Световая отдача люминесцентных ламп: Люминесцентные лампы

Правда 300Лм/Вт это всего лишь пока лабораторное достижение, а не массовый продукт.

Световая отдача в энергосбережении является самым существенным параметром. И вся эволюция развития светильников — это по факту достижение его предельных теоретических значений в 683 Лм/Вт.

Хотя если быть реалистом, даже значения в 500 Лм/Вт на сегодняшний день просто физически не достижимы.

Световая отдача — люминесцентная лампа

Световая отдача — люминесцентная лампа

Cтраница 1

Световая отдача люминесцентных ламп снижается приблизительно пропорционально снижению напряжения. Если напряжение существенно превышает номинально.  [1]

Световая отдача люминесцентных ламп снижается приблизительно пропорционально снижению напряжения. Если напряжение существенно превышает номинальное, то их характеристики ухудшаются и возникает опасность перегрева вспомогательных устройств.  [2]

Световая отдача люминесцентных ламп в 4 — 5 раз превы -, шает световую отдачу ламп накаливания той же мощности.  [3]

Световая отдача люминесцентных ламп в 4 — 5 раз превышает световую отдачу ламп накаливания той же мощности.  [4]

Световая отдача люминесцентных ламп разной цветности и мощности изменяется от большей к меньшей в следующем порядке: по цветности излучения ЛБ, ЛХБ, ЛД, ЛДЦ; по мощности 40, 65, 80, 150 Вт. Световая отдача ламп ЛБ мощностью 40 — 80 Вт с характеристиками, достигнутыми в СССР в 1977 г., находится в пределах 75 — 65 лм / Вт.  [5]

Коэффициент световой отдачи люминесцентных ламп ( табл. 7.2) значительно выше, чем у ламп накаливания.  [6]

В отличие от ламп накаливания световая отдача люминесцентных ламп рактически не зависит от того или иного принятого номинального напряжения.  [8]

Из табл. 26 видно, что световая отдача люминесцентных ламп в 2 5 — 3 раза выше, чем отдача ламп накаливания с таким же световым потоком.  [9]

С увеличением частоты питающего тока наблюдаются рост световой отдачи люминесцентных ламп

Световая отдача ламп накаливания пропорциональна третьей или четвертой степени напряжения, а срок службы обратно пропорционален приблизительно седьмой степени напряжения. Световая отдача люминесцентных ламп снижается приблизительно пропорционально снижению напряжения. Если напряжение существенно превышает номинальное, то их характеристики ухудшаются и возникает опасность перегрева вспомогательных устройств.  [11]

Для декоративного освещения применяются цветные люминесцентные лампы. По конструкции и размерам цветные люминесцентные лампы не отличаются от обычных люминесцентных ламп. В табл. 3 — 14 приведены световые характеристики, а также координаты цветности некоторых цветных люминесцентных ламп. Как следует из таблицы,

Ртутные лампы высокого давления ДРЛ имеют следующее устройство. В кварцевой трубке, содержащей дозированную долю ртути и инертного газа, происходит электрический разряд. Трубка помещена в колбу из жароустойчивого стекла, внут

Световая отдача — это… Что такое Световая отдача?

Световая отдача источника света — отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности^[1]. В Международной системе единиц (СИ) измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Является показателем эффективности и экономичности источников света.

Выражение для световой отдачи имеет вид:

где  — световой поток, излучаемый источником, а  — потребляемая им мощность.

Введя в рассмотрение величину потока излучения , отношение можно представить в виде . В этом произведении первый из сомножителей представляет собой cветовую эффективность излучения , а второй — энергетический коэффициент полезного действия (КПД) источника^[2]. В результате исходное выражение для световой отдачи приобретает вид:

Таким образом, величина световой отдачи определяется совокупным действием двух факторов. Один из них — эффективность преобразования потребляемой источником электрической энергии в энергию излучения, характеризующаяся значением КПД, другой — способность данного излучения возбуждать у человека зрительные ощущения, определяемая величиной световой эффективности излучения.

Источники монохроматического излучения

В случае монохроматического излучения с длиной волны для в СИ выполняется:

где  — относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения, физический смысл которой заключается в том, что она представляет собой относительную чувствительность среднего человеческого глаза к воздействию на него монохроматического света, а  — максимальное значение спектральной световой эффективности монохроматического излучения. Максимум располагается на длине волны 555 нм и равен единице.

В соответствии со сказанным для световой отдачи выполняется:

В СИ значение определяется выбором основной световой единицы СИ канделы и составляет 683,002 лм/Вт^[3]. Отсюда следует, что максимальное теоретически возможное значение световой отдачи, достигается на длине волны 555 нм при значениях и , равных единице, и равно 683,002 лм/Вт.

В большинстве случаев с точностью, достаточной для любых практических применений, используется округлённое значение 683 лм/Вт. Далее в уравнениях мы будем использовать именно его.

Источники излучения в общем случае

Если излучение занимает участок спектра конечного размера, то выражение для имеет вид

или ему эквивалентный:

Здесь  — спектральная плотность величины , определяемая как отношение величины приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между и к ширине этого интервала:

Соответственно, для световой отдачи становится справедливо соотношение:

Примеры

Хотя Солнце не потребляет энергию извне, а излучает свет только за счёт внутренних источников энергии, ему всё же также иногда приписывают значение световой отдачи. Определив её в этом случае, как отношение излучаемого Солнцем светового потока к выделяющейся в нём мощности, получают величину, равную 93 лм/Вт^[22].

См. также

Световая эффективность излучения

Примечания

1. ↑ Световая отдача. — Статья в Физической энциклопедии
2. ↑ Справочная книга по электротехнике / Под ред. Айзенберга Ю. Б. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 472 с.
3. ↑ Подробности приведены в статье Кандела.
4. ↑ Отношение величины световой отдачи к значению теоретического максимума, то есть к 683,002 лм/Вт.
5. ↑ Bulbs: Gluehbirne.ch: Philips Standard Lamps (German)
6. ↑ ^{1 2 3 4 5} Philips Product Catalog (German)
7. ↑ Osram halogen (German) (PDF). www.osram.de.(недоступная ссылка — история) Проверено 28 января 2008.(недоступная ссылка)
8. ↑ БСЭ: кремлёвские звёзды.
9. ↑ Klipstein, Donald L. The Great Internet Light Bulb Book, Part I (1996). Архивировано из первоисточника 1 июня 2012. Проверено 16 апреля 2006.
10. ↑ Klipstein, Donald L. The Brightest and Most Efficient LEDs and where to get them. Don Klipstein’s Web Site. Архивировано из первоисточника 17 февраля 2012. Проверено 15 января 2008.
11. ↑ Cree launches the new XLamp 7090 XR-E Series Power LED, the first 160-lumen LED!. Архивировано из первоисточника 17 февраля 2012.
12. ↑ Luxeon K2 with TFFC; Technical Datasheet DS60 (PDF). PhilipsLumileds.(недоступная ссылка — история) Проверено 23 апреля 2008.
13. ↑ Cree Breaks 200 Lumen Per Watt Efficacy Barrier. [Cree]. Архивировано из первоисточника 17 февраля 2012. Проверено 8 февраля 2010.
14. ↑ Technical Information on Lamps (pdf). Optical Building Blocks.(недоступная ссылка — история) Проверено 14 октября 2007. Note that the figure of 150 lm/W given for xenon lamps appears to be a typo. The page contains other useful information.
15. ↑ OSRAM Sylvania Lamp and Ballast Catalog. — 2007.
16. ↑ БСЭ: световая отдача.
17. ↑ ^{1 2} LED or Neon? A scientific comparison.
18. ↑ Why is lightning coloured? (gas excitations). Архивировано из первоисточника 17 февраля 2012.
19. ↑ Narukawa Y. et al. White light emitting diodes with super-high luminous efficacy // J. Phys. D: Appl. Physics. — 2010. — Vol. 43. — № 35. — DOI:10.1088/0022-3727/43/35/354002
20. ↑ Cree Sets New R&D Performance Record with 254 Lumen-Per-Watt Power LED — Cree, Inc. Press Release, April 12, 2012
21. ↑ По определению канделы в Международной системе единиц СИ
22. ↑ Световая отдача Солнца — По материалам публикации проф. П. Маркса из журнала «Licht»

Выбираем источник света | Статьи компании МДМ-Лайт

Времена, когда в нашей стране разнообразие источников света ограничивалось «лампочкой Ильича», давно канули в Лету. Сегодня помимо традиционных лампочек накаливания производители и торговля предлагают нам и другие, более совершенные осветительные приборы — галогенные, люминесцентные, и светодиодные. Между собой они различаются по целому ряду параметров, от которых зависит их назначение. Поэтому и дизайнеру, работающему над проектом, и простому обывателю, преобразующему свою жилую среду, полезно знать их характеристики, чтобы уметь правильно использовать эти светотехнические новинки.

В чем разница? Основными характеристиками ламп традиционно считают цветопередачу, светоотдачу и цвет излучения. Цветопередача является для дизайнеров чуть ли не главным параметром, определяющим качество света. Поэтому при выборе ламп для того или иного интерьера прежде всего необходимо учитывать особенности помещения и тот эффект, которого хочет достичь дизайнер.

Так, отдыху и расслаблению способствуют лампы теплого тона, поэтому в гостиной и спальне будут уместны лампы накаливания. Для кабинетов и офисных помещений используют более «холодные» люминесцентные лампы, помогающие создать рабочую атмосферу. В отличие от люминесцентных и ламп накаливания «галогенки» относятся к световым источникам, более близким по спектру к белому цвету, то есть такое освещение не исказит ни цвет вашего лица, ни цветовое решение вашего интерьера. Поэтому в кухне и ванной комнате галогенные лампы просто незаменимы. Впрочем, это совсем не означает, что в гостиной, к примеру, люминесцентные источники света неуместны, так как продуманное сочетание ламп разных спектров может дать очень интересный эффект.

Основные характеристики ламп

Известно, чем сплошнее и равномернее спектр лампы, тем более различимы цвета предметов в ее свете. Так, главный для всех землян естественный источник света — Солнце — имеет сплошной спектр излучения и наилучшую цветопередачу. Для ламп она определяется по эталонным образцам и измеряется в Ra (следует отметить, показатель Ra является достаточно условным). Однако этот индекс не позволяет сделать вывод о характере передачи цветов и поэтому может дезориентировать дизайнера.

Так, у ламп накаливания Ra колеблется от 60 до 90, в них видимое излучение преобладает в желтой и красной частях спектра при недостатке в синей и фиолетовой (по сравнению с дневным естественным светом). В каталогах ламп иногда приводится такая характеристика как световой поток, измеряемый в люменах. Например, для лампы накаливания мощностью 100 Вт он равен 1200 Лм, а для 35-ваттной галогенной лампы — 600 Лм.

Другой показатель — светоотдача — говорит об эффективности преобразования электрической энергии в свет. Нетрудно догадаться, что разные типы ламп имеют разную световую отдачу, которая измеряется, как говорят специалисты, в «люменах с ватта» (Лм/Вт) и показывает, сколько люменов светового потока образуется из одного ватта потребленной электроэнергии.

Так, лампы накаливания имеют небольшую светоотдачу — около 12 Лм/Вт, поскольку большая часть затрачиваемой электроэнергии уходит на нагрев вольфрамовой спирали и всего 5% преобразуется в свет. Гораздо выше этот показатель у люминесцентных ламп — до 100 Лм/Вт! Чтобы правильно организовать распределение света в пространстве, то есть в конкретном помещении, необходимо учитывать и размер тела свечения.

Вы скажете, что гораздо важнее для этого подобрать соответствующий светильник, «ответственный» за перераспределение светового потока, однако сам источник света здесь тоже играет далеко не последнюю роль. Чем меньше тело свечения, тем легче использовать отражатели и линзы, чтобы, например, сфокусировать свет в узкий луч. Согласитесь, лампы с большой поверхностью свечения (люминесцентные) создают подчас невыразительную картинку, смягчая контрасты и размывая тени. Следовательно, такой свет трудно сфокусировать.

Не следует забывать и о сроке службы ламп. Особенно стоит позаботиться об этом, устанавливая светильник в труднодоступных местах — нишах, карнизах или водоемах. Здесь абсолютными рекордсменами являются, конечно же, светодиоды, срок службы которых составляет до 12 лет! По сравнению с ними лампы накаливания горят ничтожно мало — всего 1000 часов, кроме того, со временем качество света (световой поток) лампы накаливания уменьшается.

Сравнительные характеристики различных видов ламп

Лампы накаливания

Старая добрая лампочка-«груша» с ее теплым приятным светом сегодня для многих продолжает оставаться символом искусственного света. Поэтому вполне объяснима и ее большая популярность: наиболее распространенными источниками света до сих пор являются именно лампы накаливания. Принцип действия этой лампы изучают в школе: вольфрамовая спираль, помещенная в колбу, из которой откачан воздух, разогревается под действием электрического тока и начинает светиться. Из-за такой конструкции экономичность и светоотдача ламп накаливания на фоне достижений других осветительных приборов выглядят явно неубедительно.

Кроме того, как видно из таблицы «Сравнительная характеристика различных типов ламп», лампы накаливания уступают галогенным, люминесцентным лампам и светодиодам и по другим параметрам. К их недостаткам помимо небольшого срока службы можно также отнести неблагоприятный спектральный состав, искажающий цветопередачу. В то же время невысокая цена и большое количество вариантов исполнения колб, от самых маленьких для карманного фонарика и елочной гирлянды до больших разноцветных прожекторных, привлекают покупателей из года в год. Декоративные лампы накаливания, например, предназначены для общего, местного и декоративного освещения. В люстрах и бра их декоративная форма (свеча, шар, витая свеча, рифленая свеча) может выгодно дополнять конструкцию светильника.

Люминесцентные лампы обладают отличной цветопередачей и светоотдачей

Галогенные лампы

Хотя сегодня лампа накаливания и считается продуктом массового производства, в котором вроде бы и улучшать больше нечего, работа над ее техническим совершенствованием продолжается. Знакомые нам по встроенным светильникам «галогенки» — это усовершенствованный благодаря некоторым технологическим новшествам (добавление галогенидов в колбу лампы, использование особых сортов кварцевого стекла) вариант ламп накаливания.

Преимуществами галогенных ламп перед обычными лампами накаливания являются: неизменно яркий свет в течение всего срока службы, красивый «сочный» свет, обеспечивающий великолепную цветопередачу и возможность создания привлекательных световых эффектов, компактность, более высокая световая отдача (при одинаковой мощности с лампами накаливания), а следовательно, и повышенная экономичность, увеличенный срок службы (в два раза больший, чем у стандартных ламп накаливания).

Кстати, в несколько раз повысить срок эксплуатации и тех и других ламп можно, используя пониженное напряжение питания в сети. При этом, однако, спектр излучения сдвигается в красную область. Галогенный свет создает обворожительный эффект глянцевой поверхности освещаемого им объекта. Подкупает своей красотой и живая игра спектрального света отражателей галогенных ламп. Небольшие размеры и огромный выбор галогенных ламп накаливания — от ламп с концентрированным пучком света до настенных ламп заливающего света — открывают перед дизайнерами новые возможности при подборе необычных вариантов освещения. Основной недостаток «галогенок» — нагревание в процессе горения. Именно из-за этого их не рекомендуют использовать в детских комнатах, для подсветки картин и других ценных работ с росписью.

Люминесцентные лампы разных цоколей

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы, или разрядные лампы низкого давления, представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути. Под действием электрического разряда пары ртути излучают ультрафиолетовые лучи, а они, в свою очередь, заставляют нанесенный на стенки трубки люминофор излучать видимый свет.

Люминесцентные лампы обладают отличной цветопередачей и светоотдачей. Два варианта исполнения ламп — с трех- и пятиполосным люминофором имеют различное соотношение этих показателей. Лампы с трехполосным люминофором более экономичны (светоотдача до 100 Лм/Вт), но обладают худшей цветопередачей (Ra=80). Лампы с пятиполосным люминофором имеют отличную цветопередачу при меньшей световой отдаче (до 88 Лм/Вт). Впрочем, как и лампы накаливания, люминесцентные лампы зачастую неудовлетворительно передают некоторые цвета.

Люминесцентные лампы обеспечивают равномерный мягкий свет, но, как уже упоминалось, из-за большой площади излучения распределением света в пространстве управлять достаточно трудно. Впрочем, обычную люминесцентную лампу можно заменить компактной, в которой трубка закручена в спираль. Тем более что по своим параметрам компактные люминесцентные лампы приближаются к линейным.

Кстати, компактные люминесцентные лампы часто используют для замены ламп накаливания. Все люминесцентные лампы отличаются небольшим потреблением энергии и очень длительным сроком службы. Например, люминесцентные линейные лампы работают в 8–20 раз дольше обычных ламп накаливания и в зависимости от типа и яркости потребляют на 85% меньше электроэнергии. Эти свойства люминесцентных ламп (долговечность и экономичность) определяют их повсеместное использование в офисных помещениях.

Кроме того, различные оттенки света (от подобного лампам накаливания до дневного) и цвета люминесцентных ламп дают дополнительные преимущества их применения, не говоря уже о разнообразии их типов (по мощности и размеру, конструкции и форме: прямые, кольцевые и U-образные). Среди недостатков — относительная громоздкость, необходимость в специальном пускорегулирующем устройстве (стартере и дросселе), чувствительность к температуре окружающего воздуха (при температуре ниже +10°С лампа может не зажечься), наличие стробоскопического эффекта, который вызывается частыми, не уловимыми для зрения миганиями люминесцентной лампы в такт колебаниям переменного тока в электрической цепи. В результате у человека нарушается правильное восприятие скорости движения предметов, появляются неприятные ощущения. Кроме того, при неправильном включении (без защитных конденсаторов в пускорегулирующем устройстве) люминесцентные лампы становятся источниками помех для радиоприемников и телевизоров. Светодиоды на сегодняшний день являются самыми перспективными источниками света

Светодиоды

Светодиоды (также часто используется английская аббревиатура LED — light emitting diodes), пожалуй, на сегодняшний день являются самыми перспективными источниками света. Изначально они использовались в электронике, затем — в светосигнальной технике (светофорах, дорожных знаках, вывесках и указателях). Позже эта технология нашла свое применение и в декоративном освещении.

В чем же преимущества светодиодов?

Экономичность. Светодиоды работают от низкого напряжения и, соответственно, потребляют очень мало электроэнергии, так как по сравнению с обычными источниками света практически всю энергию превращают в свет. Это позволяет снизить потребление энергии на 75%.

Сверхдолгий срок службы. Теоретически до 100 000 часов горения, то есть при использовании светильника в среднем по 8 часов в день он прослужит 35 лет! Для сравнения — обычной галогенной лампочки мощностью 10 Ватт хватает лишь на 2000 часов. Прочность. В отличие от традиционных источников света светодиоды намного прочнее и менее подвержены механическому воздействию, поскольку в них отсутствуют элементы (спирали, электроды), которые могут быть повреждены.

Отсутствие у светодиодов ультрафиолетового и инфракрасного излучения, что позволяет использовать их, в частности, для экспозиционной подсветки. Любой оттенок. Особая система цветосмешения (установка в одном корпусе трех групп светодиодов) позволяет получить практически любой цвет светового потока, что, несомненно, расширяет возможности использования светодиодов.

Вдобавок светодиоды обладают и другими преимуществами перед существующими источниками света. Так, небольшие размеры делают необычайно широким спектр их применения. Несколько светодиодов, объединенных в одну форму, способны заменить обычную лампу накаливания: расположенные по периметру, они могут освещать большие площади (например, светодиоды можно считать идеальным источником света при карнизном освещении).

Как источники света для наружного и декоративного освещения они обладают рядом уникальных достоинств, среди которых точная направленность света и возможность управления цветом и интенсивностью излучения. К недостаткам светодиодов можно отнести их более высокую стоимость по сравнению с другими источниками освещения. Однако надо понимать, что вышеуказанные достоинства с лихвой оправдывают вложенные затраты. Итак, задачей дизайнера, проектирующего тот или иной интерьер, является тщательный подбор как светильника, соответствующего стилистике и дизайну помещения, так и ламп, обеспечивающих требуемое качество цвета и света.

Отправьте нам заявку и получите проект освещения бесплатно

Мы на выгодных условиях сотрудничаем с архитекторами и дизайнерами, сетевыми магазинами, строительными и девелоперскими компаниями, проектными организациями и дилерами. Свяжитесь с нами, и мы обсудим детали сотрудничества на особых условиях

Спасибо, мы получили Ваше
обращение и перезвоним в
ближайшее время!

В рабочий день среднее время
ожидания не превышает 15 минут

Отправка заявки завершилась неудачей, пожалуйста, повторите попытку позднее

Понравилась статья? Поделитесь ей с друзьями!

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Запинить

Теги: Технологии, LED, Источники света, Нормы освещения

Технические характеристики люминесцентных ламп — что нужно знать при выборе

Содержание статьи:

В современном мире, с ростом энерговооруженности человека, остро встает вопрос о внедрении новых энергосберегающих технологий во всех сферах человеческой деятельности. И первое, на что обратили внимание ученые – это электрическое освещение, где преобладали лампы накаливания, которые вырабатывают световую энергию за счет сильного нагрева спирали.

В результате огромное количество просто улетает в атмосферу, а ведь на него было потрачено гигантское количество киловатт-часов. Энергосберегающие или как еще их называют энергоэффективные лампы, это те, которые обладают существенно большей светоотдачей, чем эталонные лампы накаливания. Для начала стоит разобраться, что такое светоотдача.

Световой отдачей источника света называют отношение светового потока — Φv к потребляемой им мощности – P. Она вычисляется по формуле:

η=Φv/P

Измеряется η в лм/Вт, люменах деленных на Ватт. Очевидно, что чем больше светоотдача, тем более энергоэффективной будет лампа.

Светоотдача различных видов ламп

Для того, чтобы определится какие лампы более энергоэффективны приведем значения световой отдачи различных видов ламп.

• У ламп накаливания, в том числе и галогеновых и высокотемпературных кинопроекционных она составляет от 5 до 35 лм/Вт.
• У люминесцентных ламп, к которым относятся и линейные T5, T8, T12 и компактные люминесцентные лампы светоотдача находится в пределах от 45 до 100 лм/Вт.
• У светодиодных ламп, она находится в пределах 10—200 лм/Вт, причем от перспективных образцов ожидается до 260 лм/Вт.
• У дуговых ламп, ксеноновых и дуговых ртутных она изменяется от 30 до 55 лм/Вт.
• У газоразрядных ламп высокого давления (ГЛВД), натриевых, серных, а также ламп на основе галогенидов металлов она составляет 65—200 лм/Вт.

Для удобства, данные по светоотдачи ламп сведены в таблице:

Из этого сравнения видно, что ощутимо большую светоотдачу, чем лампы накаливания имеют люминесцентные, светодиодные и ГЛВД. Поэтому, в принципе, их можно назвать энергоэффективными и энергосберегающими по сравнению с лампами накаливания.

Дело в том, что ГЛВД в быту не используются из-за чрезвычайно большой яркости, в процессе работы нагреваются до высоких температур, для их зажигания используется высокое напряжение и они содержат химические соединения опасные для человека и животных. Такие источники света используются для уличного освещения, в прожекторах, для архитектурной подсветки, где требуется мощный световой поток, в автомобильных фарах и в других, явно небытовых целях.

Какие лампы принято относить к энергосберегающим

Исходя из самого понятия энергосберегающей лампочки, к этому классу можно смело отнести следующие виды ламп:

Линейные люминесцентные лампы или как они называются по научному – газоразрядные лампы низкого давления. К ним относятся лампы T4, T5, T8, T10, T12 с диаметром трубки 4/8, 5/8, 8/8, 10/8 и 12/8 соответственно. Цоколь у всех этих ламп один – G13, где расстояние между штырьками составляет 13 мм.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) – это те же лампы, но с изогнутой трубкой, позволяющей им иметь меньшие габариты. Эти лампы имеют широкий ряд штырьковых цоколей: 2D, G23, 2G7, G24, G53. Но наиболее известными эти лампы стали благодаря тому, что их стали выпускать со стандартными резьбовыми цоколями E14, E27, E40 и встроенной электронной пускорегулирующей арматурой – ЭПРА. Это позволило их устанавливать вместо ламп накаливания.

Светодиодные лампы – их свечение основано на принципиально других эффектах – свечении твердого тела полупроводника при пропускании через него электрического тока. Это самые экономичные, экологически чистые и безопасные лампы. Их повсеместное применение ограничивает только пока еще большая цена, которая постоянно снижается. Светодиодные лампы выпускают под все наиболее используемые виды цоколей сменных ламп накаливания и люминесцентных ламп.

Несмотря на то что все вышеперечисленные виды ламп являются энергосберегающими, этим понятием все же принято в быту называть только компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), адаптированные под стандартный патрон E14 и E27. Образ именно такой лампы, как энергосберегающей, был навязан в рекламе, именно под таким названием их продают все торговые точки, именно так они указываются в буклетах большинства производителей. Поэтому не будем отходить от этого стойкого заблуждения и рассмотрим технические характеристики именно таких ламп.

Общие ТХ энергосберегающих люминесцентных ламп

На любой упаковке КЛЛ, да и на самой лампе нанесены буквы и цифры, которые красноречиво говорят о предназначении и ее технических характеристиках. Очень часто бывает, что некоторые цифры и таинственные буквенно-цифровые коды ничего не говорят покупателю лампочки, а внимание привлекают кричащие надписи о выдающемся времени работы, световом потоке и чуть ли не пожизненной гарантии.

Настоятельно рекомендуется смотреть именно на технические характеристики лампы, которые расскажут потребителю гораздо больше. Следует отметить, что любой производитель обязан указывать характеристики лампы и в большинстве случаев указывает. И как это бывает в юридических договорах, в том, что написано мелким шрифтом нужной информации гораздо больше. В качестве примера приведем лампу Osram Dulux Superstar Dim Classic A, 16 W.

Напряжение питания

Напряжение питания в наших электросетях принят 220 В при частоте 50 Гц. Именно к таким параметрам и адаптируют КЛЛ производители. Бывает, что на наш рынок «заносит» лампы из-за рубежа, где существуют другие параметры электросети, но это может произойти только в том случае, если лампа куплена с рук. О параметрах электропитания указано на упаковке и на лампе. Например, 220—240V/50Hz.

Мощность

На лампе обязательно указывается мощность, потребляемая лампой из сети. На упаковках еще любят указывать эквивалентную мощность лампы накаливания, которая обеспечивает аналогичныйсветовой поток. У хороших производителей обычно мощность эквивалентной лампы накаливания в 4–5 раз превышает мощность КЛЛ о чем маркетологи могут сообщить на упаковке в виде неправильного математического равенства 16 Вт=80 Вт, или кричащей надписи «экономия 80%». Мощность указывается в Ваттах. В нашем примере мощность 16 Вт, а эквивалент указан в 69 Вт.

Световой поток

Он характеризует количество световой мощности в общем потоке излучения. Измеряется он лабораторно при помощи специальных приборов. На самой лампе он может быть не указан, но на упаковке и в паспорте должен быть указан обязательно. Обозначается — Φv, измеряется в люменах. В нашем примере Φv=880 лм.

Световая отдача

Эта величина не всегда указывается на лампе и на упаковке, но исходя из вышеизложенного, ее легко вычислить:

η=880/16=55 лм/Вт. Это очень неплохой показатель для КЛЛ.

Цветовая температура

Этот показатель измеряется в градусах Кельвина, и она характеризует то, какого бы цветового тона излучало свет абсолютно черное тело, нагретое до указанной температуры. В паспорте и на упаковке лампы всегда должна быть указана цветовая температура. Этому показателю уделяют при покупке ламп незаслуженно мало внимания и очень зря. От нее зависит то, насколько близко свечение лампы к естественным источникам света. Условно ее делят на три диапазона:

Диапазон 2700—3200 К называют «теплым белым». Лампы, имеющие такие характеристики, излучают белый и мягкий свет, который может быть с оттенками желтого цвета. Для жилых помещений такие лампы – наилучший выбор.

Диапазон 4000—4200 К называют «холодным белым». Такими лампами оправдано освещать общественные здания, рабочие помещения и офисы.
Диапазон 6200—6500 К называют «дневным белым». Такими светильниками освещают улицы, нежилые помещения и театральные сцены. Свет от таких ламп имеет резкий белый свет холодных тонов.

При выборе ламп цветовую температуру нужно учитывать обязательно. При замене нужно покупать лампы той же цветовой температуры, что и другие. На рисунке показан диапазон цветовых температур, а такжекак распределяются по этой шкале источники естественного и искусственного света. В нашем примере лампа Osram Dulux Superstar Dim Classic A, 16 W, выпускается в двух вариантах: 2500 К и 4000 К.

Индекс цветопередачи

Индекс цветопередачи, обозначаемый CRI, показывает насколько естественные цвета, освещенные данным источником света, соответствуют видимым (кажущимся) цветам. За эталон принят самый главный естественный свет – солнечный. Коэффициент цветопередачи CRI изменяется в диапазоне от 0 до 100. Условно он делится на шесть поддиапазонов, указанных в таблице.

На предыдущем рисунке указана шкала и какую цветопередачу обеспечивают те или иные виды ламп. Очевидно, что индекс цветопередачи зависит от вида лампы, ее цветовой температуры, а также от качества люминофора. В КЛЛ с пятикомпонентным люминофором CRI может быть даже больше 90. В нашем случае CRI≥80, что очень хорошо.

Особенности маркировки цветовой температуры и индекса цветопередачи

В международной системе маркировки принято обозначать эти два важных показателя в виде трехзначного цифрового кода, который обозначают как цветность. Первая цифра означает CRI, а вторая и третья – цветовую температуру. В нашем примере цветность равна 825. Каким образом можно расшифровать этот код?

Первую цифру необходимо умножить на 10, и тогда получим CRI=8*10=80.
Вторую и третью цифры надо умножить на 100 и получим цветовую температуру: 25*100=2500 K.

Эксплуатационные характеристики КЛЛ

К этим характеристикам относится несколько показателей:

• Вид цоколя (E14, E27, E40 и другие).
• Срок службы лампы в часах. К этому показателю надо относиться очень осторожно, так как он довольно приблизительно показывает, сколько лампа теоретически может гореть при стабильном напряжении сети. В реальности при перепадах напряжениях, при частых включениях и отключениях срок службы сокращается. В нашем примере производитель обещает 10000 часов.
• Количество циклов включения и отключения. Как известно именно моменты включения и особенно отключения создаются броски тока, которые могут значительно сократить время службы лампы. В нашем примере производитель обещает, что лампа выдержит 30000 циклов.
• Возможность регулирования яркости. В самых «продвинутых» моделях КЛЛ может быть реализована такая функция, которая позволит регулировать яркость стандартными диммерами. В указанной ранее лампе такая функция есть.
• Содержание ртути в лампе. Каждая люминесцентная лампа содержит в своем составе пары ртути, что требует ее должной утилизации. В рассматриваемой лампе содержится 2,8 мг ртути.
• Габаритные размеры и вес. Знание габаритных размеров всегда поможет в подборе нужной лампы для имеющегося светильника.

Заключение

При выборе энергосберегающей лампы всегда следует доверять не столько ярким цифрам на упаковке, сколько характеристикам, указанных на лампе и в паспорте. В одном помещении следует использовать лампы одной цветности (цветовой температуры в сочетании с индексом цветопередачи).

Лучше всего покупать продукцию известных мировых брендов, у этих ламп небольшой разброс параметров.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Мой мир

Поделиться ссылкой:

рассказываем о том, какие бывают лампы

Источники света — один из самых массовых товаров. Ежегодно производят и потребляют миллиарды ламп, значительную долю которых пока составляют лампы накаливания и галогенные лампы.

Стремительно растёт потребление современных ламп — компактных люминесцентных и светодиодных. Происходящие изменения в качестве дают надежду на то, что источники света станут важным инструментом дизайнера, архитектора, проектировщика.

Об освещённости и цветовой температуре света

Ряд параметров ламп определяет насколько они применимы в том или ином проекте.

Световой поток определяет количество света, которое дает лампа (измеряется в люменах). Установленная в люстре лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет световой поток 1200 лм, 35-ватная «галогенка» — 600 лм, а натриевая лампа мощностью 100 Вт — 10 000 лм.

У разных типов ламп разная световая отдача, определяющая эффективность преобразования электрической энергии в свет и, следовательно, разную экономическую эффективность применения. Световую отдачу лампы измеряют в лм/Вт (светотехники говорят «люменов с ватта», имея в виду, что каждый ватт потребляемой электроэнергии «преобразуется» в некоторое количество люменов светового потока).

Переходя от количества к качеству, рассмотрим цветовую температуру (Т_цв, единица измерения — градус Кельвина) и индекс цветопередачи (Ra). При выборе ламп дизайнер обязательно учитывает цветовую температуру для той или иной установки. Комфортная среда сильно зависит от того, какое освещение в помещении «тёплое» или «холодное» (чем выше цветовая температура, тем «холоднее» свет).

Цветопередача — важный параметр, о котором часто забывают. Чем более сплошной и равномерный спектр у лампы, тем различимее цвета предметов в её свете. У Солнца сплошной спектр излучения и наилучшая цветопередача, при этом Т_цв меняется от 6000К в полдень до 1800К в рассветные и закатные часы. Но далеко не все лампы могут сравниться с Солнцем.

Если у искусственных световых источников теплового излучения сплошной спектр и нет проблем с цветопередачей, то разрядные лампы, имеющие в своем спектре полосы и линии, сильно искажают цвета предметов.

Индекс цветопередачи тепловых источников равен 100, для разрядных он колеблется от 20 до 98. Правда, индекс цветопередачи не даёт сделать вывод о характере передачи цветов, а иногда способен запутать дизайнера. Так, у люминесцентных ламп и у белых светодиодов хорошая цветопередача (Ra=80), но при этом они неудовлетворительно передают некоторые цвета.

Другой крайний случай, когда индекс цветопередачи более 90 — в этом случае некоторые цвета воспроизводятся неестественно насыщенными.

Лампы выходят из строя. Кроме того, световой поток лампы уменьшается в процессе работы. Срок службы — основной эксплуатационный параметр источников света.

Проектируя осветительную установку нельзя забывать об обслуживании, т. к. частая замена ламп увеличивает стоимость эксплуатации и вносит дискомфорт.

Лампы накаливания

Вольфрамовая спираль в колбе разогревается под действием электрического тока. Для сокращения скорости распыления вольфрама и соответственно увеличения срока службы лампы колба наполняется инертным газом. По принципу действия лампа накаливания относится к тепловым источникам света, т. е. значительная доля потребляемой энергии расходуется на тепловое и инфракрасное излучение.

Типичная для ламп накаливания световая отдача 10–15 лм/Вт, а срок службы редко превышает 2000 часов. Достоинства этих ламп: низкая цена и качество света (Т_цв=2700, Ra=100). Сплошной спектр качественно воспроизводит цвета окружающих предметов. Лампы накаливания постепенно вытесняются разрядными источниками света и светодиодными лампами.

Галогенные лампы накаливания

Добавление галогенов в колбу лампы накаливания и использование кварцевого стекла позволили сделать серьезный шаг вперёд, получив новый класс источников света — галогенные лампы накаливания. Световая отдача современных ГЛН составляет 30 лм/Вт. Типичное значение цветовой температуры света 3000К и индекс цветопередачи 100. «Точечная» форма источника света с помощью отражателей даёт управлять пучком света.

Получающийся при этом искристый свет определил приоритет таких ламп в интерьерном дизайне, где они заняли лидерство. Ещё одно преимущество в том, что количество и качество света лампы постоянно на протяжении срока службы. Популярны низковольтные «галогенки» мощностью 10–75 Вт с отражателем, который фокусирует луч в угле 10–40°.

Недостатки ГЛН очевидны: малая световая отдача, короткий срок службы (в среднем 2000–4000 часов), необходимость использования (для низковольтных) понижающих трансформаторов. Там, где эстетический компонент важнее экономического, с ними приходится мириться.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, которая наполнена инертным газом и малым количеством ртути. При включении в трубке возникает дуговой разряд, и атомы ртути начинают излучать видимый свет и ультрафиолет. Нанесённый на стенки трубки люминофор под действием ультрафиолетовых лучей излучает видимый свет.

Основа светового потока лампы — излучение люминофора, видимые линии ртути составляют лишь малую часть. Многообразие люминофоров (смесей люминофоров) позволяет получить источники света с различным спектральным составом, который определяет цветовую температуру и индекс цветопередачи.

Люминесцентные лампы дают мягкий, равномерный свет, но его распределением в пространстве трудно управлять из-за большой поверхности излучения. Для работы люминесцентных ламп необходима специальная пускорегулирующая аппаратура. Лампы долговечны — срок службы до 20 000 часов.

Световая отдача и срок службы сделали их самыми распространёнными источниками света в офисном освещении.

Компактные люминесцентные лампы

Развитие люминесцентных ламп привели к созданию компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Это источник света похожий на миниатюрную люминесцентную, иногда с встроенным электронным пускорегулирующим аппаратом и резьбовым цоколем Е27 (для непосредственной замены ламп накаливания), Е14 и др.

Различие заключается в уменьшенном диаметре трубки и использовании другого типа люминофора. Компактная люминесцентная лампа может с успехом заменить лампы накаливания.

Разрядные лампы высокого давления

Последние разработки позволяют использовать для освещения разрядные лампы высокого давления. По ряду показателей подходят металлогалогенные (МГЛ). У этих ламп во внешней колбе размещается горелка с излучающие добавки. В горелке присутствует некоторое количество ртути, галоген (чаще йод) и атомы химических элементов (Tl, In, Th, Na, Li и др.).

Сочетание излучающих добавок достигает интересных параметров: высокая световая отдача (до 100 лм/Вт), отличная цветопередача Rа=80–98, диапазон Тцв от 3000 К до 6000 К, средний срок службы до 15 000 часов. Для работы этих ламп требуется пускорегулирующие аппараты и специальные светильники. Рекомендуется использовать эти источники для освещения помещений с большой площадью, с высокими потолками, просторных залов.

Светодиодные лампы

Светодиоды — полупроводниковые светоизлучающие приборы, называют источниками света будущего. Если говорить о современном состоянии «твердотельной светотехники», можно утверждать, что она вышла из периода младенчества. Достигнутые характеристики светодиодов (световая отдача до 140 лм/Вт, Rа=80–95, срок службы 70 000 часов) уже обеспечили лидерство во многих областях.

Диапазон мощностей светодиодных источников, реализация в лампах разных типов цоколей, управление лампами позволили в короткий срок удовлетворить растущие требования к источникам света. Главными преимуществами светодиодов остаются компактные размеры и управления цветовыми параметрами (цветодинамика).

Источники света

Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции, преобразовывающие энергию в световое излучение. В источниках света используется в основном электроэнергия, но так же иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света (например, триболюминесценция, радиолюминесценция, биолюминесценция и др.).

Источники света, наиболее часто применяемые для искусственного освещения, делят на три группы — газоразрядные лампы, лампы накаливания и светодиоды. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет.

В системах производственного освещения предпочтение отдается газоразрядным лампам. Использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или экономической нецелесообразности применения газоразрядных.

Основные характеристики источников света:

·         номинальное напряжение питающей сети U, B;

·         электрическая мощность W, Вт;

·         световой поток Ф, лм;

·         световая отдача (отношение светового потока лампы к ее мощности) лм/Вт;

·         срок службы t, ч;

·         Цветовая температура Tc, К.

Лампы накаливания

Лампа накаливания — источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания электрическим током тугоплавкого проводника (вольфрамовой нити). Эти приборы предназначаются для бытового, местного и специального освещения. Последние, как правило, отличаются внешним видом — цветом и формой колбы. Коэффициент полезного действия (КПД) ламп накаливания составляет около 5-10%, такая доля потребляемой электроэнергии преобразуется в видимый свет, а основная ее часть превращается в тепло. Любые лампы накаливания состоят из одинаковых основных элементов. Но их размеры, форма и размещение могут сильно отличаться, поэтому различные конструкции не похожи друг на друга и имеют разные характеристики.

Существуют лампы, колбы которых наполнены криптоном или аргоном. Криптоновые обычно имеют форму «грибка». Они меньше по размеру, но обеспечивают больший (примерно на 10%) световой поток по сравнению с аргоновыми. Лампы с шаровой колбой предназначены для светильников, служащих декоративными элементами; с колбой в форме трубки — для подсветки зеркал в стенных шкафах, ванных комнатах и т. д. Лампы накаливания имеют световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт и срок службы около 1000 часов. Они относятся к источникам света с теплой тональностью, поэтому создают погрешности при передаче сине-голубых, желтых и красных тонов. В интерьере, где требования к цветопередаче достаточно высоки, лучше использовать другие типы ламп. Также не рекомендуется применять лампы накаливания для освещения больших площадей и для создания освещенности, превышающей уровень 1000 Лк, так как при этом выделяется много тепла и помещение «перегревается».

Несмотря на эти ограничения, такие приборы все еще остаются классическим и излюбленным источникам света.

Галогенные лампы накаливания

 Лампы накаливания со временем теряют яркость, и происходит это по простой причине: испаряющийся с нити накаливания вольфрам осаждается в виде темного налета на внутренних стенках колбы. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов (йода или брома).

Лампы бывают двух форм: трубчатые — c длинной спиралью, расположенной по оси кварцевой трубки, и капсульные — с компактным телом накала.

 Цоколи малогабаритных бытовых галогенных ламп могут быть резьбовыми (тип Е), которые подходят к обычным патронам, и штифтовые (тип G), которые требуют патронов другого типа.

 Световая отдача галогенных ламп составляет 14-30 лм/Вт. Они относятся к источникам с теплой тональностью, но спектр их излучения ближе к спектру белого света, чем у ламп накаливания. Благодаря этому прекрасно «передаются» цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека.

 Галогенные лампы применяются повсюду. Лампы, имеющие цилиндрическую или свечеобразную колбу и рассчитанные на сетевое напряжение 220В, можно использовать вместо обычных ламп накаливания. Зеркальные лампы, рассчитанные на низкое напряжение, практически незаменимы при акцентированном освещении картин, а также жилых помещений.

Люминесцентные лампы

 Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути. Эти лампы значительно меньше расходуют электроэнергию, чем лампы накаливания или даже галогенные лампы, а служат намного дольше (срок службы до 20 000 часов). Благодаря экономичности и долговечности эти лампы стали самыми распространенными источниками света. В странах с мягким климатом люминесцентные лампы широко применяются в наружном освещении городов. В холодных районах их распространению мешает падение светового потока при низких температурах. Принцип их действия основан на свечении люминофора, нанесенного на стенки колбы. Электрическое поле между электродами лампы заставляет пары ртути выделять невидимое ультрафиолетовое излучение, а люминофор преобразует это излучение в видимый свет. Подбирая сорт люминофора, можно изменять цветовую окраску испускаемого света.

Разрядные лампы высокого давления

 Принцип действия разрядных ламп высокого давления — свечение наполнителя в разрядной трубке под действием дуговых электрических разрядов.

Два основных разряда высокого давления, применяемых в лампах — ртутный и натриевый. Оба дают достаточно узкополосное излучение: ртутный — в голубой области спектра, натрий — в желтой, поэтому цветопередача ртутных (Ra=40-60) и особенно натриевых ламп (Ra=20-40) оставляет желать лучшего. Добавление внутрь разрядной трубки ртутной лампы галогенидов различных металлов позволило создать новый класс источников света — металлогалогенные лампы (МГЛ), отличающиеся очень широким спектром излучения и прекрасными параметрами: высокая световая отдача (до 100 Лм/Вт), хорошая и отличная цветопередача Ra=80-98, широкий диапазон цветовых температур от 3000 К до 20000К, средний срок службы около 15 000 часов. МГЛ успешно применяются в архитектурном, ландшафтном, техническом и спортивном освещении. Еще более широко применяются натриевые лампы. На сегодняшний день это один самых экономичных источников света благодаря высокой светоотдаче (до 150 Лм/Вт), большому сроку службы и демократичной цене. Огромное количество натриевых ламп используется для освещения автомобильных дорог. В Москве натриевые лампы часто из экономии используются для освещения пешеходных пространств, что не всегда уместно из-за проблем с цветопередачей.

Светодиоды

Светодиод — это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение. Специально выращенные кристаллы дают минимальное потребление электроэнергии. Великолепные характеристики светодиодов (световая отдача до 120 Лм/Вт, цветопередача Ra=80-85, срок службы до 100 000 часов) уже обеспечили лидерство в светосигнальной аппаратуре, автомобильной и авиационной технике.

Светодиоды применяются в качестве индикаторов (индикатор включения на панели прибора, буквенно-цифровое табло). В больших уличных экранах и в бегущих строках применяется массив (кластер) светодиодов. Мощные светодиоды используются как источник света в фонарях и прожекторах. Так же они применяются в качестве подсветки жидкокристаллических экранов. Последние поколения этих источников света можно встретить в архитектурном и интерьерном освещении, а так же в бытовом и коммерческом.

Преимущества:

·         Высокий КПД.

·         Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие спирали и иных чувствительных составляющих).

·         Длительный срок службы.

·         Специфический спектральный состав излучения. Спектр довольно узкий. Для нужд индикации и передачи данных это — достоинство, но для освещения это недостаток. Более узкий спектр имеет только лазер.

·         Малый угол излучения — также может быть как достоинством, так и недостатком.

·         Безопасность — не требуются высокие напряжения.

·         Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.

·         Отсутствие ядовитых составляющих (ртуть и др.) и, следовательно, лёгкость утилизации.

·         Недостаток — высокая цена.

·         Срок службы: среднее время полной выработки для светодиодов составляет 100000 часов, это в 100 раз больше ресурса лампочки накаливания.

Световая отдача

Световая отдача — это мера того, насколько хорошо источник света излучает видимый свет, и отношение светового потока (люмен, лм) к мощности (Вт) . Световая отдача может быть выражена как

η = Φ / P (1)

, где

η = световая отдача

Φ = световой поток — количество света, излучаемого источником света (светимость , лм)

P = мощность (Вт)

Типы света и типичная световая отдача:

Интенсивность света описывает количество света, излучаемого в определенном направлении.Это полезное измерение для элементов направленного освещения, таких как отражатели. Его можно выразить как

I = Φ / Ω (2)

, где

I = сила света (лм / ср, кандела, кд)

Φ = световой поток (люмен, лм )

Ω = телесный угол (величина поля зрения из некоторой конкретной точки, которую покрывает данный объект), в который излучается световой поток (стерадианы, ср)

Пример световой отдачи — мощность, необходимая для светодиода Лампа vs.a Вольфрамовая лампа накаливания

Для конкретного применения требуется 500 люмен света.

Требуемая мощность вольфрамовой лампы накаливания со светоотдачей 15 лм / Вт может быть рассчитана путем изменения (1)

P = Φ / η

= (500 лм) / (15 лм) / Вт)

= 33 Вт

Требуемая мощность светодиодной лампы со световой эффективностью 70 лм / Вт может быть рассчитана путем изменения (1) на

P = Φ / η

= (500 лм) / (70 лм / Вт)

= 7.1 Вт

Исследователи разработали высокоточный метод измерения световой отдачи светодиодов

Метод помогает найти наиболее эффективные лампы, которые могут сэкономить миллиарды на расходах на освещение в будущем.

Исследователям из Университета Аалто и Центра технических исследований Финляндии VTT удалось разработать метод, который помогает улучшить относительную погрешность измерения световой отдачи светодиодов с примерно пяти процентов сегодняшнего дня до одного процента в будущем.

«До сих пор решения на основе ламп накаливания использовались в фотометрии, то есть в измерении света, обнаруживаемого человеческим глазом», — объясняет Томи Пулли, докторант Университета Аалто.

«Фотометры, которые производители ламп используют для калибровки своих устройств, были произведены и откалиброваны для ламп накаливания, что приводит к ошибкам при измерении эффективности светодиодов. В нашем исследовании мы использовали светодиодную лампу с четко определенным спектром и PQED Детектор, который мы разработали вместе с VTT MIKES Metrology и европейскими партнерами, спектральная чувствительность которого может быть определена с высокой точностью, поэтому отпала необходимость в проблемных оптических фильтрах, используемых в приложениях на основе ламп накаливания.Действительно, точное определение и анализ спектра светодиода было самой сложной и важной частью исследования », — говорит он.

От точки до сферы

Детектор, который использовал в измерениях Пулли и его коллеги, измеряет освещенность светодиодов на очень небольшой площади. По словам профессора Эркки Иконена, руководителя исследования, следующим шагом будет переход к измерениям, соответствующим реальным условиям освещения.

«излучают свет во всех направлениях.Таким образом, чтобы измерить световую отдачу, мы используем устройство, называемое интегрированной сферой, которое учитывает свет, исходящий с разных направлений, он указывает и напоминает нам, что история светодиодов все еще коротка по сравнению с лампами накаливания и люминесцентными лампами. Поэтому информации об их действительной эффективности и свойствах старения пока мало. В самом деле, очень важно определить световую отдачу как можно точнее, чтобы на рынок можно было ввести такие лампы, которые преобразуют как можно больше электрической энергии в свет, полезный для человеческого глаза.«

«Пока доля светодиодов в мире составляет всего около десяти процентов, но их количество быстро растет», — объясняет Иконен.

«На освещение приходится примерно 20 процентов мирового потребления электроэнергии. Как только доля светодиодов возрастет почти до 50 процентов, точность измерения световой эффективности ламп, представленных в США, повысится всего на один процент. рынок будет означать экономию миллиардов евро каждый год.»

Ссылка : Исследователи разработали высокоточный метод измерения световой отдачи светодиодов (2015, 18 сентября) получено 6 сентября 2020 с https: // физ.org / news / 2015-09-high-precision-method-luminous-efficacy.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Люминесценция, флуоресценция и фосфоресценция — объясните это, материал

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 27 апреля 2020 г.

Когда вы просыпаетесь посреди ночи, не знаете, где вы нет ничего более обнадеживающего, чем светящийся циферблат смотреть. Вам не нужно искать свет: просто взгляните на свое запястье и вы точно знаете, который час. Такие часы светятся весь день долго — мы просто не замечаем их призрачного сияния днем.какой заставляет их светиться ночью, после того, как все другие источники света тусклые?

Фото: Биолюминесценция (жуткое голубое свечение, создаваемое океанскими существами) в Восточно-Китайском море, наблюдаемое с борта корабля. Фото Джордана Крауча любезно предоставлено ВМС США.

Что такое люминесценция?

«Светящийся» означает просто испускание света; большинство вещей в нашем мир производят свет, потому что у них есть энергия, которая изначально пришла от Солнца, которое является самым большим и ярким объектом, который мы можем видеть.Строго говоря, хотя кажется, что Луна излучает свет, она на самом деле не светится, потому что просто отражает свет от Солнце как гигантское зеркало из камня. Светящийся — довольно расплывчатое слово действительно. Возможно, светится даже лампочка фонарика, потому что она вращается электричество (электрическая энергия) превращается в свет и направляет его на нас. Но лампочки нравятся они накаливаются и делают свет, производя тепло. Люминесцентный вещи, напротив, излучают свет, когда их атомы возбуждаются в процессе, который требует небольшого количества тепла или не требует его вообще. чтобы это произошло.

Фотография: «Светящийся» не означает «светится в темноте»: это означает, что объект излучает свет, который производит сам. Строго говоря, это означает, что Солнце (вверху) светится, а Луна (внизу) — нет. Фотографии любезно предоставлены Центром космических полетов имени Годдарда НАСА (Солнце) и Лабораторией реактивного движения НАСА (Луна) через НАСА в Commons.

В чем разница между люминесценцией, флуоресценцией и фосфоресценцией?

Фото: Этот «светящийся» циферблат часов покрыт фосфоресцирующей краской, поэтому светится в темноте.Сфотографировать на удивление сложно (без жульничества!), Потому что он дает очень мало света.

Флуоресцентные материалы мгновенно излучают свет, когда атомы внутри они поглощают энергию и становятся «возбужденными». Когда атомы возвращаются в норму, всего за стотысячную долю секунды они выдают энергию, которая их возбуждала, в виде крошечных частиц света называемые фотонами. Сиять ультрафиолетовым светом на украденном Телевизор или фотоаппарат, и вы можете обнаружить, что на вас светит чей-то адрес, написанный невидимыми чернилами.Чернила сделаны из флуоресцентные химические вещества, поглощающие энергию УФ-излучения, становятся возбуждаются, а затем выделяют энергию в виде фотонов видимого света. Выключите УФ-свет, и чернила снова исчезнут. Ты можешь читать больше о том, как атомы делают свет в блоке функций, в нашей статье о свет.

Когда мы говорим о «светящихся» часах и красках, на самом деле мы имеем в виду фосфоресценцию, очень похож на флуоресценцию: процесс, благодаря которому лампы делают свет.

Фото: Энергосберегающая компактная люминесцентная лампа (КЛЛ).Флуоресцентный химикат представляет собой своего рода мелово-белый налет на внутренней стороне тонких стеклянных трубок. Вы могли заметить, что такие лампы продолжают немного светиться даже после того, как вы их выключили? Подобно люминесцентным часам, люминофорные химические вещества все еще достаточно возбуждены, чтобы излучать свет в течение некоторого времени после стимуляции.

Фосфоресцентные материалы работают так же, как флуоресцентные. единицы, за исключением того, что между ними есть задержка между поглощением энергии и выдающий свет.Иногда фосфоресценция длится несколько секунд после снятия стимулирующей энергии; иногда — как в светящиеся часы — его хватает на несколько часов. Вы, наверное, заметили, что это требуется немного времени, чтобы «зарядить» светящиеся часы энергией прежде, чем он будет светиться в темноте. Вы также могли заметить, что светящиеся часы больше всего светит в начале ночи. К тому времени, как рассветает, у него обычно заканчивается энергия, и он перестает светиться. Это не должно вызывать удивления. Часы не могут сделать свет из ничего, не нарушая ни одного из самые основные законы физики — сохранение энергии.

Какие еще виды люминесценции существуют?

Фото: сине-зеленая светящаяся палочка излучает свет с помощью хемолюминесценции. фото Деметриус Кеннон любезно предоставлен ВМС США.

Посветите свету на светящиеся часы, и они будут сиять прямо на вас. Это пример того, что мы называем фотолюминесценцией: люминесценция, производимая свет. Но вы можете заставить вещи излучать свет, возбуждая их атомы. со многими другими видами энергии. Вы даете атомам один вид энергии (свет, тепло, звук или что-то еще), и они возвращают ту же энергию обратно тебе как свет.У ученых почти все от А до Я (ну, в любом случае, B-T!) слов для описания различных видов люминесценция:

• Биолюминесценция: создается живыми существами, такими как светлячки, светлячки и многие морские существа.
• Хемолюминесценция: образуется в результате химической реакции. Свечение палочки работают так.
• Электролюминесценция: создается при прохождении электричества через что-то вроде газа.
• Фотолюминесценция: создается сияющим светом на «светящиеся» (фосфоресцирующие) краски.
• Рентгенолюминесценция: создается сияющим рентгеновским излучением на вещи. (Любопытное имя происходит от Вильгельма Рентгена (1845–1923), первооткрывателя Рентген.)
• Сонолюминесценция: создается при прохождении энергетических звуковых волн через жидкости.
• Термолюминесценция: возникает, когда фотоны испускаются из горячие материалы.
• Триболюминесценция: возникает при трении, царапании или физически деформирующие кристаллы.

Огни в ночи

Светлячки и светлячки

Светлячки и светлячки (их личинки) — самые известные образцы биолюминесцентных существа.Они используют сложную реакцию, чтобы получить свет от пара химических веществ, называемых люциферином и люциферазой, хранится в их хвосты. Биолюминесценция — это особый вид хемолюминесценции, который происходит внутри живых существ.

Существа бездны

Кальмары, креветки, сардины, планктон, морские звезды и все виды другие морские существа используют биолюминесценцию для общения, камуфляж или защита — мигает, чтобы привлечь товарищей или предупредить хищники.

Фото: Биолюминесценция в действии.Осталось: Кораллы и биолюминесцирующие криноидеи в Северной Атлантике. Фото любезно предоставлено экспедицией Bioluminescence 2009, NOAA / OER, опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons. Справа: биолюминесцентный гребневик. Фото любезно предоставлено программой NOAA Okeanos Explorer, экспедиция 2012 года в Мексиканском заливе, опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons.

Для чего можно использовать люминесценцию?

Фото: Призрачное свечение таймера духовки вызвано люминофором, который при ударе электронов загорается зеленым светом и на короткое время «заряжает» их энергией.Это пример того, что называется вакуумный флуоресцентный дисплей.

«Светящиеся» (фосфоресцентные) краски, энергосберегающий люминесцентный лампы, люминесцентные (повышенной видимости) куртки очевидны Примеры. Но есть много других способов использования люминесценции. Старомодные электронно-лучевые телевизоры (и осциллографы) делать снимки стрельба из электронных пушек по экрану, покрытому люминофором (фосфоресцентные химикаты). Лазеры создают свои мощные лучи за счет процесс, называемый вынужденным излучением, который происходит, когда атомы вынужден испускать фотоны снова и снова.УФ-свет используется для производить фосфоресценцию в различных медицинских тестах, в археологические исследования и судебная медицина для помощи в обнаружении преступления.

Фото: Защитная полоса: старинная флюоресцентная серебристая краска позволяет этой черной куртке выделяться ночью в свете автомобильных фар или, в данном случае, во вспышке моей камеры. Это вид низкотехнологичного, хорошо заметного, который существует уже несколько десятилетий, и его большой недостаток заключается в том, что он быстро тускнеет и теряет свою отражающую способность.В новые куртки и жилеты с высокой видимостью прямо вшита светоотражающая ткань. Он сделан из таких материалов, как 3M ™ Scotchlite ™, в котором используются крошечные светоотражающие шарики, отражающие больше света. Он намного ярче старой краски и держится намного дольше.

Некоторые виды использования люминесценции еще более удивительны. Много моющие средства для стирки содержат ингредиенты, известные как оптические осветлители, которые на самом деле представляют собой фосфоресцирующие химические вещества. Солнечный свет представляет собой смесь обычного видимого света. (который могут видеть наши глаза) и ультрафиолетовый свет (который мы не видим).Когда солнечный свет падает на недавно постиранную одежду, атомы оптических отбеливателей, оставленные моющими средствами, возбуждаются и преобразуют солнечный ультрафиолет. свет в обычный свет. В результате при взгляде на свежевыстиранный белый одежду, вы должны видеть более яркий, немного более синий отраженный свет, производимый оптическими отбеливателями. Идея в том, чтобы ваша одежда выглядела чище и ярче, поэтому в рекламе на телевидении белизны «и изображали улыбающихся людей, подносящих одежду к окну (где больше Солнечный свет, насыщенный ультрафиолетом), чтобы увидеть это.Удивительно некоторые места, где вы находите науку — даже таинственную в вашей прачечной!

Как люминесцентный свет бьет грабителей!

Фото: Такие ультрафиолетовые лампы можно используется для обнаружения «невидимых» защитных чернил, отпугивающих воров. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Лучшая охранная сигнализация в мире не всегда удерживает воров вашего дома, и если ваши ценности украдут, они часто пропадают для блага.Даже если полиция поймает мошенников и вернет некоторые их добыча, как они могут вернуть ее законным владельцам? ВОЗ знает, какая камера или телевизор какому человеку принадлежит? Наука предлагает действительно простое решение! Все, что вам нужно сделать, это отметить свою собственность невидимые флуоресцентные чернила, которые появляются только в ультрафиолетовый свет. Когда полиция возвращает украденное имущество, они махают ультрафиолетовой лампой. над ним появляются маркировки (возможно, ваше имя или почтовый индекс), и они мгновенно узнаю, кому он принадлежит.

Теперь, если чернила невидимы и отображаются только в невидимых ультрафиолетовый свет, почему вы можете видеть его, когда светите одним из эти специальные огни на нем? Как мы уже видели, атомы излучают свет, когда поглощают энергию, затем испустить (отдать) ту же энергию несколько мгновений спустя. Что происходит с невидимыми защитными чернилами, так это то, что атомы поглощают ультрафиолетовый свет, но затем немного другой, голубоватый свет, который могут видеть наши глаза. (Это похоже на процесс, который происходит в белом внешнем покрытии люминесцентная лампа, которая преобразует ультрафиолетовый свет внутри лампы в видимый свет, который освещает наши дома.)

Фотография: Как работают невидимые защитные чернила и краски по сравнению с обычными чернилами и красками. 1) В обычном белый свет (здесь он окрашен в желтый цвет), нормальные чернила появляются, потому что они поглощают все световые лучи, кроме световых лучей их собственного цвета, которые они отражают. Таким образом, красные чернила выглядят красными в белом свете. 2) В УФ-свете обычные чернила имеют тенденцию становиться черными. 3) Когда белый свет (снова окрашенный в желтый цвет на этой диаграмме) освещает невидимые УФ-чернила, чернила отражают свет, как свет, который не видят наши глаза, поэтому он остается невидимым.4) В ультрафиолетовом свете невидимые чернила отражают видимый свет, поэтому они приобретают красный или другой цвет.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Для читателей постарше

Для младших читателей

Статьи

• Флуоресценция показывает невероятную продуктивность кукурузного пояса Америки. Автор Бетси Мейсон. Wired, 3 апреля 2014 года. Спутники НАСА используют флуоресценцию для картирования фотосинтеза из космоса.
• Фотолюминесцентные наночастицы убивают рак, Декстер Джонсон.IEEE Spectrum, 17 апреля 2014 г. Исследователи обнаруживают, как крошечные частицы цистеамина меди (Cu-Cy) можно стимулировать с помощью рентгеновских лучей, чтобы произвести люминесценцию, которая будет бороться с раковыми клетками.
Флуоресценция
• широко распространена у рыб, результаты исследования Джеймса Гормана. Нью-Йорк Таймс. 8 января 2014 года. По данным американского музея естественной истории, существует 180 видов флуоресцентных рыб.
• Фантастический свет: использование естественного сияния. Автор Пол Ринкорн. BBC News, 24 января 2013 г.Описывает некоторые практические применения биолюминесценции, особенно в медицине.
• Биолюминесценция: освещая мир природы: BBC Nature Features, 16 января 2013 г. Отличный обзор биолюминесценции, включая видео и фотографии. [Архивировано через Wayback Machine.]

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

3M и Scotchlite являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками 3M.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2020) Люминесценция.Получено с https://www.explainthatstuff.com/luminescence.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

% PDF-1.3 % 426 0 объект > endobj xref 426 42 0000000016 00000 н. 0000001209 00000 н. 0000001303 00000 н. 0000001444 00000 н. 0000001637 00000 н. 0000001685 00000 н. 0000001733 00000 н. 0000001781 00000 н. 0000001829 00000 н. 0000001877 00000 н. 0000001925 00000 н. 0000001974 00000 н. 0000002023 00000 н. 0000002072 00000 н. 0000002121 00000 п. 0000002170 00000 н. 0000002219 00000 н. 0000002268 00000 н. 0000002317 00000 н. 0000002366 00000 н. 0000002415 00000 н. 0000002464 00000 н. 0000002513 00000 н. 0000002562 00000 н. 0000002611 00000 н. 0000003592 00000 н. 0000003772 00000 н. 0000003985 00000 н. 0000004057 00000 н. 0000004862 00000 н. 0000005043 00000 н. 0000005402 00000 н. 0000006202 00000 н. 0000006491 00000 н. 0000007292 00000 н. 0000007370 00000 н. 0000008879 00000 п. 0000008958 00000 п. 0000009634 00000 н. 0000012454 00000 п. 0000002660 00000 н. 0000003570 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 427 0 объект > endobj 428 0 объект `Dz — # _ m_} g) / U (^ uGgO; \\ ϚSd ۬ | X`] j) / П-12 >> endobj 429 0 объект [ 430 0 R 431 0 R 432 0 R 433 0 R 434 0 R 435 0 R 436 0 R 437 0 R 438 0 R 439 0 R 440 0 R 441 0 R 442 0 R 443 0 R 444 0 R 445 0 R 446 0 R 447 0 R 448 0 R 449 0 R 450 0 R ] endobj 430 0 объект > endobj 431 0 объект > endobj 432 0 объект > endobj 433 0 объект > endobj 434 0 объект > endobj 435 0 объект > endobj 436 0 объект > endobj 437 0 объект > endobj 438 0 объект > endobj 439 0 объект > endobj 440 0 объект > endobj 441 0 объект > endobj 442 0 объект > endobj 443 0 объект > endobj 444 0 объект > endobj 445 0 объект > endobj 446 0 объект > endobj 447 0 объект > endobj 448 0 объект > endobj 449 0 объект > endobj 450 0 объект > endobj 466 0 объект > поток 3 (VV3 [v [u> oQ83> u {MP> qvMZ Tw-4 {Q6 k? (/) @ / HorM’O% «~ QRi? Q0k; CEU: XG_d [YwDDC (0WC ߙ ӓ.앀 «! AM5 г] г p / {- OzuϷ4s @ 㷼 J [d