Cветовой поток светодиодных ламп

За долгие годы использования ламп накаливания, пользователи привыкли и стали понимать, что для подсобного помещения хватит лампы в 40 Вт, в коридоре – 60 Вт, а для зала нужно 3 -4 источника по 100 Вт. С приходом на рынок светодиодных источников света, производители стали указывать на упаковке эквивалент лампе накаливания. Но на самом деле не всё так однозначно.

обозначение эквивалента лампе накаливания и светового потока
Обозначение эквивалента лампе накаливания и светового потока

Световой поток светодиодных ламп может колебаться в зависимости от цветовой температуры, использования матового рассеивателя, конструкции и расположения точечных источников. Недобросовестный производитель может просто посчитать суммарную светоотдачу от всех светодиодов в лампе, без учета этих потерь. Также, нельзя не принимать во внимание, что лампа накаливания излучает свет практически на 360 градусов, а светодиод — на 120º, и характеристики его свечения могут значительно отличаться.

Световой поток и освещенность

Что такое световой поток в современных светодиодных лампах? Показатель характеризует мощность излучения в пределах видимого диапазона. Но фактически эта мощность рассеивается и распределяется в пределах помещения неравномерно. Поэтому речь заходит об освещенности, к которой выдвигаются санитарные требования и нормы.

Для замера показателя освещенности используют параметр люкс. Он показывает соотношение площади помещения и светового потока. Все расчеты должны выполняться при соблюдении ряда условий. Их нестабильность связана с разным уровнем освещения в течение дня. Поэтому при замерах освещенность и световой поток разбиваются в зависимости от времени суток.

расчет 1 люкса
Расчет 1 люкса

Второй фактор, влияющий на величину исследуемого параметра, это тип осветительного прибора. Фонарь излучает целенаправленный поток свечения. Матовый плафон лучше рассеивает свет, но способствует потере части светового потока.

Потребителей не всегда касается количество люксов и другие характеристики приборов. Им важнее, чтобы уровень освещенности был достаточным и комфортным для прочтения книг, работы. Однако производители обязательно указывают количество люкс.

Расчет освещенности поверхности выполнить сложно, ведь часть потока света доходит уже в отраженном состоянии.

Световой поток и освещенность | SWGСветовой поток и освещенность | SWG

Принцип работы

LED светильники, пришедшие на замену предыдущим альтернативам, более энергоэффективны, но строение их значительно сложнее.

структура светодиодной лампы
На фото показана структура светодиодной лампы

Строение светодиодной лампы

Принцип работы устройств данного типа заключается в физических процессах, протекающих в полупроводниках. Когда электрический ток проходит в месте соприкосновения полупроводников «p» и «n» формируется свечение. В полупроводниках «p» и «n» собираются положительно заряженные ионы в одном и отрицательно заряженные ионы в другом.

Действие полупроводников пропускает ток только в одном направлении. По этой причине подключение светодиодов выполняется в определенном порядке с соблюдением полярности.

Цветовая температура LED-устройств – это еще один показатель, который выражается в кельвинах. Параметр также учитывается при необходимости выбора устройств.

цветовой показатель температуры
Цветовой показатель температуры

Люмен: что это такое

Люмен является величиной измерения, показатель яркости излучения. Это более точный параметр в сравнении с мощностью. Один люмен показывает тот объем излучения, который дает источник света. Для сравнения люкс – это показатель освещения площади поверхности. Весь объем светового потока показывает люмен. В результате, чем выше люкс, тем лучше освещается поверхность. Чем выше объем люмен, тем большей яркостью обладает прибор.

В Led устройствах люмены рассчитываются иначе. Показатель освещенности формируется не только за счет яркости. Обязательно учитываются длина световой волны и направление ее распространения. Поэтому приборы с целевым излучением света дают возможность хорошо подсвечивать определенную зону, и не освещать при этом все помещение.

Производители редко указывают световой поток в люменах. Потребителям привычнее рассматривать уровень мощности в Вт.

Вопрос — сколько люмен в 1Вт в светодиодных лампах актуален для большинства потребителей. Точную величину сложно измерить и это связано с рядом причин:

  • На показатель влияет расположение светодиодов и распределение светового потока.
  • Защитная колба создает барьер для светового потока.
  • Величина тока напрямую действует на уровень яркости при прохождении через светодиод.
  • На драйвере остается часть выданной энергии.

Изменить и выяснить точные показатели удается только с применением специализированных измерительных приборов. Однако ориентировочные показатели для разных типов устройств установлены.

Примерное соотношение мощности и светового потока для разных типов источников

Светодиодная Люминесцентная Накаливания Световой поток
1,5 Вт —- 25 Вт 250 Лм
3 Вт 7 Вт 40 Вт 450 Лм
5 Вт 11 Вт 60 Вт 710 Лм
7 Вт 15 Вт 75 Вт 940 Лм
10 Вт 20 Вт 100 Вт 1340 Лм
14 Вт 30 Вт 150 Вт 1800 Лм
19 Вт 40 Вт 200 Вт 2500 Лм
Люксы, люмены, ватты — как понимать и сравнивать мощность LED-светаЛюксы, люмены, ватты — как понимать и сравнивать мощность LED-света

Взаимосвязь люменов и ватт

При выборе светодиодного источника света ориентироваться только по уровню мощности не совсем корректно. Данный параметр является обобщенным. В стандартных лампах накаливания предусмотренная мощность 100Вт будет затрачиваться не только на освещение пространства. Примерно 70% уходит на обогрев окружающего воздуха. И только около 30% приходится по назначению.

Показатели энергосберегающих источников лучше. При их применении устройство на 32 Вт будет выдавать освещение на 30 Вт. То есть в три раза больше.

диоды на монтажной плате
Диоды на монтажной плате

Светодиодные лампы тратят на световой поток примерно 95% энергии, и только 5% на нагревание.

Сравнительная таблица энергоэффективности ламп разного типа

Оценивая уровень светоотдачи удается определить и энергоэффективность источников света разного типа. Светоотдача светодиодных ламп это соотношение мощности и потока света. Выражается показатель в лм/Вт. Значение демонстрирует эффективность преобразования электроэнергии в освещение. В среднем светоотдача LED светильников составляет от 60 до 120 лм/Вт.

Сравнительная таблица покажет, насколько этот вариант оптимален:

Тип лампы Средний показатель светоотдачи лм/Вт
LED 120
Люминесцентные трубчатые 80
Люминесцентные э/сбер 70
Галогенные 20
Накаливания 15

Энергоэффективность светодиодных ламп самая высокая и конкурентов у нее практически нет.

Таблица зависимости светового потока от мощности лампы для приборов различного типа

Но, есть ли возможность выбирать LED светильники традиционным способом, т.е. по уровню мощности. Возможность такая имеется, расчеты производятся вручную. Световой поток Лм в светодиодных лампах и их эквивалентах выражены в таблице.

Световой поток, Лм Лампа накаливания, Вт Светодиодная лампа, Вт Люминесцентная лампа, Вт
250 20 2-3 5-7
400 40 4-5 10-13
700 60 8-11 15-16
900 75 11-12 19-20
1300 100 13-16 20-30
1700 150 19-20 45-50
2500 200 30 60-80

LED светильники обладают высокой энергоэффективностью, служат долго, могут эксплуатироваться в любых условиях и почти не нагреваются. Однако имеются и недостатки LED ламп – это их высокая стоимость.

Эквиваленты лампам накаливания

Подбор эквивалентов выполняется в случаях, когда необходима замена лампы накаливания на LED лампу. В первую очередь определяются аналоги по мощности. Яркость светодиодных ламп оценивается в таблице аналогов, мощность которых выражена в Вт.

Таблица подбора эквивалентов по мощности в Вт

Накаливания Вт Люминесцентная Вт LED Вт
25 5-7 2
40 10-12 4-5
60 15-16 7-8
75 20 9-10
100 25-30 12
125 35 18
150 45 22
200 60-80 26

Также подбор аналога выполняется с учетом размера колбы, разновидности цоколя. Учитывается световая отдача, поток, температура свечения и другие технические параметры.

обзор эквивалентов лампы накаливания
Подробный обзор эквивалентов лампы накаливания

Особенности при замене

Различия между светодиодными устройствами и их аналогами очевидны. Различны не только принципы их работы, но и практические характеристики. Наибольшая сложность возникает при расчетах уровня мощности тока.

Произвести замену самостоятельно для дома несложно. Чаще потребители ориентируются «на глазок». Если прибор светит слишком ярко, из него извлекается один плафон, что делает освещение комфортным. Но в промышленности, а также при оказании услуг и работ, где важно выдерживать параметры освещения, проводится точный расчет. Учитывается мощность светового потока, после, выполняется перерасчет с применением подобранных параметров.

LED приборы дают возможность использовать лампы традиционно для люстр, либо подключать ленты, которые закрепляются к поверхности и активируются с помощью источника питания.

лента с диодами
Лента с диодами

В ходе замены могут понадобиться дополнительные расчеты, особенно для led-ламп. Учитываются направленность освещения с использованием угла расходимости источника света. В случаях, когда этот показатель равен 120° специалисты оценивают ослабление потока в два раза по отношению к направлению с наклоном на 60° к оси светового пучка, который выдается источником.

Для обеспечения комфортного уровня освещения в помещении следует проводить предельно точный расчет. Таким образом удается добиться правильно определить какой световой поток Лм для помещения лучше.

Освещение рабочей поверхности

Расчет нормальных параметров освещенности для организации рабочего места выполняется в люксах (лк). Единица изменения 1 люкс равен 1 люмен на квадратный метр (1лк=1лм/кв.м).

Сотрудники предприятия, работающие с ПК, испытывают дискомфорт при отсутствии правильно оборудованного осветительными приборами рабочего места. В таких условиях  развиваются негативные симптомы в виде покраснения и сухости глаз, снижения остроты зрения, нарушения психоэмоционального состояния.

Основные рекомендации к оборудованию рабочей поверхности:

  • Организация равномерного освещения.
  • Естественные лучи света падают с левой стороны.
  • На поверхности стола освещение 300-500 Лк.
  • Блики на мониторе отсутствуют.
  • Источники света не оставляют на поверхности блестящего эффекта, что создается методом правильного подбора и размещения оборудования.
промышленная LED лампа
Промышленная LED лампа

Для предельно правильных расчетов используется формула:

Световой поток (Лм) = S помещения (кв.м) × норма освещенности (лм/кв.м) × коэффициент высоты потолка (при наличии).

Таблица коэффициентов высоты потолков

Высота стен (м) Коэффициент для расчетов
2,8-3 1,2
3,2-3,5 1,5
3,6-4,6 2

Помните, что из-за особенностей ламп накаливания измерение уровня освещенности рабочей поверхности может отличаться и быть с погрешностями. Для получения точных данных потребуется выполнить замеры с применением специального оборудования – люксометра.

уровень яркости разных источников света
Уровень яркости разных источников света

Что такое светоотдача светодиодной лампы?

Данный параметр показывает отношение величины потока света к имеющейся мощности, забираемой из источника энергии. Для определения светоотдачи выбранных светодиодов требуется разделить поток света в лм на мощность в ваттах. Например, прибор освещения имеет световой поток в 5000 лм. При этом мощность равна 50 Вт. Методом простых расчетов вычисляем светоотдачу светодиодного источника, которая составляет 100 лм/Вт. Полученные данные позволяют правильно распределить освещение в зависимости от требований и типа помещения. На светоотдачу влияют следующие факторы:

  • Тип установленного отражателя. Многие приборы имеют отражатель, который сокращает эффект ослепления и понижает уровень светоотдачи.
  • Присутствие драйвера, который регулирует яркость LED прибора.
  • Светоотдача зависит от типа рассеивателя, защищающего от бликов.
  • Цветовая температура влияет на исследуемый параметр. Чем больше цветовая температура, тем лучше светоотдача.
Led-устройство
Led-устройство

Как связаны светоотдача и мощность LED лампы

Оба параметра важны и не уступают друг другу по этому значению. Если известны параметры световой отдачи и потока, рассчитать уровень мощности несложно. Для произведения расчетов нужно данные потока разделить на данные по отдаче.

Таблица сравнения лампы накаливания с LED лампами

Если возникает необходимость замены ламп накаливания на LED прибор, подбирается устройство в соответствии с их мощностью. Для решения задачи используется таблица сравнения двух видов приборов.

LED, Вт Накаливания Вт Поток света, Лм
2-4 25 250
5-8 40 400
9 60 650
14 100 1250
25 150 2100

Уровень светоотдачи важно определять для организации комфортных условий в жилых комнатах, в объектах хозяйственного назначения, на рабочем месте. От изученных величин напрямую зависит качество и комфортное освещение. При выборе устройства необходимо рассматривать нормы освещения, действующие для объектов.

ElectricX.ru - все об электричестве

Мы используем файлы cookie на нашем сайте

OK