пропускающий

инфракрасные лучи, так что освещаемые этими лампами объекты не очень сильно нагреваются.

Стандартным сроком службы сетевых и многих низковольтных галогенных ламп принято считать

период в 2000 часов. Как и у обычных ламп накаливания, механические воздействия на лампы в

процессе эксплуатации (в особенности, для линейных ламп с большой длиной спирали), а также

частые включения сокращают их срок службы.

Цветовая температура галогенных ламп, как и реальная температура их нити накала, выше, чем у

традиционных ламп накаливания и составляет 3000-3200 К. Этот параметр можно изменить при

помощи встроенных или внешних светофильтров, а также подбором толщины интерференционного

отражающего слоя в зеркальных лампах. Индекс цветопередачи Ra галогенных ламп, как и у всех

тепловых источников света, максимален и равен 100, причем за счет более высокой температуры

накала (по сравнению с обычными лампами накаливания) свет галогенных ламп лучше

воспроизводит сине-зеленые цвета.

На сегодняшний день галогенные лампы остаются единственным сравнительно экономичным и при

этом недорогим видом источника света с "теплым" спектром. Этим объясняется их богатый

ассортимент, имеющий тенденцию к расширению. В первую очередь лампы данного вида находят

применение в бытовом и функционально-декоративном освещении.

Итак - лампы в целом сопоставимы по своим способностям к активации фотолюминофоров со

светодиодными лампами. Тем более, что светоотдача такая же.

Люминесцентные лампы.

Из всех типов ламп люминесцентные лампы имеют самую высокую светоотдачу. Так называемые

трёхленточные люминесцентные лампы при очень хорошей светопередаче достигают до 96 люменов/

ватт, т.е. почти в 10 раз больше, чем лампа накаливания. Поэтому люминесцентные лампы являются

хорошими источниками сбережения энергии, а значит и экономичными. Основная область

применения: промышленные зоны (мастерские, офисы, заводские цеха и т.д.)

В люминесцентных лампах свет производится с помощью ртути и нанесенного на внутренней

стороне колбы лампы люминесцентного слоя.

В качестве люминофоров служат инертные газы, например, неон, аргон или гелий. Возбуждаемые

электронами атомы ртути производят внутри колбы лампы невидимое для человека

ультрафиолетовое излучение, которое люминофоры преобразует в видимый свет, при этом

различные люминофоры имеют различные цвета света и свойства цветопередачи.

Светоотдача различных люминофоров также отличается друг от друга. Точно также как и компактные

люминесцентные лампы или энергосберегающие лампы, так и стандартные люминесцентные лампы

функционируют только с пускорегулирующим аппаратом. И в этом случае Вы должны приобретать

лампы только с электронным пускорегулирующим аппаратом.

Люминесцентные лампы рассчитаны на так называемую оптимальную окружающую температуру,

которая обычно совпадает с комнатной (18-25°С). При меньших или больших температурах

светоотдача лампы падает. Если окружающая температура ниже +5°С, зажигание лампы вообще не

гарантируется. С этой особенностью связаны ограничения, накладываемые на применение этих ламп

в наружном освещении.

Срок службы люминесцентных ламп определяется многими факторами и в основном зависит от

качества их изготовления. Физическое перегорание лампы происходит в момент разрушения

активного слоя либо обрыва одного из ее электродов. Наиболее интенсивное распыление электродов

наблюдается при зажигании лампы, поэтому полный срок службы сокращается при частых

включениях. Полезным сроком службы принято считать период, в течение которого лампа дает не

менее 70% от начального светового потока. Этот период может истекать задолго до перегорания

лампы как такового. Средний полезный срок службы современных люминесцентных ламп в

зависимости от модели составляет 8000-15000 ч.

Люминесцентные лампы охватывают практически весь диапазон цветовых температур от 2700 до

10000 К. Существуют также цветные лампы. Индекс цветопередачи Ra меняется от 60 для ламп со

стандартными люминофорами до 92...95 у ламп с очень хорошей цветопередачей. Улучшение

цветопередачи сопровождается некоторым снижением световой отдачи.

Эксплуатационными особенностями люминесцентных ламп являются мерцание светового потока с

частотой питающей сети и его спад в течение срока службы. Мерцание лампы незаметно глазу,

однако сказывается на утомляемости зрительной доли мозга. Подобное освещение непригодно для

напряженной зрительной работы (чтения, письма и т.п.) и может вызывать стробоскопический

эффект на вращающихся предметах. Электронные балласты полностью исключают эту проблему, так

что на сегодняшний день их можно рекомендовать для большинства применений.

Люминесцентный свет в настоящее время абсолютно доминирует на рынке внутреннего освещения

общественных зданий. Несмотря на стремительно развивающегося конкурента - светодиодные

системы - традиционные люминесцентные лампы будут удерживать свои позиции еще много лет. В

последнее время наблюдается также тенденция активного проникновения люминесцентного света в

бытовые и дизайнерские применения. Ранее этот процесс сдерживался в основном

несовершенством конструкции и не вполне удачной цветовой гаммой старого модельного ряда ламп.

Итак - наиболее оптимальный вариант  для активации фотолюминесцентов. Для помещения в 30

кв.м. достаточно лампы мощностью 40 Ватт, чтобы наш фотолюминесцентный рисунок был

активирован в течение 10-15-ти минут (использование лампы 60 Ватт позволит фотолюминесценту

заряжаться в течение 5-ти минут)

Разрядные лампы высокого давления.

Принцип действия разрядных ламп высокого давления - свечение наполнителя в разрядной трубке

под действием дуговых электрических разрядов. Дуговые разрядные лампы намного старше ламп

накаливания, в прошлом году электрической дуге исполнилось 200 лет. Два основных разряда

высокого давления, применяемых в лампах - ртутный и натриевый. Оба дают достаточно

узкополосное излучение: ртутный - в голубой области спектра, натрий - в желтой, поэтому

цветопередача ртутных (Ra=40-60) и особенно натриевых ламп (Ra=20-40) оставляет желать

лучшего. Добавление внутрь разрядной трубки ртутной лампы галогенидов различных металлов

позволило создать новый класс источников света - металлогалогенные лампы (МГЛ), отличающиеся

очень широким спектром излучения и прекрасными параметрами: высокая световая отдача (до 100

Лм/Вт), хорошая и отличная цветопередача Ra=80-98, диапазон Тцв от 3000 К до 6000 К, средний

срок службы около 15 000 часов.

Один из немногих недостатков МГЛ - невысокая стабильность параметров в течение срока службы -

успешно преодолевается с изобретением ламп с керамической горелкой. МГЛ успешно и

разнообразно применяются в архитектурном, ландшафтном, техническом и спортивном освещении.

Еще более широко применяются натриевые лампы. На сегодняшний день это один самых

экономичных источников света (до 150 Лм/Вт).

Огромное количество натриевых ламп используется для освещения автомобильных дорог. В Москве

натриевые лампы часто из экономии используются для освещения пешеходных пространств, что не

всегда уместно из-за проблем с цветопередачей.

Итак - высокая световая отдача (до 100 Лм/Вт), хорошая и отличная цветопередача Ra=80-98,

диапазон цветовых температур от 3000 К до 6000 К (оптимальна 4200 К) делают эти лампы весьма

подходящими для быстрой зарядки фотолюминесцентов в архитектурном, ландшафтном,

техническом и спортивном освещении..

Светодиодные лампы и ленты.

Полупроводниковые светоизлучающие приборы - светодиоды - называют источниками света

будущего. Если говорить о современном состоянии «твердотельной светотехники», можно

констатировать, что она выходит из периода младенчества. Достигнутые характеристики

светодиодов (для белых светодиодов световая отдача от 15-ти до 25 Лм/Вт при мощности прибора

до 5 Вт, Ra=80-85, срок службы 100 000 часов) уже обеспечили лидерство в светосигнальной

аппаратуре, автомобильной и авиационной технике. Светодиодные источники света стоят на пороге

вторжения на рынок общего освещения, и это вторжение нам предстоит пережить в ближайшие годы.

По сравнению с другими электрическими источниками света (преобразователями электроэнергии в

электромагнитное излучение видимого диапазона), светодиоды имеют следующие отличия:

Высокий КПД. Современные светодиоды уступают по этому параметру только люминесцентной

лампе с холодным катодом.

Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие спирали и иных чувствительных

составляющих).

Длительный срок службы. Но и он не бесконечен - при длительной работе и/или плохом охлаждении

происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.

Специфический спектральный состав излучения. Спектр довольно узкий. Для нужд индикации и

передачи данных это - достоинство, но для освещения это недостаток. Более узкий спектр имеет

только лазер.

Малая инерционность. Малый угол излучения - также может быть как достоинством, так и

недостатком.  Низкая стоимость. Безопасность - не требуются высокие

напряжения. Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие

температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.

Итак - светоотдача у светодиодных ламп или лент составляет от 15-ти до 25 Лм/Вт, что только чуть-

чуть  лучше, чем светоотдача у ламп накаливания (10-15 Лм/Вт). Спектр излучения у светодиодов

белого цвета, как известно, крайне узок, что даже при хорошей совокупной мощности (15-20 Ватт)

будет увеличивать время выдержки, необходимое для активации фотолюминофоров..

По причине низкой световой отдачи, для быстрой (в течение 10-15 минут) активации

фотолюминесцентных композиций подходит условно.

Для наблюдения более- менее приличной фотолюминесценции в помещении 30 кв.м. нам

потребуется не менее 30-40 минут активации от двухрожковой люстры со светодиодными

лампами мощностью не менее 5 Вт каждая. Лучше использовать более мощные лампы.

В случае использования светодиодной ленты белого цвета, тождественным будет 30-40-минутное

использование не менее 2-х погонных метров ленты, каждый из которых имеет мощность 4,8 Ватт.

При использовании светодиодной ленты 5-ти или 10-ти метровой длины, наклееной "под потолком"

по контуру комнаты, результат станет пропорционально лучше. 

Энергосберегающие ламы.

Энергосберегающие лампы состоят из колбы, наполненной порами ртути и аргоном, и

пускорегулирующего устройства (стартера). На внутреннюю поверхность колбы нанесено

специальное вещество, называемое люминофор. Люминофор, это такое вещество, при воздействии

на которое ультрафиолетовым излучением, начинает излучать видимый свет. Когда мы включаем

энергосберегающую лампочку, под действием электромагнитного излучения, поры ртути,

содержащиеся в лампе, начинают создавать ультрафиолетовое излучение, а ультрафиолетовое

излучение, в свою очередь, проходя через люминофор, нанесенный на поверхность лампы,

преобразуется в видимый свет.

Люминофор может иметь различные оттенки, и как результат, может создавать разные цвета

светового потока. Конструкции существующих энергосберегающих ламп делают под существующие

стандартные размеры традиционных ламп накаливания. Диаметр цоколя у таких ламп составляет 14

или 27 мм. Благодаря чему вы можете использовать энергосберегающие лампы в любом

светильнике, бра или люстре, для которых вы раньше применяли лампу накаливания.

а) Преимущества энергосберегающих ламп

Коэффициент полезного действия у энергосберегающей лампы очень

высокий и световая отдача примерно в 5 раз больше чем у традиционной лампочки накаливания.

Например, энергосберегающая лампочка мощностью 20 Вт создает световой поток равный

световому потоку обычной лампы накаливания 100 Вт. Благодаря такому соотношению

энергосберегающие лампы позволяют экономить экономию на 80% при этом без потерь

освещенности комнаты привычного для вас. Причем, в процессе долгой эксплуатации от обычной

лампочки накаливания световой поток со временем уменьшается из-за выгорания вольфрамовой

нити накаливания, и она хуже освещает комнату, а у энергосберегающих ламп такого недостатка нет.

Долгий срок службы. По сравнению с  лампами накаливания, настоящие (фирменные)

энергосберегающие лампы служат в несколько раз дольше. Обычные лампочки накаливания выходят

из строя по причине перегорания вольфрамовой нити. Энергосберегающие лампы, имея другую

конструкцию и принципиально иной принцип работы, служат гораздо дольше ламп накаливания в

среднем 5-15 раз.

Это примерно от 5 до 12 тысяч часов работы лампы (обычно ресурс работы лампы определяется

производителем и указывается на упаковке). 

Низкая теплоотдача. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия у энергосберегающих

ламп, вся затраченная электроэнергия преобразуется в световой поток, при

этом энергосберегающие лампы выделяют очень мало тепла. 

Большая светоотдача. В обычной лампе накаливания свет идет только от вольфрамовой спирали.

Энергосберегающая лампа светится по всей своей площади. Благодаря чему свет от

энергосберегающей лампы получается мягкий и равномерный, более приятен для глаз и лучше

распространяется по помещению.

Выбор желаемого цвета. Благодаря различным оттенкам люминофора покрывающего корпус

лампочки, энергосберегающие лампы имеют различные цвета светового потока, это может быть

мягкий белый свет, холодный белый, дневной свет, и т.д.;

б) Недостатки энергосберегающих ламп

Единственным и значительным недостатком энергосберегающих ламп по сравнению с

традиционными лампами накаливания является их высокая цена. 

в) Мощность

Энергосберегающие лампы изготавливают с различной мощностью. Диапазон мощностей

варьируется от 3 до 90 Вт. Следует учитывать, что коэффициент полезного действия у

энергосберегающей лампы очень высокий и световая отдача примерно в 5 раз больше чем у

традиционной лампочки накаливания. Поэтому при выборе энергосберегающей лампы, надо

придерживаться правила - делить мощность обычной лампы накаливания на пять. Если вы в своей

люстре или светильнике применяли обычную лампочку накаливания мощностью 100 Вт, вам будет

достаточно приобрести энергосберегающую лампочку мощностью 20 Вт.

г) Цвет света

Энергосберегающие лампы способны светить разным цветом. Данная характеристика определяется

цветовой температурой энергосберегающей лампы.

·2700 К - теплы белый свет.

·4200 К - дневной свет.

·6400 К - холодный белый свет.

д) По поводу ультрафиолетовой составляющей энергосберегающих ламп. 

Свечение люминофора, которым покрыта трубка лампы, происходит в ультрафиолетовом свете,

люминофор просто увеличивает светоотдачу и исправляет спектр свечения (невидимое УФ

излучение преобразует в видимое).

Но ультрафиолетовое излучение не проходит через обычное силикатное стекло (из которого и

сделаны трубки ламп). Оно проходит только через кварцевое. Поэтому, даже с учетом того, что

трубки сделаны из очень тонкого стекла, говорить о данных лампах, как об источнике интенсивного УФ

излучения некорректно.

Тем более, если лампы установлены в светильники со стеклянными плафонами, УФ излучение не

может проходить через них вообще.

Итак - светоотдача сопоставимая с люминесцентными лампами "дневного света". Спектр

соответствующий цветовой температуре 4200К является наилучшим. Понижение цветовой

температуры или её повышение сдвигают спектр (хоть так - хоть так) в менее эффективную для

зарядки фотолюминофора область.

Для помещения 30 кв.м. оптимальная мощность для активации фотолюминофора в течение 10-15

минут составляет 26-27 Ватт.

Ультрафиолетовые лампы и светодиодные ленты.

 

 

В начале XIX в. было обнаружено, что н же (по длине волны) фиолетовой части спектра

видимого света находится невидимый ультрафиолетовый участок спектра.

Длины волн ультрафиолетового излучения заключены в пределах от 4·10-7 до 6·10-9 м. Наиболее

характерным свойством этого излучения является его химическое и биологическое действие.

Ультрафиолетовое излучение вызывает явление фотоэффекта, свечение ряда веществ

(флуоресценцию и фосфоресценцию). Оно убивает болезнетворные микробы, вызывает появление

загара и т.д. Но это не всё!

Уникальность ультрафиолетовой подсветки заключается в том что и без того яркие при

дневном свете флуоресцентные краски, или изделия в которые

были добавлены флуоресцентные пигменты, под такой лентой будут светиться в темноте! Это может

быть что угодно: одежда, детали интерьера, белый потолок и другое…

В то же время, наилучшим излучением для активации фотолюминесцентных пигментов является

диапазон 220-440 нм, с пиком на длине волны 356 нм.

Именно поэтому любой рисунок сделаный фотолюминесцентными красками (вне зависимости от

длительности свечения фотолюминофора на базе которого они сделаны) в ультрафиолетовом

излучении будет находиться в состоянии постоянной подзарядки, а процессы затухания яркости

свечения наблюдаться не будут.

Современная ультрафиолетовая лампа работает по тому же принципу, что и

обычная люминесцентная лампа: ультрафиолетовое излучение образуется в колбе вследствие

взаимодействия паров ртути и электромагнитных разрядов. Газоразрядная трубка изготавливается

из специального кварцевого или увиолевого стекол, имеющих способность пропускать УФ-лучи.

Увиолевое стекло является более "прогрессивным" решением, именно оно дает возможность снизить

образование озона, который в больших концентрациях может быть вреден для человека.

В России для интерьерной подсветки фотолюминесцентной или флуоресцентной росписи наилучшим

образом себя зарекомендовали ультрафиолетовые лампы компании «Philips™» с колбой из

увиолевого стекла и лампы компании «Camelion™».

Ультрафиолетовая лампа и ее применение.

По мощности эти лампы варьируются от 6 Ватт (малые мебельные светильники или карманные

детекторы банкнот) и до 400 Ватт (сценические прожекторы).

По мощности на эти лампы распространяется то же правило, что и для люминесцентных ламп (ламп

дневного света).

По форме бывают стандартной грушевидной (как лампы накаливания), могут быть внешне как

энергосберегающие лампы, или как мебельные и  настенные люминесцентные светильники

(размером от 33 см в длину, до 120 см - стандартный типоразмер большой люминесцентной лампы).

Наиболее популярен комнатный вариант лампы мощностью 26 Ватт под стандартный цоколь Е27

(форма лампы соответствует энергосберегающим лампам).

К минусам относят постепенное снижение интенсивности свечения лампы (одной лампы хватает не

более чем на три-четыре месяца активной эксплуатации), наличие стеклянной колбы (бьется, в

результате чего лампа выходит из строя), но главное - это невозможность использовать эти лампы

на улице в условиях высокой влажности (светильники не герметичны) и в условиях пониженых

температур (они просто не зажгутся). К тому же запитываются они ттолько от 220 Вольт.

Итак, для активации фотолюминофора в помещении 30 кв.м. в течение 5 минут, нам будет

достаточно лампы 26 Ватт (цоколь Е27).

Помните люминесцентные ультрафиолетовые лампы в клубах? А как часто такие лампы

бились!?

Ультрафиолетовую светодиодную ленту невозможно разбить!

  Светодиодная лента ультрафиолетовая SMD 3528 (60 led) 300nm

Ультрафиолетовые светодиодные ленты предназначены специально для подсветки деталей

интерьера, клубов, баров и барных стоек, а также для подсветки кинотеатров!

Малые размеры светодиодной ленты позволяют встраивать её в любую доступную нишу, например –

алюминиевый порожек мебельного гарнитура или торец стекла!

Лента самоклеящаяся,  прекрасно переносит перепады температур от -30 С до +50 С. а в

силиконовом исполнении может использоваться на улице в любую погоду.

Допускается даже наматывать её на деревья и кустарники, прилегающие к фасадам зданий, для

подсветки флуоресцентной наружной рекламы. 

В отличие от УФ-ламп, запитка УФ-ленты возможно от любого источника 12 Вольт, даже

автомобильного аккумулятора.

При необходимости её можно нарезать на отрезки от 5 см до 0,3 или 0,5 метра и разместить их так

как необходимо в интерьере или на улице.

Итак - в случае использования ультрафиолетовой светодиодной ленты, 2-х погонных метров ленты  

(каждый из которых имеет мощность 4,8 Ватт) будет достаточно  для активации фотолюминофора в

течение 5 минут.

Оптические характеристики

·         Общая яркость ленты: 300 lumen

·         Тип светодиода: 3528 SMD светоотдача 5 lumen мощность 0.08 ватт

·         Угол света: 120 градусов

Конструкция ленты

·         Лента состоит из 60 SMD светодиодов.

·         Кратность резки 5 см (3 светодиода)

·         Лента выполнена на самоклеящейся основе "3M" и не требует дополнительного крепежа

·         Световой поток для катушки

           в 5 погонных метров: ширина 8 м, высота 3 м глубина не менее 4 м

Потребляемый ток

·         Мощность: 4,8 W

·         Питание: 12V DC

·         Рабочий ток: 0,4 А

 Скачать инструкцию IAMLED UV 60

xn--h1afdfbaeasmui9j.xn--p1ai

Источники света

Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции, преобразовывающие энергию в световое излучение. В источниках света используется в основном электроэнергия, но так же иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света (например, триболюминесценция, радиолюминесценция, биолюминесценция и др.).

Источники света, наиболее часто применяемые для искусственного освещения, делят на три группы - газоразрядные лампы, лампы накаливания и светодиоды. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

В системах производственного освещения предпочтение отдается газоразрядным лампам. Использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или экономической нецелесообразности применения газоразрядных.

Основные характеристики источников света:

·         номинальное напряжение питающей сети U, B;

·         электрическая мощность W, Вт;

·         световой поток Ф, лм;

·         световая отдача (отношение светового потока лампы к ее мощности) лм/Вт;

·         срок службы t, ч;

·         Цветовая температура Tc, К.

Лампы накаливания

Лампы накаливания

Лампа накаливания - источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания электрическим током тугоплавкого проводника (вольфрамовой нити). Эти приборы предназначаются для бытового, местного и специального освещения. Последние, как правило, отличаются внешним видом - цветом и формой колбы. Коэффициент полезного действия (КПД) ламп накаливания составляет около 5-10%, такая доля потребляемой электроэнергии преобразуется в видимый свет, а основная ее часть превращается в тепло. Любые лампы накаливания состоят из одинаковых основных элементов. Но их размеры, форма и размещение могут сильно отличаться, поэтому различные конструкции не похожи друг на друга и имеют разные характеристики.

Существуют лампы, колбы которых наполнены криптоном или аргоном. Криптоновые обычно имеют форму "грибка". Они меньше по размеру, но обеспечивают больший (примерно на 10%) световой поток по сравнению с аргоновыми. Лампы с шаровой колбой предназначены для светильников, служащих декоративными элементами; с колбой в форме трубки - для подсветки зеркал в стенных шкафах, ванных комнатах и т. д. Лампы накаливания имеют световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт и срок службы около 1000 часов. Они относятся к источникам света с теплой тональностью, поэтому создают погрешности при передаче сине-голубых, желтых и красных тонов. В интерьере, где требования к цветопередаче достаточно высоки, лучше использовать другие типы ламп. Также не рекомендуется применять лампы накаливания для освещения больших площадей и для создания освещенности, превышающей уровень 1000 Лк, так как при этом выделяется много тепла и помещение "перегревается".

Несмотря на эти ограничения, такие приборы все еще остаются классическим и излюбленным источникам света.

Галогенные лампы накаливания

Галогенные лампы накаливания

 Лампы накаливания со временем теряют яркость, и происходит это по простой причине: испаряющийся с нити накаливания вольфрам осаждается в виде темного налета на внутренних стенках колбы. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов (йода или брома).

Лампы бывают двух форм: трубчатые - c длинной спиралью, расположенной по оси кварцевой трубки, и капсульные - с компактным телом накала.

 Цоколи малогабаритных бытовых галогенных ламп могут быть резьбовыми (тип Е), которые подходят к обычным патронам, и штифтовые (тип G), которые требуют патронов другого типа.

 Световая отдача галогенных ламп составляет 14-30 лм/Вт. Они относятся к источникам с теплой тональностью, но спектр их излучения ближе к спектру белого света, чем у ламп накаливания. Благодаря этому прекрасно "передаются" цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека.

 Галогенные лампы применяются повсюду. Лампы, имеющие цилиндрическую или свечеобразную колбу и рассчитанные на сетевое напряжение 220В, можно использовать вместо обычных ламп накаливания. Зеркальные лампы, рассчитанные на низкое напряжение, практически незаменимы при акцентированном освещении картин, а также жилых помещений.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы

 Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути. Эти лампы значительно меньше расходуют электроэнергию, чем лампы накаливания или даже галогенные лампы, а служат намного дольше (срок службы до 20 000 часов). Благодаря экономичности и долговечности эти лампы стали самыми распространенными источниками света. В странах с мягким климатом люминесцентные лампы широко применяются в наружном освещении городов. В холодных районах их распространению мешает падение светового потока при низких температурах. Принцип их действия основан на свечении люминофора, нанесенного на стенки колбы. Электрическое поле между электродами лампы заставляет пары ртути выделять невидимое ультрафиолетовое излучение, а люминофор преобразует это излучение в видимый свет. Подбирая сорт люминофора, можно изменять цветовую окраску испускаемого света.

Разрядные лампы высокого давления

Разрядные лампы высокого давления

 Принцип действия разрядных ламп высокого давления — свечение наполнителя в разрядной трубке под действием дуговых электрических разрядов.

Два основных разряда высокого давления, применяемых в лампах — ртутный и натриевый. Оба дают достаточно узкополосное излучение: ртутный — в голубой области спектра, натрий — в желтой, поэтому цветопередача ртутных (Ra=40-60) и особенно натриевых ламп (Ra=20-40) оставляет желать лучшего. Добавление внутрь разрядной трубки ртутной лампы галогенидов различных металлов позволило создать новый класс источников света — металлогалогенные лампы (МГЛ), отличающиеся очень широким спектром излучения и прекрасными параметрами: высокая световая отдача (до 100 Лм/Вт), хорошая и отличная цветопередача Ra=80-98, широкий диапазон цветовых температур от 3000 К до 20000К, средний срок службы около 15 000 часов. МГЛ успешно применяются в архитектурном, ландшафтном, техническом и спортивном освещении. Еще более широко применяются натриевые лампы. На сегодняшний день это один самых экономичных источников света благодаря высокой светоотдаче (до 150 Лм/Вт), большому сроку службы и демократичной цене. Огромное количество натриевых ламп используется для освещения автомобильных дорог. В Москве натриевые лампы часто из экономии используются для освещения пешеходных пространств, что не всегда уместно из-за проблем с цветопередачей.

Светодиоды

Светодиоды

Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение. Специально выращенные кристаллы дают минимальное потребление электроэнергии. Великолепные характеристики светодиодов (световая отдача до 120 Лм/Вт, цветопередача Ra=80-85, срок службы до 100 000 часов) уже обеспечили лидерство в светосигнальной аппаратуре, автомобильной и авиационной технике.

Светодиоды применяются в качестве индикаторов (индикатор включения на панели прибора, буквенно-цифровое табло). В больших уличных экранах и в бегущих строках применяется массив (кластер) светодиодов. Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и прожекторах. Так же они применяются в качестве подсветки жидкокристаллических экранов. Последние поколения этих источников света можно встретить в архитектурном и интерьерном освещении, а так же в бытовом и коммерческом.

 

Преимущества:

·         Высокий КПД.

·         Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие спирали и иных чувствительных составляющих).

·         Длительный срок службы.

·         Специфический спектральный состав излучения. Спектр довольно узкий. Для нужд индикации и передачи данных это — достоинство, но для освещения это недостаток. Более узкий спектр имеет только лазер.

·         Малый угол излучения — также может быть как достоинством, так и недостатком.

·         Безопасность — не требуются высокие напряжения.

·         Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.

·         Отсутствие ядовитых составляющих (ртуть и др.) и, следовательно, лёгкость утилизации.

·         Недостаток - высокая цена.

·         Срок службы: среднее время полной выработки для светодиодов составляет 100000 часов, это в 100 раз больше ресурса лампочки накаливания.

svetoproekt.ru

Светотехнические параметры и понятия. Часть 1. Справочная информация

Профессиональные светотехники и специалисты, работающие в области освещения, постоянно употребляют разные термины и определения, которые мало о чем говорят простому обывателю.

Чтобы было проще понимать, о чем идет речь, и что обозначают эти слова, мы подготовили список, объясняющий основные светотехнические термины и характеристики. Его не нужно учить наизусть, можно просто заходить на нужную страницу и освежать в памяти забытый параметр. Говорить «на одном языке» всегда проще.

Светотехнические параметры и понятия.

1 — Видимое и оптическое излучение

Весь окружающий нас мир образуется видимым излучением, сосредоточенным в полосе электромагнитных волн от 380 до 760 нм. К ней с одной стороны добавляется ультрафиолетовое излучение (УФ), а с другой инфракрасное (ИК).

УФ-лучи оказывают биологическое воздействия и применяются для уничтожения бактерий. Дозировано они используются для лечебного и оздоровительного эффектов.

ИК-лучи используются для нагрева и сушки в установках, так как в основном производят тепловое воздействие.

видимое и оптические излучение

2 — Световой поток (Ф)

Световой поток характеризует мощность видимого излучения по воздействию на человеческое зрение. Измеряется в люменах (лм). Величина не зависит от направления. Световой поток — это самая важная характеристика источников света.

Например, лампа накаливания Е27 75 Вт имеет световой поток 935 лм, галогенная G9 на 75 Вт — 1100 лм, люминесцентная Т5 на 35 Вт — 3300 лм, металлогалогенная G12 на 70 Вт (теплая) — 5300 лм, светодиодная Е27 9,5 Вт (теплая) — 800 лм.

световой поток, излучение в верхнюю и нижнюю полусферы

3 — Люмен

Люмен (лм) — это световой поток от источника света (лампы) при окружающей температуре 25°, измеренной при эталонных условиях.

 

4 — Освещенность (Е)

Освещенность — это отношение светового потока, подающего на элемент поверхности, к площади этого элемента. Е=Ф/А, где, А -площадь. Единица освещенности — люкс (лк).

Чаще всего нормируется горизонтальная освещенность (на горизонтальной плоскости).

Средние диапазоны освещенности: на улице при искусственном освещении от 0 до 20 лк, в помещении от 20 до 5000 лк, 0,2 лк в полнолуние в природных условиях, 5000 -10000 лк днем при облачности и до 100 000 лк в ясный день.

освещенность, люкс

На картинке представлены: а - средняя освещенность на площади А, б - общая формула для расчета освещенности.

5 — Сила света (I)

Сила света — это пространственная плотность светового потока, ограниченного телесным углом. Т. е. отношение светового потока, исходящего от источника света и распространяющегося внутри малого телесного угла, содержащего рассматриваемое направление.

I=Ф/ω Единица измерения силы света — кандела (кд).

Средняя сила света лампы накаливания в 100 Вт составляет около 100 кд.

сила света, ксс - кривая силы света

КСС (кривая силы света) — распределение силы света в пространстве, это одна из важнейших характеристик светотехнических приборов, необходимая для расчета освещения.

 

6 — Яркость (L)

Яркость (плотность света) — это отношение светового потока, переносимого в элементарном пучке лучей и распространяющемся в телесном угле, к площади сечения данного пучка.

L=I/A (L=I/Cosα) Единица измерения яркости — кд/м2.

Яркость связана с уровнем зрительного ощущения; распространение яркости в поле зрения (в помещении/интерьере) характеризует качество (зрительный комфорт) освещения.

В полной темноте человек реагирует на яркость в одну миллионную долю кд/м2.

Полностью светящийся потолок яркостью боле 500 кд/м2 вызывает у человека дискомфорт.

Яркость солнца примерно миллиард кд/м2, а люминесцентной лампы 5000–11000 кд/м2.

яркость, светотехническое понятие

7 — Световая отдача (H)

Световая отдача источника света — это отношение светового потока лампы к ее мощности.

Η=Ф/Р Единица измерения светоотдачи — лм/Вт.

Это характеристика энергоэкономичности источника света. Лампы с высокой световой отдачей обеспечивают экономию электроэнергии. Заменяя лампу накаливания со светоотдачей 7–22 лм/Вт на люминесцентные (50–90 лм/Вт), расход электроэнергии уменьшится в 5–6 раз, а уровень освещенности останется тот же.

 

8 — Цветовая температура (Тц)

Цветовая температура определяет цветность источников света и цветовую тональность освещаемого пространства. Цветовая температура равна температуре нагретого тела (излучатель Планка, черное тело), одинакового по цвету с заданным источником света.

Единица измерения Кельвин (К) по шкале Кельвина: Т — (градусы Цельсия + 273) К.

 

Пламя свечи — 1900 К

Лампа накаливания — 2500–3000 К

Люминесцентные лампы — 2700 — 6500 К

Солнце — 5000–6000 К

Облачное небо — 6000–7000 К

Ясный день — 10 000 — 20 000 К.

цветовая температура

9 — Индекс цветопередачи (Ra или CRI)

Индекс цветопередачи характеризует степень воспроизведения цветов различных материалов при их освещении источником света (лампой) при сравнении с эталонным источником.

Максимальное значение индекса цветопередачи Ra =100.

 

Показатели цветопередачи:

Ra = 90 и более — очень хорошая (степень цветопередачи 1А)

Ra = 80–89 — очень хорошая (степень цветопередачи 1В)

Ra = 70–79 — хорошая (степень цветопередачи 2А)

Ra = 60–69 — удовлетворительная (степень цветопередачи 2В)

Ra = 40–59 — достаточная (степень цветопередачи 3)

Ra = менее 39 — низкая (степень цветопередачи 3)

 

Ra он же CRI — color rendering index был разработан для сравнения источников света непрерывного спектра, индекс цветопередачи которых был выше 90, поскольку ниже 90 можно иметь два источника света с одинаковым индексом цветопередачи, но с сильно различающейся передачей цвета.

Комфортное для глаза человека значение CRI = 80–100 Ra

Индекс цветопередачи (Ra или CRI)

www.o-svet.ru

60 Характеристика источников света и светильников

В качестве источников света в современных осветительных установках используются лампы накаливания, галогенные и газоразрядные лампы.

В лампах накаливания свечение возникает при нагревании вольфрамовой нити накала до высокой температуры. Производятся различные типы ламп накаливания: вакуумные (НВ), газонаполненные (как правило, наполнителем является смесь аргона и азота) биспиральные (НБ), с криптоноксеноновым наполнением (НБК), зеркальные с диффузно отражающим слоем и другие.

Недостатками их являются низкая световая отдача (от 7 до 20 лм/Вт) при большой яркости нити накала, высокая температура поверхности колбы лампы, низкий КПД (10 – 13%), ограниченный срок службы (до 1000ч). Лампы дают непрерывный спектр, отличающийся от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что в какой-то степени искажает восприятие человеком окружающих предметов.

Галогенные (галоидные) лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена, например, йода, что позволяет повысить температуру накала нити и практически исключить испарение вольфрама. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и более высокую светоотдачу (до 40 лм/Вт).

Газоразрядные лампы излучают свет в результате электрического разряда в парах и газах. На внутреннюю поверхность стеклянной трубки наносится тонкий слой люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение газового электрического разряда в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления.

Люминесцентные лампы создают в помещениях искусственный свет, приближающийся по спектру к естественному, т.е. они более благоприятны для человека с гигиенической точки зрения. Лампы имеют высокую светоотдачу (до 110 лм/Вт), т.е. в 3 – 3, 5 раза экономичнее ламп накаливания и большой срок службы (до 14000ч). Свечение происходит со всей поверхности трубки, а следовательно, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп значительно ниже ламп накаливания. Для освещения открытых пространств, территорий предприятий, улиц, высоких (более 6 м) производственных помещений используются газоразрядные лампы высокого давления. К ним относятся дуговые ртутные люминесцентные лампы типа ДРЛ, галогенные лампы ДРИ (дуговые ртутные с иодидами), ксеноновые лампы сверхвысокого давления ДКсТ (дуговые ксеноновые трубчатые), натриевые лампы ДНаТ (дуговые натриевые трубчатые) и т.д. Эти лампы в отличие от люминесцентных ламп низкого давления сосредотачивают в небольшом объеме значительную электрическую и световую мощность. Они выпускаются мощностью от 80 до 2000 Вт и могут эксплуатироваться при любой температуре окружающей среды.

Качественные показатели освещения в производственных помещениях во многом определяются правильным выбором осветительных приборов, представляющих собой совокупность источников света и осветительной арматуры. Основное назначение последней заключается в перераспределении светового потока источников света в требуемых для освещения направлениях, механическом креплении источников света и подводе к ним электроэнергии, а также защите ламп, оптических и электрических элементов от воздействия окружающей среды. Осветительная арматура предохраняет источники света от загрязнения и механических повреждений и изолирует их от внешней среды. Осветительный прибор ближнего действия называется светильником, а дальнего - прожектором.

Основными светотехническими характеристиками светильников являются КПД, защитный угол и кривая силы света.

Наиболее важной характеристикой светильников является КПД – отношение фактического светового потока светильника к световому потоку находящейся в нем лампы. Осветительная арматура поглощает часть светового потока, излучаемого источником, но благодаря рациональному перераспределению света в необходимом направлении увеличивается освещенность на рабочих местах.

Светильники прямого света направляют не менее 80% светового потока в нижнюю полусферу.

Светильники рассеянного света направляют в каждую полусферу от 40 до 60 % светового потока. Они обеспечивают хорошую равномерность освещения при полном отсутствии теней; их устанавливают в помещениях со светлыми потолками и стенами (административных, конструкторских, читальных залах и др.)

Светильники отраженного света посылают в верхнюю полусферу не менее 80% всего светового потока, обеспечивают мягкое освещение без резких теней. Их используют для освещения помещений общественного назначения.

По конструктивному исполнению светильники делятся на:

- открытые (лампа не отделена от внешней среды),

- защищенные (лампа отделена оболочкой, допускающей свободный проход воздуха),

- закрытые (оболочка защищает от проникновения внутрь крупной пыли),

- пыленепроницаемые (оболочка не допускает проникновения внутрь мелкодисперсной пыли),

- влагозащищенные,

- взрывозащищенные,

- взрывобезопасные.

studfile.net

Световой поток, освещенность, сила света

что такое люмены и световой потокЛюбой 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.

Что такое световой поток

характеристики лампочек освещенность и световой потокВ 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.паспорт светодиодных ламп

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.световой поток отдельных светодиодов и светильника в сборе различия

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

  • от мощности источника

Вот таблица этой зависимости для светодиодных светильников: таблица зависимости мощности светодиодного светильника и его светового потока в люменах

А это таблицы их сравнения с другими видами ламп накаливания, люминесцентных, ДРЛ, ДНаТ: 

Лампочка накаливанияЛюминесцентная лампаГалогеннаяДНаТДРЛ

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.почему фонарик меньшей мощности светит ярче

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

На коробочке красиво напишут:

  • светопоток 1000Лм
  • 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.

  • от эффективности

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. 111_DNaT

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.в чем измеряется световой поток

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.почему зеленый цвет самый яркий для глаз

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

Конечно, в реалии зеленый дополняется и другими цветами, чтобы в итоге можно было получить белый.из каких цветов получается белый свет

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.чему равняется 1 люмен

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.ошибки дизайна освещения на кухне

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.разница между освещенностью силой света и светоотдачей

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.освещенность рабочего места

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

Для обычного рабочего места это 350 Люкс. Для места, где производятся точные мелкие работы – 500 Лк.111-razmesh

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.программы для замера уровня освещенности смартфоном

Правда заранее приготовьтесь к погрешностям. Но для того, чтобы сделать навскидку первоначальный анализ, телефон вполне сгодится.

Расчет светового потока

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

  • 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
  • ДРЛ = мощность * 58лм/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.почему у светодиодных лампочек разной мощности 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.

что такое световая отдачаПоэтому здесь еще нужно учитывать и другую характеристику – силу света. Что это такое?

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

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

Измеряется сила света в канделах – Кд.единица измерения силы света кандел

1 кандела – это 1 люмен распространяющийся в пределах конуса с углом в 65 градусов.в чем измеряется сила света

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!насколько далеко видит свет человеческий глаз

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

svetosmotr.ru

28) Основные параметры освещения: световой поток, освещённость, кео.

Освещённость — световая величина, равная отношению светового потока, падающего на малый участок поверхности, к его площади.

Единицей измерения освещённости служит люкс (1 люкс = 1 люмену на квадратный метр). В отличие от освещённости, выражение количества света, отражённого поверхностью, называется светимостью. Освещённость прямо пропорциональна силе света источника света. При удалении его от освещаемой поверхности её освещённость уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния (Закон обратных квадратов).

Световой поток — физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения, где под световой мощностью понимается световая энергия, переносимая излучением через некоторую поверхность за единицу времени.

Измерение светового потока от источника света производится при помощи специальных приборов — сферических фотометров, либо фотометрических гониометров. Трудность измерения заключается в том, что необходимо измерить поток, который испускается во всех направлениях — в телесный угол 4π.

Коэффициент естественной освещённости (КЕО) — отношение естественной освещённости к одновременному значению наружной горизонтальной освещённости, создаваемой светом полностью открытого небосвода.

С помощью этого коэффициента производится нормирование естественного и совмещенного освещения в помещениях, коэффициент применяется при проектировании зданий и сооружений.

29) Измерение освещённости (устройство и принцип действия люксметра).

Применение любых методов измерения освещённости невозможно без люксметра. Причём соблюдается правило: прибор всегда находится в горизонтальном положении. Его устанавливают в необходимых точках. Измерения проводятся отдельно по искусственному и естественному освещению. При этом нужно следить, чтобы на прибор не падала какая-либо тень, и поблизости не было источника электромагнитного излучения. Это внесёт помехи в результаты. После того как сделаны все необходимые замеры освещенности, на основе полученных результатов, по специальным формулам, рассчитываются нужные параметры, и делается общая оценка. Исходя из названия единицы освещённости (люкс), название прибора, которым её измеряют – люксметр.

Люксметр – это переносной прибор, представляющий собой один из разновидностей фотометров, с помощью которого производят замеры освещенности.  Основным элементом прибора является селеновый фотоэлемент, преобразующий энергию света в электрическую, и измеряющий фототок микроамперметра, шкалы которого проградуированы в люксах.

Принцип работы основан на явлении фотоэлектрического эффекта. Свет, при попадании на полупроводниковый фотоэлемент, передает свою энергию электронам. В результате происходит высвобождение электронов в объёме полупроводника, вследствие чего через фотоэлемент начинает проходить ток.

30) Источники света. Характеристика источников света.

Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции, преобразовывающие энергию в световое излучение. В источниках света используется в основном электроэнергия, но так же иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света (например, триболюминесценция, радиолюминесценция, биолюминесценция и др.). Источники света, наиболее часто применяемые для искусственного освещения, делят на три группы - газоразрядные лампы, лампы накаливания и светодиоды. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет. В системах производственного освещения предпочтение отдается газоразрядным лампам. Использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или экономической нецелесообразности применения газоразрядных.

studfile.net

6.1.2 Физическая природа света и цвета

Напомним, что свет представляет собой электромагнитное излучение, связанное с флуктуацией электрического и магнитного полей. Иными словами, свет пред­ставляет собой энергию, а цвет есть продукт взаимодействия этой энергии с веще­ством. Однако для понимания природы цвета необходимо совершить небольшой экскурс в физику световых явлений и коснуться природы источников цвета.

Свет имеет двойственную природу, обладая свойствами волны и частицы. Корпус­кулы света, называемые фотонами, излучаются источником света в виде волн, распро­страняющихся с постоянной скоростью порядка 300000 км/с. Аналогично морским волнам световые волны имеют гребни и впадины. Поэтому в качестве ха­рактеристики световых волн используют длину волны, представляющую собой рас­стояние между двумя гребнями (единица измерения — метры или ангстремы, рав­ные 108м), и амплитуду, определяемую как расстояние между гребнем и впадиной.

Разные длины волны воспринимаются нами как разные цвета: свет с большой дли­ной волны будет красным, а с маленькой — синим или фиолетовым. В случае если свет состоит из волн разной длины (например, белый цвет содержит все длины волн, то наш глаз смешивает разные длины воли в одну, получаем таким образом один результирующий цвет.

Рис. 6.3. Характеристики световой волны

Альтернативными характеристиками электромагнитного излучения являются час­тота (измеряемая в герцах или циклах/с) и энергия (измеряемая в электроно-вольтах). Чем короче длина волны, тем больше ее частота и выше энергия. И на­оборот, чем больше длина волны, тем меньше частота и ниже энергия.

6.1.3 Излученный и отраженный свет

Все, что мы видим в окружающем нас пространстве, либо излучает свет, либо его отражает.

Излученный цвет — это свет, испускаемый активным источником. Примерами таких источников могут служить солнце, лампочка или экран монитора. В основе их дей­ствия обычно лежит нагревание металлических тел либо химические или термоядер­ные реакции. Цвет любого излучателя зависит от спектрального состава излучения. Если источник излучает световые волны во всем видимом диапазоне, то его цвет бу­дет восприниматься нашим глазом как белый. Преобладание в его спектральном со­ставе длин волн определенного диапазона (например, 400 - 450 нм) даст нам ощуще­ние доминирующего в нем цвета (в данном случае сине-фиолетового). И наконец, присутствие в излучаемом свете световых компонент из разных областей видимого спектра (например, красной и зеленой) дает восприятие нами результирующего цвета (в данном случае желтого). Но при этом в любом случае попадающий в наш глаз излу­чаемый цвет сохраняет в себе все цвета, из которых он был создан.

Отраженный свет возникает при отражении некоторым предметом (вернее, его поверхностью) световых волн, падающих на него от источника света. Механизм отражения цвета зависит от цветового типа поверхности, которые можно условно разделить на две группы:

Первую группу составляют ахроматические (иначе бесцветные) цвета: черный, белый и все серые (от самого темного до самого светлого). Их часто называют ней­тральными. В предельном случае такие поверхности либо отражают все падающие на них лучи, ничего не поглощая (идеально белая поверхность), либо полностью лучи поглощают, ничего не отражая (идеальная черная поверхность). Все осталь­ные варианты (серые поверхности) равномерно поглощают световые волны раз­ной длины. Отраженный от них цвет не меняет своего спектрального состава, изменяется только его интенсивность.

Вторую группу образуют поверхности, окрашенные в хроматические цвета, которые по-разному отражают свет с разной длиной волны. Так, если вы осветите белым

цветом листок зеленой бумаги, то бумага будет выглядеть зеленой, потому что ее поверхность поглощает все световые волны, кроме зеленой составляющей белого цвета. Что же произойдет, если осветить зеленую бумагу красным или синим цве­том? Бумага будет восприниматься черной, потому что падающие на нее красный и синий цвета она не отражает. Если же осветить зеленый предмет зеленым све­том, это позволит выделить его на фоне окружающих его предметов другого цвета.

Процесс отражения света сопровождается не только связанным с ним процессом поглощения в приповерхностном слое. При наличии полупрозрачных предметов часть падающего света проходит через них (рис. 6.4). На этом свойстве основано действие фильтров фотоаппаратов, вырезающих из области видимого спектра нужный цветовой диапазон (иначе — отсекающих нежелательный цветовой спектр). Чтобы лучше понять этот эффект, прижмите к поверхности лампочки пластину цвет­ного оргстекла. В результате наш глаз «увидит» цвет, не поглощенный пластиком.

Рис. 6.4. Процессы отражения, поглощения и пропускания света объектом.

Каждый объект имеет спектральные характеристики отражения и пропускания. Эти характеристики определяют, как объект отражает и пропускает свет с опреде­ленными длинами волн.

• Спектральная кривая отражения определяется путем измерения отраженного

света при освещении объекта стандартным источником.

•Спектральная кривая пропускания определяется путем измерения света, яро-шедшего сквозь объект.

Некоторые измерительные устройства позволяют даже вводить поправки, компен­сирующие изменение условий внешнего освещения.

Спектральные характеристики отражения и пропускания связаны с явлением мета» метрии, суть которого состоит в том, что объекты с разными спектральными характе­ристиками могут выглядеть одинаково при одном освещении и по-разному — при дру­гом. Такое различие обусловлено как составом объектов, так и спектральным составом внешнего освещения. Для определения спектральных характеристик объектов исполь­зуют специальные приборы, спектрофотометры, со стандартными источниками света.

Указанные различия в механизмах формирования излученного и отраженного

цвета важны для понимания восприятия цвета глазом человека.

studfile.net

Характеристика света – Основные характеристики света

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Пролистать наверх