Поток света. Световой поток: характеристики, измерение и применение в освещении

Что такое световой поток и в чем он измеряется. Как рассчитать необходимый световой поток для освещения помещения. Какие факторы влияют на световой поток ламп. Как правильно выбрать лампы по световому потоку.

Содержание

Что такое световой поток и как он измеряется

Световой поток — это физическая величина, характеризующая мощность видимого излучения. Проще говоря, это количество света, излучаемого источником света за единицу времени. Световой поток измеряется в люменах (лм).

Один люмен равен световому потоку, излучаемому точечным источником света силой в 1 канделу в телесный угол в 1 стерадиан. Таким образом, формула для расчета светового потока выглядит следующим образом:

Ф = I * Ω

где Ф — световой поток (лм), I — сила света (кд), Ω — телесный угол (ср).

Почему световой поток важен при выборе ламп?

Световой поток является ключевой характеристикой ламп, так как показывает, насколько ярко будет светить лампа. Чем выше световой поток, тем больше света дает лампа. При выборе ламп для освещения помещений важно ориентироваться именно на световой поток, а не на мощность, как это было принято раньше.

Факторы, влияющие на световой поток ламп

На величину светового потока, излучаемого лампой, влияет ряд факторов:

Тип лампы (светодиодная, люминесцентная, накаливания и т.д.)
Мощность лампы
Качество и характеристики используемых светодиодов или других источников света
Конструкция и материалы лампы
Температура окружающей среды
Срок службы лампы (со временем световой поток снижается)

Важно понимать, что лампы одинаковой мощности, но разных типов, могут давать существенно различный световой поток. Например, светодиодная лампа мощностью 10 Вт может давать такой же световой поток, как лампа накаливания 60 Вт.

Расчет необходимого светового потока для освещения помещений

Чтобы правильно подобрать освещение для помещения, нужно рассчитать необходимый суммарный световой поток всех светильников. Для этого используется следующая формула:

Ф = (E * S * Z * K) / (N * η)

где:

Ф — необходимый световой поток всех ламп (лм)
E — требуемая освещенность помещения (лк)
S — площадь помещения (м²)
Z — коэффициент неравномерности освещения
K — коэффициент запаса
N — количество светильников
η — коэффициент использования светового потока

Как определить требуемую освещенность помещения?

Требуемая освещенность зависит от назначения помещения и регламентируется нормативными документами. Приведем некоторые примеры:

Жилая комната — 150-300 лк
Кухня — 200-400 лк
Ванная — 200-300 лк
Офисное помещение — 300-500 лк
Учебный класс — 300-500 лк

Зная площадь помещения и требуемую освещенность, можно рассчитать необходимый световой поток и подобрать соответствующие лампы или светильники.

Как выбрать лампы по световому потоку

При выборе ламп стоит ориентироваться на следующие рекомендации по световому потоку:

Для общего освещения жилых помещений — 30-50 лм на 1 м² площади
Для рабочего освещения — 100-200 лм на 1 м² площади
Для декоративного освещения — 10-30 лм на 1 м² площади

Важно учитывать, что реальный световой поток светильника будет меньше суммарного светового потока установленных в нем ламп из-за потерь в плафоне или рассеивателе. Обычно эти потери составляют 20-40%.

Таблица соответствия мощности и светового потока для разных типов ламп

Для удобства выбора приведем таблицу примерного соответствия мощности и светового потока для наиболее распространенных типов ламп:

Световой поток (лм)	Лампа накаливания (Вт)	Люминесцентная лампа (Вт)	Светодиодная лампа (Вт)
450-500	40	9-13	4-5
800-900	60	13-16	7-9
1100-1300	75	18-20	11-13
1300-1700	100	23-30	16-20

Особенности светового потока разных типов ламп

Разные типы ламп имеют свои особенности в плане светового потока:

Лампы накаливания

Имеют низкую световую отдачу (около 10-15 лм/Вт), большая часть энергии уходит на нагрев. Световой поток быстро снижается в процессе эксплуатации.

Люминесцентные лампы

Обладают хорошей световой отдачей (60-80 лм/Вт). Световой поток зависит от температуры окружающей среды и может снижаться при низких температурах.

Светодиодные лампы

Имеют высокую световую отдачу (до 150-200 лм/Вт). Световой поток стабилен в течение всего срока службы. На него мало влияет температура окружающей среды.

Применение знаний о световом потоке в освещении

Понимание принципов светового потока позволяет:

Правильно рассчитать необходимое количество и мощность светильников для помещения
Выбрать наиболее энергоэффективные лампы
Создать комфортное освещение без недостатка или избытка света
Сравнивать лампы разных типов и производителей
Оценивать качество и эффективность осветительных приборов

Современные тенденции в измерении и применении светового потока

В настоящее время наблюдаются следующие тенденции, связанные со световым потоком:

Переход на светодиодное освещение с высокой световой отдачей
Разработка «умных» систем освещения с регулировкой светового потока
Использование спектральных характеристик в дополнение к световому потоку для оценки качества света

Применение точных методов измерения светового потока (гониофотометрия, интегрирующая сфера)
Учет биологического воздействия света при проектировании освещения

Заключение: важность понимания светового потока для эффективного освещения

Световой поток является ключевой характеристикой источников света и осветительных приборов. Понимание принципов светового потока позволяет грамотно подходить к выбору и проектированию систем освещения, обеспечивая комфорт, энергоэффективность и соответствие нормативным требованиям. При выборе ламп и светильников следует обращать внимание на их световой поток, а не только на мощность, как это было принято раньше.

Световой поток.Виды и устройство.Работа и применение.Особенности

Световой поток представляет величину, которая характеризует мощность света, передаваемую на поверхность за определенный период времени. То есть это параметр, оцениваемый согласно спектральной чувствительности глаза человека. Поток света также некоторым образом характеризует количество света, излучаемое осветительным прибором, в том числе как свет расходится по пространству. Основной единицей потока является люмен.

Данная величина может применяться для определения освещенности, необходимой для нормальной жизнедеятельности людей. Для грамотного проектирования освещения требуется выбирать светильники так, чтобы обеспечить соответствие нормам и необходимой функциональности. Если поток света не будет соответствовать нормам, то возможно наступление негативных последствий для здоровья человека. Поэтому для разных помещений и сфер деятельности применяются свои нормы, позволяющие подбирать освещение с требуемым потоком.

Точечный свет. В данном случае световой поток идет из локальной точки, которая располагается обычно на потолке или ином уровне. В качестве данного источника могут выступать встроенные светильники на потолке, торшеры или настольные лампы. Главная особенность точечного потока света заключается в наличии четкой границы, то есть по своему действию они похожи на театральные софиты.

Точечный свет может иметь направленность и ненаправленность, что определяется назначением светильника. К примеру, для выполнения мелкой работы лучше всего использовать направленное освещение, ведь при большой световой направленности, тем четче можно будет видеть различные предметы.

Источники рекомендуется располагать в следующем порядке:

— Точку свечения настольной лампы лучше всего устанавливать на расстоянии порядка 35 см от стола.
— При использовании ночного светильника вполне хватит 20 см.
— Для работы со швейной машинкой лучше всего светильник разместить в 35 см слева или сзади.
— Лампу торшера следует устанавливать на расстоянии в 35 см от рабочей поверхности и в 125 см от пола.

Угол излучения обязан создавать необходимую яркость комнаты, однако человек в это время не должен быть ослеплен. Если точечные светильники размещаются над кроватью, то рекомендуется прикрывать их матовым стеклом, чтобы обеспечить рассеивание излучения.

Рассеянный свет. Такое свечение обеспечивают лампы имеющие значительную светящуюся поверхность. К примеру, это могут быть шарообразные лампы люминесцентного характера.

Лампы, работающие по люминесцентному принципу, в большинстве случаев расставляют на потолке или на высоте порядка 120 см от рабочего места. Светильники шарообразной формы, имеющие матовые плафоны прекрасно подходят для подсветки стола для приема пищи. Они позволяют выполнить освещение стола, а также рядом находящееся пространство. При необходимости зонирования обеденной группы следует подбирать светильники с абажуром из плотного материала, которые позволят освещать только конкретную зону. Светильники, обеспечивающие рассеянный прямой свет допускается устанавливать на разной высоте.

Отраженный свет. Такой поток света является наиболее безвредным. Вследствие этого в световых приборах часто ставят отражатели. Свет вначале направляется на них, впоследствии он рассеивается по комнате. Отраженные лучи почти не оставляют теней, в результате предметы хуже различаются. Вследствие этого подобное освещение не рекомендуется использовать при необходимости осуществления мелких работ.

При помощи данного освещения также можно выполнить зонирование помещения, в том числе позволяют акцентировать внимание в доме на чем-нибудь определенном. Достичь этого можно применением различных видов источников, включая их многоуровневую установку.

Устройство

Световой поток

характеризует мощность света, имеющее видимое излучение. Проще говоря, это излучение, которое воспринимается человеческим органом зрения.

Чувствительность данного восприятия определяется кривой спектральной эффективности, утвержденной международной комиссией по освещению. Поток света измеряется в люменах. Один люмен соответствует одной канделе, помноженной на стерадиан телесного угла. Энергия в пучке может иметь пространственное, а также временное распределение.

Лампы, которые излучают поток света, могут распределяться по цветам спектра:

Линейчатый спектр в виде отдельных линий.
Сплошной спектр.
Полосатый спектр, которые представляют разграниченные линии, находящиеся рядом.

Плотность пучка по спектру света можно выразить распределением потока по спектру. Ее можно измерить в Вт/нм. Рост потока света находится в прямой зависимости от мощности лампочки. Энергия от лампы передается при помощи волн электромагнитного характера. Поток характеризуется скоростью этих волн.

Энергия волн человеком может восприниматься по разному:

Волна длиной 0,55 мкм в зеленом цвете воспринимается на порядок лучше, чем в красном диапазоне с длиной волны порядка 0,63 мкм.
В инфракрасном или ультрафиолетовом излучении человеческий глаз не видит.

Вследствие этого характеристики потока света находятся в прямой зависимости от длины волны. В целом же нормированный параметр получается суммированием длин волн с учетом восприимчивости глаз.

Принцип действия

Разные лампы способны обеспечивать разный световой поток. К примеру, 1200 Лм могут давать и лампы накаливания, имеющих мощность порядка 100 Вт, и галогенные лампы мощностью 35 Вт. При использовании натриевой лампы потребуется мощность порядка 400 Вт. В результате световая отдача у разных типов различная. Получается, что эффективность и экономическая составляющая разных ламп совершенно различна.

Поэтому, подбирая лампы, следует подбирать поток согласно эквивалентной мощности. К примеру, это необходимо сделать при замене ламп накаливания светодиодными. Так двадцативатная лампа накаливания способна обеспечить поток в 250 лм. Светодиодные же лампы мощностью всего 2-3 Вт могут обеспечить такой же поток. Для люминесцентных ламп для обеспечения данного потока потребуется порядка 5-7 Вт.

Существенную роль играет и сам светильник или люстра, куда устанавливается лампочка. Рассеивание потока света несколько останавливает и перенаправляет используемый в люстрах материал. Учитывается и его цвет, ведь степень отражения также находится в зависимости от этого показателя. К примеру, отражающая возможность объектов белого цвета, на порядок больше, чем от объектов, покрашенных в темные цвета.

Применение

Световой поток ламп позволяет рассчитать их количество для того, чтобы обеспечить в помещении требуемое по нормативам освещение. К тому же знание излучаемого источником потока дает возможность существенно сэкономить.

Расчет выглядит следующим образом:

Выбирается освещение.
Изучаются нормы для конкретного помещения.
Выбирается наиболее экономичный источник освещения.
Подбор рационального типа лампочек и светильников.
Оценивается коэффициент неравномерности, а также запас освещённости.
Оценивается коэффициент отражения поверхностей.
Рассчитывается индекс комнаты.
Определяется коэффициент потока.
Рассчитывается число светильников для создания необходимой освещенности.
Составляется планировка помещения с указанием точек расположение светильников.

Как выбрать

Сегодня в магазинах можно приобрести самые разные лампы: светодиодные, галогенные, накаливания и другие. Однако они различаются своей эффективностью и стоят по-разному. В большинстве случаев на лампочках указывается не световой поток, а их мощность. Это может ввести некоторых покупателей в заблуждение, ведь разные типы ламп при одинаковой мощности обеспечивают разный поток света. Проще говоря, они будут иметь совершенно разную яркость.

Чтобы можно было ориентироваться по потоку света, которые излучают лампы, были придуманы таблицы соответствия мощности ламп к потоку света, который они излучают.

Так для светодиодных ламп мощность в 2-3 Вт соответствует 250 Лм, 4-5 Вт – 450 Лм, 25-30 Вт – 2500 Лм, 18-20 Вт – 1800 Лм, 12-15 Вт — 1500 Лм, 10-12 Вт – 1200 Лм и так далее. Если же говорить о лампах накаливания, то лампа мощностью 100 Вт способна давать порядка 1200 Лм. Если при выборе лампочек помнить эту цифру, то можно практически без труда приобрести изделие, которое будет выдавать необходимый поток света. На многих упаковках как раз стоят Люмены, отображающие количество света, излучаемых лампочками.

Световой поток в лампочках характеризуется количеством видимого света. В светодиодных изделиях он складывается из следующих параметров: качества светодиодной линзы, применяемых химических составов, мощности и световой отдачи. Эти параметры во многом определяются производственными возможностями изготовителя. К тому же светодиодные светильники специально создаются для домашнего, промышленного, уличного или офисного освещения.

Если для домашнего использования можно подобрать лампочки со светильниками, исходя из собственных соображений, то для промышленных объектов или уличного освещения необходимо строго учитывать действующие нормы. Если же Вы заботитесь о собственном здоровье, то выбирать лампочки для конкретной бытовой деятельности нужно также с учетом нормативов потока света. К примеру, для чтения нужно минимум 300 Лм, а для общего освещения зала или иной комнаты – порядка 200 Лм на квадратный метр.

Световой поток, сила света, освещенность

Лучистый поток, создающий у людей световое ощущение, выражать в ваттах очень неудобно, т.к. человеческий глаз обладает разным световым восприятием различных длин волн (светофор). Лучше всего воспринимается оранжевый цвет. Поэтому для оценки действия излучения на глаз человека пользуются понятием световой поток.

Световым потоком Ф называют ту часть потока излучения, которая вызывает в глазу ощущение света, и оценивается по световому ощущению.

Величину, характеризующую зависимость светового потока от направления излучения называется силой света J.

где Ω — телесный угол.

В системе СИ единица силы света является шестой основной единицей и называется кандела (латинский — свеча) (кд).

1 кандела – 1/60 часть силы света, создаваемой 1 см² плоской поверхности платины при температуре ее затвердевания (2046 К) по направлению перпендикуляра к этой поверхности.

Единица измерения светового потока:

Ф = 1кдср=1 лм (люмен). Здесь ср – стерадиан – телесный угол.

1 люмен соответствует лучистому потоку в 0,00161 Вт при λ=555 нм (зеленый).

Т.к. полный телесный угол содержит 4π стерадиан, то полный поток, испускаемый точечным источником света:

При равномерном распределении падающего на поверхность светового потока величину светового потока, проходящего через единицу поверхности, называют освещенностью.

; []=1 лм/1 м²=1 лк (люкс) (латинский — свет)

Яркостью называют отношение: ; []=1 kд/1 м²=1 нт (нит)

нт – наименьшая яркость, на которую реагирует глаз человека, при 10⁵ нт в глазу возникают болезненные ощущения.

Перемещение фронта волны в пространстве объясняется с помощью принципа Гюйгенса:

Все точки фронта волны являются вибраторами, от которых распространяются элементарные волны. Огибающая всех этих

элементарных волн дает новое положение фронта волны (поверхность 2) (рисунок 2).

Рисунок 2. Образование фронта

волны согласно

принципу Гюйгенса

ри наложении элементарных волн, идущих в сторону точки О, происходит взаимное ослабление колебаний, и в этом направлении волны гасят друг друга. Линию, вдоль которой перемещается фронт волны, называют лучом (ОА).

В изотропной среде свет распространяется прямолинейно, т.е.

световые лучи являются прямыми линиями. Чем дальше от точки О уходит фронт волны, тем меньше становится кривизна его поверхности. Поэтому на большом расстоянии от источника света маленький участок фронта волны можно считать плоским, а световые лучи параллельными.

Изменение направления распространения света происходит на границе раздела двух различных сред (рисунок 3). Если на поверхность воды из воздуха попадает тонкий пучок света, то в точке падения О часть света отражается, а часть проникает в воду и при этом преломляется.

Угол , составленный падающим лучом и перпендикуляром, восстановленным из точки падения луча к поверхности, называется углом падения.

 i

Воздух

Вода



гол i, составленный отраженным лучом и тем же перпендикуляром, называется углом отражения.

Рисунок 3. Отражение и

преломление света

гол , составленный преломленным лучом и перпендикуляром, восстановленным к поверхности раздела двух сред в точке падения луча,называется углом преломления.

Если световое излучение проходит в среде значительное расстояние мало ослабляясь, то такую среду называют прозрачной. Пусть излучение приносит в точку 0 энергию W. Тогда .

Коэффициент отражения r показывает, какую часть энергии, принесенной на поверхность тела излучением, составляет энергия,

унесенная от этой поверхности отраженным излучением.

Веществ, которые бы полностью поглощали или отражали все падающие на них излучения, в природе нет. Несмотря на это, в оптике принято абстрактное понятие: абсолютно черное тело, которое полностью поглощает все падающие на него излучения Почти полностью поглощают падающие на них лучи печная сажа и черный бархат, а почти полностью отражает свет полированное серебро.

Законы отражения светового излучения были открыты еще в III веке до н.э. Эвклидом:

— Лучи падающий и отраженный лежат в одной плоскости с перпендикуляром к отражающей поверхности, восстановленным в точке падения луча.

— Угол отражения луча равен углу его падения i = .

— Падающий и отраженный лучи обратимы.

Отражение может быть диффузным (рассеянным) и зеркальным (рисунок 4). Зеркальным отражение получается, если размеры неровностей на поверхности не превышают длины волны светового излучения.

а б

Рисунок 4. Диффузное (а) и зеркальное (б) отражение света

Преломление. Если скорость распространения излучения в среде 1 больше чем среде 2 (>), то угол преломления  оказывается меньше угла падения , т.е. преломленный луч приближается к перпендикуляру.

Отношение скоростей света для двух сред обозначают n₂₁ и называют показателем преломления второй среды относительно первой.

Законы преломления:

Дом — Streams of Light International

Одна книга в каждом доме в Северной Америке к 2026 году

Проект в Северной Америке

Предстоящие информационные мероприятия

11–15 апреля 2023 г.

Детройт, штат Мичиган Конференция Мичигана и поместные церкви вокруг конференции, чтобы доставить до 600 000+ Великих Борьб жителям Мичигана. . У нас миссионерская поездка в Детройте, штат Мичиган; а в субботу, 15-го числа, все церкви, участвующие в конференции, будут проповедовать по всему штату! Времени мало, Иисус скоро придет, и сейчас, более чем когда-либо,

Великая борьба имеет значение.

Зарегистрируйте свою церковь

Миссионер Зарегистрируйтесь!

24 – 29 АПРЕЛЯ 2023

Хьюстон, Техас

Присоединяйтесь к нам, поскольку мы сотрудничаем с Техасской конференцией и местными церквями по всей территории конференции, чтобы передать более 1 000 000 Великих противоречий жителям Техаса. У нас миссионерская поездка в Хьюстон, штат Техас; а в субботу, 29-го, все церкви, участвующие в конференции, будут проповедовать по всему штату! Времени мало, Иисус скоро придет, и сейчас, более чем когда-либо, Великая борьба имеет значение.

Зарегистрируйте свою церковь

Миссионер Зарегистрируйтесь!

Приложение Streams of Light

Скоро…

Вы ищете новый способ достучаться до людей в вашем сообществе и отслеживать ваши усилия по евангелизации? Streams of Light International разрабатывает мобильное приложение, которое может помочь. Приложение SOLI — это информационный инструмент с программным обеспечением для геолокации. Для каждой церкви в Северо-Американском дивизионе была назначена рекомендуемая территория, и эта технология значительно упростит ваши мероприятия по распространению книг. Кроме того, приложение легко определяет количество домов поблизости, чтобы помочь вам подготовиться к работе. При распространении журнала «Великая борьба» и «Процветание» приложение будет отслеживать, какие дома получили или отвергли литературу. Во время аутрич-посещений вы также можете делать заметки и проводить опросы, чтобы следить за молитвенными просьбами, подписками на изучение Библии и другими интересами. Эта информация отправляется в местную церковную администрацию, что облегчает вашей церкви дальнейшую работу в сообществе с евангелизационными программами.

Наши службы



Церковное обучение

Присоединяйтесь к более чем 100 церквям по всей Северной Америке, обучив свою церковь распространять Великая борьба и поддерживать связь с каждой семьей в вашем районе.

Подробнее



Миссионерские поездки

Это когда церковь хочет раздать Великая борьба в каждый дом в своей общине или городе. Мы помогаем церквям организовывать и проводить эти крупные мероприятия по распространению. Присоединяйтесь к нам, чтобы нести вечное Евангелие в каждый большой город!

просмотреть миссионерские поездки



Работа с конференциями

Это когда мы сотрудничаем с конференцией, которая хочет, чтобы Великая борьба распространялась каждой церковью на их конференции. Мы помогаем организовать и провести эти крупные мероприятия по распространению. Присоединяйтесь к нам в достижении каждой общины Северной Америки!

Скоро!

Пожертвовать

Пожертвовать через Cash App! $streamsoflight

Свяжитесь с нами, чтобы получить электронное письмо для Zelle

Пожертвовать через PayPal!

Streams of Light International Inc.
P.O. Box 2804, Clovis, CA 93613



Банк Трансфер:
PLS Свяжитесь с нами для получения информации о банковском



7:00 – 12:00 по тихоокеанскому времени Понедельник – четверг

7:00 – 11:00 по тихоокеанскому времени Пятница



Коробка 2804

Кловис, Калифорния 93613, США

О нас — Streams of Light International

О нас

Кто мы

Streams of Light International — это поддерживающее служение Церкви адвентистов седьмого дня, занимающееся созданием вдохновляющих и инновационных информационных материалов и программ для поместных церквей, а также распространением наполненной правдой литературы .

Наша миссия

Streams of Light International несет надежду и исцеление миру через наполненную правдой христианскую литературу.

Наше видение

Разместить экземпляр Великая борьба в каждом доме в Северной Америке к 2026 году. и земля осветилась его славой. И воскликнул он сильно, громким голосом, говоря: Вавилон великий пал, пал и сделался жилищем бесов, и пристанищем всякого нечистого духа, и клеткой для всякой нечистой и ненавистной птицы».

– Откровение 18:1, 2

Наше вдохновение

«В значительной степени через наши издательства должна быть выполнена работа того другого ангела, который сходит с неба с великой силой и освещает землю своим светом. слава.»

— Свидетельства для Церкви , том. 7, с. 140

Наше вдохновение

«Великая борьба должна быть очень широко распространена…. Я больше беспокоюсь о широком распространении этой книги, чем любых других, которые я написал; за Великая борьба , последнее предупреждение миру дано более отчетливо, чем в любой из моих других книг».

– Письмо 281, 1905.

Наше Вдохновение

«Господь поставил передо мной дела, имеющие неотложную важность для настоящего времени и устремленные в будущее. В упрек мне были сказаны слова: «Напиши в книгу, что ты видел и слышал, и пусть это дойдет до всего народа; ибо близко время, когда история прошлого повторится».

– Письмо 56, 1911.

Наша история

Когда в начале 2020 года началась пандемия COVID-19, литературная евангелизация была сильно затруднена. Служители больше не могли ходить от двери к двери, и мы не могли обучать других делать эту работу. После перечитывания «Великая борьба» новое, жгучее убеждение заполнило наши умы, чтобы распространять эту книгу от двери к двери, как осенние листья, раздавая ее людям бесплатно. Когда эта работа возобновилась, мы стали свидетелями необыкновенного интереса к книге.

По мере того, как мы делились своим свидетельством с другими членами церкви, они тоже принимали участие, а затем к нашим усилиям присоединились и другие церкви.