Detalizēts gaismas plūsmas LED spuldžu apraksts
Plānojot telpu apgaismojuma sistēmu, ir jāņem vērā noteiktas vērtības, lai saskaņotu aprēķinu procedūras. Šīs pašas universālās vērtības ir nepieciešamas arī plašam patērētājam, lai spētu orientēties dažādos gaismas avotu veidos. Ilgu laiku kvēlspuldzēm šī vērtība bija viens vats patērētās elektroenerģijas. Taču šīs ierīces pamet skatuvi, tāpēc ir nepieciešams kaut kas cits.
Kas ir gaismas plūsma
Patiesībā, lai aprēķinātu apgaismojumu, projektētāji agrāk izmantoja citu lielumu - kandelu (sveci), kas arī tieši atbilst kvēlspuldzes patērētajam vatu skaitam. Pagājušā gadsimta otrās puses sākumā tehniskajā literatūrā var atrast tādus izteicienus kā "tūkstoš sveču lampa" utt. Spilgtums kandelās ir noteiktā virzienā izstarotās gaismas jauda vatos. Kā vizuālu asociāciju šo spilgtumu nodrošina parasta degoša parafīna vai stearīna svece. No tā arī cēlies nosaukums. Šī pieeja nodrošina spilgtuma vizuālu attēlojumu kā degošo sveču skaitu.
Svarīgi! Kandelas aprēķināšanai izmantotajiem vati nav nekāda sakara ar elektrisko jaudu - gaismas avots var nebūt elektriskais (tā pati svece).
Ir definēts gaismas plūsmas jēdziens - starojuma enerģijas jauda, ko novērtē ar gaismas sajūtu. Vai arī izstaroto fotonu skaits laika vienībā. Matemātiski tas izskatās šādi: ja punktveida avots ar jaudu 1 kandela izstaro gaismas plūsmu cietā leņķī, kas vienāds ar vienu steradiānu, tad tas rada gaismas plūsmu 1 lūmenu (lm).
Steradiāna jēdziens ir jāprecizē. Lai attēlotu 1 sf cieto leņķi, ir jāņem konuss ar virsotni R rādiusa sfēras centrā, kas sagriež laukumu, kura laukums ir vienāds ar R2 . Šāda konusa atvēršanās leņķis ir aptuveni 65 grādi.
Ja 1 kandelas punktveida gaismas avotu, kas izstaro vienādi visos virzienos, novieto lodē ar 1 m rādiusu, tā iekšējā virsma rada apgaismojumu, kas ir vienāds ar 1 luksu (lx). Šo vērtību izmanto, lai noteiktu apgaismojuma standartus. Tādējādi saskaņā ar SNiP dažādiem numuriem ir jāizpilda nosacījumi:
- vispārizglītojošo skolu klasēs - 500 luksu;
- augstākās izglītības iestāžu mācību kabineti - 400 luksu; - augstākās izglītības iestāžu auditorijas - 400 luksu;
- sporta zāles - 200 lux.
Apgaismojuma standarti ir noteikti arī citām telpām.
Ja uz 1 kvadrātmetra virsmas krīt 1 lm gaismas plūsma, tā rada 1 luksa apgaismojumu. No tā izriet sakarība starp lūmenu un luksu: 1 lukss = 1 lm/kv.m. Piemēram, lai nodrošinātu pietiekamu apgaismojumu 100 kvadrātmetru lielā klasē, nepieciešams 40000 lm gaismas plūsmas. Jāņem vērā arī tas, ka spilgtums samazinās proporcionāli attāluma līdz gaismas avotam kvadrātam, tātad. ir svarīgi, kādā augstumā gaismeklis ir piekārts.
Darbības princips
Lai izprastu visu šo lielumu izmantojamību, ir jāņem vērā LED emisijas virziens un ar to saistītie jēdzieni.
Gaismu izstarojošās diodes konstrukcija ir tāda, ka tā nesūta gaismu vienmērīgi visos virzienos - apakšējo puslodi sedz substrāts, un lēcas konstrukcija ir tāda, ka tā nenodrošina vienmērīgu izstarošanu augšējā puslodē. Rezultātā galvenais gaismas plūsmas avots koncentrējas augšējā virzienā un vājinās virzienā uz gaismas konusa perifēriju. Noteiktā skata leņķī gaismas intensitāte samazinās uz pusi, un vēl lielākā leņķī gaisma kļūst neredzama. Pirmo leņķi (bac) sauc par pusspīdīguma leņķi, bet otro leņķi (fah) - par pilnā spilgtuma leņķi.
Tie paši punkti attiecas uz LED ar luminoforu. Emisijas leņķi ierobežo substrāts un p-n savienojuma iniciējošā starojuma lielākās aktivitātes leņķis. Ir jāsaprot, ka šos leņķus nav iespējams precīzi noteikt ar aci - ir nepieciešami īpaši instrumenti. Bet jūs varat vizuāli salīdzināt divus gaismas diodus - kuram ir lielāks atvēršanās leņķis.
LED spuldžu gaismas atdeve
LED spuldžu gaismas jauda nav atkarīga no kristāla sildīšanas pakāpes. Praktiski visi baltie LED gaismekļi ir izgatavoti, izmantojot LED luminoforu, tāpēc gaismas izvade ir atkarīga no luminofora kvalitātes un tā izgatavošanas tehnoloģijas. Svarīga ir arī gaismas emisija no iniciējošā kristāla un šīs emisijas spēja izraisīt luminofora spīdēšanu redzamajā spektra daļā.
Ārējās gaismas gaismas plūsma
Aprēķinot ārējo apgaismojumu, jāņem vērā minimālās prasības apgaismojumam, kas ir atrodamas arī attiecīgajos SNiP (būvnormatīvos un noteikumos). Piemēram, rotaļu laukumos minimālais apgaismojums nedrīkst būt mazāks par 10 luksiem.
Noteikumos ir norādītas minimālās apgaismojuma vērtības, kuras var palielināt, veicot aprēķinus.
Lai iegūtu vajadzīgo gaismekļu skaitu (N), kas nepieciešams vajadzīgās apgaismojuma vērtības iegūšanai, ir jānorāda sākotnējie dati:
- minimālais apgaismojums (E), luksos;
- teritorijas platība (S), kv.m;
- apgaismojuma nevienmērības koeficients (z), LED gaismekļiem tas ir 1,2;
- reizinātājs, kas ņem vērā gaismas plūsmas vājināšanos lampas kalpošanas laika beigās (k); LED gaismekļiem tas ir vienāds ar 1,2;
- vienas lampas gaismas plūsma (F), lm;
- ir tuvumā (n) esošo objektu atstarošanas koeficients, asfaltam tas ir 0,3.
Šīs vērtības ir saistītas ar formulu N=E*S*z*k/(F*n).
Izgaismosim 150 kvadrātmetru lielu rotaļu laukumu. Ir pieejami gaismekļi, no kuriem katrs izstaro 1500 lm gaismas plūsmu. Ievietojot šīs vērtības formulā, iegūstam šādu rezultātu. N=10*150*1,2*1,2/(1500*0,3). Rezultāts ir 4,8 vai 5 gaismekļi. Tas ir minimālais skaits; patiesībā var uzstādīt arī vairāk.
Nav iespējams norādīt esošo gaismekļu gaismas plūsmu, bet gan gaismekļu skaitu, ko var uzstādīt attiecīgajā zonā. Šajā gadījumā aprēķiniet katras lampas gaismas plūsmu. Aprēķina formula izskatīsies šādi F=E*S*k*z/(N*n). Ja galarezultāts neiekļaujas standarta sērijā lampas raksturlielumitas ir jānoapaļo uz augšu.
Lumenu un vatu attiecība
Patērētāji visā pasaulē ir pieraduši, ka kvēlspuldzes gadu desmitiem ir sasaistījušas spilgtumu ar elektroenerģijas patēriņu. Šīm novecojušajām ierīcēm tas ir bijis saprātīgs lēmums - tehnoloģiju attīstība šajā virzienā jau sen ir apstājusies. Jaudas un intensitātes attiecība ir nostiprinājusies un kļuvusi par ieradumu.
LED apgaismojumam nav tiešas sakarības starp enerģijas patēriņu vatos un gaismas atdevi lūmenos.. Precīzāk sakot, tas ir pieejams, bet tikai pagaidām. Tehnoloģija attīstās, kristālu ražošana uzlabojas, un tiek izstrādāti jauni luminofori ar lielāku gaismas efektivitāti. Šodienas attiecības rīt kļūs bezcerīgi novecojušas.
Gaismas intensitātes tabula
Mūsdienu LED spuldžu gaismas plūsmas un enerģijas patēriņa atbilstība līdz šim ir šāda:
| Gaismas plūsma, lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| LED lampas enerģijas patēriņš, W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| Kvēlspuldzes ekvivalentā jauda, W | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
Tās ir aptuvenas noapaļotas vērtības, jo tirgū pieejamās lampas gadu gaitā ir ražojuši dažādi ražotāji, izmantojot dažādas tehnoloģijas. Acīm redzot, šī atšķirība ir grūti pamanāma.
Nākamajā videoklipā: vatu, lūmenu un Kelvinu atšķirība un sakarība.
Ja ir skaidra izpratne par gaismas emisijas raksturlielumu savstarpējo saistību, ir iespējams pašam aprēķināt telpas vai telpas apgaismojumu. Lai to izdarītu, jums ir jāzina apgaismojuma standarti un LED spuldžu tehniskie parametri.