LED燈泡光通量詳解
在設計室內照明系統時，需要指導一定的數值，以便統一計算程序。普通消費者需要這些相同的通用值來瀏覽不同類型的光源。長期以來，對於白熾燈泡，該值是一瓦特的電能消耗。但是這些設備正在離開現場，所以需要其他東西。
什麼是光通量
事實上，計算照度設計者之前使用了另一個值——坎德拉（candela）（燭光），它也與白熾燈消耗的瓦特有直接對應關係。在上世紀下半葉初的技術文獻中可以找到“千燭燈”等表述。坎德拉亮度是指光在某個方向上發出的瓦特功率。作為一種視覺聯想，這種亮度是由普通燃燒的石蠟或硬脂蠟燭提供的。由此得名。這種方法提供了亮度的可視化表示為蠟燭燃燒的數量。
重要的！ 用於計算坎德拉的瓦數與電功率無關——光源可能不是電的（同一根蠟燭）。
對於光通量的概念，有一個定義——輻射能量的功率，以光感來評價。或每單位時間發射的光子數。從數學上看是這樣的：如果一個功率為 1 坎德拉的點光源向等於一個球面度的立體角輻射通量，它會產生 1 流明 (lm) 的光通量。
球面度的概念需要澄清。為了表示 1 cfu 的立體角，我們必須取一個頂點在半徑為 R 的球體中心的圓錐，它切割的面積等於 R2 .這種圓錐的開口角度約為 65 度。
如果一個 1 坎德拉的點光源在所有方向上均等地輻射，被放置在一個半徑為 1 m 的球體中，在其內表面上將產生等於 1 勒克斯 (lx) 的照明。該值用於設置照明標準。所以，對於不同的房間，根據SNIP，必須滿足條件：
- 中學教室 - 500 勒克斯；
- 高等教育機構的教室 - 400 勒克斯；
- 體育館 - 200 勒克斯。
其他房間也設置了照明標準。
如果 1 lm 的光通量落在 1 平方米上。表面，它產生 1 勒克斯的照明。 因此流明和勒克斯之間的關係：1勒克斯=1流明/平方米。 例如，為了在 100 平方米的禮堂中提供足夠的照明，需要 40000 流明的光通量。還應該考慮到亮度與光源距離的平方成正比降低，所以 燈具懸掛的高度會有所不同。
工作原理
要了解所有這些量的可用性，有必要考慮 LED 的發射方向和相關概念。
發光二極管的設計使得它不會向所有方向均勻地發射光——下半球被基板覆蓋，而透鏡設計使得它不會在上半球提供均勻的輻射。結果，主光束集中在上方，向光錐的周邊減弱。在一定的視角下，發光強度降低了一半，在更大的角度下，光變得不可見。第一個角 (bac) 稱為半亮度角，第二個角 (fah) 稱為全發光角。
同樣的點也適用於熒光粉 LED。在那裡，發射角受到襯底和 p-n 結的起始輻射的最大活動角的限制。應該理解，不可能通過肉眼準確地確定這些角度——您需要特殊的設備。但是您可以直觀地比較兩個 LED - 哪一個具有更大的開角。
LED燈的光輸出
LED燈的光輸出不取決於晶體的加熱程度。幾乎所有的白光 LED 燈都是基於 LED 熒光粉製成的，因此光輸出取決於熒光粉的質量和生產技術。同樣重要的是引髮晶體的光發射和這種輻射使磷光體在光譜的可見部分發光的能力。
戶外照明的光通量強度
計算室外照明應根據最低照明標準，也可以在相關的 SNiP (SP) 中找到。例如，對於遊樂場，最低照度不應低於 10 勒克斯。
在標準中給出了照明的最小值，在計算中它們可以增加。
為了獲得所需的燈具數量（N）來獲得所需的照度，您應該指定初始數據：
- 最低照度（E），勒克斯；
- 領土面積（S），平方米；
- 照明不規則係數 (z)，對於 LED 燈，它等於 1.2；
- 乘數，考慮到燈具壽命結束時光通量的減弱 (k)，對於 LED 燈具，它等於 1.2；
- 一盞燈的光通量（F），lm；
- 是一個考慮附近物體反射的因子 (n)，對於瀝青，它可以取 0.3。
這些值由公式相關 N=E*S*z*k/(F*n)。
讓我們需要照亮 150 平方米的操場面積。有些燈具每個發出的光通量為 1500 lm。在公式中替換值我們得到 N=10*150*1,2*1,2/(1500*0,3)。 你會得到 4.8 或 5 個燈具。這是最小數量，其實可以安裝更多。
你可以問的不是現有燈的光通量，而是該區域可以安裝的燈的數量。在這種情況下，您需要計算每盞燈的光通量。公式看起來像 F=E*S*k*z/(N*n)。 如果最終結果不屬於標準系列 燈具的特點你必須把它四捨五入。
流明和瓦特的關係
幾十年來，世界各地的消費者一直使用白熾燈將照明亮度與電力消耗聯繫起來。對於這些過時的設備，這是合理的 - 朝這個方向發展的技術長期以來一直處於停滯狀態。功率與光強度的比率穩定下來並養成了習慣。
用於 LED 照明 以瓦特為單位的功耗與以流明為單位的光輸出之間沒有直接關係.更準確地說，它存在，但只是目前。技術不會停滯不前，晶體生產正在改進，正在開發具有更高光輸出的新型熒光粉。現在的比率明天將徹底過時。
亮度表
目前現代LED燈具的光通量與其功耗的對應關係如下：
| 光通量，lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| LED燈功耗，W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| 白熾燈等效功率, W | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
上表中是近似的四捨五入值，因為市場上的燈是在幾年內生產的，不同的製造商採用不同的技術。對於“肉眼”的感知，這種變化實際上是不可見的。
結束視頻：瓦特、流明和開爾文的區別和相關性。
清楚地了解光輻射特性之間的關係後，您就可以獨立進行房間或區域的照明計算。為此，您需要了解 LED 燈的照明標準和技術特性。