A LED lámpák fényáramának részletes leírása
A helyiségek világítási rendszereinek tervezésekor bizonyos értékeket kell követni a számítási eljárások egységesítése érdekében. Ugyanazon univerzális értékekre van szükség a hétköznapi fogyasztóknak a különféle típusú fényforrásokban való navigáláshoz. Az izzólámpáknál ez az érték hosszú ideig egy watt elektromos áramot jelentett. De ezek az eszközök lekerülnek a színpadról, ezért valami mást kell találni.
Mi a fényáram
Valójában a megvilágítás kiszámításához a tervezők korábban egy másik értéket használtak - a kandelát (gyertyát), amely szintén közvetlenül megfelel az izzólámpa által fogyasztott wattoknak. A múlt század második felének eleji szakirodalmában találkozhatunk az „ezergyertyás lámpa” stb. A candela fénysűrűsége az adott irányban kibocsátott fény teljesítményére utal wattban. Vizuális asszociációként ilyen fényességet egy közönséges égő paraffin- vagy sztearingyertya biztosítja. Innen ered a neve.Ez a megközelítés vizuálisan ábrázolja a fényerőt, mint az égő gyertyák számát.
Fontos! A kandela kiszámításához használt watt nem kapcsolódik az elektromos teljesítményhez – előfordulhat, hogy a fényforrás nem elektromos (ugyanaz a gyertya).
Van egy definíció a fényáram fogalmára - a sugárzási energia erejére, amelyet fényérzékelés alapján becsülnek meg. Vagy az időegység alatt kibocsátott fotonok száma. Matematikailag ez így néz ki: ha egy 1 kandela erejű pontforrás egy szteradiánnal egyenlő térszögbe sugároz fluxust, akkor 1 lumen (lm) fényáramot hoz létre.
A szteradián fogalma pontosításra szorul. 1 sr térszög ábrázolásához egy R sugarú gömb középpontjában lévő csúcsú kúpot kell kivágni a gömb felületéből R-vel egyenlő területet.2 . Egy ilyen kúp nyitási szöge körülbelül 65 fok.
Ha egy minden irányban egyformán sugárzó 1 kandela pontszerű fényforrást egy 1 m sugarú gömbbe helyezünk, akkor annak belső felületén 1 lux (lx) megvilágítás jön létre. Ez az érték a megvilágítási normák beállítására szolgál. Tehát az SNiP szerint a különböző helyiségeknél a következő feltételeknek kell teljesülniük:
- középiskolák tantermei - 500 lux;
- egyetemi közönség - 400 lux;
- edzőtermek - 200 lx.
A világítási szabványok más helyiségekre is vonatkoznak.
Ha 1 lm-es fényáram 1 négyzetméterre esik. felületén 1 lux megvilágítást hoz létre. Ebből adódik a lumen és a lux összefüggése: 1 lux = 1 lm/nm. Például egy 100 négyzetméteres nézőtér elegendő megvilágításához 40 000 lumen fényáram szükséges.Figyelembe kell venni azt is, hogy a megvilágítás a fényforrástól való távolság négyzetével arányosan csökken, ezért A lámpa felfüggesztésének magassága fontos.
Működés elve
Ahhoz, hogy megértsük mindezen mennyiségek használatának kényelmét, figyelembe kell venni a LED kibocsátásának irányát és a kapcsolódó fogalmakat.
A fénykibocsátó dióda kialakítása olyan, hogy nem küldi ki egyenletesen a fényt minden irányba - az alsó féltekét a hordozó borítja, a lencse kialakítása pedig olyan, hogy a felső féltekén nem biztosít egyenletes sugárzást. Ennek eredményeként a fő fényáram a felső irányba koncentrálódik, és a fénykúp perifériája felé gyengül. Egy bizonyos látószögnél a ragyogás intenzitása felére csökken, és még nagyobb szög elérésekor a fény láthatatlanná válik. Az első szöget (bac) félfényességi szögnek, a másodikat (fah) teljes fényerősségi szögnek nevezzük.
Ugyanezek a pontok vonatkoznak a fényporos LED-re is. Ott a sugárzási szöget a szubsztrát és a p-n átmenet kiinduló sugárzásának legnagyobb aktivitásának szöge korlátozza. Meg kell érteni, hogy ezeket a szögeket szemmel nem lehet pontosan meghatározni - speciális eszközökre van szükség. De vizuálisan összehasonlíthat két LED-et - amelyek nagyobb nyitási szöggel rendelkeznek.
LED lámpák fénykibocsátása
A LED-lámpák fényteljesítménye nem függ a kristály melegítési fokától. Szinte minden fehér megvilágító fényporos LED alapú, így a fénykibocsátás a foszfor minőségétől, az előállítás technológiájától függ. Szintén fontos az iniciáló kristály fényemissziója, valamint az a képesség, hogy ennek a sugárzásnak a fénypor izzást okozzon a spektrum látható tartományában.
A kültéri világítás fényáramának erőssége
A kültéri világítás kiszámításához a minimális megvilágítási szabványokból kell kiindulni, amelyek szintén megtalálhatók a vonatkozó SNiP-ben (SP). Tehát játszóterek esetében a minimális megvilágítás nem lehet kevesebb 10 luxnál.
A szabványok megadják a megvilágítás minimális értékeit, a számításokban ezek növelhetők.
A kívánt számú lámpatest (N) eléréséhez a szükséges megvilágítás eléréséhez be kell állítania a kezdeti adatokat:
- minimális megvilágítás (E), lx;
- terület területe (S), nm;
- a megvilágítás egyenetlenségi együtthatója (z), LED-lámpák esetén 1,2;
- egy szorzó, amely figyelembe veszi a fényáram gyengülését a lámpa élettartamának végére (k), LED-es készülékeknél 1,2;
- egy lámpa fényárama (F), lm;
- a közeli objektumok visszaverődési együtthatója (n), aszfaltnál 0,3-nak vehető.
Ezeket a mennyiségeket a képlet kapcsolja össze N=E*S*z*k/(F*n).
Legyen szükséges egy 150 nm-es játszótér megvilágítása. Egyenként 1500 lm fényáramot kibocsátó lámpák jelenlétében. Ha behelyettesítjük az értékeket a képletbe, azt kapjuk N=10*150*1,2*1,2/(1500*0,3). 4,8 vagy 5 lámpát kapsz. Ez a minimális összeg, valójában többet is telepíthet.
Nem a rendelkezésre álló lámpák fényárama alapján állíthatja be magát, hanem a területre telepíthető lámpák számával. Ebben az esetben ki kell számítani az egyes lámpák fényáramát. A számítási képlet a következőt veszi fel F=E*S*k*z/(N*n). Ha a végeredmény nem esik a standard sorozatba lámpa jellemzői, felfelé kell kerekíteni.
A lumen és a watt közötti kapcsolat
A fogyasztók szerte a világon hozzászoktak ahhoz, hogy a világítás fényerejét az izzólámpák évtizedes dominanciája során elfogyasztott elektromos energiához hozzák. Ezeknél az elavult eszközöknél ez ésszerű volt - a technológiák ilyen irányú fejlesztése már régóta zsákutcába jutott. A világítás teljesítményének és intenzitásának aránya rendeződött és szokássá vált.
LED világításhoz nincs közvetlen kapcsolat a wattban kifejezett energiafogyasztás és a lumenben kifejezett fényáram között. Pontosabban az, de csak pillanatnyilag. A technológiák nem állnak meg, a kristályok előállítását fejlesztik, új, megnövelt fénykibocsátással rendelkező foszforokat fejlesztenek. A jelen időarányai holnap reménytelenül elavultak lesznek.
Fény fényerősségű táblázat
Jelenleg a modern LED-lámpák fényárama és az általuk fogyasztott teljesítmény közötti összefüggés a következőképpen néz ki:
| Fényáram, lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| A LED lámpa energiafogyasztása, W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| Egy izzólámpa egyenértékű teljesítménye, W | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
A táblázat hozzávetőlegesen kerekített értékeket mutat, mivel a piacon lévő lámpákat több éve gyártják különböző gyártók különböző technológiával. A „szemmel” észlelésnél ez a terjedés gyakorlatilag nem észrevehető.
Befejezésül a videó: A watt, a lumen és a kelvin közötti különbség és kapcsolat.
Ha világosan megérti a fénysugárzás jellemzői közötti kapcsolatot, önállóan kiszámíthatja egy helyiség vagy terület megvilágítását. Ehhez ismernie kell a megvilágítási normákat és a LED-lámpák műszaki jellemzőit.