Основы оптики
Энергетические величины являются исчерпывающими с энергетической точки зрения, но они не позволяют количественно оценить визуальное восприятие излучения.
Восприятие глазом излучения видимого диапазона определяется не только мощностью воспринимаемого излучения, но также зависит от его спектрального состава (так как глаз – селективный приемник излучения).
Световые характеристики описывают, как энергию излучения воспринимает зрительная система глаза с учетом спектрального состава света.
2.2.1. Световые величины
Световые величины обозначаются аналогично энергетическим величинам, но без индекса.
|
У световых величин нет никакой спектральной плотности, так как глаз не может провести спектральный анализ.
Сила света:
Если в энергетических величинах исходная единица – это поток, то в световых величинах исходная единица – это сила света (так сложилось исторически). Сила света определяется аналогично энергетической силе света:
| (2.2.1) |
– сила излучения эталона (эталонный излучатель или черное тело) при температуре затвердевания платины () площадью .
Абсолютно черное тело – это тело, которое полностью поглощает падающую на него энергию. Модель абсолютно черного тела представляет собой полое тело, внутренняя поверхность которого выкрашена в черный цвет. Через небольшое отверстие поток излучения поступает внутрь тела, где в результате многократного отражения полностью поглощается (рис.2.2.1).
Рис.2.2.1. Абсолютно черное тело.
Поток излучения:
, (2.2.2)
– это поток, который излучается источником с силой света в телесном угле :
.
Освещенность:
, (2.2.3)
– освещенность такой поверхности, на каждый квадратный метр которой равномерно падает поток в .
Светимость:
За единицу светимости принимают светимость такой поверхности, которая излучает с световой поток, равный .
Яркость:
За единицу яркости принята яркость такой плоской поверхности, которая в перпендикулярном направлении излучает силу света с .
2.2.2. Связь световых и энергетических величин
Связь световых и энергетических величин связь устанавливается через зрительное восприятие, которое хорошо изучено экспериментально. Функция видности – это относительная спектральная кривая эффективности монохроматического излучения. Она показывает, как глаз воспринимает излучение различного спектрального состава.
– величина, обратно пропорциональная монохроматическим мощностям, дающим одинаковое зрительное ощущение, причем воздействие потока излучения с длиной волны условно принимается за единицу. Функция видности глаза максимальна в области желто-зеленого цвета (550–570 нм) и спадает до нуля для красных и фиолетовых лучей (рис.2.2.2).
2.2.2. Функция видности глаза.
Определить некую световую величину (поток, сила света, яркость, и т.д.), по спектральной плотности соответствующей ей энергетической величины можно по общей формуле:
| | (2.2.4) |
где – функция видности глаза, 680 – экспериментально установленный коэффициент (поток излучения мощностью с длиной волны соответствует светового потока).
Например, сила света:
(2.2.5)
яркость:
(2.2.6)
Другие единицы измерения световых величин:
| сила света |
| яркость |
| освещенность |
Сопоставление энергетических и световых единиц:
| Энергетические | Световые | ||
| Наименование и обозначение | Единицы измерения | Наименование и обозначение | Единицы измерения |
| поток излучения | световой поток | ||
| энергетическая сила света | сила света | ||
| энергетическая освещенность | освещенность | ||
| энергетическая светимость | светимость | ||
| энергетическая яркость | яркость |
Световая экспозиция
Световая экспозиция – это величина энергии, приходящейся на единицу площади за некоторое время (освещенность, накопленная за время от до ):
| (2.2.7) |
Если освещенность постоянна, то экспозиция определяется выражением:
(2.2.8)
Блеск
Для протяженного источника характеристика, воспринимаемая глазом – яркость. Для точечного источника характеристика, воспринимаемая глазом – блеск (чем больше блеск, тем больше кажется яркость). Блеск – это величина, применяемая при визуальном наблюдении точечного источника света.
Блеск – это освещенность, создаваемая точечным источником в плоскости зрачка наблюдателя, .
Видимый блеск небесных тел оценивается в звездных величинах . Шкала звездных величин устанавливается следующим экспериментальным соотношением:
(2.2.9)
Чем меньше звездная величина, тем больше блеск. Например:
– блеск, создаваемый звездой первой величины,
– блеск, создаваемый звездой второй величины.
Яркость некоторых источников, :
– поверхность солнца,
– поверхность луны,
– ясное небо,
– нить лампы накаливания,
– ясное безлунное ночное небо,
– наименьшая различимая глазом яркость.
Освещенность, :
– освещенность, создаваемая солнцем на поверхности Земли (летом, днем, при безоблачном небе),
– освещенность рабочего места,
– освещенность от полной луны,
– порог блеска (примерно 8-ая звездная величина).
Решение задач на определение световых величин рассматривается в практическом занятии «Энергетика световых волн», пункт «1.2. Расчет световых величин».
Источник: http://aco.ifmo.ru/el_books/basics_optics/glava-2/glava-2-2.html
Как рассчитать световой поток (примеры и методы)
Чтобы в помещении было комфортно находиться в любое время суток, важно достичь не только качественного естественного, но и искусственного освещения. Сравниться с качеством естественного света сложно, но все же попытаться можно. Для этого требуется знать, как рассчитать световой поток.
Заказать расчет освещения
Зачем рассчитывать освещенность?
Независимо от того, какой светильник и лампа в нем используется, расчет освещения рекомендуется проводить отдельно для каждого помещения, с учетом используемых ламп, светильников, цвета и типа отделки. Только правильно разместив осветительные приборы в нужном количестве, удастся достичь гармоничного эффекта. Это необходимо для:
- Комфортного нахождения в помещении и жизнедеятельности.
- Работы зрительного аппарата человека в зависимости от выполняемых ним задач.
- Исключения снижения остроты зрения.
В процессе оценки светового потока во внимание берутся:
- Освещенность, измерение производится в люменах. Этот параметр считается самым важным, ведь оказывает влияние на значение светового потока, что распределяется по комнате.
- Яркость, основной измеритель – люксы.
- Сила света в канделах.
Важно! Оптимальный параметр освещенности важен для состояния здоровья человека. Недостаток или переизбыток света оказывает влияние не только на остроту зрения, но и на психологическое состояние. В результате неуравновешенность, расстройства и общее ухудшение состояния.Отличие естественного искусственного освещения
Лучшее освещение для человеческих глаз естественное, то есть дневное, утреннее, вечернее, в том числе то, что исходит от солнца за тучами. Свет от ламп – искусственный, он образуется, как результат трансформации в электромагнитное излучение электрической энергии. Ключевая задача расчета освещения комнаты – это приближение искусственного света (независимо от используемого типа ламп) к естественному.
Методы расчета
Вычислить требуемый и достаточный световой поток удастся одним из трех методов:
- Удельной мощности. Используется для оценивания общего освещения. Для просчета полной мощности требуется перемножить нормативные данные (удельную мощность) на площадь комнаты. Чтобы верно определить нормативный показатель необходимо учитывать: тип ламп, предназначение помещения, распределение ламп на стене и потолке. При этом после расчетов определяется удобная и комфортная для человека конфигурация и условия освещенности.
- Коэффициента применения. Для начала определяется расположение источников света с оглядкой на конфигурацию помещения и возможность отражения или поглощения света. По формуле предусматривается умножение норматива освещенности на площадь комнаты на коэффициент запаса и на коэффициент min освещенности. Все это разделить на перемноженные между собой количество светильников и коэффициент использования светового потока.
- Точечный. Данный метод считается подходящим для любого помещения, может использоваться, для просчета источников света на улице. Для получения результатов осуществляется оценка освещенности в отдельных точках, на которые попадает свет. При этом осветительные приборы могут размещаться как угодно. Оценка проводится в ключевых для пользователя точках. Особенно актуальная такая методика в комнатах, где на стенах темная отделка и сложный по конфигурации потолок.
Эти методы в реализации не очень сложные, но все же есть способ значительно проще, представлен он ниже.
Выбор метода расчета зависит в том числе от типа используемых ламп
Простой метод расчета
Предложенный вариант расчета больше подходит для помещения правильной формы – квадратного или прямоугольного. Освещенность измеряется в Люксах (Лк), просчет параметра светового потока будет состоять из двух этапов:
- Расчет сплошного светового потока, который требуется для подсветки комнаты с определенной квадратурой.
- Определение количество источников света.
На первом шаге рассчитываем требуемый параметр светового потока для комнаты. Просчет производится по формуле:
Свп=X*Y*Z, где
X – нормативные показатель освещенности для комнаты. Найти эти нормативы можно в перечне ниже.
Y – площадь комнаты в м².
Z – поправочный коэффициент с учетом высоты потолков. Так, для потолков высотой до 2,7 м этот параметр = 1, для 2,7–3 – показатель 1,2, для комнат с потолком 3–3,5м – 1,5, для помещения свыше 3,5 – коэффициент 2.
Нормативы для помещений в доме:
- Коридор, прихожая – 50–75 Лк.
- Кладовая – 50 Лк.
- Кухня – 150 Лк.
- Любая жилая комната – 150 Лк.
- Детская – 200 Лк.
- Санузел – 50 Лк.
- Кабинет или библиотека – 300 Лк.
- Лестница – 20 Лк.
- Сауна, бассейн – 100 Лк.
Сколько нужно света зависит от предназначения помещения
Второй этап поможет определить количество источников света, в данном случае берем светодиодные лампы. Приблизительные показатели, по которым можно ориентироваться:
| Мощность лампы, Вт | Световой поток, Лм |
| 3–4 | 250–300 |
| 4–6 | 300–450 |
| 6–8 | 450–600 |
| 8–10 | 600–900 |
| 10–12 | 900–1100 |
| 12–14 | 1100–1250 |
| 14–16 | 1250–1400 |
Теперь осталось только посчитать результат. Для этого цифру, что получена на первом этапе, необходимо разделить на параметр светового потока для лампы, которая будет использоваться. В результате получаем необходимое количество ламп.
Примеры
Исходные данные:
- Детская комната площадью 25 кв. м.
- Высота потолка – 3 м.
- Планируется использовать лампы 8 Вт.
Первый этап:
200 (X)*25(Y)*1,2(Z)= 6000 Лм
Лампы, которые будут использованы 10 Вт, их световой поток, заявленный производителем 900 Лм. То есть необходимое количество 6000/900=6,66. Округление дает количество 7 ламп.
Если использовать осветительные лампы с меньшей мощностью, к примеру, 4 Вт разместить их по периметру комнаты на стенах, то потребуется 13 лампочек. При этом распределение света будет более равномерным. Тут также следует учитывать и тип используемого светильника, его конструкцию и интерьерное решение.
Качество освещения для детской особенно важно
Аналогичные расчеты удастся провести и для ламп накаливания и люминесцентных, в расчетах поможет таблица:
| Мощность лампы накала, Вт | Мощность ЛЛ, Вт | Световой поток, Лм |
| 20 | 5–7 | 250 |
| 40 | 10–12 | 400 |
| 60 | 15–16 | 700 |
| 75 | 18–20 | 900 |
| 100 | 25–30 | 1200 |
| 150 | 40–50 | 1800 |
Рассчитываем для той же комнаты. Ламп накаливания нужно:
- На 60 Вт – 6000/700=8,57, округляем – 9 шт.
- На 75 Вт – 6000/900=6,66, округляем – 7 шт.
- На 100 Вт – 6000/1200=5 шт.
Люминесцентные лампы:
- 10–12 Вт – 6000/400=15 шт.
- 15–16 Вт – 6000/700=8,57, округляем 9 шт.
- 18–20 Вт – 6000/900=6,66, округляем 7 шт.
Эти подсчеты приведены, опираясь на нормы еще советских СНиПов, поэтому эксперты рекомендуют умножать полученный результат на коэффициент 1,5–2 в зависимости от отделки помещения и интерьерных решений.
Совет! Чтобы не считать своими руками, можно использовать специальные приборы, например, Cromatest. Этот прибор помогает измерять интенсивность света. Еще один прибор – люксметр, основное компонент которого селеновый фотоэлемента. Также можно обратиться к специализированным компаниям, которые окажут помощь в расчете за определенное вознаграждение.
Разница между цветовыми температурами ламп
Что нужно учитывать при расчете?
Прежде чем проводить любые расчеты, следует определиться, какая именно лампа будет использоваться. На данный момент доступные варианты ламп:
- Накаливания.
- Галогенная.
- Люминесцентная: компактная или линейная.
- Светодиодная: лампы, ленты или прожекторы. В случае со светодиодной лентой важна плотность размещения светодиодов. Узнать этот параметр можно, рассмотрев ленту внимательно.
Оказывает влияние также и тип осветительного прибора, в первую очередь на рассеивание света, место использования. Любой из этих источников света характеризуется такими параметрами, которыми можно измерить световой поток. Конкретно:
- Мощность. Это количество энергии, которое потребляет лампа, единица измерения Вт.
- Световой поток. Как уже упоминалось это количество света, что излучается.
- Нагревание корпуса – применяется для ламп накаливания и галогенных.
- Цветопередача. В этот параметр включены: цветовая температура и оттенок. Первый пункт – от красного до синего (1800–16000 Кельвинов). Оттенок для современных ламп теплый или холодный. Именно он задает общее восприятие освещенности.
Цветопередача разных типов ламп:
- Лампа накаливания – от 2200 до 3000 Кельвинов (К).
- Галогенная – 3000 К.
- Люминесцентная лампа (теплый свет) – 3000К.
- Люминесцентная лампа (белый свет) – 3500 К.
- Дневная люминесцентная лампа – 5600–7000К.
Важно! Чем меньше цветовая температура, тем ближе к красному, чем больше, тем ближе к синему.
Еще два важных параметра: световой поток и световая отдача. Первое – это количество света, что излучает лампа, второе – отношение светового потока к мощности – лм/Вт, то есть насколько эффективна она и экономична.
Формула для расчета светового потока
При подборе той или иной лампы и расчетах важно учитывать такие факторы:
- Расположение светильника. Варианты – потолок или стена.
- Высота монтажа в случае с настенным монтажом.
- Прозрачность плафонов и наличие декоративных элементов на них.
- Направленность света: вверх, вниз, в сторону.
- Цвет стен, мебели: светлый отражают свет, темные поглощают.
Неточности и погрешности: с чем они связаны
Сложности возникают, когда в ходе планового ремонта производится замена одних ламп на другие, смена светильников, на потолок и стены монтируется новая отделка. Все это оказывает влияние на расчеты. проблема – не учитывается коэффициент отражение поверхностей. На уменьшение светового потока влияет:
- Более темные обои.
- Ламинат, линолеум оттенка темнее, чем был до этого.
- Подвесной или натяжной потолок, его тип и отражающая способность.
Все эти моменты касаются общего освещения, так как локально, к примеру, в рабочей зоне за письменным столом света достаточно. Это понятно, ведь в таких участках чаще всего монтируются отдельные осветительные приборы.
Чтобы не ошибиться, следует иметь в виду, какой коэффициент отражения имеет каждый цвет. Так, белые поверхности отражают на 70%, другие светлые на 50%, серые – 30%, черные – 0%.
Часто при расчетах за ориентир берут СНиПы, но не стоит забывать, что они разрабатывались еще в советские времена. Для начала в тот момент не было современных источников света, второй момент – особой заботы о комфорте пребывания в помещении и состоянии глаз не было.
Помните, если ламп много, то уменьшить их количество можно, особенно если смонтировать для каждой группы освещения свой выключатель.
Вывод
Рассчитывать световой поток несложно, но важно учитывать много моментов: тип светильника, цвет отделки потолка, стен, пола, даже оттенок мебели. Важно помнить, что лучше больше источников света, которыми можно управлять, чем экономия.
Заказать расчет освещения Следующая
Источник: https://lampaexpert.ru/osveschenie/kak-rasschitat-svetovoy-potok-prostym-sposobom
Световой поток: что это такое?
Что такое световой поток светодиодных ламп? В чем измеряется, от чего зависит и на что влияет. Читайте подробнее в нашей новой статье.
В последних наших статьях мы уже рассматривали важные технические особенности, от которых зависит энергоэффективность устанавливаемого освещения. Но эти характеристики больше описывают потребление электричества электроприбором, а для параметров силы света применяется такой термин, как «световой поток».
Что такое световой поток? Физический смысл силы светопотока кроется в качественном выражении производимого света. С его помощью можно вычислить параметр излучения силы света на единицу площади.
Этот параметр используют при проектировании систем освещения, которая нормируется согласно стандарту в зависимости от сферы применения. Интерпретируя простыми словами, световой поток означает, что каждый тип светотехники выдает свет различного качества и свойств.
В чем измеряют световой поток? Данный параметр измеряют в люменах, который ответственные производители наносят непосредственно на упаковку товара. Непосвященному в физике человеку вряд ли эти термины и цифры скажут, что они обозначают и от чего зависит световой поток на самом деле.
Зная значение светопотока, можно произвести расчет освещенности любого помещения в зависимости от физиологических особенностей человека воспринимать палитру цветов. Параметр светопотока, например, для промышленных цехов и ученических классов будет отличаться.
Все параметры регламентируются соответствующим отечественным стандартом.
Знаете ли вы? Кроме величины потока света, немаловажной величиной для качества света является освещенность местности, которая показывает количество светопотока, приходящееся на единицу площади помещения.
Освещенность измеряется в люксах: 1 люкс=1люмен/1 м²
Из учебников физики известно, что энергия света переносится электромагнитными волнами. Поэтому значение светового потока осветительного прибора зависит в первую очередь от скорости производимого света.
Мерцание света воспринимается человеческим глазом по-разному в зависимости от длины излучения с учетом чувствительности человеческих глаз.
Из этого можно сделать вывод, что световой поток влияет в первую очередь на зрение человека, поэтому параметры света также нормируются санитарными нормами.
Что такое световой поток светодиодных ламп?
Светопоток светодиодов определяет качество излучаемого и видимого для зрения света, который выдает светильник. Он зависит от таких физических характеристик
- светоотдачи;
- мощности прибора;
- химического состава;
- особенностей линзы.
Отвечая на вопрос, что такое световой поток в люменах и какая взаимосвязь с мощностью светильника, можно наблюдать такую картину:
| Мощность светильника, Ватт | Значение светового потока, Лм |
| От 2 до 3 | 250 |
| От 4до 6 | 400 |
| От 9 до 10 | 700 |
| От 10 до 11 | 900 |
| От 12 до 14 | 1200 |
| От 18 до 20 | 1800 |
| От 25 до 30 | 2500 |
Из представленных в табличных данных делаем вывод о том, что световой поток напрямую зависит от мощности осветительной техники. Соответственно, чем выше параметр мощности лампы, тем выше ее светопоток, но при этом также, увеличивается и потребление электричества.
Как рассчитать световой поток, зная величину освещенности?
Если вы захотите выполнить расчет данного параметра на практике и подтвердить или опровергнуть информацию производителя о технических параметрах лампы, для этого необходимо иметь под рукой люксометр – электроизмерительный прибор, использующийся для выполнения замеров освещенности. С помощью люксометра замеряем величину освещенности в помещении, где будет осуществляться установка светодиодных светильников, в каждой контрольной точке. Далее, используя формулу для расчета мощности светопотока, определяем искомый параметр мощности излучения источника света:
X=YZ,
Где, X — значение светопотока, Лм;
Y – величина освещенности, Лк;
Z – площадь исследуемого помещения, где планируется монтаж светодиодных ламп, м².
Например, если площадь освещаемой территории составляет 20 м², освещенность составляет 60 Лм, параметр светопотока будет составлять 1200 Лм, что соизмеримо со светодиодной лампой мощностью 12-14 Вт.
Пересчет параметров светопотока наиболее популярных осветительных ламп на светодиодное освещение.
| Тип лампы | Мощность, Вт | Светопоток, Лм | Мощность светодиода при том же значении светопотока |
| Лампа накаливания | 25 | 250 | 2 |
| 40 | 400 | 4 | |
| 60 | 700 | 9 | |
| 75 | 900 | 10 | |
| 100 | 1200 | 12 | |
| 150 | 1800 | 18 | |
| 200 | 2500 | 25 | |
| Люминесцентная лампа | 6 | 250 | 2 |
| 10 | 400 | 4 | |
| 13 | 700 | 9 | |
| 15 | 900 | 10 | |
| 25 | 1200 | 12 | |
| 35 | 1800 | 18 | |
| 45 | 2500 | 25 | |
| Галогенные | 5 | 50 | 2 |
| 10 | 150 | 3 | |
| 25 | 240 | 4 | |
| 35 | 400 | 5 | |
| 45 | 480 | 6 | |
| 55 | 700 | 7 | |
| Натриевые лампы, ДНАТ | 70 | 4500 | 50 |
| 100 | 7200 | 70 | |
| 150 | 10800 | 100 | |
| 250 | 18700 | 180 | |
| 400 | 34000 | 350 | |
| Ртутные лампы, ДРЛ | 120 | 6000 | 60 |
| 240 | 13000 | 120 | |
| 400 | 23000 | 240 | |
| 700 | 38000 | 460 | |
| 1000 | 57000 | 600 |
Экономический эффект от использования светодиодных ламп в отличие, например, от обычных ламп накаливания очевиден. Для того чтобы выдать световой поток 900 Лм, нужна обычная лампа накаливания мощностью 75 Ватт или светодиодная лампа с мощностью 10 Вт, то есть, при установке светодиода вместо лампы накаливания с одинаковым качеством света даст нам экономию электроэнергии в 7,5 раз.
Что касается ламп ДРЛ и ДНаТ, то они имеют достаточно мощный светопоток, но за счет длительного срока эксплуатации, старения и безопасности, светодиодные светильники являются лучшим решением для освещения.
Цена светодиодов зависит от мощности прибора и производителя. При покупке светодиодов, нужно обращать внимание на технических параметрах светильника, чтобы не попасть впросак.
Если вы установите лампы с недостаточным световым потоком, это может вызвать проблемы со зрением. Поэтому, выбирать нужно проверенных производителей, которые не спекулируют на технических параметрах и предлагают качественную продукцию.
Всем известно, что китайские лампы зачастую не соответствуют заявленным параметрам, которые в среднем завышены на 30-40 %.
Источник: https://itw-systems.com/ru/blog/svetovoj-potok-chto-eto-takoe/
Световой поток светодиодных ламп — таблица
При выборе источника света, покупатель интересуется о его мощности. Определить мощность поможет таблица светового потока светодиодных ламп, в которой указаны основные показатели. Данные характеристики также указывают на максимальный объем потребления электрической энергии. Перед покупкой следует полностью разобраться в вопросе.
В чем измеряется?
Световой поток – это показатель, указывающий на мощность лучистой энергии. Характеристика максимального потребления энергии в данной ситуации взаимосвязана. Попадая на объект, распадается на три составные:
— Отраженную;
— Приломленную;
— Пропущенную
Единицей измерения является Люмен, обозначаемый Лм. Характеризуется яркостью освещения, который исходит из LED-лампы. Складывается из нескольких показателей:
— Световая отдача.
— Применяемые химические составы.
— Качество линзы.
— Потребление энергии
В течение срока эксплуатации, параметр яркости у LED источника становится меньше. Потеря наблюдается при прохождении света через линзу, составляет до 5%. Говоря проще: световой поток – максимальная освещенность, которую может выдать источник света. Характеристика зависит от конструктивных особенностей лампы и мощности, подаваемой от электрической цепи.
Сравнительная таблица
Светодиодные лампы выбирают из-за таких преимуществ:
— Высокая светоотдача;
— Экономия электроэнергии;
— Срок эксплуатации до десяти лет;
— Широкий выбор оттенка света
Определить необходимость применения можно по сравнительной таблице с лампами накаливания. Вторые проигрывают по многим пунктам, например, безопасность пользования. При достижении высоких температур, лампочка взрывается. Важен показатель потребляемой мощности, ведь лампы накаливания потребляют в разы больше.
Эффективными считаются светодиодные источники, обладающие мощностью в 70-110 Вт. От качества линзы может теряться 10-30% света. При установке лампы, следует уделить внимание максимальному радиусу рассеивания. Некоторые модели могут работать на 360 градусов, другие же – ровно на половину. Такие светильники предназначены для местного освещения, то есть для боковой или декоративной подсветки.
Люмены и что это такое?
Понятие, что такое люмены в светодиодных лампах, означает – единица измерения лучистой энергии. Пример: обычная лампа накаливания в 80 Вт создает световой поток в 1500 Лм. Светодиодная с мощностью в 26Вт равна примерно 2500 Лм. Это полный световой поток от источника, но не является основным показателем при выборе осветительного прибора.
Оценка в люменах означает не количество света для нужного типа помещения, а также включает и рассеянный и бесполезный свет. Ориентировать при покупке следует только на Лм, то есть показатель полезной освещенности.
Требования к эксплуатации
Использование диодных светильников характеризуется типом помещения и стандартам СНиП. Для домов и квартир подойдут светильники с 3000 Лм. Требуемая мощность лампы для помещения размером в 20 кв.м. равна 80Вт. Учитывается общий уровень освещенности, с местными осветительными устройствами.
При выборе, на упаковке указывается характеристика лампочки. Свойства освещенности выносятся самым главным, наряду с температурой света. Она определяется по шкале Кельвина и соответствует показателям светового потока. Нейтральный цвет колеблется от 3000 до 4800 К, холодные оттенки от 5000К не применяются в бытовом пользовании.
Зачем нужна сравнительная таблица?
Многие покупатели отдают предпочтение светодиодным источникам из-за экономии электроэнергии. Сравнивая показатели ламп накаливания и LED можно найти оптимальное решение, подобрав необходимый уровень освещения для дома, квартиры или офиса.
Оптический поток нужно учитывать не только для жилых помещений, но и для промышленных. В таком случае, выбираются более мощные устройства с установленной температурой. Приобретать стоит только в проверенных специализированных или интернет-магазинах.
Поделитесь данной информацией на страницах своих социальных сетей.
Источник: https://ledflux.ru/blog/svetovoy-potok-svetodiodnykh-lamp/
Источники света
Определение 1
Источник света – это тело, которое излучает энергию в световом диапазоне.
Классификация источников света проводится в зависимости от разных характеристик. Таким образом, в физике определяющим является разделение источников света на 2 вида:
- Точечные;
- Непрерывные (модели источников света).
Встречается подразделение на и на такие виды источников света как:
- Естественные (солнце, звёзды, атмосферные электрические разряды и т.п.);
- Искусственные (пламя, разнообразные лампы, светодиоды, лазерные приспособления).
Искусственные источники света подразделяют в зависимости от вида энергии, переходящей в излучение, на:
- Тепловые источники (свет в них возникает в результате нагревания до высоких температур);
- Люминесцентные источники (световое излучение в них появляется благодаря превращению разных видов энергии, но не тепловой).
Также искусственные источники света выделяются по конструктивным особенностям.
Сила света
Определение 2
Точечный источник света – это такой световой источник, размеры которого можно не принимать во внимание, по сравнению с расстоянием от источника до места наблюдения. В оптически однородной и изотропной среде волны, излучаемые точечным источником, являются сферическими.
Определение 3
Для характеристики точечного источника используют понятие силы света (I), которая определяется как:
I=dΦdΩ (1),
где dФ – это световой поток, излучаемый источником в пределах телесного угла dΩ. При рассмотрении сферической системы координат можно сказать, что в общем-то сила света зависит от полярного (ν) и азимутального φ углов I=I ν, φ.
Определение 4
Источник света называется изотропным, если на его силу света не оказывает влияние направление. Для изотропного источника света запишем:
I=Φ4π (2),
где Ф – это суммарный световой поток, излучаемый источником во всех направлениях. Величина силы источника, которая вычисляется как (2), также называется средней сферической силой света источника.
Если источник света не является точечным (протяженный источник), тогда применяют понятие силы света элемента его поверхности (dS). В данном случае в формуле (1) величина dФ – это световой поток, излучаемый элементом поверхности источника (dS) в пределах телесного угла (dΩ).
Основная единица измерения силы света в системе измерения – кандела (кд) (старое название – свеча (св)). 1кд излучает световой эталон как абсолютно черное тело при температуре T=2046,6 K (температура, при которой затвердевает чистая платина) и давлении 101325 Па.
Световой поток
Определение 5
Основной единицей измерения светового потока является люмен (лм), который равняется световому потоку, испускаемому источником в 1 кд внутрь телесного угла 1 стерадиан.
Освещенность
Определение 6
Величина (E), равная E=dΦpaddS (5), называется освещенностью. В выражении (5) dΦpad – это величина светового потока, падающего на элемент поверхности dS. Освещенность измеряется с системе измерения в люксах (лк) 1 лк=1 лм1 м2 (6), при равномерном распределении потока по поверхности.
Светимость
Протяженный источник света характеризуют светимостью (R) его участков. Она описывает излучение (отражение) света выделенным элементом поверхности во всех направлениях.
Светимость проявляется из-за отражения поверхностью падающего на нее светового потока. Тогда под dΦisp понимают в выражении (8) поток, отражаемый элементарной поверхностью dS во всех направлениях.
Светимость измеряется в люксах.
Яркость
Яркость (B) используют для описания излучения (отражения) света в заданном направлении. Направление причем задается полярным углом ν, который откладывают от внешней нормали n→ к излучающей площадке и азимутальным углом φ.
Определение 7
Ламбертовскими источниками света (или косинусные, подчиняющиеся закону Ламберта), называются источники, яркость которых не меняется в зависимости от направления. Для ламбертовских светильников dI элементарной площадки пропорциональна cos ν.
Единица яркости кандела на квадратный метр кдм2.
Пример 1
Необходимо найти световой поток, излучаемый элементарной поверхностью dS внутрь конуса, ось которого расположена перпендикулярно выделенному элементу. Угол конуса равен ν0. Будем считать, что светящаяся поверхность подчинена закону Ламберта и ее яркость равняется В.
Решение
Для решения задачи используем определение яркости и из него выделим элемент светового потока:
B=dΦdΩdScos ν→dΦ=BdΩdScos ν (1.1).
Элементарный телесный угол в сферических координатах равняется:
dΩ=sinνdνdφ (1.2).
Подставим выражение для телесного угла в выражение (1.1), получаем:
dΦ=BsinνdνdφdScosν (1.3).
Определим полный световой поток интегрированием выражения (1.3):
Φ=BdS∫0v0sinνcosνdν∫02πdφ=πBdSsin2ν0.
Ответ: Φ=πBdSsin2ν0.
Пример 2
Яркость однородного светящегося диска радиуса r меняется по закону B=B0cosν, B0=const, ν– это угол с нормалью к поверхности. Необходимо найти световой поток (Ф), испускаемый диском.
Решение
Выразим элемент светового потока с помощью уравнения из условий задачи для ярости как:
dΦ=BdΩdScosν=B0cosν2dΩdS (2.1),
где элементарный телесный угол в сферических координатах равняется:
dΩ=sinνdνdφ (2.2).
Световой поток вычислим как интеграл от выражения (2.1) при использовании (2.2):
Φ=B0dS∫0π2sinνcos2νdν∫0π2dφ=2πB0dS∫0π2d(-cos ν)cos2ν=23πB0dS==23B0π2r2.
Ответ: Φ=23B0π2r2.
Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
Не получается написать работу самому?
Доверь это кандидату наук!
Источник: https://zaochnik.com/spravochnik/fizika/volnovaja-optika/istochniki-sveta/
Световой поток в параметрах светильника
С появлением светодиодных ламп и светильников на их основе, в процесс создания комфортного освещения на рабочем месте уверенно вошли новые термины — световой поток и освещенность. Связано это с тем, что лампы одной и той же мощности у разных производителей светят по-разному, и такой параметр как мощность, не отражает всех характеристик светодиодных светильников.
В светотехнике основным приемником освещения является глаз, и для оценки воздействия на него источника света, было введено понятие световой поток. Не вдаваясь в конкретику физических формул, его можно определить как мощность световой энергии источника света, или по другому — количеством излучаемого света.
Измеряется световой поток в люменах (лм). Чем он больше, тем больше света выделяет лампа или светильник.
Освещенность
Световой поток обозначает общую световую мощность лампы, но не говорит нам о том, сколько энергии света дойдет до конкретного освещаемого места. Это связано с различными углами рассеивания разных лам.
Для того чтобы оценить количеством света доходящее до конкретного места ввели понятие освещенность. Она выражает количество света падающего на единицу освещаемой площади. Измеряется освещенность в люксах. 1 люкс равен 1 люмену на 1 кв.м. площади.
Световой поток светодиодных светильников
Принято считать, что 1 Вт светодиодного светильника заменяет 10 Вт лампы накаливания. Такую цифру размещают и многие производители.Однако на практике можно столкнуться совсем с другими цифрами и тут на помощь приходит световой поток.
Классическая лампа накаливания 100 Вт выдает световой поток в 1200 лм. Взглянув на этикетки светодиодных ламп мощностью 10 Вт, мы можем найти там довольно большой разброс — от 700 до 1200 лм.
Этот разброс прямо указывает на качество приобретаемого изделия.
Чем больше световой поток светильников одинаковой мощности, тем более качественное изделие перед вами. Как определить на практике освещенность рабочего места
Для расчета светового потока светодиодных светильников принято ориентироваться на рекомендуемые Строительными нормами и правилами уровни освещенности разных категорий промышленных, торговых и офисных помещений. На освещенность влияют многие факторы:
- общая площадь помещений;
- материал и цвет стен и потолков;
- покрытие и цвет пола;
- угол рассеивания используемых светильников.
Для точного расчета используются специальные формулы, таблицы и графики. Проверить сделанные расчеты на практике можно специальным прибором — люксометром.
Заключение
Компания КОЭНКО по вашему запросу готова выполнить бесплатный расчет освещенности помещения любого назначения. Мы также сделаем подбор светодиодных светильников с гарантированным световым потоком, по рекомендованным для этого помещения нормам.
Источник: https://inventrade.ru/articles/svetovoy-potok-v-parametrakh-svetilnika/
Сила света, световой поток, освещенность — 3 характеристики ламп простыми словами
Любой кто начинает изучать характеристики светильников и отдельных видов ламп, обязательно сталкивается с такими понятиями как освещенность, световой поток и сила света. Что они означают и чем отличаются друг от друга?
Давайте попробуем простыми, понятными для всех словами, разобраться в этих величинах. Как они связаны между собой, их единицы измерения и каким образом все это дело можно замерить без специальных приборов.
В старые добрые времена, основным параметром по которому выбирали лампочку в прихожую, на кухню, в зал, была ее мощность. Никто никогда и не задумывался спрашивать в магазине про какие-то люмены или канделы.
Сегодня с бурным развитием светодиодов и других видов ламп, поход в магазин за новыми экземплярами сопровождается кучей вопросов не только по цене, но и по их характеристикам. Одним из наиболее важных параметров является световой поток.
Говоря простыми словами, световой поток – это количество света, которое дает светильник.
Однако не путайте световой поток светодиодов по отдельности, со световым потоком светильников в сборе. Они могут существенно отличаться.
Надо понимать, что световой поток это всего лишь одна из множества характеристик источника света. Причем его величина зависит:
Вот таблица этой зависимости для светодиодных светильников:
А это таблицы их сравнения с другими видами ламп накаливания, люминесцентных, ДРЛ, ДНаТ:
Однако есть здесь и нюансы. Светодиодные технологии до сих пор еще развиваются и вполне возможен вариант, когда светодиодные лампочки одинаковой мощности, но разных производителей, будут иметь абсолютно разные световые потоки.
Просто некоторые из них ушли более вперед, и научились снимать с одного ватта больше люмен, чем другие.
Кто-то спросит, для чего нужны все эти таблицы? Для того, чтобы вас тупо не обманывали продавцы и производители.
На коробочке красиво напишут:
- аналог лампы накаливания 100Вт
На что вы будете смотреть в первую очередь? Правильно, на то что более знакомо и понятно — показатели аналога лампы накаливания.
Но с такой мощностью вам и близко не будет хватать прежнего света. Начнете ругаться на светодиоды и технологии их несовершенства. А дело то оказывается в недобросовестном производителе и его товаре.
То есть, насколько эффективно тот или иной источник преобразует электрическую энергию в световую. Например, обычная лампа накаливания имеет отдачу 15 Лм/Вт, а натриевая лампа высокого давления уже 150 Лм/Вт.
Получается, что это в 10 раз более эффективный источник, чем простая лампочка. При одной и той же мощности, вы имеете в 10 раз больше света!
Измеряется световой поток в Люменах – Лм.
Что такое 1 Люмен? Днем при нормальном свете, наши глаза больше всего чувствительны к зеленному цвету. К примеру, если взять два светильника с одинаковой мощностью синего и зеленого цвета, то для всех нас более ярким покажется именно зеленый.
Длина волны зеленого цвета равна 555 Нм. Такое излучение называется монохроматическим, потому что содержит в себе очень узкий диапазон.
Конечно, в реалии зеленый дополняется и другими цветами, чтобы в итоге можно было получить белый.
Но так как чувствительность человеческого глаза максимальна именно к зелени, то и люмены привязали к нему.
Так вот, световой поток в один люмен, как раз таки и соответствует источнику, который излучает свет с длиной волны 555 Нм. При этом мощность такого источника равняется 1/683 Вт.
Почему именно 1/683, а не 1 Вт для ровного счета? Величина 1/683 Вт возникла исторически. Изначально, основным источником света была обычная свечка, и излучение всех новых ламп и светильников как раз таки и сравнивались со светом от свечи.
В настоящее время эта величина 1/683 узаконена многими международными соглашениями и принята повсеместно.
Для чего нам нужна такая величина как световой поток? С ее помощью можно легко произвести расчет освещенности помещения.
Это напрямую влияет на зрение человека.
Отличие освещенности от светового потока
При этом многие путают единицы измерения Люмены с Люксами. Запомните, в люксах измеряется именно освещенность.
Как наглядно объяснить их разницу? Представьте себе давление и силу. С помощью всего лишь маленькой иголки и небольшой силы, можно создать высокое удельное давление в отдельно взятой точке.
Также и с помощью слабого светового потока, можно создать высокую освещенность в отдельно взятом участке поверхности.
1 Люкс – это когда 1 Люмен попадает на 1м2 освещаемой площади.
Допустим, у вас есть некая лампа со световым потоком в 1000 Лм. Внизу этой лампы стоит стол.
На поверхности этого стола должна быть определенная норма освещенности, чтобы вы могли комфортно работать. Первоисточником для норм освещенности служат требования сводов правил СП 52.13330
Для обычного рабочего места это 350 Люкс. Для места, где производятся точные мелкие работы – 500 Лк.
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.
Правда заранее приготовьтесь к погрешностям. Но для того, чтобы сделать навскидку первоначальный анализ, телефон вполне сгодится.
А как узнать примерный светопоток в люменах, вообще без измерительных приборов? Здесь можно воспользоваться значениями светоотдачи и их пропорциональной зависимости к потоку.
- для светодиодных ламп с матовой колбой — мощность лампы умножьте примерно на 80лм/Вт и узнаете сколько в ней люмен
- для филаментных – умножайте мощность лампы на 100
- энергосберегайки КЛЛ – на 60лм/Вт
Безусловно, свет от разных источников распространяется не равномерно. Один светильник бьет очень узким пучком света, а другой наоборот максимально широким.
Но если сравнить их паспортные данные, оба они могут иметь одновременно одинаковое количество люмен.
Именно поэтому ориентироваться только на люмены, в корне не правильно.
Например, при покупке светильника через интернет, можно получить вовсе не то освещение, на которое изначально рассчитывали.
Еще раз запомните, световой поток показывает только КОЛИЧЕСТВО света, без учета направления его распространения.
Поэтому здесь еще нужно учитывать и другую характеристику – силу света. Что это такое?
Это величина светового потока разделенного на телесный угол, внутри которого он распространяется.
Проще говоря, если световой поток это количество света, то сила света – это его ”плотность”.
Измеряется сила света в канделах – Кд.
1 кандела – это 1 люмен распространяющийся в пределах конуса с углом в 65 градусов.
Чтобы визуально представить себе силу в 1 канделу, посмотрите опять же на обыкновенную свечу. Именно поэтому определение кандела произошло от латинского слова ”candela” – что в переводе означает свеча.
Кстати, теоретически человеческий глаз может увидеть свет от такого источника на расстоянии почти 50км!
Однако из-за кривизны поверхности земли, данное расстояние фактически сокращается до 5км.
Источник: https://svetosmotr.ru/sila-sveta-svetovoj-potok-osveshhennost/
Расчет светодиодного освещения : Методика
При обустройстве практически любого помещения одним из главных задач является организация грамотного освещения. Правильно подобрав необходимую мощность и количество светильников, можно обеспечить не только приятную успокаивающую атмосферу жилых помещений, но и повысить продуктивность в офисах и рабочих кабинетах.
В случаях когда в качестве источников искусственного света используются обыкновенные традиционные лампочки накалывания, подобрать их в нужном количестве и мощностях довольно легко. Однако, если речь идет о более современном и экономичном светодиодном освещении, то привычные способы расчета становятся непригодными.
Но, несмотря на характерные особенности и совершенно новые алгоритмы методика светодиодного освещения на практике не так сложна как это может показаться на первый взгляд.
Следуя нескольким простым правилам можно самостоятельно рассчитать необходимую мощность и количество светодиодных ламп и светильником для каждого помещения.
Светодиодные лампы – светодиодные лампы расчет освещенности
Сегодня каждый интернет магазин светотехники в Москве предлагает покупателям довольно широкий ассортимент светодиодных устройств – от простых лампочек со стандартным типом цоколя, до декоративных светильников и ультратонких панелей.
Наибольшим спросом пользуются светодиодные лампочки, которыми все чаще заменяются как обыкновенные лампы накалывания, так и более передовые люминесцентные и галогенные аналоги, что, впрочем, неудивительно, ведь наименьшую потребляемую мощность при одинаковой силе света имеют именно светодиодные устройства.
Так, например, на замену ламе накалывания мощностью в 100Вт идеально подойдет светодиодная модель в 12-13ВТ, тогда как при выборе люминесцентной лампе мощность должна составлять как минимум 30ВТ. Однако, выбирать светодиодные лампы ориентируясь лишь на такой расчет не совсем верно.
Для организации освещения помещений стандартного типа (квадратные, прямоугольные) можно ориентировать на классическую таблицу расчета мощности (см.табл.1):
| Тип помещения | Мощность светодиодных ламп (ВТ) на 10 м2 |
| Гостиная, ванная | 30 |
| Спальня, прихожая, коридор | 20 |
| Кухня | 40 |
| Детская | 50 |
| Подсобные помещения | 10 |
Ну а для более точного расчета необходимого уровня освещенности в помещениях с нестандартными формами и разной высотой потолка целесообразно использовать систему двухэтапного расчета:
Этап 1
Величину светового потока для освещения конкретного помещения можно рассчитать по довольно простой формуле X*Y*Z где:
X – стандартно принятая норма освещенности в Люксах (Лк)
Y – площадь помещения (м2)
Z – коэффициента на высоту потолков, который при высоте
до 2.7м =1
от 2.7 до 3м = 1.2
от 3 до 3.5 = 1.5
от 3.5 до 5.5 = 2
Что же касается норм освещенности, то данные показатели можно взять из таблицы. 2:
Этап 2
Зная необходимую величину светового потока можно с легкостью определить количество необходимых светодиодных ламп. Световой поток каждой лампочки указан в ее технических характеристиках.
Для примера можно выбрать лампочки мощностью в 12 и 14 Вт величина светового потока которых равна 1100 и 1250 Лм. Таким образом в нашем примере понадобятся 3 лампочки в 12 и одна в 14 ВТ.
При желании конечно же можно подобрать и множество других комплектаций с номинальной мощностью в 4500 Лм, тем более, что сегодня вопрос какой мощности могут быть лед лампы уже не актуален, ведь на рынке можно найти устройства любых мощностей.
Однако следует учесть, что выбирая устройства с более низкой мощностью и, как следствие, с низкими световым потоком, номинальную величину следует увеличить.
Такова основная методика основного светодиодного освещения. Однако, зачастую, помимо основных устройств в освещении используются также и декоративные элементы, для которых используются уже иные расчеты.
Среди таких элементов особое место занимают светодиодные ленты, использование которых является одним из самых популярных методов организации декоративного освещения.
Светодиодная лента – выбираем по величине светоотдачи
В отличие от светодиодных ламп, светильников, панелей и прочих устройств обеспечивающих основное освещение, диодные ленты предназначены для декоративной подсветки.
Именно по этой причине методика расчета светодиодного освещения для светодиодных лент существенно отличается от стандартных способов расчета необходимой мощности и количества основных устройств освещения.
Норма освещения на 1 кв м в квартире для светодиодной ленты определяется исходя их нескольких ее характеристик.
Во-первых, количество необходимых устройств определяется в метрах. При этом, при одинаковой длине диодные ленты могут иметь различную интенсивность светового потока, которая и является решающим параметром при выборе конкретного устройства.
Зная сколько светодиодов определенного типа установлены на протяжении 1 метра ленты можно самостоятельно определить интенсивность светового потока (Лм), и выбрать модель нужной яркости.
Впрочем, тратить время на расчеты вряд ли придется, ведь данный параметр всегда указывается самим производителем.
Во-вторых, светодиодная лента чаще используется для дополнительной декоративной подсветки, а значит ее мощность должна быть значительно ниже основных устройств освещения, во избежание “конкуренции”.
Конечно же, в продаже можно найти и сверхъяркие устройства с мощными светодиодами, которые вполне могут обеспечить основное освещение, однако используются они уже для подсветки фасадов, рекламных щитов и витрин.
В закрытых же жилых помещениях с подсветкой вполне справятся и модели мощностью от 6.5 до 20-24Вт.
Таким образом, можно отметить, что методика расчета светодиодного освещения хоть и существенно отличается от привычных способов и имеет ряд специфических особенностей, она все же не так сложна как может показаться новым пользователям светодиодных устройств.
Ну а единожды подсчитав необходимую мощность и количество диодных устройств можно получить надежную систему освещения на долгие годы.
А выбрать и купить светодиодные лампы и ленты в Москве можно прямо сейчас. Наш интернет магазин светодиодного освещения предлагает своим покупателям самую качественную светодиодную продукцию по самым выгодным в Москве ценам.
Источник: https://www.led-eleganz.ru/raschet-svetodiodnogo-osveshheniya-metodika/
Как правильно рассчитать освещенность квартиры?
- Советы
- Эксплуатация
1 звезда 2 звезды 3 звезды 4 звезды 5 звезд
Для того, чтобы не сильно напрягались глаза, но, и чтобы было не слишком ярко, важно правильно рассчитать освещенность каждого помещения в доме. Мы расскажем, как это сделать просто и быстро.
Освещенность в каждом помещении дома должна быть оптимальной: чтоб не светило ярко, но и при этом чтоб не нужно было «щурится». В зависимости от размера и высоты комнаты, нужно брать разное количество лампочек разной мощности. В этой статье мы расскажем, как можно рассчитать по формулам освещенность любого помещения, даже производственного.
Расчет производится в два этапа: расчет освещенности помещения и расчет количества светодиодных ламп.
Расчет освещенности комнаты
В России освещенность помещения регулируется согласно СНИП (Строительные Нормы и Правила). В таблице ниже приведена норма освещенности каждого жилого и производственного помещения согласно СНИП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Освещенность указывается в люксах. То есть показано, сколько люксов необходимо на 1 м2 комнаты или офиса.
Итак, зная нормы освещенности каждой комнаты, можем рассчитать нужное количество «люксов» света. Расчет производится по формуле Е = S * K, где Е — освещенность в Лк; S — площадь комнаты; К — коэффициент высоты потолка. Для потолка высотой до 2,7 м коэффициент равен 1; от 2,7 до 3 м равен 1,2; от 3 до 3,5 м — 1,5; от 3,5 до 4,5 м — 2.
Задача: определить освещенность для комнаты площадью 20 м2 с высотой потолков 3 м. Ничего сложного:
Е = 150 * 20 * 1,2 = 3600 Лк
Заметьте, что здесь мы взяли коэффициент 1,2, хотя могли и 1, но учитывая, что в зависимости от цвета стен светопоглощение может быть сильнее или слабее (темные тона сильнее поглощают свет), мы взяли больший коэффициент, чтоб немного с запасом было. Теперь нам необходимо подобрать количество светодиодных ламп, чтоб они обеспечивали 3600 Лк.
Подбор мощности лампочек и их количество
В следующей таблице приведено соответствие мощности светодиодной лампы к световому потоку, который она способна выдавать. Зная эти данные, можно высчитать количество осветительных приборов.
Для комнаты удобно использовать лампочки мощностью 10 Вт. Учитывая это, их количество будет следующим: Х = 3600/900 = 4 шт
То есть в комнату нужно смонтировать люстру на 4 лампочки мощностью по 10 Вт. Например, вы можете взять недорогие Uniel UL.
Обратите также внимание, что в зависимости от типа плафонов в люстре, могут понадобиться лампочки сильнее или слабее по мощности.
Если, к примеру, у вас люстра с плафонами, которые смотрят вниз и лампочка не закрыта полностью, световой поток будет рассеиваться практически максимально.
Однако если плафоны смотрят вверх, и они к тому же не прозрачные, а матовые, то световой поток будет немного поглощаться стеклом плафона, поэтому лампочки по мощности нужно будет взять с запасом, чтобы сохранялась нужная освещенность.
Как рассчитать количество галогеновых и люминесцентных ламп?
Если вы вдруг еще используете в своей квартире не светодиодные, а галогеновые или люминесцентные лампы, тогда необходимо знать их соответствие мощности к световому потоку. Ниже в таблице приведены такие соответствия.
| Световой поток, Лм | Мощность галогеновых ламп, Вт | Мощность люминесцентных ламп, Вт |
| 250 | 18 | 6 |
| 450 | 28 | 9 |
| 800 | 42 | 13 |
| 1100 | 53 | 16 |
| 1600 | 72 | 20 |
Дальше количество ламп рассчитываем по тем формулам, которые приводились для светодиодных приборов. Однако все же рекомендуем со временем перейти на светодиодные лампочки, так как они более экономичные и долговечные, чем другие осветительные приборы.
Источник: https://ichip.ru/sovety/ekspluataciya/kak-rasschitat-osveshchennost-kvartiry-708562
Астраномія. Астрафізіка і нябесная механіка
Мощность световой энергии обычно характеризуют потоком излучения (световым потоком), который является основным понятием фотометрии. Потоком излучения Ф называется количество световой энергии, проходящей за единицу времени через данную площадку (например, входное отверстие телескопа). Освещённостью Е называется плотность светового потока, т. е. световой поток, приходящийся на единицу площади освещаемой поверхности: E = Ф/S.
Поток излучения (а также освещённость) могут характеризовать излучение во всем спектре (полный или интегральный поток) или в каком-то определённом его участке. Если этот участок очень узок, то излучение, а вместе с ним и поток, называют монохроматическим. В последнем случае мощность излучения должна быть отнесена к единичному интервалу частот или длин волн.
Вся энергия, проходящая в единицу времени через замкнутую поверхность, окружающую данный источник излучения, называется его светимостью L. Интенсивность излучения – энергетическая характеристика электромагнитного излучения, пропорциональная квадрату амплитуды колебаний. Мерой интенсивности служит вектор Пойнтинга.
В фотометрии понятие интенсивности оптического излучения эквивалентно понятиям облучённости, освещённости и поверхностной плотности мощности излучения.
В астрофизике под термином «интенсивность излучения» I понимают плотность потока излучения, создаваемого элементом среды в данном направлении: I = dФ/(dωdScosθ), где dФ – поток излучения в пределах бесконечно малого телесного угла dω, dS – площадь участка диафрагмы, нормаль к которой составляет угол θ с направлением распространения излучения.
Если dS непосредственно является элементом излучающей поверхности, то определённая таким образом величина называется яркостью В этой поверхности в данной точке и в заданном направлении.
| Густав Фехнер (1801 – 1887) |
| Эрнст Вебер (1795 – 1878) |
3.2.2. Закон Вебера – Фехнера
Закон Вебера – Фехнера — эмпирический психофизиологический закон, заключающийся в том, что интенсивность ощущения пропорциональна логарифму интенсивности стимула. Эрнст Вебер (1834): новый раздражитель, чтобы отличаться по ощущениям от предыдущего, должен отличаться от исходного на величину, пропорциональную исходному раздражителю. Густав Фехнер (1860): сила ощущения p пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя S (основной психофизический закон):
p = k log(S/S0),
где S0 — граничное значение интенсивности раздражителя. Если S < S0, раздражитель совсем не ощущается.
3.2.3. Звёздная величина. Формула Погсона
Создаваемая звёздами освещённость – (как правило) единственная о них фотометрическая информация.
Во II веке до н. э. Гиппарх ввёл звёздную шкалу величин. Самые яркие звёзды были отнесены к первой величине, а находящиеся на границе видимости невооружённым глазом – к шестой величине. Звёздные величины обозначают индексом m, который ставится вверху после числового значения: 5m.
Глаз реагирует на световую энергию, прошедшую через зрачок и которая пропорциональна освещённости. При этом, согласно закону Вебера – Фехнера, при изменении внешнего раздражения в геометрической прогрессии, органы чувств передают соответствующие ощущения в арифметической прогрессии. Поэтому в шкале, введённой Гиппархом, освещённости от звёзд 1-й, 2-й, , 6-й величин оказались в убывающей геометрической прогрессии, знаменатель q которой (по аналогии с октавой), должен был быть равен ½.
Тогда освещённость Em от звезды, у которой звёздная величина m, определяется через освещённость от звезды первой величины E1 и знаменатель прогрессии q:
Em = E1qm – 1.
Измерения, проведённые в середине XIX века, показали, что разности в 5 звёздных величин по шкале Гиппарха соответствует отношение освещённостей почти 1/100.
| Норман Погсон (1829 – 1891) |
В 1857 году Норман Погсон предложил использовать для шкалы звёздных величин следующее значение q:
q = 100–1/5 = 10–0.4 ≈ 1/2.512,
при котором разность в 5 звёздных величин точно соответствует отношению освещённостей в 100 раз. Число 2.512 показывает, во сколько раз освещённость от объекта со звёздной величиной m больше, чем от объекта со звёздной величиной m + 1.
Таким образом, освещённости, создаваемые двумя объектами со звёздными величинами m1 и m2, связаны соотношениями:
Em1/Em2 = (2.512)–(m1 – m2) и lg(Em1/Em2) = –0.4(m1 – m2),
или формулой Погсона:
m1 – m2 = –2.5lg(Em1/Em2).
Формула Погсона служит для определения шкалы звёздных величин (или видимых звёздных величин): звёздной величиной называется отсчитываемый от некоторого нуль-пункта десятичный логарифм освещённости, создаваемой данным объектом в месте наблюдения, умноженный на коэффициент –2,5.
Формула Погсона позволяет определять звёздные величины объектов, более ярких, чем с m = 1. Для таких объектов m < 1 и может принимать отрицательные значения. Звёздные величины могут быть дробными. Значение m2 = 0 соответствует E2 = 1.
| Венера |
Звезда нулевой звёздной величины (0m) создаёт на границе земной атмосферы освещённость E0 = 2.48 × 10–12 Вт/м2. Примеры значений видимых (визуальных) звёздных величин:
Солнце: –26,8m
Луна в полнолуние: –12,7m
Венера в элонгации: –4,4m
Юпитер в противостоянии: –2,7m
Марс в противостоянии: –2,0m
| Сириус |
Меркурий в элонгации: –1,9m
Сириус: –1,5m
Вега: 0,0m
Проксима: 0,0m
Сатурн без колец: +0,7m
Полярная звезда: +2,0m
Туманность Андромеды: +3,4m
1 квадратный градус ясного безлунного ночного неба: +3,5m
Уран в противостоянии: +5,5m
Нептун: ,8m
Дополнительная литература:
П.П. Лазарев. Основной психо-физический закон и его современная формулировка
Источник: http://physics.bsu.by/sites/all/other/astronomy/3-2-astrophotometry.html
Световой поток. Описание и способ измерения
Освещение очень важно для нормальной жизни и работы. При этом освещение с помощью солнца не всегда доступно по понятным причинам, поэтому часто используется искусственное освещение. Для того, чтобы определять качество освещения помещений введена единица «люкс», которая показывает количество света на единицу площади.
Но люкс – характеристика скорее эмпирическая, так как уровень освещения сильно зависит от объема помещения, находящихся в нем предметов, формы осветительных приборов и расстояния до них. Качество же самих светильников определяется понятием «световой поток».
Способ измерения
Световой поток измеряют в лабораторных условиях с помощью специальной камеры – сферического фотометра. Исследуемый осветительный прибор устанавливается внутри камеры, которая обладает очень высоким коэффициентом отражения (близкий к 1 – белый цвет).
Измерительный элемент закрыт от источника непроницаемым экраном для измерения только рассеянного света. Это делается для того, чтобы определить именно световой поток, а не яркость самого источника света.
Так, яркость светодиода будет значительно превышать яркость лампы накаливания (при одинаковой потребляемой мощности), но из-за узконаправленного пучка света, мощность светового потока будет отличаться не так сильно.
Кроме того, источник света излучает весь спектр световых волн, но глаз человека способен воспринимать только часть этого спектра – остальная часть не имеет значения. Поэтому фотоэлементы закрываются специальным фильтром, который позволяет измерять только видимую часть спектра. Результатом работы фотометра является сила потока в люменах.
Количество люмен можно найти на упаковке осветительных приборов, что позволяет определить, насколько сильно будет светить та или иная лампа. При этом люмен является величиной, независимой от угла освещения.
То есть при применении рассеивателей или отражателей сила потока не изменится (если не учитывать поглощения части потока самими отражателями), а освещенность может значительно измениться.
Таким образом световой поток, излучаемый лампой не зависит от внешних факторов, таких как:
— вида светильника;
— коэффициента отражения предметов в помещении;
— объема помещения;
— и так далее.
Но все эти факторы напрямую повлияют на качество освещения.
Влияние на качество освещения
Поскольку измерения производятся только для рассеянного света, то светильники без отражателей будут расходовать приблизительно половину потока на освещение потолка, а не помещения. Качество освещения в таком случае будет значительно зависеть от потолочного покрытия и его цвета.
Использование качественных отражателей позволяет направить всю силу светового потока на освещение рабочего места, но при этом сужает освещаемую область (как в вышеприведенном примере лампы накаливания и светодиода), поэтому обычно они используются вместе с рассеивателями. Таким образом, отражатель направляет свет вниз, а рассеиватель (обычный плафон) распределяет его по помещению.
Зависимость люкс от люмен
Как говорилось выше, качество освещения определяется по количеству люкс, попадающих на ту или иную площадь в помещении. К сожалению, прямой зависимости между силой потока и качеством освещения не существует, так как на качество освещения влияют десятки различных факторов (вплоть до брака в отражателях и тому подобные мелочи). В одних и тех же условиях лампы, способные выдавать большее количество люмен дадут более высокий уровень освещения, чем более слабые.
Источник: http://solo-project.com/articles/10/svetovoy-potok-opisanie-i-sposob-izmereniya.html
Калькулятор люмены в канделы и канделы в люмены
См. также: Оценка максимума эффективности белого света
Лю́мен (обозначение: лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ.
Количество люмен указывает, сколько света испускает лампа во всех направлениях. Чем больше число люмен, тем больше света.
Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд × ср). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.
Канде́ла (обозначение: кд, cd) — единица измерения силы света в СИ (от латинского candela, свеча).
Количество кандел указывает, сколько света испускает лампа в одном направлении, в котором она светит наиболее интенсивно.
Одна кандела — сила света в данном направлении от источника монохроматического излучения с частотой 540*1012 Гц, (555 нм, зеленый цвет) имеющего интенсивность излучения в этом направлении равную 1 / 683 Вт в телесном угле равном одному стерадиану.
Калькулятор для перевода люмен в канделы
Пересчет ведется по формуле:
Fv=I*2π(1-cos(α)), где
Fv — световой поток
Iv — сила света α — угол половинной яркости
Для расчета введите угол и силу света (световой поток). Учтите, результаты расчета зависят от оптических параметров светодиода и дают ориентировочный результат!
Световой поток типовых источников света
Приведены сравнительные параметры некоторых источников света, значения приблизительные, только для сравнительной оценки.
| Тип источника света | Световой поток (люмен) | Сила света (кандел) | лм/ватт |
| Лампа накаливания 40 Вт | 415 | 35 | 10 |
| Лампа накаливания 100 Вт | 1550 | 1300 | 15 |
| Люминесцентная лампа 40 Вт | 2500 | 2200 | 60 |
| Газоразрядная лампа 35 Вт (ксенон с учетом оптики фары) | 3000 | 15000 | 90 |
| Светодиод Cree XLamp XP-L 6 Вт | 1226 | 550 | 200 |
Мощность излучения, взаимосвязь энергии света (Ватты) и светового потока (люмен)
Важным параметром для оценки энергоэффективности светодиодного излучателя считается соотношение между излучаемой мощностью и мощностью, выделяемой в виде тепла.
Излучаемый светодиодом свет, как известно, обладает определенной энергией и энергия света зависит от длины волны. Однако сила света не пропорциональна энергии светового излучения, а зависит от чувствительности человеческого глаза. Иначе говоря, сила света — это мощность светового излучения, которое доступно для восприятия человеческим глазом.
Чтобы пересчитать излучаемую энергию (Ватты) в световой поток (люмены), нужно знать длину волны излучения и кривую чувствительности человеческого глаза. Нетрудно догадаться, что для монохромного излучения эта задача решается легко, а для светодиода белого цвета, необходимо еще знать спектр его излучения и выполнить довольно сложное интегрирование.
| Цвет излучения | Формула пересчета светового потока в энергию излучения | Опт. мощность при Fv = 100 люмен, Вт | Сила света при P = 1 Вт, лм |
| зеленый 555 нм | Р = Fv/683 Вт/лм | 0.15 | 683 |
| красный 650 нм | Р= Fv/68,3 Вт/лм | 1.46 | 68.3 |
| красный 625 нм | Р= Fv/222 Вт/лм | 0.45 | 222 |
| синий 465 нм | Р= Fv/68,3 Вт/лм | 1.46 | 68.3 |
| белый | Р= Fv/243 Вт/лм | 0.41 | 243 |
Можно оценить, что белый светодиод мощностью 1 Вт с эффективностью 100 лм/Вт излучает в виде света 0,4 Вт и 0,6 Вт рассеивает в виде тепла, а лампа накаливания из потребляемых 100 Вт излучает в видимой области спектра только 6 Вт (0,06 Вт на 1 Вт).
Энергия, потребляемая источником света от сети питания, не полностью преобразуется в излучение. Особенно это актуально для светодиодных ламп.
Кроме потерь энергии в самом светодиоде, мощность теряется в преобразователе питания, часть света задерживается оптикой — отражателями, рассеивателями, линзами.
При использовании светодиода с эффективностью 100 lm/Вт, эффективность лампы редко достигает 80 lm/Вт, а для наиболее распространённых изделий бывает 60-70 lm/Вт. В итоге, современные лампы массового производства примерно в 10 раз эффективнее лампы накаливания.
Источник: https://led-displays.ru/calc.html
