Световой поток ламп накаливания таблица: Сравнительная таблица соотношения светового потока в люменах для различных ламп

Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к потребляемой мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп. 20-200Вт для ламп накаливания.

Навигация по справочнику TehTab.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Оборудование — стандарты, размеры / / Электролампы  / / Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к потребляемой мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп. 20-200Вт для ламп накаливания.

Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к потребляемой мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп. 20-200Вт для ламп накаливания.


Люмен – это единица измерения светового потока источника света.










Лампа накаливания,

потребляемая мощность в Вт
Люминесцентная лампа,

потреблемая мощность в Вт
Светодиодная лампа,

потребляемая мощность в Вт

Световой поток, Лм

20 Вт5-7 Вт2-3 ВтОколо 250 Лм
40 Вт10-13 Вт4-5 ВтОколо 400 Лм
60 Вт15-16 Вт8-10 ВтОколо 700 Лм
75 Вт18-20 Вт10-12 ВтОколо 900 Лм
100 Вт25-30 Вт12-15 ВтОколо 1200 Лм
150 Вт40-50 Вт18-20 ВтОколо 1800 Лм
200 Вт60-80 Вт25-30 ВтОколо 2500 Лм
  • Сколько люмен в 20 Вт лампочке?
  • Сколько люмен в 40 ваттной лампочке?
  • Сколько люмен в 100 ваттной лампочке?
  • Сколько люмен в лампочке?
Рекомендуемые обзоры раздела:

  1. Стандарты присоединительных размеров — цоколей и патронов электроламп. Винтовые. Байонеты ( = патроны Свана, bayonet ). Галогеновые лампы мини-, трубки и направленного света. Флюоресцентные (люминисцентные) трубки. Лампы дневного света.
  2. Световой поток типичных источников света (лм) и световая отдача (эффективность) (лм/ватт). Для ламп накаливания, газоразрядных, люминесцентных, галогенных, газоразрядных, светодиодных….
  3. Электрические разъемы и провода (кабели)

Нашли ошибку? Есть дополнения? Напишите нам об этом, указав ссылку на страницу.

TehTab.ru

Реклама, сотрудничество: [email protected]

Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Все риски за использование информаци с сайта посетители берут на себя. Проект TehTab.ru является некоммерческим, не поддерживается никакими политическими партиями и иностранными организациями.

Световой поток светодиодных ламп, таблицы, эквиваленты лампам накаливания

Прежде всего, стоит отметить, что любая лампа имеет основной параметр величину потребляемой мощности (Вт). Мощность светодиодных ламп, предназначенных для использования в быту находится в пределах 1-10 Вт, однако, бывают и намного более мощные варианты для наружного освещения – свыше 100 Вт. Вообще, по правде говоря, мощность светодиодных ламп является просто характеристикой скорости потребления электроэнергии, а для понятия силы света лампа необходимо узнать у продавца такой параметр, как световой поток.

Содержание статьи о световом потоке светодиодных ламп

Этот параметр измеряется в люменах и максимально возможно характеризует возможности того или иного источника света осветить помещение. Однако часто бывает так, что информация о световом потоке светодиодных ламп не указана на упаковке, а вместо нее пишут мощность лампы накаливания, обладающей таким же световым потоком. Такая информация является достаточно лукавой, так как нет никакой возможности ее проверки. Например, если на упаковке указан световой поток 280 лм или не указан вовсе, но написано, что мощность лампы составляет 4 Вт и она эквивалентна 50-ваттной лампе накаливания, то спорить здесь, конечно, будет трудно, но нормальная лампа накаливания мощностью 50 Вт должна иметь световой поток не 280 лм, а около 560 лм.

Что такое световой поток?

Энергию любого источника света переносят излучаемые им электромагнитные волны. Именно скорость излучаемой энергии говорит нам о силе свечения каждого конкретного источника. . Свечение светодиодных ламп мы уже рассматривали, читайте об этом в соответствующей статье. Следует отметить, что эту энергию мы воспринимаем глазом, а наши глаза воспринимают разную длину излучения по-разному. Излучение, которое, например, имеет длину 0,55 мкм (зеленое) наши глаза воспринимают сильнее, чем 0,63 мкм (красное). А вот диапазон инфракрасного и ультрафиолетового излучения уже не доступен для наших глаз, поэтому для характеристики мощности излучения с учетом ее воспринимаемости глазами, он суммируется согласно длинам волн, учитывая при этом кривую чувствительности глаз, в результате чего мы получаем нормированную величину, называемую световым потоком.

Но все же эквивалентная мощность при выборе лампы также имеет важное значение, особенно при выборе светодиодных ламп взамен лампам накаливания. Наиболее правильным способом будет определение светового потока светодиодных ламп путем пересчета их согласно эквивалентной мощности ламп накаливания.

Пересчет лампы накаливания на светодиодную

В таблице ниже будет рассмотрена мощность светового потока обычной лампочки, светодиодной и люминесцентной. Проведем пересчет лампы накаливания на светодиодную по такому показателю, как световой поток. Как видите, чтобы световой поток ламп накаливания был равен 250 Лм, понадобится лампочка мощности 20 Вт. Такой же световой поток обеспечивается светодиодной лампой 2-3 Вт, для люминесцентной лампы мощность равна 5-7 Вт. Также наверняка вас заинтересует информация о соотношении мощности светодиодных ламп. Выгода использования светодиодных ламп очевидна.

Мощность лампы накаливания, ВтМощность люминесцентной лампы, ВтМощность светодиодной лампы, ВтСветовой поток, Лм
20 Вт5-7 Вт2-3 Вт250
40 Вт10-13 Вт4-5 Вт400
60 Вт15-16 Вт8-10 Вт700
75 Вт18-20 Вт10-12 Вт900
100 Вт25-30 Вт12-15 Вт1200
150 Вт40-50 Вт18-20 Вт1800
200 Вт60-80 Вт25-30 Вт2500

Сравнительная характеристика лампы накаливания и светодиодной лампы

Данные представлены для лампы накаливания на 40W и для светодиодной лампы на 7W.

ХарактеристикиЛампа накаливания 40W Светодиодная   лампа  7W
Сила тока, A0.1910.052
Световой поток, Lm360304
Эффективносить светоотдачи, Lm/W946.2
Температура цвета, К28005500 – 7000
Рабочая температура, °C18070
Срок службы, часов100030000

Сила светового потока наружного освещения

В нынешнее время самым популярным является светодиодное уличное освещение. Чтобы ознакомиться со световым потоком светодиодных ламп для наружного освещения, рассмотрим характеристики некоторых типов светодиодов, которые зачастую используются для устройства наружного освещения. В таблице ниже представлены наружные светодиодные уличные лампы, светильники и прожекторы разных производителей, соотношение таких характеристик, как мощность и световой поток.

СветильникМощность, ВтСветовой поток, Лм
LL-122 Холодный10950
LL-122 Теплый10950
SW-301-20W/220V201400
FL-20201700
LL-232302100
SW-LE-W30 E40302800
Linterna L30303000
EcoLight EL-ДКУ-02-050-0021-65Х503400
LL-275 50506500
СТРИТ-15015813360

Что следует учитывать при замене обычных ламп на светодиодные?

Главное – световой поток

Еще более сложной будет ситуация, когда предстоит задача по определению эквивалентной мощности для замены галогенных ламп. В том случае, если галогенная лампа рассчитана на 220 В, то можно воспользоваться различными таблицами в интернете, но для подбора замены 12-вольтовой лампе следует учитывать, что такие лампы имеют световой поток той же мощности, что требует внести поправку, на коэффициент которой влияет тип галогенной лампы и, который можно определить также при помощи соответствующей таблицы.

Распределение светового потока в помещении

Кроме общей характеристики силы светового потока также следует принимать во внимание распределение этого светового потока в пространстве. Его направленность определяют углом расходимости лампы. Данная характеристика касается источников света, которые создают направленный тип излучения. Расходимость в 120 градусов говорит о то, что сила светового потока снижается в 2 раза в направлении, которое имеет угол в 60 градусов по отношению к оси светового пучка источника света. Лампы, имеющие расходимость в 120 градусов, обладают очень широкой диаграммой направленности, которая практически соответствует равнояркой площадке. Светодиодные лампы с широким углом излучения позволяют получить более равномерное освещение помещения, но тут необходимо учесть одну тонкость, заключающуюся высокой яркости светодиодных ламп при больших углах к излучающей плоскости, что может стать причиной некомфортности.

Для этого необходимо обращать внимание на реализацию требований наличия защитного угла в ходе монтажа широкоугольного типа светодиодных ламп в светильники, включая и те, которые врезаются в потолок. Узконаправленного излучения лампы (от 20 до 30 градусов) применяются для создания акцентов в интерьере, в частности при оформлении дизайна потолка, но в целом они малопригодны для обычного освещения.

А вот видео о том, на что нужно обратить внимание при  регулировании светового потока


Расчет светового потока Лм. (Киров, Россия)

Мы рас­­смот­рим от­ве­ты на по­­пу­­ляр­­ные воп­­ро­сы о свето­­ди­од­­ных све­­тиль­­ни­­ках и раз­­ве­ем ми­­фы во­­круг по­­ня­­тия “лю­­мен”.

В последнее время мы все чаще слышим вопросы:

— Сколько люмен в лампе накаливания?

— Сколько люмен в лампочке?

— Сколько люмен у светильника?

— Сколько люмен в светодиодной лампе?

— Сколько люмен в 1 Вт светодиодной лампы?

— Как определить световой поток лампы?

— Какие светодиодные ламы  являются аналогами ламп накаливания?

Давайте попробуем разобраться. Для начала ответим на вопрос: что такое люмен?

Люмен – это единица измерения светового потока источника света, в нашем случае источником света будет являться светодиодная лампа, лампа накаливания, сам светодиод или любой другой светильник.

Мы подготовили сравнительную таблицу соотношения светового потока (люмен) к мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп.









Лампа накаливания,
 мощность в Вт

Люминесцентная лампа,
 мощность в Вт

Светодиодная лампа,
 мощность в Вт

Световой поток, Лм

20 Вт

5-7 Вт

2-3 Вт

Около 250 Лм

40 Вт

10-13 Вт

4-5 Вт

Около 400 Лм

60 Вт

15-16 Вт

8-10 Вт

Около 700 Лм

75 Вт

18-20 Вт

10-12 Вт

Около 900 Лм

100 Вт

25-30 Вт

12-15 Вт

Около 1200 Лм

150 Вт

40-50 Вт

18-20 Вт

Около 1800 Лм

200 Вт

60-80 Вт

25-30 Вт

Около 2500 Лм

Как видно из таблицы, в среднем светодиодные лампы эффективнее ламп накаливания в 10 раз, а люминесцентных —  в 2 раза.

Стоит отметить, что светодиод, а, следовательно, и светодиодная лампа, испускает направленный свет, в отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп, и значит, на прямой освещенность от светодиодной лампы будет выше. При использовании светодиодных светильников в качестве точечного освещения эффективность такого освещения будет выше по сравнению с аналогами.

Сколько люмен в 1 Вт светодиодной лампочке?

Световой поток у современных светодиодов варьируется от 80 до 150 Лм  с 1 Вт. Обусловлено это различиями в системах охлаждения и вольт-амперными характеристиками самих светодиодов.

У экспериментальных светодиодов световой поток может доходить до 220 Лм / Вт, но на практике светильники с такими показателями пока не производятся.

Как определить, сколько же люмен в нашей лампочке или светильнике?

Световой поток указывается на коробке или в спецификации к товару. Можно так же воспользоваться сравнительной таблицей выше.

Если мы хотим определить сами, то нужно воспользоваться люксметром и определить освещенность в каждой точке помещения. Люкс — это отношение количества люмен на освещаемую площадь (1 люкс — 1 люмен на квадратный метр). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света 1 кандела, равен 4π люменам.

Что такое люкс?

Люкс – это единица измерения освещенности. Люкс равен освещенности поверхности площадью 1 кв.м. при световом потоке от источника в 1 лм.

На практике основное значение имеет показатель освещенности на рабочей поверхности, измеряемый в Лк (Люкс) с помощью специального прибора — люксметра. Более того, освещенность рабочих поверхностей и помещений для различных сфер деятельности должна соответствовать государственным нормативам, указанным в СНиП 23.05.2010.

Сколько люмен в светильнике с лампой ДРЛ, Днат и светодиодами?

Светильник, в отличие от лампы, имеет оптическую систему для более эффективного использования светового потока. В дешевых светильниках, не имеющих специальных отражателей и качественных рассеивателей, световой поток при использовании мощных ламп ДРЛ и Днат значительно ниже и может упасть до 50-60 % от общего светового потока отдельной лампы, тогда как у светодиодных светильников, имеющих более направленный световой поток, эти потери будут значительно меньше — до 5% в зависимости от оптической системы.







Светильник с лампой ДРЛ

Светильник с лампой Днат

Светодиодный светильник

Световой поток, Лм

125 Вт

70 Вт

30-40 Вт

Около 3 500 Лм

250 Вт

100 Вт

40-60 Вт

Около 8 000 Лм

400 Вт

150 Вт

80-120 Вт

Около 12 000 Лм

700 Вт

250 Вт

140-160 Вт

Около 20 000 Лм

1000 Вт

400 Вт

180-200 Вт

Около 30 000 Лм

Cветовой поток светодиодных ламп (таблица)

Светодиодные осветительные приборы, появившиеся относительно недавно, уже успели завоевать большую популярность, но споры относительно их эффективности и не думают утихать. Одни напирают на исключительно высокую светоотдачу, приводя в качестве аргументов всевозможные таблицы световых потоков светодиодных ламп, другие – на высокую стоимость, забыв про долговечность этих приборов. Так что собой представляют светодиодные лампы, какими характеристиками обладают, и имеет ли смысл менять старые добрые лампы накаливания на светодиодные? Давай попробуем вместе разобраться в данном вопросе, чтобы, наконец, закрыть эту бесконечную тему.

Устройство LED-ламп

Прежде всего, давай разберемся, что такое светодиодная лампочка и как она светит. В 1907 году британец Генри Раунд заметил, что полупроводниковый диод под действием электрического тока при некоторых условиях начинает излучать видимый свет. И хотя до применения этого эффекта на практике понадобилось более 60 лет, начало было положено. Сегодня технология производства сверхъярких диодов отлично отлажена, а световой поток полупроводников настолько велик, что диоды вполне в состоянии заменить обычные осветительные лампочки.

Современный сверхъяркий диод

Конечно, мощности светового потока одного полупроводника недостаточно для освещения, скажем, комнаты, но эту проблему легко обойти, собрав «лампочку» из нескольких светодиодов. Конструкторы даже пошли дальше – они не стали снабжать каждый полупроводник своим корпусом, а поместили на одну подложку сразу несколько кристаллов. Такие сборки стали называть матрицами:

Матрица из ста бескорпусных диодов

Как ты наверняка заметил, глядя на фото выше, и отдельные диоды, и матрицы имеют одну особенность – их световой поток направлен в одну сторону. Это очень удобно для сборки направленных осветительных приборов, к примеру, прожекторов, но мало подходит для приборов рассеянного света. Зачем тебе лампочка-прожектор, скажем, в люстре? Как конструкторы обошли эту проблему, я думаю, ты уже догадался: они просто расположили полупроводники под разными углами, направив световые потоки каждого прибора в определенную сторону.

Световой поток этих светодиодных ламп направлен практически во все стороны

Несмотря на то, что светоизлучающие диоды обладают очень высоким КПД, какая-то часть энергии все равно расходуется на тепло. Если мощность осветителя невелика, то в этом нет ничего страшного. Но для освещения того же помещения светового потока лампочки мощностью в ватт явно недостаточно. Поэтому практически все светодиодные осветители имеют в своем составе радиатор – металлическую ребристую пластину, отводящую тепло от кристаллов и отдающую его в воздух. В некоторых конструкциях радиатор находится внутри корпуса, в других его можно увидеть снаружи. То же самое касается и любых других осветительных устройств, работающих на полупроводниках, – они тоже имеют в своем составе радиатор.

Радиатор в диодных лампочках (слева) и полупроводниковом прожекторе

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Важно! Радиатор – жизненно важный для любого диодного осветителя узел. Если ты не будешь периодически стирать с него пыль, устройство начнет перегреваться (так как пыль плохо проводит тепло) и долго не прослужит.

И последний немаловажный штрих – питание. Диоды питаются постоянным и относительно невысоким напряжением, поэтому подключить их напрямую к обычной розетке не получится. Прежде чем подать напряжение  на кристалл, его нужно понизить и выпрямить (сделать постоянным). Эту задачу исполняет специальный блок – контроллер питания или драйвер. Обычно драйвер уже встроен в осветитель или лампочку, поэтому многие о существовании этого достаточно сложного электронного узла даже не подозревают.

Драйверы питания диодной лампочки (слева) и светодиодного прожектора

Кроме вышеуказанных функций, драйвер следит за током через диоды и защищает их от случайных бросков и колебаний напряжения.

к содержанию ↑

Основные характеристики светодиодных источников света

Пора перейти к характеристикам светодиодных устройств. Основные из них такие же, как и у любых других осветительных приборов:

  1. Потребляемая мощность.
  2. Угол рассеяния.
  3. Создаваемый световой поток.
  4. Цветовая температура.
  5. Коэффициент пульсаций.

Потребляемая мощность

Эта цифра, обязательно обозначенная в сопроводительной документации к любым электроприборам, характеризует не столько уровень светового потока (хотя связь, конечно, есть), сколько энергопотребление – электрическую мощность, которую потребляет этот самый прибор. Измеряется она в  ваттах (Вт или W). К примеру, устройство мощностью 10 Вт сожжет за час 10 ваттчасов, а за сто часов – 10 * 100 = 1 000 Вт/ч или 1 кВт/ч. Все предельно просто: чем устройство меньше потребляет, тем меньше ты будешь платить за электроэнергию.

Угол рассеивания

Этот показатель характеризует величину сектора, покрываемого заявленным световым потоком. У обычного устройства накаливания сектор почти круговой, у единичного светоизлучающего полупроводника он, как ты помнишь, не может быть больше 180 градусов (обычно около 120). Изменяют угол рассеивания светового потока не только за счет конструкции самих лампочек, но и при помощи рефлекторов (отражателей) и фокусирующих линз, встроенных в осветительное оборудование. У современных осветителей угол рассеивания светового потока может быть любым – от единиц градусов для дальнобойных точечных прожекторов до почти полной сферы. Для любителей конструировать весьма интересным может оказаться вариант освещения светодиодной лентой. Она достаточно гибкая и позволяет получить самые различные и порой весьма причудливые углы рассеяния светового потока, зависящие только от фантазии дизайнера.

Изменение угла рассеивания в зависимости от конструкции лампочки

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Запомни! Поскольку свет чаще всего распространяется конусом, то угол рассеивания осветительных приборов принято называть телесным углом, который измеряется в стерадианах.

Создаваемый световой поток

Световой поток – очень важная характеристика. Не вдаваясь в научные термины, можно сказать, что световой поток – количество излучаемой световой энергии в единицу времени. Иными словами, чем выше у лампы световой поток, тем ярче она светит. Измеряется световой поток в люменах. Но здесь есть одна хитрость, которую необходимо учитывать при выборе светильника. Дело в том, что световой поток – это вся световая энергия, излучаемая источником.

У классической лампочки накаливания, к примеру, световой поток направлен во все стороны за исключением цоколя, у светодиода – только в одну. Поэтому, если оценивать показатель светового потока этих двух приборов «на глаз», легко ошибиться. Лампочка накаливания, выдающая столько же люмен, сколько и светодиод, визуально будет казаться намного более тусклой. Причина понятна: в первом случае света, «улетевшего» мимо нашего глаза, окажется намного больше. Но стоит лампочку установить перед зеркалом, как разница в яркости станет не так заметна.

То же самое произойдет, если вместо светоизлучающего диода взять вторую лампочку и поместить ее в прожектор. Фокусирующая система прожектора направит «задний» свет лампочки нам в глаза, и она будет казаться ярче.

Световой поток – весь свет, излучаемый осветительным прибором независимо от направления

Таким образом, визуальная яркость зависит не только от силы светового потока, но и от угла рассеяния этого потока. Меньше угол – выше плотность светового потока.

Цветовая температура

Ты наверняка замечал, что свет обычной лампочки со спиралью сильно отличается от освещения, к примеру, трубчатыми лампами дневного света. В первом случае свет теплый, «домашний», во втором – холодный, «больничный». Такое ощущение создается спектром излучения осветительного прибора. Лампочка со спиралью излучает больше красного, люминесцентная – больше синего, который ассоциируется у нас с холодным.

Чтобы различать осветительные приборы по этим характеристикам, было введено понятие цветовой температуры, которая измеряется в кельвинах (К). Чем она выше, тем больше спектр излучения смещен в сторону синего, и тем он «холоднее» визуально. Осветительные фонари на светодиодах тоже могут иметь различную цветовую температуру, поэтому выбирая осветитель, помимо создаваемого им светового потока, не забывай взглянуть и на этот параметр.

Шкала цветовых температур

Не путай! Цветовая температура не имеет никакого отношения к температуре самого осветительного прибора, измеряемой в градусах Цельсия. Светодиодные лампочки нагреваются до 50 градусов, а лампы накаливания – до 170 и выше, но на их цветовую температуру это не влияет.

Коэффициент пульсаций

Эта характеристика показывает, насколько сильно свет, излучаемый осветительным прибором, пульсирует. В идеале уровень пульсаций, конечно, должен быть равен нулю, но такого не может быть хотя бы потому, что в осветительной сети напряжение переменное. И если пульсация лампочек накаливания не очень заметна из-за инерционности раскаленной спирали, люминесцентные и светодиодные приборы на пульсации питающего напряжения реагируют мгновенными «провалами» светового потока. Даже если пульсации незаметны “на глаз”, здоровья самим глазам они не прибавляют. Согласно существующим нормам коэффициент пульсации светового потока осветительных приборов не должен превышать 10%, а в помещениях с ПК – 5%.

Надо отдать должное производителям – практически все существующие на сегодня типы осветителей, включая диодные, в эти нормы укладываются. Исключение могут составлять лишь очень маломощные лампы накаливания (до 15-20%) и люминесцентные светильники с электромагнитными ПРА (40%). Что касается светодиодных источников света, они могут заметно мерцать только в том случае, если собраны в гараже дядюшки Ляо и куплены за копейки в ближайшем переходе.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Но даже если ты пожалеешь денег и купишь такую лампу, особого вреда глазам она не нанесет: просто не успеет, поскольку сгорит через пару часов работы.

к содержанию ↑

Светоотдача светодиодных ламп

Эту важную техническую характеристику я не внес в общий список и специально оставил напоследок, во-первых, потому, что она относится не к каждой конкретной лампе, а ко всему классу. А, во-вторых, разобравшись со светоотдачей, ты сможешь понять, насколько эффективен тот или иной тип осветительных приборов. Светоотдача представляет собой отношение светового потока к потребляемой мощности светильника и обозначается как лм/Вт. Этот параметр в буквальном смысле показывает, насколько эффективно прибор преобразует электрическую энергию в световую.

Что касается светодиодных источников света, то на сегодня их светоотдача составляет 60-120 лм/Вт, причем по мере совершенствования технологий этот показатель продолжает расти. Предположим, количество люмен у светодиода мощностью 1 ватт – 100. Это много или мало? Взгляни на сравнительную таблицу:

Сравнительная таблица энергоэффективности ламп разных типов

Тип осветителей

Светоотдача, лм/Вт (среднее значение)

Светодиодные120
Люминесцентные трубчатые80
Люминесцентные компактные (энергосберегающие)70
Галогенные20
Накаливания15

Как видно из таблички, хорошо знакомая тебе компактная люминесцентная лампа («энергосберегайка»), к примеру, при той же мощности будет светить почти в 2 раза слабее, чем ее полупроводниковый собрат. Про лампу накаливания и говорить неловко. 8 из 10 ватт, которые светодиодный прибор преобразовал бы в световой поток, лампа Ильича превращает в тепло. Эффективность же диодного светильника благодаря светоотдаче на сегодняшний день самая высокая.

Но вернемся к нашим светодиодам. Можно ли выбирать такие лампы не по световому потоку, а по потребляемой мощности? Поскольку ты знаешь, какое количество люмен производит светодиод одним ваттом электроэнергии, то понимаешь: конечно, можно. Чтобы получить световой поток, достаточно умножить мощность лампы на 80. Точной цифры ты, конечно, не получишь, поскольку реальная светоотдача зависит от многих факторов, включая  технологию производства, материалы, тип и количество используемых светодиодов. Но полученный результат вполне сгодится для бытового использования.

Не забудь! Коэффициент 80 для вычисления создаваемого светового потока по потребляемой мощности годится только для светодиодных ламп. Для всех остальных типов осветительных приборов он будет другим.

Для тех, кто не любит умножать, я приведу табличку зависимости светового потока от мощности лампы для приборов различного типа:

Накаливания

Люминесцентные

Светодиодные

Потребляемая мощность, Вт

Потребляемая мощность, Вт

Потребляемая мощность, Вт

Световой поток, лм

205-72-3250
4010-134-5400
6015-168-10700
7518-2010-12900
10025-3012-151200
15040-5018-201800
20060-8020-302500

к содержанию ↑

Преимущества и недостатки светодиодных ламп

Подведем итог и определим достоинства и недостатки полупроводниковых источников света. К их преимуществам можно отнести:

  • Рекордно высокая энергоэффективность. Светоотдача светодиодов (отношение создаваемого светового потока к потребляемой мощности), как мы выяснили, почти на порядок выше светоотдачи ламп накаливания, что позволяет существенно сэкономить на электроэнергии.
  • Длительный срок службы. Эту тему я не затрагивал, но тебе будет интересно узнать, что светодиодная лампа проработает в 20-30 раз дольше, чем лампочка Ильича без существенного снижения уровня светового потока. А такая надежность – это дополнительная экономия, поскольку лампы на диодах придется менять крайне редко.
  • Эксплуатация в жестких условиях. Светодиоды не имеют колб и спиралей, а потому не боятся вибраций и даже ударов. Полупроводниковые осветители могут использоваться в самых жестких условиях и при температурах окружающей среды от -40 до +40 градусов Цельсия.
  • Почти не нагреваются. Максимальная температура, до которой нагревается мощная светодиодная лампа, не превышает 60 градусов Цельсия. Ты можешь использовать ее на пожароопасных объектах.
  • Оптимальная цветовая температура. Подавляющее большинство светодиодных ламп, кроме специальных, создают световой поток, похожий на дневной. При таком освещении глаза устают меньше всего, а цвета окружающих предметов не искажаются.

У светодиодных ламп есть, к сожалению, весьма существенный недостаток – стоимость их пока еще достаточно высока. Но это частично окупается длительным сроком службы и малым потреблением электроэнергии. Тем более что развитие светодиодных технологий только началось, а значит, в ближайшее время цена на светодиодные источники света обязательно снизится.

Теперь ты знаешь про светодиодные лампы и их световой поток достаточно, чтобы суметь решить: чем и в каких случаях полупроводниковые источники света лучше, чем обычные лампочки.

Предыдущая

СветодиодныеКак выбрать мощный аккумуляторный светодиодный фонарик

Следующая

Светильники, браВыбираем светодиодные светильники для потолка Армстронг

Светодиодные лампы световой поток

Мощность светового потока светодиодных ламп. Как определить световой поток лампы?

Световой поток – количество видимого света, который образуется его источником.

В чём измеряется световой поток светодиодных ламп?

Первый вопрос, который возникает при выборе LED лампы – в чём измеряется световой поток светодиодных ламп?

Световой поток измеряется в «Люменах», сокращённо «Лм» международное обозначение «Lm», это основной показатель количества света производимого не только светодиодной лампой, но и любым источником света (газоразрядная дуга, нить накала и т д).

При выборе светодиодных ламп первое, на что обращает внимание покупатель – мощность светового потока. Мощность привычных, нам бытовых лапочек накаливания мы определяли довольно просто – количеством ватт, мы имели представление, как светит 40 ватная лампочка и 100 ватная.

Что касается светодиодных ламп, то тут всё немного иначе, количество ватт не основной показатель мощности светового потока и некоторые недобросовестные производители ламп этим пользуются, например указывая на упаковке мощность 7 Вт, аналог лампы накаливания 70 Вт, а световой поток лампы при этом составляет 500 Лм.

При покупке такой лампы мы ориентируемся на показатель мощности:

Светодиодная лампа на 7Вт = мощности лампы накаливания 70Вт.

Но на самом деле эта LED лампа на 7 Вт выдаёт 500 Люменов, а лампа накаливания на 70Вт по сути выдаёт — 800 Лм.

И в результате при покупке такой светодиодной лампы мы получаем световой поток намного слабее, чем ожидали.

Световой поток ламп накаливания и светодиодных ламп.

На таблице предоставлены сравнительные характеристики светового потока ламп накаливания и светодиодных ламп.

Также следует учитывать, что у лампы накаливания угол излучения 360 градусов, а угол светового потока светодиодных ламп до — 180 градусов.

Теперь сравним световой поток люминесцентных ламп или как их ещё называют энергосберегающие лампы со светодиодными лампами.

Световой поток люминесцентных и светодиодных ламп.

Сравнительные характеристики светового потока люминесцентных и светодиодных ламп таблица.

Галогенные лампы также часто используются в современных люстрах и точечных светильниках.

Сравнительные характеристики светового потока галогенных и LED ламп.

Ещё один показатель эффективности источника света – светоотдача.

Светоотдача — это соотношение светового потока (Лм) к мощности (Вт), светоотдача измеряется в (Лм/Вт).

Как определить световой поток лампы?

Чтобы узнать световой поток лампы нужно умножить мощность лампы (Вт) на светоотдачу (Лм/Вт).

Примеры:

Для светодиодной лампы нужно умножить мощность лампы (Вт) на 95 Лм/Вт и в результате вы получите световой поток (Лм).

Определить световой поток люминесцентной лампы – умножить мощность лампы (Вт) на 70Лм/Вт.

Чтобы узнать световой поток филаментной лампы умножьте мощность лампы (Вт) на 100 Лм/Вт.

Световой поток ламп таблица.

Поделиться в соц. сетях

Как сравнить светодиодную лампу и лампу накаливания / Хабр

Какую светодиодную лампу мы имеем правом назвать лампой прямой замены лампы накаливания мощностью 60 Вт, 75 Вт, 100 Вт…?


Минимальное значение светового потока ламп накаливания бытового и аналогичного общего освещения типовых мощностей устанавливает «ГОСТ Р 52706-2007 Лампы накаливания вольфрамовые…». Ориентироваться в этом солидном документе помогут следующие ориентиры:

1) Тип цоколя: Е27. Или подробнее – Е27/27, что означает резьбовой цоколь Эдисона с максимальным диаметром резьбы 27 мм и полной длиной 27 мм.

2) Напряжение питания 230 В. В России с 2003 года номинальное напряжение в сети переменного тока в соответствии с ГОСТ 29322-92 составляет общеевропейские 230 В. В седьмом издании ПУЭ, издание которого завершилось в том же 2003-м году, исправление внести не успели, и многие до сих пор уверены, что «в розетках 220 В».

Лампы накаливания предназначены для работы в сети переменного тока 230В.

3) Световой поток – «H», то есть соответствующий биспиральным лампам. Иные не производятся. (Но так как моноспиральные лампы никто не отменял, если дело дойдет до суда, производитель будет защищаться, указывая на световые потоки моноспиральных ламп «N».)

Развитая поверхности биспирали: конвективный тепловой поток к стенкам колбы в пересчете на единицу светоизлучающей поверхности нити меньше – КПД больше.

4) Типовой световой поток определяется для лампы с прозрачной колбой. Молочное покрытие колбы, оправдывающее снижение светового потока на 20% от номинала в расчет не принимается. При нормальной эксплуатации попадание в поле зрения человека такого яркого объекта как нить накаливания или молочная колба должно быть исключено. Лампа накаливания с молочной колбой – некий компромисс при использовании в декоративных светильниках без светорассеивателя и защитного угла, и ее световой поток не может быть ориентиром.

Для ламп накаливания с молочной колбой допускается снижение светового потока на 20% от номинала, но это значение не может быть ориентиром для энергосберегающей лампы вне зависимости от типа колбы.

5) Снижение светового потока ламп накаливания во время эксплуатации при сравнении не учитывается, так как характерно для любых источников, в том числе светодиодных. В этом отношении непродолжительность времени жизни лампы накаливания является ее достоинством, так как вынуждает регулярно заменять источник света на новый с номинальным световым потоком.

Испаряющийся вольфрам оседает на стенках колбы и со временем снижает световой поток лампы, но короткий срок жизни лампы накаливания определяет частое обновление источника света, и восстановление светового потока осветительного прибора до номинального.

Итак: минимальные значения светового потока для ламп, соответствующих перечисленным требованиям из ГОСТ Р 52706-2007:

Из таблицы следует, что светодиодная лампа со световым потоком 600 лм не является эквивалентом лампы накаливания 60 Вт, а 1000 лм – не является эквивалентом лампы накаливания 100 Вт. Даже если производитель проводит сравнение с существующими только на бумаге моноспиральными лампами.

График заивисимости для всего диапазона 25…200 Вт:

И крупнее актуальный участок 60…100 Вт.

Если задаться вопросом – какой же лампе соответствует произвольный световой поток, либо воспользуемся приведенным выше графиком, либо посчитаем отношение светового потока к потребляемой мощности для ламп накаливания.

Видно, что с ростом мощности эффективность ламп накаливания растет, но в диапазоне 60-100 Вт, в котором находится большинство эксплуатируемых сегодня ламп накаливания и их аналогов, световая отдача незначительно отличается от среднего значения 12,5 лм/Вт. И для грубой оценки лампы с световым потоком, например, 860 лм можно провести несложные расчеты 860 лм / 12,5 лм/Вт=68,8 Вт и сказать что данная лампа является эквивалентом лампы накаливания мощностью ориентировочно 70 Вт. Но поскольку бытовой лампы такой мощности не существует, а до эквивалента 75 Вт лампа не дотягивает, корректно называть данную лампу эквивалентом лампы накаливания мощностью 60 Вт.

_______________

Лампа на заглавной иллюстрации с номинальным световым потоком 710 лм и мощностью 6 Вт куплена мной десять дней назад в киоске около проходной завода «Лисма» за 190р. А затем обсуждена на метрологической сессии III Светотехнического форума, где саранские специалисты подтвердили корректность заявленных характеристик ламп этой серии.

Лампа куплена после экскурсии по заводу, где нам показали производство ламп накаливания, объемы продаж которых в последнее время растут в связи с отказом населения от энергосберегающих (но не деньгосберегающих) КЛЛ. Очевидно, что в связи с быстрым падением цен на светодиодные лампы при их высокой надежности (я окончательно отказался от КЛЛ в пользу светодиодных около трех лет назад, и с тех пор в моем доме из полутора десятков светодиодных ламп не вышла из строя ни одна), спрос на лампы накаливания вскоре снова упадет. И поэтому Лисма в традиционный стеклянный корпус (себестоимостью 4р. 50 коп.) ставит миниатюрный драйвер и светодиодные «нити». Получается светодиодная лампа идентичная по внешнему виду, габаритам и массе лампе накаливания, на замену которой предназначена. И она действительно эквивалентна световому потоку лампы накаливания 60 Вт.

Пост написан, чтобы ответить на ваши вопросы, собрать комментарии и пожелания, и с учетом замечаний рецензентов быть опубликованным в №4 за 2015г журнала «Светотехника». До этого момента публикация данной информации в любом другом светотехническом издании «не является подлинной» ). После публикации вместо этих строчек появиться ссылка.

Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен)

Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к потребляемой мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп

ПОНЯТИЕ ЛЮМЕН

Люмен – это единица измерения светового потока источника света, в нашем случае источником света будет являться светодиодная лампа, лампа накаливания, сам светодиод или любой другой светильник.

Чтобы выбрать нужное количества света в светодиодной лампе, обратите внимание на люмены. Именно люмен обозначает, сколько света вы будете получать от выбранной лампы. Все просто: чем больше люменов, тем ярче свет. Если вы хотите освещать помещение не ярким светом, нужно купить светодиодную лампу с меньшим количеством люменов.Но важно знать, что  яркость и количество люменов может сильно разниться, поэтому есть определенный способ расчета подходящих характеристик.

Сравнительная таблица характеристик лампы накаливания и светодиодной лампы

Как определить количество люмен в лампочке или светильнике?

Световой поток (количество люменов) указывается производителем на коробке лампы. Так же эти данные указанны в таблице выше.  
ДЛя опреденления собственноручно, Вам нужно будет воспользоваться люксметром и определить освещенность в каждой точке помещения. Люкс — это отношение количества люмен на освещаемую площадь (1 люкс — 1 люмен на квадратный метр). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света 1 кандела, равен 4π люменам.

ПОНЯТИЕ ЛЮКС
Люкс – это единица измерения освещенности. Люкс равен освещенности поверхности площадью 1 кв.м. при световом потоке от источника в 1 лм.
На практике основное значение имеет показатель освещенности на рабочей поверхности, измеряемый в Лк (Люкс) с помощью специального прибора — люксметра.

КОЛИЧЕСТВО ЛЮМЕНОВ В СВЕТИЛЬНИКАХ С ЛАМПОЙ ДРЛ, Днат И СЕТОДИОДАМИ

Светильник, в отличие от лампы, имеет оптическую систему для более эффективного использования светового потока. В дешевых светильниках, не имеющих специальных отражателей и качественных рассеивателей, световой поток при использовании мощных ламп ДРЛ и Днат значительно ниже и может упасть до 50-60 % от общего светового потока отдельной лампы, тогда как у светодиодных светильников, имеющих более направленный световой поток, эти потери будут значительно меньше — до 5% в зависимости от оптической системы.

Сравнительная таблица характеристик светодиодных светильников с лампой с ДРЛ. лампой Днат (приблизительное соотношение):

Световой поток

— обзор

19.1.5.9 Величины и единицы света

Следующие определения основаны на Международном словаре освещения.

Световой поток (символ ϕ): свет, излучаемый источником, например лампой, или принимаемый поверхностью, независимо от направления. Люмен (аббревиатура лм): единица светового потока в системе СИ, используемая для описания общего света, излучаемого источником или принимаемого поверхностью. (Лампа накаливания мощностью 100 Вт излучает около 1200 люмен.)

Освещение: процесс освещения объекта.

Величина освещенности (символ E): световой поток, падающий на поверхность, на единицу площади.

Люкс (сокращение lx): единица измерения освещенности в системе СИ; он равен одному люмену на квадратный метр.

Люмен на квадратный фут (сокращение lm ft -2 ): неметрическая единица измерения освещенности, равная 10,76 люкс. (Ранее назывался фут-свечой, этот термин до сих пор используется в некоторых странах.) Эксплуатационная ценность освещения: среднее значение освещенности на протяжении всего срока службы установки, усредненное по рабочей зоне.

Начальное значение освещенности: Среднее значение освещенности, усредненное по рабочей зоне до начала амортизации, то есть когда лампы и арматура новые и чистые и когда комната недавно декорирована.

Среднее сферическое освещение (скалярное освещение): среднее освещение по поверхности небольшой сферы с центром в данной точке; точнее, это поток, падающий на поверхность сферы, деленный на площадь сферы. Термин «скалярная» освещенность

означает люкс: необходимо соблюдать осторожность, чтобы не путать единицу с освещением на плоскости, которое измеряется в той же единице.

Вектор освещения: термин, используемый для описания потока света. У него есть и величина, и направление. Величина определяется как максимальная разница в величине освещенности на диаметрально противоположных элементах поверхности небольшой сферы с центром в рассматриваемой точке. Направление вектора — это диаметр, соединяющий более яркий элемент с более темным.

Сила света: величина, которая описывает силу освещения источника в определенном направлении.Точнее, это световой поток, излучаемый внутри очень узкого конуса, содержащего это направление, деленное на телесный угол конуса.

Кандела (аббревиатура cd): единица измерения силы света в системе СИ. Термин «сила свечи» означает силу света, выраженную в канделах.

Световой поток

Световой поток (Φ v ) — это энергия в единицу времени (dQ / dt), которая излучается источником в видимых длинах волн. Более конкретно, это энергия, излучаемая на длинах волн, чувствительных к человеческому глазу, от примерно 330 до 780 нм.Таким образом, световой поток представляет собой средневзвешенное значение лучистого потока в видимой области спектра. Это средневзвешенное значение, поскольку человеческий глаз не реагирует одинаково на все видимые длины волн.

Чувствительность глаза достигает максимума при 555 нм и падает примерно до 10 -4 при 380 и 750 нм. Это диапазон чувствительности к дневному свету или фотопического зрения. Ночная чувствительность глаза, называемая скотопическим зрением, смещается в сторону синего края видимого, достигая максимума при 507 нм и снижаясь до 10 -4 при 340 и 670 нм.Этот весовой коэффициент или световая отдача (V λ ) позволяет преобразовывать лучистый поток в световой поток на любой длине волны. В фотопической области пику при 555 нм соответствует значение преобразования 683 люмен на ватт. Люмен — это единица светового потока, которая определяется в канделах, базовой единице СИ, такой как метр или секунда. 1 люмен определяется как 1 / 4π кандела, базовая единица измерения силы света в системе СИ.

Поскольку глаз не видит все длины волн одинаково хорошо, кривая эффективности является очень важным способом определения светового потока от источника.Световой поток от монохроматического источника, излучающего свет на одной длине волны, определить проще всего.

Φ v = Φ * V λ * (683 лм / Вт)

Например, лазерная указка мощностью 5 мВт, использующая длину волны 680 нм, дает

0,005 Вт * 0,017 * 683 лм / Вт = 0,058 лм

В то время как лазерная указка мощностью 5 мВт на длине волны 630 нм дает

0,005 Вт * 0,265 * 683 лм / Вт = 0,905 лм, значительно больший световой поток.

Определить световой поток от источника, излучающего по спектру, сложнее.Необходимо определить спектральное распределение мощности для конкретного источника. Как только это будет сделано, необходимо рассчитать световой поток на каждой длине волны или через равные промежутки времени для непрерывных спектров. Суммирование потока на каждой длине волны дает общий поток, создаваемый источником в видимом спектре.

С некоторыми источниками это сделать проще, чем с другими. Стандартная лампа накаливания излучает непрерывный спектр в видимом диапазоне, и для определения светового потока необходимо использовать различные интервалы.Однако для таких источников, как ртутная лампа, это немного проще. Меркурий излучает свет в основном в линейчатом спектре. Он излучает лучистый поток на 6 основных длинах волн. Это упрощает определение светового потока этой лампы по сравнению с лампой накаливания.

Как правило, самостоятельно определять световой поток не нужно. Обычно это значение указывается для лампы на основании лабораторных испытаний во время производства. Например, световой поток лампы накаливания мощностью 100 Вт составляет примерно 1700 лм.Мы можем использовать эту информацию для экстраполяции на аналогичные лампы. Таким образом, средняя световая отдача лампы накаливания составляет около 17 лм / Вт. Теперь мы можем использовать это как приближение для аналогичных источников накаливания при различной мощности. Часто производитель указывает «начальные люмены» в своих данных для лампы. Это световой поток лампы. Он указан таким образом, потому что по мере старения лампы ее распределение мощности немного меняется и больше не излучает точно на тех длинах волн, которые были в то время, когда она была новой.Однако для всех намерений и целей «начальные люмены» могут использоваться для светового потока для любых необходимых вычислений.

Индекс

Концепции фотометрии

Концепции машинного зрения

Как преобразовать люмены в ватты (Вт)

Как преобразовать световой поток из люменов (лм) в
электрическая мощность в ваттах (Вт).

Вы можете рассчитать мощность в ваттах по люменам и световой отдаче. Люмен и ватт представляют собой разные величины, поэтому вы не можете преобразовать люмены в ватты.

Формула расчета

люмен в ватт

Мощность P в ваттах (Вт) равна световому потоку Φ В
в люменах (лм), разделенных на световую отдачу η в люменах на ватт (лм / Вт):

P (Ш) = Φ В (лм) / η (лм / Вт)

Так

Вт = люмен / (люмен на ватт)

или

Вт = лм / (лм / Вт)

Пример

Какова потребляемая мощность лампы со световым потоком 900 люмен и световой отдачей 15 люмен на ватт
(лм / Вт)?

P = 900 лм / 15 лм / Вт = 60 Вт

Таблица световой отдачи

Тип светильника Типичная
Световая отдача
(люмен / ватт)
Вольфрамовая лампа накаливания 12.5-17,5 лм / Вт
Галогенная лампа 16-24 лм / Вт
Люминесцентная лампа 45-75 лм / Вт
Светодиодная лампа 80-100 лм / Вт
Металлогалогенная лампа 75-100 лм / Вт
Натриевая лампа высокого давления 85-150 лм / Вт
Натриевая лампа низкого давления 100-200 лм / Вт
Лампа ртутная 35-65 лм / Вт

Энергосберегающие лампы обладают высокой светоотдачей (больше люмен на ватт).

Люмен в Таблица ватт

Люмен Лампа накаливания
Лампочка
Вт
Люминесцентный
/ LED
Вт
375 лм 25 Вт 6,23 Вт
600 лм 40 Вт 10 Вт
900 лм 60 Вт 15 Вт
1125 лм 75 Вт 18,75 Вт
1500 лм 100 Вт 25 Вт
2250 лм150 Вт 37.5 Вт
3000 лм 200 Вт 50 Вт

Расчет ватт в люмен ►


См. Также

Конвертер силы света и светового потока

Конвертер силы света и светового потока



Введение

Много лет назад, когда лампы накаливания широко использовались и почти не использовались.
стандартный источник света для повседневного использования, выбор подходящей лампы был
довольно просто: нужно было «всего лишь» выбрать наиболее подходящую мощность для
предполагаемое приложение.Сегодня все намного сложнее: есть стандартные лампочки накаливания,
галогенные лампы, компактные люминесцентные лампы, люминесцентные лампы и светодиоды
лампы самых разных видов.
Все эти лампы имеют разный КПД и разные формы свечения.
выбор намного сложнее.

Просто глядя на мощность лампы в ваттах, мало что можно сказать об эффективном
светоотдача.
Чтобы преодолеть эту проблему, сила света I v (выраженная
в канделах) и световой поток F (измеряется в люменах) являются
лучший выбор, но, к сожалению, лишь немногие люди привыкли к этим агрегатам
и их значение иногда неверно истолковывают.Производители ламп часто указывают на упаковке одну из этих цифр, но
редко и то и другое, поэтому сравнивая лампу мощностью 1000 лм с другой
произвести 250 кд непросто: будут ли они светиться
такая же яркость?
Цель этого калькулятора — помочь преобразовать люмены в канделы для
выбор подходящего источника света.


Эта компактная люминесцентная лампа потребляет 20 Вт электроэнергии и
обеспечивает (номинальный) световой поток 1’300 лм.
Предположим, что диаграмма направленности направлена ​​во всех направлениях (угол конуса 360 °), с
с помощью калькулятора, представленного ниже, вы можете оценить силу света около
103 кд.Вы также можете рассчитать эффективность лампы 65 лм / Вт.
(нажмите для увеличения)


Эта светодиодная лампа потребляет 4 Вт электроэнергии и производит (номинальную)
сила света 350 кд в конусе с полным углом 36 °.
С помощью калькулятора, представленного ниже, вы можете оценить световой поток около
108 лм.
Вы можете рассчитать эффективность лампы 27 лм / Вт.
(нажмите для увеличения)


Почему фотометрические единицы?

В физике используются радиометрические единицы: например, данное излучение
(световой) источник излучает количество мощности P (измеряется в ваттах) и
мы можем легко вычислить интенсивность излучения J (измеренную в Вт / стер) или
освещенность E (измеренная в Вт / м 2 ), если мы хотим знать
количество мощности, излучаемой в заданном направлении (телесный угол) или в заданном
поверхность соответственно.

Но когда мы говорим о видимом свете, мы должны учитывать
чувствительность человеческого глаза, потому что
ощущение яркости зависит от цвета (спектра) света.
Поэтому предпочтительны фотометрические единицы.

Фотометрический эквивалент мощности излучения — световой поток.
(или сила света) F (измеряется в люменах).
Затем сила света I v (выраженная в канделах)
соответствует световому потоку в заданном телесном угле Ω
(1 кд = 1 лм / стер), а освещенность
E v (измеряется в люксах) соответствует световому потоку на
заданной площади (1 лк = 1 лм / м 2 ).

Радиометрические единицы Фотометрические единицы
Мощность излучения
P
Вт
[Вт]
Световой поток
F
Люмен
[лм]
Интенсивность излучения
Дж
Вт на стерадиан
[Вт / стер]
Сила света
I v
Канделы
[cd = лм / стер]
Энергия излучения
E
Ватт на квадратный метр
[Вт / м 2 ]
Освещенность
E v
Люкс
[лк = лм / м 2 ]

Зависимость силы света от светового потока

В фотометрии световой поток — это мера всего воспринимаемого света.
сила света, в то время как сила света является мерой воспринимаемого
мощность, излучаемая источником света в определенном направлении на единицу твердого тела
угол.Это означает, что максимальная сила света зависит от общей освещенности.
поток источника света, но также и его диаграмма направленности (то, как свет
источник излучает во всех направлениях).


Общий световой поток — это сумма всех излучаемых во всех
направления, независимо от диаграммы направленности источника света.


Сила света — это световой поток в заданном телесном угле.
Вот два примера разной силы света в двух произвольных конусах,
предположим, что диаграмма направленности этой лампы неоднородна.

Итак, один и тот же источник света, излучающий одинаковый световой поток (одинаковые люмены)
может давать разную силу света (разные свечи) в зависимости от
его способность концентрировать свет.
Если поставить линзу перед лампой, чтобы сосредоточить свет в одном направлении,
сила света в этом направлении увеличится, а общая
световой поток остается прежним.
Чем выше способность концентрировать свет в одном направлении, тем терка
сила света.


Эти 2 светодиода имеют одинаковый чип, обеспечивающий одинаковый световой поток
0.2 лм при токе 30 мА.
У того, что слева, есть линза, которая концентрирует свет в узком конусе.
15 °, в то время как тот, что справа, имеет другую линзу, концентрирующую
свет в конусе 30 °.
В результате сила света светодиода слева составляет 3,7 кд.
и 0,9 кд для правого. (нажмите, чтобы увеличить)


Те же 2 светодиода, которые проецируются на экран на расстоянии около 5 см.
Обратите внимание, что светодиод слева дает меньшее и яркое пятно.К сожалению, на этом HDR-изображении разница в яркости едва заметна.
видимый. (нажмите для увеличения)


Точное преобразование силы света в световой поток

Чтобы точно рассчитать полный световой поток F, нам необходимо
учитывать диаграмму направленности I (θ) светового
источник.
Без диаграммы направленности выполнить преобразование невозможно.
Точные числовые данные диаграммы направленности доступны очень редко, но
если у кого-то есть шанс иметь таблицу с красивым графиком диаграммы направленности,
бесплатную программу, такую ​​как Engauge Digitizer, можно использовать для преобразования графика в
числовые значения.Практически все источники света имеют симметричную диаграмму направленности, поэтому мы
используйте только данные от 0 ° до 180 ° (от 0 до π), и мы предполагаем, что это будет
остаются неизменными, если устройство вращается вокруг своей оптической оси.

Зная I (θ), мы можем вычислить эквивалентный телесный угол
Ω (в стерадианах):

Чтобы вычислить этот интеграл, вам понадобится числовая вычислительная программа, например
MATLAB, бесплатный Scilab или, возможно, даже электронная таблица.
В любом случае это недоступно для простого калькулятора JavaScript, такого как
тот, который вы найдете на этих страницах.

Обратите внимание, что I (θ) необходимо нормировать по амплитуде перед
вычисляя вышеуказанный интеграл, что означает, что
макс (I (θ)) = 1.

Ω представляет собой телесный угол, передающий постоянную и однородную
поток равен потоку, передаваемому I (θ) в 4π стерадианах
(вся поверхность сферы).

На самом деле это должен быть двойной интеграл по θ и φ
покрывая всю сферу вокруг источника света, но из-за
симметричная диаграмма направленности большинства источников света, интеграл в
φ можно упростить до коэффициента 2π.

Теперь легко рассчитать световой поток F в люменах:

Где I v — максимальная сила света, измеренная в
кандела (компакт-диск).


Простой преобразователь силы света / потока

Очень часто диаграмма направленности лампы неизвестна, но если мы знаем
ширина луча (расходимость луча) 2θ, которая представляет собой угол конуса
свет излучаемый, мы можем сделать приблизительный расчет.
Это приблизительное значение, поскольку оно предполагает, что вся мощность равномерно распределена.
распределяется внутри этого конуса, и снаружи не излучается энергия.Ширина луча обычно определяется как полный угол конуса 2θ, который равен
удвоение угла конуса θ между осью и конусом.


На этом чертеже вы можете видеть синим цветом
угол конуса θ и в
красный конус полный
угол 2θ.

В этом приближении мы предполагаем, что весь поток равномерно распределен в
указанный конус и что снаружи нет излучения.
Это, конечно, не очень точно.
Имейте в виду, что реальные цифры могут значительно отличаться, но это лучшее, что вы можете
получить только с углом конуса.Но обычно порядок величины правильный.
Преимущество в том, что преобразование теперь легко и может быть выполнено с помощью
карманный калькулятор или этот конвертер JavaScript.

Зная ширину луча 2θ, легко вычислить
соответствующий телесный угол Ω в стерадианах с:

Затем мы можем использовать то же уравнение, что и раньше, для преобразования между светящимися
поток F и максимальная сила света I v :

Следующий калькулятор выполнит вычисления за вас:

Мобильная версия доступна здесь, если вы
нужно делать преобразования при покупке ламп…

Введите все известные данные в калькулятор ниже и оставьте поля
вычислить пустое значение, затем нажмите кнопку «вычислить», чтобы вычислить и
заполнить бланки.
Возможны не все комбинации; если данных недостаточно; всплывающее окно
коробка предупредит вас.
Убедитесь, что неизвестные поля полностью пусты: пробел не будет
Работа.


А как насчет силы излучения?

Теперь, когда мы знаем световой поток F, можем ли мы вычислить мощность излучения
П или наоборот?
Что ж, теоретически да, но это не так просто, потому что вам нужно знать
спектр P (λ) излучаемого света для расчета
соответствующий коэффициент преобразования.Иногда производители предоставляют вам красивый график спектра, в противном случае вам нужно
измерить его с помощью оптического спектрометра (и если он у вас есть, вы, вероятно,
не нужны пояснения на этой странице).
Без точных спектральных данных преобразование из F в
П.

Предполагая, что вы знаете P (λ) (измеренное, оцифрованное с графика
предоставлено производителем), первое, что вам нужно сделать, это нормализовать его
в поверхности (поверхность под кривой должна быть равна единице):

Опять же, это недоступно для этого калькулятора JavaScript, и вам понадобится
мощная числовая вычислительная программа.

Убедившись, что P (λ) нормализовано, вы можете вычислить
коэффициент преобразования лучистого потока в световой η v :

Где V (λ) — стандартная
функция яркости (фотопическое зрение), и вы должны интегрировать
весь видимый спектр (скажем, от λ мин =
От 380 нм до λ макс. = 770 нм) или не менее
часть, где P (λ) отлична от нуля.

Зная η v , теперь возможно преобразование между
лучистый и световой поток со следующим соотношением:

Обратите внимание, что η v выражается в лм / Вт, но не
эффективность лампы, это просто мера видимости света
для человеческого глаза.Эффективность лампы, выраженная также в лм / Вт, также учитывает потери лампы.

Другими словами, если у вас есть точные спектральные данные и подходящий числовой
вычислительное программное обеспечение, вы можете это сделать, но все же вам нужно много мотивации
чтобы преодолеть эти два препятствия.
И не нужно просто покупать лампочку…


Световая отдача лампы

Световая отдача лампы — это соотношение между производимой световой отдачей.
поток и используемая электрическая мощность и выражается в люменах на ватт.
(лм / Вт), чем выше, тем лучше.В основном это зависит от технологии изготовления ламп: у старых ламп накаливания очень низкий
КПД, галогенные лампы немного лучше, люминесцентные лампы и светодиоды имеют
лучшая эффективность (для белого света) на сегодняшний день (2013 г.).

Обратите внимание, что используемая электрическая мощность отличается от (и всегда
выше, чем) мощность излучения обсуждалась ранее.
Чтобы вычислить эффективность лампы, нет необходимости вычислять или знать
лучистая сила.


Эта старинная лампа накаливания потребляет 75 Вт электроэнергии и
обеспечивает (номинальный) световой поток 950 лм.Предположим, что диаграмма направленности направлена ​​во всех направлениях (угол конуса 360 °), с
С помощью калькулятора, приведенного выше, вы можете оценить силу света около
76 кд.
Вы также можете рассчитать эффективность лампы 13 лм / Вт.
(нажмите для увеличения)

Лампы накаливания, независимо от того, галогенные они или нет, лучше подходят для
большие силы, потому что чем горячее
нить накала генерирует более видимый свет.
Таким образом, одна лампочка мощностью 75 Вт и ее 13 лм / Вт эффективнее.
чем две лампы мощностью 40 Вт с мощностью всего 10 лм / Вт.

Цветные лампы накаливания имеют очень низкий КПД, потому что большинство
свет отфильтровывается цветным стеклом, оставляя только одну часть
спектр.
С другой стороны, цветные газоразрядные лампы или светодиоды обладают очень высокой эффективностью.
потому что излучается только требуемый цвет и не делается никаких компромиссов
получить белый свет.
По этой причине во многих странах уличные фонари желтые: натриевые лампы.
имеют очень хорошую светоотдачу, но излучают уродливый желтый свет.

Для белых ламп, как правило, наиболее эффективны газоразрядные или светодиодные лампы.
излучают холодный (голубоватый) свет и плохо передают цвета; это может
изменения в будущем.

Наконец, прозрачные лампы имеют лучшую эффективность, чем диффузные, но они
иногда тревожно смотреть.
Добавление диффузора к прозрачной лампе, конечно, снизит ее эффективность.

В следующей таблице приведены обычные значения световой отдачи обыкновенного белого цвета.
домашние лампы:

Тип лампы: Световая отдача:
Эталонные лампы накаливания 8.0,15 лм / Вт
Галогенные лампы накаливания 15 … 20 лм / Вт
Компактные люминесцентные лампы 30 … 60 лм / Вт
Люминесцентные лампы 60 … 110 лм / Вт
Современные светодиодные лампы 60 … 100 лм / Вт

Практически для всех типов ламп, кроме светодиодных, световая отдача больше или меньше.
менее стабильный уже много лет, и здесь нет больших сюрпризов.
Для светодиодов эффективность постоянно повышается: десять лет назад эффективность
Светодиодные лампы были сравнимы с галогенными лампами, первые эффективные светодиоды имели очень
низкие уровни мощности и были практически бесполезны.Сегодня (в 2013 году) можно купить хорошие светодиодные лампы с превышением КПД.
100 лм / Вт в местном универсальном магазине, и эта цифра продолжает расти.


Заключение

Два основных фотометрических понятия, световой поток и сила света, имеют
были кратко описаны и простой примерный калькулятор для преобразования между
два доступны на этой странице.
Чем отличаются некоторые аспекты преобразования лучистого потока в световой поток.
было объяснено, но, к сожалению, нет простого способа конвертировать между
их.Наконец, была обсуждена световая отдача лампы.
Цель состоит в том, чтобы помочь сравнить лампы или источники света в целом после завершения
технические данные отсутствуют.


Библиография и дополнительная литература

[1] Уоррен Дж. Смит.
Современная оптическая инженерия — проектирование оптических систем.
3 rd Edition, McGraw-Hill, 2000 г.,
Глава 8.
[2] А.Даешлер, Г. Кампоново.
Elettrotecnica.
Edizioni Casagrande, Беллинцона, 1974 г.,
capitolo 11.


Объяснение измерений освещенности | LEDwatcher

Что такое люмен? Как измерить свет? Сколько ватт потребляет светодиодная лампа? Это лишь некоторые из тем о свете, затронутых в этой статье. Мы попытались объяснить основы света и то, как измеряются различные аспекты света, на реальных примерах, выделив наиболее важные формулы, используя информационные изображения, графики и таблицы, а также сделали несколько калькуляторов для упрощения расчетов.Надеюсь, вы найдете эту статью полезной, и если у вас есть какие-либо комментарии, предложения или дополнения, не стесняйтесь использовать форму комментариев под статьей.

Вот содержание со ссылками на темы, затронутые в этой статье, для упрощения навигации:

  1. ЛЮМЫ И КАНДЕЛИ (световой поток, сила света)
  2. ОСВЕЩЕНИЕ, ОСВЕЩЕНИЕ, ЛЮКС И НОЖНЫЕ СВЕЧИ
  3. КАК ИЗМЕРИТЬ СВЕТ?
    1. Световые метры
    2. Приложения для экспонометра
  4. ЛЮМОВ И ВОДЫ
    1. Калькулятор световой отдачи
    2. Люмен в ватт на калькуляторе
    3. Ватт в люмен на калькуляторе
    4. Люмен диаграмма

ЛЮМИНЫ И КАНДЕЛИ

Что такое просвет?

Световой поток или сила света измеряет общее количество света, излучаемого источником света за период времени.Проще говоря, световой поток показывает, сколько света излучает лампа во всех направлениях в секунду, световой поток выражается в единицах, называемых люменами (лм). Световой поток измеряет только свет, излучаемый человеческим глазом в видимых длинах волн в диапазоне примерно 400-750 нм.

Определение люмен — люмен (лм) — единица измерения светового потока или силы света. Один люмен равен количеству света, излучаемого источником света (излучающим равное количество света во всех направлениях) через телесный угол в один стерадиан с интенсивностью 1 кандела.

Световой поток (в люменах) обычно указывается на упаковке лампочки (или его можно найти в специальных каталогах лампочек) и используется как объективное измерение светоотдачи источника света для лучшего сравнения различных типов ламп. лампочки. Однако, поскольку люмен измеряется на определенном расстоянии во всех направлениях от источника света, это не лучшее измерение, чтобы описать, насколько ярким будет свет в определенной области. Для описания этого используется термин «освещенность» и единицы измерения, называемые люкс или фут-свеча.

Сила света (кандела)

Сила света — это сила света или количество видимого света, излучаемого источником света в заданном направлении на единицу телесного угла. Сила света измеряется в канделах (кд), которые являются базовой единицей СИ. По сути, он измеряет количество видимого света, излучаемого под одним определенным углом от источника света, что является полезным измерением при сравнении устройств, производящих сфокусированный луч света, таких как прожекторы, фонарики и лазерные указки.

Определение канделы — кандела (кд) — это единица измерения силы света в СИ. Кандела заменил старую единицу измерения силы света — силу свечи. Одна обычная свеча излучает приблизительно 1 канделу силы света, поэтому канделу в прежние времена называли свечой.

Поскольку свеча не была самым точным источником света для измерения силы света, были определены гораздо более строгие правила и определения для измерения силы света, официальное определение канделы:

Кандела — это сила света в заданном направлении источника, который испускает монохроматическое излучение с частотой 540 x 1012 герц и имеет силу излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан.
Из http://physics.nist.gov/cuu/Units/current.html

Пояснение

Напомним, световой поток измеряет, сколько всего видимого света излучается источником света, единицей светового потока является люмен (лм). Сила света измеряет, сколько света излучается источником света в одном направлении, единицей силы света является кандела (кд). Итак, в основном, если вам нужна лампочка, которая излучает свет во всех направлениях (например, потолочный светильник в доме), посмотрите на люмены при сравнении различных ламп, однако, если вам нужен свет, который может сфокусировать максимальное количество яркости в меньшей луч, например, прожектор или фонарик, смотрите на свечки при сравнении таких огней.Помимо этих двух, освещенность также является важным показателем, измеряющим количество света, падающего на заданную поверхность (измеряемое в люксах или фут-канделах), но позже.

Классический пример объяснения люменов и кандел. Представьте, что вы помещаете прозрачную сферу радиусом 1 метр над свечой. Свеча дает силу света в 1 канделу и равномерно излучает свет во всех направлениях. Если вы прорежете в сфере отверстие размером 1 квадратный метр, из этого отверстия будет выходить 1 люмен света.Это дает в виде уравнения:

1лм = 1кд * ср

где:

  • 1 лм = один люмен;
  • 1 кд = одна кандела;
  • sr = стерадиан (квадратный радиан, один квадратный радиан общей сферы можно рассчитать с помощью уравнения A = r², где r — радиус сферы).

Так в данном случае:

1лм = 1кд * 1

1 люмен = 1 кандела; Источник света с интенсивностью 1 кандела дает световой поток 1 люмен в сфере с площадью поверхности 1 квадратный метр.

Мы также можем рассчитать световой поток всей сферы, используя то же уравнение. Для этого сначала нам нужно знать площадь поверхности сферы, ее можно рассчитать по формуле:

4π r² = 4 * 3,14 * 1 = 12,56sr

Итак, если мы возьмем предыдущее уравнение 1 лм = 1 кд * ср и знаем, что сила света равна 1 кд, а площадь поверхности сферы составляет 12,57 м², мы можем вычислить:

1лм = 1кд * 12,57см
лм = 12,57; Источник света с интенсивностью 1 кандела дает световой поток 12,57 люмен в сфере с радиусом 1 метр (или площадью поверхности 12,57 м²).

То же уравнение можно преобразовать для вычисления кандел:

1 кд = 1 лм / ср

Давайте посмотрим на новый пример, у нас есть лампочка, излучающая 700 люмен света равномерно во всех направлениях, с такой же прозрачной сферой с радиусом 1 м над лампочкой.

Теперь, если мы возьмем преобразованную формулу 1 кд = 1 лм / ср и узнаем, что световой поток равен 700 лм, а площадь поверхности сферы равна 12,57 м², мы можем рассчитать силу света лампы:

1лм / ср = 1кд
700лм / 12,57см ≈ 56 кд

Но если мы хотим вычислить интенсивность света в определенном направлении, скажем, проходя через один стерадиан, как в первом примере, мы можем использовать ту же формулу:

700лм / 1ср ≈ 700 кд; это подтверждает первое правило, что 1 люмен = 1 кандела, когда свет проходит через сферу в 1 стерадиан.

Чтобы еще лучше проиллюстрировать разницу между световым потоком (люменами) и силой света (канделами), представьте себе лампочку, которая производит 1 канделу или 12,57 люмен. Если вы накроете одну сторону лампы, она все равно будет давать такую ​​же силу света. 1 кандела, но вдвое световой поток — 6,28лм. Это связано с тем, что свечки измеряют мощность света, насколько яркий свет будет в определенном направлении, поэтому в этом случае покрытие половины лампы не повлияет на интенсивность света (если она измеряется на открытой части лампы). .Но поскольку люмены измеряют общее количество видимого света от источника, покрытие половины лампы уменьшит общее количество видимого света вдвое.

Вот почему вы должны сравнивать кандели при покупке точечного света или фонарика с концентрированным световым лучом и люмен (или люкс) при покупке внутреннего освещения, такого как потолочные светильники или наружное прожекторное освещение.

Эти предыдущие вычисления и формулы в основном относились к источнику света, который является изотропным или, другими словами, излучает свет равномерно во всех направлениях.Теперь давайте посмотрим, как рассчитать канделы и люмены в лампах под определенными углами.

Люмен, кандел, углы обзора

В том же уравнении 1cd = 1 лм / ср sr указывает угол обзора (также называемый углом при вершине), через который излучается свет при вычислении силы света и светового потока. В предыдущих примерах мы рассчитывали люмены и свечи, предполагая, что свет излучается равномерно во всех направлениях (или в одном примере через телесный угол в один стерадиан, где 1 люмен равен 1 канделе), но обычно мы покупаем осветительные приборы, которые освещают свет в определенном под углом, точечные светильники освещают под более узким углом, чтобы обеспечить более сфокусированный луч, в то время как прожекторы освещают под более широким углом, чтобы покрыть большую площадь поверхности.

Рассматривая то же уравнение 1cd = 1lm / sr, мы можем заключить, что, увеличивая силу света (канделы), мы должны уменьшить угол обзора (стерадианы), чтобы получить тот же световой поток (люмены).

И наоборот, если мы уменьшаем силу света (канделы), мы должны увеличивать угол обзора (стерадианы), чтобы получить тот же световой поток (люмены). Таким образом, мы можем сказать, что сила света обратно пропорциональна углу обзора, что означает, что, увеличивая одно значение с той же скоростью, другое будет уменьшаться.

В то же время при расчете светового потока, если мы увеличиваем либо силу света, либо угол обзора, световой поток увеличивается, и наоборот, если мы уменьшаем силу света или угол обзора, световой поток также будет уменьшаться. .

Итак, как мы можем определить этот угол при вершине светового луча?
По сути, угол при вершине — это угол между осью источника света, который дает наибольшую силу света, и осью, где сила света уменьшается до 50%.Формула для вычисления телесного угла (Ω) в стерадианах (ср):

Ом = 2π (1 − cos (α / 2))

где α — угол при вершине, измеренный в градусах.

Так, например, если вы хотите вычислить телесный угол (Ω) в стерадианах (sr), чтобы вычислить люмены или канделы светового пути, скажем, для светового луча с углом при вершине 40 °, используя приведенное выше уравнение, мы получить:

Ом = 2π (1 − cos (40/2))
Ом ≈ 2 * 3,14 * (1-0,94)
Ом ≈ 6,28 * 0,06
Ом ≈ 0,38sr

Теперь, если мы хотим рассчитать световой поток источника света с интенсивностью 1 кандела и углом обзора 40 °, мы можем вставить ранее рассчитанный телесный угол Ω ≈ 0,38sr в основное уравнение:

1 лм = 1 кд * ср
лм = 1 * 0,38
лм ≈ 0,38

Полное уравнение для расчета светового потока (люменов) источника света, если мы знаем силу света (канделы) и угол при вершине (стерадианы), составляет:

Φ = I2π (1 − cos (α / 2))

люмен = канделы * 2π * (1-cos (угол при вершине / 2))

  • Φ — световой поток (лм)
  • I — сила света (кд)
  • π — постоянная (≈3,14)
  • α — угол при вершине (°)

Для расчета силы света (кандел), если известны световой поток (люмены) и угол при вершине (стерадианы), используйте это уравнение:

I = Φ / (2π * (1 − cos½ * α))

кандел = люмен / (2π * (1-cos½ * угол при вершине))

Теперь давайте проверим это уравнение на более практическом примере.Допустим, у нас есть лампа, которая дает силу света 3 кд при угле при вершине 40 °, и мы хотим рассчитать люмены для этой лампы. Мы можем использовать предыдущее уравнение:

Φ = I2π (1 − cos (α / 2))
лм = 3cd * 2 * π * (1-cos (40 ° / 2))
лм = 18,84 * 0,06
лм ≈ 1,13 (осветительный прибор с силой света 3 кд при угле при вершине 40 ° дает световой поток около 1,13 люмен)

Если мы увеличим угол обзора с 40 ° до 70 ° и оставим силу света равной 3 кд, общий световой поток должен увеличиться:

лм = 3 кд * 2 * π * (1-cos (70 ° / 2))
лм ≈ 3,39

Итак, это правда, что если мы увеличим угол наклона лампы, сохраняя при этом силу света, световой поток также увеличится.

Мы также можем проверить это наоборот, оставив угол при вершине 70 °, но уменьшив интенсивность света вдвое, с 3 кд до 1,5 кд. Теперь лампа должна давать меньше люмен:

лм = 1,5 кд * 2 * π * (1-cos (70 ° / 2))
лм ≈ 1,69

Так оно и есть, 3,39 лм> 1,69 лм.

Сводка люменов и кандел

Итак, световой поток измеряет общее количество видимого света, излучаемого во всех направлениях, единицей светового потока является люмен (лм).Сила света измеряет количество видимого света, излучаемого источником света в заданном направлении под телесным углом, единицей силы света является кандела (кд). Уравнение для расчета люменов, когда известны канделы и телесный угол источника света: 1лм = 1кд * ср.

Candelas в основном используются для описания яркости осветительных приборов, которые производят сфокусированный луч света под более узким углом в одном направлении, таких как лазерная указка, фонарик и прожектор. Люмены используются для сравнения лампочек или осветительных приборов, которые освещают под широким углом и должны производить свет одинаково во всех направлениях, например потолочные светильники и некоторые типы пищевых светильников.Как правило, чем шире угол луча света, тем ниже его интенсивность, а чем уже угол луча, тем выше интенсивность света.

ОСВЕЩЕНИЕ, ОСВЕЩЕНИЕ, ЛЮКС, НОЖНАЯ СВЕЧА

Освещенность

Освещенность — это количество света или светового потока, падающего на поверхность. Освещенность измеряется в люксах (люмен на квадратный метр) или фут-канделах (люмен на квадратный фут) с использованием американских и британских метрик. Освещенность не зависит от типа поверхности, на которую она освещает, и зависит только от количества света, падающего на эту поверхность, поэтому она будет одинаковой при освещении на стене, земле, полу, дереве или любом другом объекте.Освещенность (в отличие от люменов и других показателей освещения) можно легко измерить с помощью простого устройства, называемого люксметром, или даже с помощью смартфона, на котором установлено специальное приложение.

Люкс

Определение люкс — люкс (лк) — это единица измерения освещенности, люкс измеряет световой поток на единицу площади или количество света, падающего на заданную поверхность. По сути, люкс определяет, насколько яркой будет освещенная поверхность. Один люкс равен одному люмену на квадратный метр площади поверхности:

1лк = 1лм / м²

или

1 люкс = 1 кд * ср / м²

, потому что 1 лм = 1 кд * ср

В приведенных выше формулах м² представляет собой целевую площадь поверхности, на которую падает свет.

Фут-свеча

В имперских и американских системах измерения вместо люкс используется термин фут-свеча (fc). Фут-свеча также измеряет количество света, падающего на поверхность, но вместо люменов на квадратный метр, используемых для измерения люкс, используются люмены на квадратный фут для измерения фут-свечки. Одна фут-свеча составляет прибл. 10,764 люкс. Фут-свечи рассчитываются по формуле:

1fc = 1 лм / фут²

Пояснение

Освещенность можно легко рассчитать, если известны выходной световой поток (люмен) источника света и площадь освещаемой поверхности.Например, концентрированный луч света со световым потоком 400 люмен будет освещать большую площадь в 1 квадратный метр с освещенностью 400 люкс:

лк = 400 лм / 1 м²
лк = 400

Однако, если мы увеличим площадь поверхности, на которую падает свет в два раза, с 1 квадратного метра до 2 квадратных метров и оставим световой поток на уровне 400 люмен, освещенность на этой площади уменьшится в два раза:

лк = 400 лм / 2 м²
лк = 200

Это означает, что чем дальше расстояние от освещаемой поверхности или больше угол освещения, тем ниже будет освещенность света, падающего на поверхность.

Освещенность полезна при выборе подходящих лампочек или осветительных приборов для определенных областей, таких как спальня, гостиная, офис, магазин, театры, сцены и тому подобное. Люкс также является важным показателем при выборе освещения для выращивания растений в помещении.

Яркость

Яркость — это сила света, которая отражается или излучается объектом на единицу площади в определенном направлении. Яркость зависит от того, сколько света попадает на объект и от отражения света от этой поверхности.Единица измерения яркости — кандела на квадратный метр — кд / м².

В основном, яркость используется для расчета того, сколько световой мощности будет излучаться от данной поверхности под определенным углом обзора и обнаруживаться человеческим глазом, или, другими словами, насколько яркой будет данная поверхность для человеческого глаза. На самом деле яркость — это единственная световая форма, которую мы можем видеть. Яркость используется, например, при оформлении дорожных знаков и дорожного освещения.

КАК ИЗМЕРИТЬ СВЕТ?

Измерение люменов

Многие думают, что люмены для лампочки или осветительного прибора можно легко измерить с помощью дешевого люксметра или даже мобильного приложения, но на самом деле для этого требуется специальное устройство, называемое интегрирующей сферой, подключенное к спектрометру и компьютеру, где должно быть специальное программное обеспечение. установлен, который может отображать несколько показателей, таких как световой поток или люмен, световая отдача, распределение светового спектра, цветовая температура и другие характеристики освещения.На самом деле люменметр — это не маленькое портативное устройство, которое вы можете приобрести за пару долларов, а больше похоже на лабораторию для измерения люменов и других показателей лампочек.

Вот видео от Diode Dynamics, демонстрирующее интегрирующую сферу, используемую для измерения люменов.

Световые метры

Существуют также другие типы счетчиков для измерения различных световых показателей:

  • люксметр для измерения освещенности (люкс или фут-свечи);
  • измеритель силы света для измерения силы света (кандел);
  • измеритель яркости для измерения яркости.

Люксметры — самые распространенные из них, которые используются для измерения освещенности или количества света, падающего на поверхность. Люксметр используется для измерения количества света при фото- и видеосъемке в отдельных домах и многих общественных местах, таких как офисы, магазины, библиотеки, музеи и другие места, чтобы определить, имеет ли место достаточный уровень яркости в целях безопасности. условия работы сотрудников (в офисах) или просто в целях дизайна (в художественных галереях), а также для определения видимости на открытом воздухе, например, при выборе подходящего уличного освещения.

Люксметр

часто называют экспонометром из-за его популярности по сравнению с другими устройствами для измерения освещенности. На рынке доступен широкий спектр люксметров в зависимости от их цены, функциональности и точности, от пары долларов до нескольких сотен долларов за более продвинутые счетчики. Есть даже множество приложений для измерения освещенности (бесплатных и платных), доступных на устройствах iOS и Android, которые могут измерять освещенность, и некоторые из этих приложений на самом деле довольно хороши для основных задач измерения освещенности.

Приложения для экспонометра

Вот несколько из самых популярных приложений для экспонометров для устройств iOS или Android, которые вы можете протестировать самостоятельно.

Приложения для экспонометра iOS:

Карманный светильник

  1. (от студии Nuwaste);
  2. myLightMeter Free (Дэвид Квилс).

Приложения для экспонометра Android:

  1. LightMeter Free (Дэвид Квилс);
  2. люксметр (Borce Trajkovski);
  3. Измеритель света beeCam

  4. (от FM.Bee Corp.).

ЛЮМЫ И МОЩНОСТЬ

Измерение, которое описывает соотношение между люменами и ваттами, — это световая отдача. Световая отдача — это соотношение между световым потоком и электрической мощностью источника света, оно измеряет, насколько эффективен источник света при преобразовании электрической энергии в видимый свет. Единица световой отдачи — лм / Вт (люмен на ватт).

Калькулятор световой отдачи

Световую отдачу можно легко рассчитать по формуле:

световая отдача (лм / Вт) = световой поток (лм) / мощность (Вт)

Так, например, световая отдача 10-ваттной лампочки, производящей 600 люмен, будет 60 лм / Вт:

600 лм / 10 Вт = 60 лм / Вт


Калькулятор преобразования

люмен в ватт

Мы также можем преобразовать это уравнение для расчета мощности лампочки, если мы знаем световой поток (люмены) и световую отдачу этой лампочки.Возьмем тот же пример, если мы знаем, что лампочка дает световой поток 600 люмен с эффективностью 60 лм / Вт, используя уравнение:

Вт = люмен / люмен на ватт-час

600 лм / 60 лм / Вт = 10 Вт

мы можем подсчитать, что лампочка потребляет 10 ватт электроэнергии, чтобы произвести 600 люмен света.


Калькулятор для перевода ватт в люмены

Аналогичным образом мы можем рассчитать световой поток (люмен) лампочки, если мы знаем мощность и световую отдачу лампы, преобразовав ту же формулу:

люмен = мощность * люмен на ватт-час

10 Вт * 60 лм / Вт = 600 лм


Сравнение люменов

Количество люмен в ватте зависит от типа лампы, используемой в осветительном приборе.В среднем старые вольфрамовые лампы накаливания производят 15 люмен на ватт, а эффективные светодиодные лампы — около 75 люмен на ватт.

Среднее преобразование люмен в ватт для светодиодных, CFL, галогенных ламп и ламп накаливания:

  • Светодиодная лампа КПД ≈ 75 люмен на ватт (лм / Вт);
  • Лампа

  • CFL КПД ≈ 65 люмен на ватт (лм / Вт);
  • Галогенная лампа КПД ≈ 20 люмен на ватт (лм / Вт);
  • Эффективность лампы накаливания ≈ 15 люмен на ватт (лм / Вт).

Люмен диаграмма

Здесь мы составили сравнительную таблицу люменов для светодиодных, CFL, галогенных ламп и ламп накаливания (с использованием среднего значения люмен на ватт для каждого типа лампы).

кандела, люмен, люкс: уравнения

Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы отображать математику на этой странице.

Свет измеряется разными методами, поэтому существует несколько
родственные, но разные единицы измерения.В этой статье дается краткий обзор
из наиболее широко используемых мер и представляет несколько уравнений
для преобразования одной меры в другую. Для удобства стол
с калькуляторами конвертации находится внизу этой страницы.

Оптическое излучение охватывает широкий спектр, включая инфракрасный и ультрафиолетовый.
свет. Для краткости в этой статье основное внимание уделяется видимому свету.
(область фотометрии).

Кандела

Кандела (единица кд) происходит от яркости
«стандартная свеча», но более точное определение она получила в Международной
Система единиц (СИ) — в то время эта единица также была переименована в «свечу».
на «канделу».

Кандела измеряет количество излучаемого света в диапазоне (трехмерном)
угловой пролет. Поскольку сила света описывается с помощью угла,
расстояние, на котором вы измеряете эту интенсивность, не имеет значения. Для простоты иллюстрации
на картинке справа три измерения сведены до двух. В
На этой картинке экран B будет улавливать точно такое же количество световых лучей (испускаемых
от источника света) в качестве экрана A — при условии, что экран A был удален, чтобы не
затемненный экран B.Это потому, что экран B покрывает тот же угол, что и экран A.

Угловой диапазон для канделы выражается в стерадианах, без единицы измерения.
(например, радиан для углов в двумерном пространстве). Один стерадиан на
сфера радиусом в один метр дает поверхность в один метр 2 .
Полная сфера измеряет \ (4 \ pi \) стерадианы.

См. Раздел о люксе, чтобы узнать о соотношении канделы и люкс.


Люмен

Если вы посмотрите на светодиоды, особенно светодиоды высокой яркости, вы можете заметить, что светодиоды
с высокой силой света (в канделах или милликанделах, мкд) обычно имеют
узкий угол при вершине.Аналогично светодиоды с широким
угол при вершине обычно имеет относительно низкую яркость
интенсивность. То же самое и с галогенными пятнами с отражателем: с узконаправленными
отражатель имеет более высокий рейтинг в канделах, чем прожекторы того же
мощность.

Причиной этой связи является полная энергия, производимая светодиодом. Светодиоды
определенного класса (например, «высокий поток») все производят примерно одинаковое количество
световая энергия. Однако, когда светодиод излучает свою полную энергию в пучке с узким
угол, интенсивность будет больше (в направлении этого угла), чем когда
та же энергия была излучена под большим углом.

Люмен (единица лм) дает общий световой поток источника света на
умножение интенсивности (в канделах) на угловой диапазон, на котором свет
испускается. С символом \ (\ Phi_v \) для просвета, \ (I_v \) для канделы и
\ (\ Omega \) для углового размаха в стерадиане соотношение:

\ [\ Phi_v = I_v \ cdot \ Omega \]

Если источник света изотропный (что означает: однородный во всех направлениях),
\ (\ Phi_v = 4 \ pi \ I_v \). Это потому, что сфера измеряет \ (4 \ pi \)
стерадианы.См. Тему об углах при вершине, чтобы получить
трехмерный угловой пролет \ (\ Omega \) от угла раскрытия.

Для справки: стандартная лампочка 120 В / 60 Вт имеет мощность 850 лм и
эквивалентная лампа мощностью 230 В / 60 Вт рассчитана на 700 лм. Низкое напряжение (12 В)
Вольфрамовая галогенная лампа мощностью 20 Вт дает примерно 310 лм.

Люкс

Люкс (единица люкс) — это мера освещенности поверхности. Люксметры часто
измерять значения люкс (или фут-кандел, но они напрямую связаны: один
фут-свеча — 10.764 лк). Формально люкс — производная единица от люмена, т.е.
производная единица от канделы. Тем не менее, понятие люкс легче по сравнению с
кандела, чем в просвет.

Разница между люксом и канделой в том, что люкс измеряет освещенность
поверхность, а не угол. В конечном итоге расстояние
эта поверхность от источника света становится важным фактором: чем дальше
что поверхность от источника света, тем меньше она будет освещена им.На картинке справа экран A имеет тот же размер, что и экран B.

Один стерадиан на сфере радиусом один метр дает поверхность в один метр.
м 2 (см. раздел о канделах). Отсюда следует, что при
расстояние измерения 1 метр, значения для кандел (люмен на стерадиан) и
люкс (люмен на м 2 ) такие же. Как правило, измерения в люксах могут
можно преобразовать в канделы и обратно, если расстояние измерения известно. Примечание
что при измерении светодиодов виртуальное происхождение источника света лежит в нескольких
миллиметры позади физического точечного источника из-за линзы светодиода
— это становится актуальным при измерении светодиодов на небольшом расстоянии.2 \) (неофициально, но все еще широко используется) — «Нит».

Яркость и освещенность («Люкс») связаны в том смысле, что яркость — это
мера света, испускаемого поверхностью (либо из-за отражения, либо из-за
это светоизлучающая поверхность), а освещенность — это мера попадания света на
поверхность. Предполагая идеальную диффузно отражающую поверхность, вы можете умножить
измерьте в «Нитах» на \ (\ pi \), чтобы получить эквивалентное значение в люксах.
То есть с \ (L_v \) для яркости и \ (E_v \) для люкс:

\ [E_v = L_v \ cdot \ pi \]

Как и в случае с Lux, есть несколько более старых единиц яркости, из которых
фут-ламберт, вероятно, самый распространенный (из-за его отношения 1 к 1 с
свеча на ламбертово-отражающей поверхности).Эти старые агрегаты легко
конвертируются в канделы на квадратный метр путем умножения их на масштабный коэффициент. Для
фут-ламберта, масштабный коэффициент равен 3,425.

Угол при вершине

Поскольку просвет и размеры канделы связаны через угол обзора
(или угол при вершине) полезно знать, как этот угол определяется.

Один измеряет угол между осью, где источник света дает максимальную отдачу.
сила света и ось, на которой эта сила уменьшается до 50%.в
На картинке справа этот угол обозначен \ (\ theta \). Угол при вершине
вдвое больше этого угла (что означает \ (2 \ theta \)).

Обратите внимание, что снижение интенсивности до 50% основано на линейной шкале, но
что наше восприятие яркости не линейно. CIE стандартизировал
соотношение между силой света и воспринимаемой яркостью как кубический корень;
другие источники утверждают, что квадратный корень лучше аппроксимирует это соотношение. Смотрите также
страница по цветовой метрике.

Трехмерный угловой диапазон для угла при вершине с использованием \ (\ Omega \) для
угловой размах (в стерадианах) и \ (2 \ theta \) для угла при вершине:

\ [\ Omega = 2 \ pi \ left ({1 — \ cos {2 \ theta \ over 2}} \ right) \]

Эффективность освещения

Есть множество способов осветить поверхность или комнату: лампы накаливания,
люминесцентные лампы, светодиоды, вольфрамово-галогенные лампы, электролюминесцентные листы,
и другие.Их часто сравнивают по эффективности поворота электрических
энергия к световой энергии.

Официальное название световой отдачи — «световая отдача источника». Этот
не следует путать со «световой эффективностью излучения», которое не учитывает
потери из-за тепловыделения и др. (поэтому дает значительно более высокие
значения). Эффективность освещения измеряется в лм / Вт (люмен на ватт).

Эффективность освещения часто выражается в процентах от теоретической
максимальное значение световой отдачи 683.002 лм / Вт (на длине волны 555 нм).
Например, на момент написания этой статьи белый светильник мощностью 1 ватт мог достигать
КПД более 100 лм / Вт, что дает КПД 15%. Хотя это может
кажутся низкими, светодиоды на самом деле довольно эффективны по сравнению с другими методами освещения.

Уравнения

Уравнения в этом разделе даны без дополнительных объяснений или выводов.
За подробностями обращайтесь к технической литературе или
Википедия.

900 33 \ (E_v = {I_v \ over {D ^ 2}} \)

От до Учитывая Уравнение
Кандела (\ (I_v \)) Люмен (\ (\ Phi_v \)) Угол при вершине α \ (\ Phi_v = 2 \ pi I_v \ left ({1 — \ cos {\ alpha \ over 2}} \ right) \)
Люмен (\ (\ Phi_v \)) Кандела (\ (I_v \)) угол при вершине α \ (I_v = {\ Phi_v \ over {2 \ pi \ left ({1 — \ cos {½ \ alpha}} \ right)}} \)
Люмен (\ (\ Phi_v \)) Люкс (\ (E_v \)) Площадь поверхности A (м 2 ) \ (E_v = {\ Phi_v \ over A} \)
Люкс (\ (E_v \)) Люмен (\ (\ Phi_v \)) площадь поверхности A (м 2 ) \ (\ Phi_v = E_v \ cdot A \)
Кандела (\ (I_v \)) Люкс (\ (E_v \)) расстояние измерения D (м)
люкс (\ (E_v \)) Кандела (\ (I_v \)) расстояние измерения D (м) \ (I_v = E_v \ cdot D ^ 2 \)

Например, если в техническом паспорте светодиода высокой яркости упоминается, что он
производит 1500 мкд (1.\ circ} \ right) \ cr
& \ приблизительно 1,70 \, {\ rm lm}
}
\]

Калькулятор преобразования

Основываясь на уравнениях, разработанных и представленных выше, приведенная ниже таблица позволяет вам:
чтобы быстро преобразовать одну меру в другую.

Для калькуляторов, указанных в таблице ниже, требуется JavaScript.
Если ваш браузер поддерживает JavaScript, убедитесь, что он включен.

Оценка

Результат уравнений (и калькуляторов на их основе) может отличаться от
данные, предоставленные производителем светодиода или прожектора, или от того, что вы измеряете с помощью
люксметр по нескольким причинам.Производитель может указать силу света.
(в канделах или милликанделах) перпендикулярно свету
источник, а не среднее значение по углу при вершине.
Другая сложность заключается в том, что значения кандел, люмен и люкс стандартизированы.
для света с длиной волны 555 нм или зеленого света. Для светодиодов другого
цвет, следует применить весовую функцию, используя стандартизированную модель
человеческий глаз. Стандартные люксметры имеют в лучшем случае только фильтры дневного света и
лампа накаливания, поэтому светодиоды могут значительно отклоняться (даже белые
Светодиоды, так как спектр не такой, как у ламп накаливания).

LEDinside: Оценка светодиодных ламп (лампы накаливания 40 Вт) — световой поток

LEDinside: Световой поток — ключ к замене светодиодных ламп на лампы накаливания мощностью 40 Вт

В настоящее время описания многих светодиодных лампочек на рынке указывают на то, что они могут заменить лампы накаливания мощностью 40 Вт, но действительно ли они способны заменить лампы накаливания с точки зрения светового потока? Основываясь на сравнительном обзоре LEDinside, световой поток является ключевым фактором.

Световая отдача традиционных источников света, таких как лампы накаливания, составляет примерно 11-12 л / Вт. Другими словами, чтобы по-настоящему заменить лампу накаливания мощностью 40 Вт, световой поток должен достигать не менее 450 лм.

LEDinside: Первоначальное исследование светового потока основных светодиодных брендов за 1 ч 21 мин

Согласно сравнительному исследованию, проведенному LEDinside, светодиодные лампы некоторых производителей действительно достигают 450 лм, но, к сожалению, нет.

Как известно, световая отдача традиционных источников света, таких как лампы накаливания, составляет примерно 11-12 л / Вт.Другими словами, одна лампа накаливания мощностью 40 Вт должна иметь яркость не менее 450 лм. В таких регионах, как США, Европа и Япония, замена традиционных источников света светодиодным освещением должна соответствовать определенным требованиям, одно из которых заключается в том, что светимость светодиодных ламп должна составлять от 450 до 485 лм. Таким образом, обзор светодиодных ламп, имеющихся в настоящее время на рынке, неудивительно, что в рекламе многих продуктов указано, что они могут заменить традиционные лампы мощностью 40 Вт. Однако более внимательное изучение технических характеристик продуктов показывает, что признанные стандарты не являются единообразными, поскольку можно найти продукты с яркостью в диапазоне 485–340 лм.Некоторые производители считают, что из-за направленности светового потока светодиодов в определенных ситуациях, например, в настольных лампах с ограниченным радиусом освещения, светодиодные лампы мощностью 300 лм или около того являются приемлемой заменой лампам накаливания мощностью 40 Вт.

Требования к светимости для светодиодных ламп, заменяющих лампы накаливания мощностью 40 Вт, значительно различаются для разных производителей и продуктов. Поэтому компания LEDinside провела исследование характеристик яркости типичных производителей светодиодных ламп по всему миру и пришла к следующим выводам:

Для европейских и американских производителей освещения, таких как Philips и GE, используются основные светодиодные лампы Philips мощностью 8 Вт и модель GE 8 Вт.Светодиодная лампа 62180 соответствовала этому требованию со световым потоком 470 лм и 450 лм соответственно.

Для японских производителей, известных своим усердием и кропотливой работой, оба Toshiba LDA7L мощностью 7,2 Вт и DL-LA42L 7,8 Вт Sharp соответствовали стандарту 485 лм, что соответствует требованиям директивы Японской ассоциации производителей электрических ламп.

Светодиодная лампа LG мощностью 7,5 Вт (модель LB08D830L0A) также соответствует этому стандарту освещения.Однако шокером стал Samsung. Его продукт мощностью 4,4 Вт имел яркость только 270 лм и 320 лм для теплого и холодного белого цветов соответственно. Такое несоответствие было неожиданным.

Примечание: Samsung заявляет, что помимо своих лампочек на южнокорейском рынке, она также выпускает новые лампочки на американском рынке: Samsung запускает новую лампу мощностью 10 Вт с 3000K и 550 лм

.

Кроме того, другие производители, такие как EcoSmart, LEDON и Feit Electric, также представили светодиодные лампы для замены ламп накаливания мощностью 40 Вт, включая EcoSmart 8.Светодиодная лампа мощностью 6 Вт (модель: ECS 19 WW 120), продукция LEDON мощностью 6 Вт и светодиодная лампа Feit Electric мощностью 6,5 Вт (A19 / HP / LED). Однако исследование показало, что световой поток этих продуктов также не достиг отметки 450 лм.

Наконец, Osram находится в интересном положении, так как его холодная белая светодиодная лампа достигает 450 лм, а теплая белая — только 345 лм.