Люксы, люмены, кельвины, ватты — что означают эти термины ?
Люксы, люмены, кельвины, ватты — что означают эти основные технические термины, которые используются в характеристиках светодиодных и других ламп применяемых для освещения?
Знание этих основных технических терминов поможет вам при выборе светодиодных светильников.
Для начала разберемся как работает светодиод, который используется как источник света в светодиодных светильниках.
Привычные нам лампы накаливания светятся потому, что электрический ток, который проходит через тончайшую нить накаливания, сделанную из тугоплавкого металла (как правило, это вольфрам) разогревает ее до такой температуры, что она начинает излучать свет.
Примечание: Вольфрам — самый тугоплавкий металл. Его температура плавления — 3422 °C, кипения — 5555 °C. Примерно такую же температуру имеет фотосфера Солнца.
Свет же, изучаемый светодиодом, — это результат движения электронов в особом полупроводниковом материале. Современные технологии позволяют создавать светодиоды со сроком службы до 20 лет (более 35 000 часов).
Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Это область, где соприкасаются полупроводники p и n типа, в результате чего один тип проводимости переходит к другому.
Анод (р-типа) — полупроводник, носитель положительного заряда (дырки)
Катод (n-типа) — отрицательный электрод (n-тип содержит электроны проводимости как носители заряда).
Внешняя поверхность катода и анода содержит контактные металлические площадки с припаянными выводами. Когда к аноду подается положительный заряд электричества, а к катоду отрицательный, то на р-n переходе между кристаллом катодом начинает течь ток.
Если включение прямое, то электроны из n и области и дырки из p-области устремятся навстречу друг другу. В процессе легирования (обмена электронами) на границе дырочно — электронного перехода произойдет их обмен.
Если отрицательное напряжение подается со стороны материала n-типа, то происходит прямое смещение.
При рекомбинации (обмене) выделяется энергия в виде фотонов.
Чтобы поток фотонов преобразовать в видимый свет, материал подбирают так, что длина волны фотонов находится в пределах видимой области цветового спектра длиной волны от 700 до 400 нм.
Световой поток — количественная характеристика излучения, которая излучается источником света. Единица измерения — люмен (лм, англ. lm)
Световой поток — это полное количество света, которое излучает данный источник света.
Сила света — отношение светового потока, направляемого от источника света в пределах элементарного пространственного угла (1 стерадиан), охватывающего данное направление, к этому углу. Единица измерения — кандела (кд)
Канделы, люмины, люксы, в чем разница? – База знаний Novolampa.
Как освещенность связана со световым потоком
Освещенность и световой поток – разные, хотя и сходные понятия. Измерение освещенности производится в люксах, а не люменах. 1 люкс означает попадание 1 люмена на 1 м2 участка.
Для наглядности можно сравнить силу и давление. Используя небольшую иголку и прилагая минимум силы, создается высокий коэффициент удельного давления для конкретной точки. Аналогичным образом световой слабый поток может освещать отдельную зону.
Для замера освещенности используйте прибор-люксметр или приложение-измеритель на смартфоне.
Световые единицы измерения света — ЦВЕТОВЕДЕНИЕ И ОСНОВЫ КОЛОРИМЕТРИИ
- светодиодная лампочка в матовой колбе – мощность прибора, умноженная на 80 лм/Вт, будет величиной светового потока;
- филаментные источники – мощность лампы умножается на 100 лм/Вт;
- энергосберегающие устройства КЛЛ – умножается на 60 лм/Вт;
- ДРЛ – мощность требуется умножить на 58 лм/Вт.
Отличие освещенности от светового потока
Освещенность – это поверхностная плотность при попадании светового потока на участок. В условиях горизонтальной плоскости поверхность освещается при горизонтали. Для обозначения величины используется литера Е. Рассчитать параметры освещенности (Люксы) можно по формуле Е = Ф/S, где:
Разница между физическими величинами – 1 люкс равняется 1 люмену на м2 площади освещения.
Для определения освещенности понадобится соотнести световую силу с расстоянием до конкретного участка. Когда свет падает под прямым углом на поверхность, площадь светового потока меньше. При увеличении угла процент освещенности уменьшается.
Меньше света попадет на объект, расположенный вдали от источников излучения.
Световые единицы измерения света
Представим точечный источник света О, находящийся внутри сферы С радиусом R (рис. 3.2). Вырежем в сфере С отверстие единичной площади А. Через отверстие А будет непрерывно протекать поток фотонов. Измерив плотность потока фотонов Q, проходящих за единицу времени через отверстие А, мы получаем количественную характеристику — световой поток Фу (фи нютое).
Рис. 3.2. К выводу формулы силы света (А = А1)
Световой поток — это величина потока фотонов, оцененная по ее воздействию на глаз наблюдателя.
За единицу светового потока принят люмен (лм). В табл. 3.1 для примера приведены источники света и величины испускаемых ими световых потоков.
Величины световых потоков, испускаемых некоторыми источниками излучения
2. Лампа накаливания биспиральная с криптоновым наполнением
Световой поток, прошедший через отверстие площадью А, охватывает часть пространства, называемую в геометрии телесным углом со. Телесный угол определяется отношением площади отверстия А к квадрату радиуса сферы:
За единицу принимается телесный угол, вырезающий в сфере площадь, равновеликую плоскому квадрату со сторонами, равными радиусу сферы. Такая единица носит название стерадиан и обозначается стер.
Часть полного светового потока Фч„ ограниченная телесным углом со носит название силы света Iv:
За единицу силы света принята в системе СГС (CGS) нормальная свеча, или международная свеча, в системе СИ — кандела (кд). Кан- дела — сила света, излучаемая в перпендикулярном направлении с 1/600 000 м 2 поверхности полного излучателя при температуре затвердевания платины и давлении 101325 Па; 1 кд = лм-ср -1 .
Прибор для измерения силы света по ГОСТ 14686—69 носит название «свечемер».
С начала XIX в. предлагалось множество эталонов силы света.
В 1802 г. во Франции в качестве единицы измерения введена сила света горения масла в лампе Г. Б. Карсёля (Швейцария).
В Англии за эталон силы света было принято излучение пламени свечи из спермацета с небольшой примесью воска при длине пламени в 45 мм и условии, что в час сгорало 7,76 г спермацета.
В 1869 г. в Германии в качестве единицы силы света было принято излучение нормальной парафиновой свечи при длине пламени 50 мм и сжигании в час 7,6 г парафина.
В 1884 г. был предложен эталон — излучение нормальной лампы Ф. Гефнер-Альтенека (1845—1904, Германия). В 1893 г. Международный конгресс электриков утвердил этот эталон. Лампа Гефнер-Альтенека, называемая также лампой Гефнера, представляла собой сосуд, в котором сжигался чистый амилацетат при высоте пламени 40 мм.
