LED-pirnide valgusvoo üksikasjalik kirjeldus

Ruumivalgustussüsteemide projekteerimisel tuleb arvutusprotseduuride ühtlustamiseks juhinduda teatud väärtustest. Need samad universaalsed väärtused on vajalikud tavatarbijate jaoks, et navigeerida erinevat tüüpi valgusallikate vahel. Pikka aega oli see väärtus hõõglampide puhul üks vatt elektritarbimist. Kuid need seadmed lahkuvad sündmuskohalt, seega on vaja midagi muud.

Mis on valgusvoog

Tegelikult kasutasid disainerid valgustuse arvutamiseks varem teist väärtust - kandela (küünal), millel on ka otsene vastavus hõõglambi tarbitud vattidele. Möödunud sajandi teise poole alguse tehnikakirjandusest võib leida väljendit "tuhandeküünlalamp" jne. Kandela heledus viitab valguse võimsusele vattides, mis kiirgatakse teatud suunas. Visuaalse kooslusena annab selle heleduse tavaline põlev parafiin- või steariinküünal. Sellest ka nimi. See lähenemine annab visuaalselt heleduse kui põlevate küünalde arvu.

Üks küünla heledus

Tähtis! Kandela arvutamiseks kasutatavatel vattidel pole elektrienergiaga mingit pistmist – valgusallikas ei pruugi olla elektriline (sama küünal).

Valgusvoo mõiste jaoks on definitsioon - kiirgusenergia võimsus, mida hinnatakse valgusaistinguga.Või ajaühikus emiteeritud footonite arv. Matemaatiliselt näeb see välja järgmine: kui punktallikas, mille võimsus on 1 kandela, kiirgab voogu ruuminurgani, mis on võrdne ühe steradiaaniga, tekitab see valgusvoo 1 luumen (lm).

Steradiaani graafiline esitus

Steradiaani mõiste vajab selgitamist. Selleks, et kujutada ruuminurka 1 cfu, peame võtma koonuse, mille tipp asub raadiusega R sfääri keskel ja mis lõikab ala, mis on võrdne R-ga² . Sellise koonuse avanemisnurk on umbes 65 kraadi.

Kui 1 kandela suurune punktvalgusallikas, mis kiirgab kõigis suundades võrdselt, asetada 1 m raadiusega sfääri, tekib selle sisepinnale valgustus, mis on võrdne 1 luksi (lx). Seda väärtust kasutatakse valgustusnormide määramiseks. Niisiis peavad SNIP-i järgi erinevate ruumide jaoks olema täidetud järgmised tingimused:

• keskkoolide klassiruumid - 500 luksi;
• kõrgkoolide klassiruumid - 400 luksi;
• gümnaasiumid - 200 luksi.

Valgustusnormid on kehtestatud ka teistele ruumidele.

Kui valgusvoog 1 lm langeb 1 ruutmeetrile. pinnale, tekitab see 1 luksi valgustuse. Siit ka valendiku ja luksi suhe: 1 luks = 1 lm/sq.m. Näiteks piisava valgustuse tagamiseks 100 ruutmeetri suuruses auditooriumis on vaja 40 000 luumenit valgusvoogu. Samuti tuleb arvestada, et heledus väheneb proportsionaalselt valgusallika kauguse ruuduga, seega valgusti vedrustuse kõrgus teeb vahet.

Toimimispõhimõte

Kõigi nende suuruste kasutatavuse mõistmiseks on vaja arvestada LED-i kiirguse suunda ja sellega seotud mõisteid.

Valgusdioodi nurgad koos läätsega

Valgusdioodi konstruktsioon on selline, et see ei saada valgust ühtlaselt kõikides suundades – alumine poolkera on kaetud substraadiga ning läätsede konstruktsioon on selline, et see ei anna ülemisel poolkeral ühtlast kiirgust.Selle tulemusena koondub peamine valgusvoog ülemisse suunda ja nõrgeneb valguskoonuse perifeeriasse. Teatud vaatenurga korral väheneb valgustugevus poole võrra ja veelgi suurema nurga all muutub valgus nähtamatuks. Esimest nurka (bac) nimetatakse poolheleduse nurgaks ja teist nurka (fah) nimetatakse luminestsentsi täisnurgaks.

Valgusdioodi luminestsentsnurgad koos fosforiga

Samad punktid kehtivad luminofoor-LED-i kohta. Seal piirab emissiooninurka substraat ja p-n-siirde initsieeriva kiirguse suurima aktiivsuse nurk. Tuleb mõista, et neid nurki silma järgi täpselt määrata on võimatu - selleks on vaja spetsiaalseid seadmeid. Kuid saate neid kahte LED-i visuaalselt võrrelda – kummal on suurem avanemisnurk.

LED-lampide valgusvõimsus

LED-lampide valgusvõimsus ei sõltu kristalli kuumenemisastmest. Praktiliselt kõik valged LED-valgustid on valmistatud LED-luminofoori baasil, seega sõltub valguse väljund fosfori kvaliteedist, selle valmistamise tehnoloogiast. Samuti on oluline initsieeriva kristalli valguse emissioon ja selle kiirguse võime panna luminofoor helendama spektri nähtavas osas.

Võimas valge fosforiga LED

Välisvalgustuse valgusvoo tugevus

Välisvalgustuse arvutamisel tuleks lähtuda valgustuse miinimumstandarditest, mille leiate ka vastavast SNiP-st (SP). Näiteks mänguväljakute puhul ei tohiks minimaalne valgustus olla väiksem kui 10 luksi.

Standardites on toodud valgustuse miinimumväärtused, arvutustes saab neid suurendada.

Selleks, et saada vajalik arv valgusteid (N) vajaliku valgustustiheduse saamiseks, peaksite täpsustama lähteandmed:

• minimaalne valgustus (E), luks;
• territooriumi pindala (S), ruutmeetrit;
• Valgustuse ebakorrapärasustegur (z), LED-tulede puhul on see 1,2;
• kordaja, võttes arvesse valgusvoo nõrgenemist valgusti eluea lõpus (k), on see LED-valgustite puhul 1,2;
• ühe lambi valgusvoog (F), lm;
• on tegur, mis võtab arvesse läheduses asuvate objektide peegeldust (n), asfaldi puhul saab seda võtta 0,3.

Need väärtused on seotud valemiga N=E*S*z*k/(F*n).

Mänguväljaku valgustus

Olgu meil vaja valgustada mänguväljaku ala 150 ruutmeetrit. On valgusteid, millest igaüks kiirgab 1500 lm valgusvoogu. Võttes valemis asendatud väärtused, saame N=10*150*1,2*1,2/(1500*0,3). Saate 4,8 või 5 valgustit. See on minimaalne arv, tegelikult saate installida rohkem.

Võite küsida mitte olemasolevate valgustite valgusvoogu, vaid valgustite arvu, mida saab piirkonda paigaldada. Sel juhul peate arvutama iga lambi valgusvoo. Valem näeb välja selline F=E*S*k*z/(N*n). Kui lõpptulemus ei lange standardsarja lampide omadustestpeate selle ümardama.

Luumenite ja vattide suhe

Tarbijad üle maailma on aastakümneid kestnud hõõglampide domineerimist kasutanud valgustuse heleduse ja elektritarbimise korreleerimiseks. Nende vananenud seadmete puhul oli see mõistlik – tehnoloogia areng selles suunas on juba ammu seisma jäänud. Võimsuse ja valguse intensiivsuse suhe paika loksus ja sai harjumuseks.

LED-valgustuse jaoks vattides väljendatud energiatarbimise ja luumenites väljendatud valgusvõimsuse vahel puudub otsene seos. Täpsemalt on see olemas, aga ainult hetkel. Tehnoloogia ei seisa paigal, kristallide tootmine paraneb, töötatakse välja uusi suurema valgusvõimsusega fosforeid. Praeguse aja suhtarvud on homsed lootusetult vananenud.

Heleduse tabel

Moodsate LED-lampide valgusvoo ja nende energiatarbimise vastavus on hetkel järgmine:

Ülaltoodud tabelis on ligikaudsed ümardatud väärtused, kuna turul olevad lambid toodavad mõne aasta jooksul erinevate tootjate erineva tehnoloogiaga. "Silma järgi" tajutavale on see variatsioon praktiliselt nähtamatu.

Video lõpetuseks: vattide, luumenite ja kelvinite eristamine ja korrelatsioon.

Valguskiirguse omaduste seose selge mõistmisega saate iseseisvalt arvutada ruumi või territooriumi valgustuse. Selleks peate teadma LED-lampide valgustuse standardeid ja tehnilisi omadusi.