Detaljan opis svjetlosnog toka LED svjetiljki
Prilikom projektiranja sustava rasvjete za prostore, potrebno je voditi se određenim vrijednostima kako bi se objedinili postupci izračuna. Iste univerzalne vrijednosti potrebne su za obične potrošače kako bi se kretali u različitim vrstama izvora svjetlosti. Dugo vremena, za žarulje sa žarnom niti, ova vrijednost je bila jedan vat potrošene električne energije. Ali ti uređaji silaze s pozornice, pa treba pronaći nešto drugo.
Što je svjetlosni tok
Zapravo, za izračunavanje osvjetljenja, dizajneri su prethodno koristili drugu vrijednost - kandelu (svijeću), koja također ima izravnu korespondenciju s vatima koje troši žarulja sa žarnom niti. U tehničkoj literaturi s početka druge polovice prošlog stoljeća mogu se naići na izraze "svjetiljka s tisuću svijeća" itd. Svjetlina u kandeli odnosi se na snagu svjetlosti u vatima koja se emitira u određenom smjeru. Kao vizualnu asocijaciju, takvu svjetlinu daje obična goruća parafinska ili stearinska svijeća. Otuda i naziv.Ovaj pristup omogućuje vizualni prikaz svjetline kao broja svijeća koje gore.
Važno! Vati koji se koriste za izračunavanje kandele nisu povezani s električnom snagom - izvor svjetlosti možda nije električni (ista svijeća).
Postoji definicija za pojam svjetlosnog toka - snage energije zračenja, koja se procjenjuje osjetom svjetlosti. Ili broj fotona emitiranih u jedinici vremena. Matematički to izgleda ovako: ako točkasti izvor sa silom od 1 kandele zrači tok u čvrsti kut jednak jednom steradijanu, tada stvara svjetlosni tok od 1 lumena (lm).
Pojam steradiana treba pojasniti. Da biste predstavili kruti kut od 1 sr, trebate uzeti konus s vrhom u središtu kugle polumjera R, koji izrezuje područje na površini kugle jednako R2 . Kut otvaranja takvog stošca je oko 65 stupnjeva.
Ako se točkasti izvor svjetlosti od 1 kandele, koji zrači jednako u svim smjerovima, stavi u kuglu polumjera 1 m, tada će se na njezinoj unutarnjoj površini stvoriti osvjetljenje jednako 1 lux (lx). Ova vrijednost se koristi za postavljanje normi osvjetljenja. Dakle, za različite prostorije, prema SNiP-u, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti:
- učionice srednjih škola - 500 luxa;
- sveučilišna publika - 400 luksa;
- teretane - 200 lx.
Standardi osvjetljenja također su postavljeni za ostale prostorije.
Ako svjetlosni tok od 1 lm padne na 1 m2. površine, stvara osvjetljenje od 1 luksa. Stoga je odnos između lumena i luksa: 1 lux = 1 lm/sq.m. Na primjer, da bi se osiguralo dovoljno osvjetljenja u gledalištu s površinom od 100 četvornih metara, potreban je svjetlosni tok od 40.000 lumena.Također treba uzeti u obzir da se osvjetljenje smanjuje proporcionalno kvadratu udaljenosti od izvora svjetlosti, stoga Visina ovjesa svjetiljke je važna.
Princip rada
Da bismo razumjeli praktičnost korištenja svih ovih veličina, potrebno je razmotriti smjer emisije LED-a i povezane koncepte.
Dizajn svjetleće diode je takav da ne šalje svjetlost jednoliko u svim smjerovima – donja hemisfera je prekrivena supstratom, a dizajn leće je takav da ne daje jednoliko zračenje u gornjoj hemisferi. Kao rezultat toga, glavni svjetlosni tok se koncentrira u gornjem smjeru i slabi prema periferiji svjetlosnog stošca. Pod određenim kutom gledanja intenzitet sjaja se smanjuje za polovicu, a kada se postigne još veći kut, svjetlost postaje nevidljiva. Prvi kut (bac) naziva se kut polusvjetline, a drugi (fah) kut pune svjetline.
Iste točke vrijede i za LED s fosforom. Tu je kut zračenja ograničen podlogom i kutom najveće aktivnosti inicijalnog zračenja p-n spoja. Mora se shvatiti da je nemoguće točno odrediti ove kutove očima - potrebni su posebni uređaji. Ali možete vizualno usporediti dvije LED diode - koje imaju veći kut otvaranja.
Svjetlosni učinak LED svjetiljki
Svjetlosni učinak LED svjetiljki ne ovisi o stupnju zagrijavanja kristala. Gotovo svi bijeli iluminatori izrađeni su na bazi LED-a s fosforom, tako da svjetlosni učinak ovisi o kvaliteti ovog fosfora, o tehnologiji po kojoj se proizvodi. Također je važna emisija svjetlosti inicijskog kristala i sposobnost tog zračenja da izazove sjaj fosfora u vidljivom području spektra.
Snaga svjetlosnog toka vanjske rasvjete
Za izračun vanjske rasvjete potrebno je polaziti od minimalnih standarda osvjetljenja, koji se također mogu naći u relevantnom SNiP (SP). Dakle, za igrališta minimalno osvjetljenje ne smije biti manje od 10 luksa.
Standardi daju minimalne vrijednosti osvjetljenja, u izračunima se mogu povećati.
Da biste dobili željeni broj rasvjetnih tijela (N) za dobivanje potrebnog osvjetljenja, morate postaviti početne podatke:
- minimalno osvjetljenje (E), lx;
- površina teritorija (S), m2;
- koeficijent neravnomjernosti osvjetljenja (z), za LED svjetiljke jednak je 1,2;
- množitelj koji uzima u obzir slabljenje svjetlosnog toka do kraja vijeka trajanja svjetiljke (k), za LED uređaje je 1,2;
- svjetlosni tok jedne svjetiljke (F), lm;
- koeficijent refleksije obližnjih objekata (n), za asfalt se može uzeti kao 0,3.
Te su količine povezane formulom N=E*S*z*k/(F*n).
Neka bude potrebno osvijetliti igralište površine 150 m2. U prisutnosti svjetiljki koje emitiraju svjetlosni tok od 1500 lm svaka. Zamjenom vrijednosti u formulu, dobivamo N=10*150*1,2*1,2/(1500*0,3). Dobivate 4,8 ili 5 lampi. Ovo je minimalni iznos, zapravo možete instalirati više.
Možete se postaviti ne prema svjetlosnom toku dostupnih svjetiljki, već prema broju svjetiljki koje se mogu instalirati na teritoriju. U tom slučaju potrebno je izračunati svjetlosni tok svake svjetiljke. Formula za izračun će poprimiti oblik F=E*S*k*z/(N*n). Ako konačni rezultat ne spada u standardnu seriju karakteristike lampe, mora se zaokružiti.
Odnos lumena i vata
Potrošači diljem svijeta navikli su povezati svjetlinu rasvjete s električnom energijom koja se troši tijekom desetljeća dominacije žarulja sa žarnom niti. Za ove zastarjele uređaje to je bilo razumno - razvoj tehnologija u tom smjeru odavno je zašao u slijepu ulicu. Omjer snage i intenziteta rasvjete se ustalio i postao navika.
Za LED rasvjetu nema izravne veze između potrošnje energije u vatima i generiranog svjetlosnog toka u lumenima. Točnije, jest, ali samo u ovom trenutku. Tehnologije ne miruju, poboljšava se proizvodnja kristala, razvijaju se novi fosfori s povećanom svjetlosnom snagom. Omjeri sadašnjeg vremena sutra će biti beznadno zastarjeli.
Tablica osvjetljenja svjetla
U ovom trenutku, korespondencija između svjetlosnog toka modernih LED svjetiljki i snage koju troše izgleda ovako:
| Svjetlosni tok, lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| Potrošnja LED lampe, W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| Ekvivalentna snaga žarulje sa žarnom niti, W | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
U tablici su prikazane približne zaokružene vrijednosti, budući da svjetiljke na tržištu već nekoliko godina proizvode različiti proizvođači s različitim tehnologijama. Za percepciju "okom" ovo širenje praktički nije primjetno.
Zaključno, video: Razlika i odnos između vata, lumena i kelvina.
Imajući jasno razumijevanje odnosa između karakteristika svjetlosnog zračenja, možete samostalno izračunati osvjetljenje prostorije ili teritorija. Da biste to učinili, morate znati norme osvjetljenja i tehničke karakteristike LED svjetiljki.