Главная · Освещение · Световой поток 1000 люмен. Световой поток светодиодных ламп: краткая характеристика и особенности

Световой поток 1000 люмен. Световой поток светодиодных ламп: краткая характеристика и особенности

Мой друг, Генеральный директор Бадмаев А.Е., тоже увлекается светодиодами и уже более двух лет как полностью перевел освещение своей квартиры на светодиодные лампы, заменив ими старые или перегоревшие энергосберегающие или лампы накаливания. Вот сидит человек и не может не радоваться глядя на показания своего электросчетчика ведь счета за потребленную электроэнергию очень существенно снизились. Может быть и всем нам пора?
Свою первую светодиодную лампу лично я купил в 2009 году. Это была лампа с цоколем GU 5.3 для точечных светильников, мощностью 1,2 Вт, холодного белого света и стоила она тогда 120 рублей. Так как яркость этой лампы очень не велика, пришлось установить ее в санузел как аварийную в дополнение к галогенке. Вот за семь лет с ней ничего не случилось, правда и галогенку я менял только один раз. Считайте сами… Эта статья написана для тех кто звонит мне из магазина, а я очень занят и мне некогда все это дело объяснять.

Характеристики светодиодных ламп

Для правильного выбора светодиодных ламп следует знать по каким критериям они подразделяются, а их как сейчас расскажу, достаточно чтобы запутаться.

Устройство светодиодных ламп

Светодиодная лампа как и все другие состоит из цокольной части и колбы. В цокольную часть спрятана печатная плата драйвера для питания платы на которую припаяны светодиоды закрытые защитно-декоративной пластиковой прозрачной или матовой колбой. Есть правда и открытые лампы типа «кукуруза» они подойдут для общего освещения.
Вот прикольное видео разборки LED-лампы где наглядно видно внутреннее устройство:

Диммируемые светодиодные лампы

Есть в продаже и диммируемые светодиодные лампы. Т.е. лампы с возможностью изменять их мощность светового потока с помощью диммера. Лучше всего для таких ламп использовать обычный диммер для ламп накаливания.
Все вроде хорошо, но стоимость диммируемых ламп очень высока и за эту функцию далеко не каждый будет платить, да и стоимость самого диммера следует учесть.

Недостатки светодиодных ламп


Сейчас на рынке имеются светодиодные лампы всех размеров и форм. Они способны заменить привычные нам лампы абсолютно во всех светильниках.
Предлагаются лампы всех возможных цоколей, а так же для автомобилей, для освещения растений (фитолампы) и т.п.
Основные проблемы большинства светодиодных ламп это проблемы надежности.
При заявляемом сроке службы 30000 и даже 50000 часов (идет речь о сроке службы светодиодов, а не самой лампы) на деле срок службы может ограничиться парой дней, учитывая стоимость это плохо. Небольшой срок службы ламп обусловлен стараниями недобросовестных производителей уменьшить затраты на производство своих изделий. Применяют дешевые светодиоды, максимально упрощенные схемы драйверов, неподходящую элементную базу, не придают серьезного значения охлаждению. В сумме это и дает тот эффект который имеем. Приобретать следует изделия известных на рынке производителей, которые следят за качеством выпускаемой продукции, хотя не все они готовы к избеганию вышеуказанных проблем.

После покупки светодиодных ламп не выбрасывайте кассовый чек и упаковку от ламп в течение гарантийного срока это позволит Вам произвести замену вдруг сгоревшей лампы. Серьезные производители вроде Philips или Osram дают гарантию 3 года.

Ремонт светодиодных ламп

В принципе не рабочую светодиодную лампу можно успешно ремонтировать. Обычная проблема светодиодных ламп это некачественные драйвера из-за плохих комплектующих которых вздуваются и даже лопаются конденсаторы, перегорает один или несколько светодиодов, либо их перегрев из-за плохого охлаждения. Так как все светодиоды соединены последовательно, то выход из строя одного прерывает работу всей цепочки. Здесь задача отыскать и заменить проблемные диоды на аналогичные, а электролитические конденсаторы на напряжение не меньше 400 В.
Конечно для ремонта и переделки светодиодных ламп требуются специальные знания, навыки и материалы.

Вывод.

Переход на светодиодные лампы сейчас безусловно актуален и уже экономически выгоден. А если у Вас еще и руки нормальные, то смело можно брать самые дешевые лампы и несколько подправив их радоваться как мой усатый друг Анатолий Евгеньевич. Баланс цена-качество — выбор за вами.

Самое привычное для нас световое устройство это обычная лампочка накаливания. Она представляет собой источник освещения, состоящий из стеклянной колбы, тела накаливания, электродов, цоколя и изолятора.

Они просты, надежны, и приобрести их можно по очень невысокой цене. Несмотря на популярность ламп накаливания, они обладают рядом недостатков. КПД такого прибора около 2%, низкая светоотдача в пределах 20 Лм/Вт и короткий, около 1000 часов, срок службы.

При подключении к электрической сети лампа накаливания преобразует электрическую энергию в световую , посредством нагревания проводника (нити) накала. Изготовленная из тугоплавкого вольфрама или его сплавов, нить находится в стеклянной колбе, заполненной инертным газом или вакуумом (для маломощных ламп до 25 Вт).



Устройство работы лампочки «Ильича»

Колба служит для защиты от воздействия внешних факторов, а инертный газ (криптон, азот, ксенон, аргон и их смеси) не позволяет вольфрамовому проводнику окислиться и уменьшает теплопотери. Нить раскаляется под действием проходящего через нее тока до температуры порядка 3000ºС (такая высокая температура со временем приводит к истончению и перегоранию проводника).

В результате нагрева происходит электромагнитное излучение, небольшая доля которого находится в видимом спектре, основная часть представляет собой инфракрасное излучение. Световой поток возникает, когда очень высокая температура нити накала преобразует электромагнитное излучение в видимый свет.

Потребляемая лампой энергия частично преобразуется в видимое глазом излучение. Основная часть под действием конвекции внутри колбы рассеивается в процессе теплопроводности.

Возникающий в лампах накаливания свет находится в части желтого и красного спектра лучей, поэтому близок к дневному свету.

Световой поток

Прямое назначение любого светового прибора – освещение. В лампе накаливания оно создается путем преобразования тепловой энергии в световой поток.



Люксметр - прибор для измерения светоотдачи и пульсации лампочки

Определение и правила измерения

Световой поток - величина, которая характеризует световую мощность (световая энергия, которая переносится через некоторую поверхность за единицу времени излучением) видимого излучения в потоке этого излучения, то есть по производимому на глаз человека световому ощущению.

Чувствительность этого ощущения можно определить по кривой спектральной эффективности, которая утверждена МКО. Единицей измерения светового потока в Международной системе единиц является люмен (лм или lm) , который рассчитывается по формуле:

1 лм = 1 кд*ср (1 лк × м2) , где:

  • кд - кандела;
  • телесный угол, 1 стерадиан.

Энергия в пучке света имеет временное и пространственное распределение. Источники, излучающие световой поток, различают по распределению цветов спектра:

  • линейчатый спектр (отдельные линии);
  • полосатый спектр (рядом расположенные разграниченные линии);
  • сплошной спектр.
Спектральная плотность светового пучка характеризуется распределением лучистого потока по спектру. Измеряется в Вт/нм.

Соотношение с мощностью элемента

Возрастание светового потока напрямую зависит от мощности лампы. На графике (см. рисунок ниже) прослеживается четкая зависимость возрастания яркости пропорционально возрастанию мощности.



График зависимости светового потока ламп различного типа от потребляемой мощности Таблица - Зависимость уровня светового потока и мощности лампочки накаливания
Лампа накаливания, Вт Световой поток (лм) Напряжение на лампе, В
40 610 12
40 570 36
40 340 230
40 400 240
60 955 36
60 735 225
60 645 230
60 711 235
60 670 240
75 940 220
75 960 225
100 1581 36
100 1381 225
100 1201 230
100 1361 235
150 2151 230
150 2181 240
200 2951 225
200 3051 230
300 3361 225
300 4801 230
300 4851 235
500 8401 220
750 13100 220
1000 18700 220
Лампы накаливания одинаковой мощности могут излучать разный световой поток. Чем выше напряжение, тем выше значение светового потока.

Сравнение с другими типами ламп

Сравнительный анализ светового потока ламп накаливания с более совершенными люминесцентными и позволяет оценить его эффективность.



Уровень светоотдачи для различных типов осветительных элементов

Несмотря на преимущества лампочек накаливания, таких, как моментальное включение, низкая стоимость, большой выбор форм и мощности, отсутствие мерцания, эффективность светового потока по отношению к потребляемой мощности очень низкая, по сравнению с изделиями нового поколения. За рубежом доля вольфрамовых элементов в общем потоке составляет порядка 10 %.

Все большую популярность среди осветительных приборов приобретают светодиодные источники света. Несмотря на довольно высокую стоимость изготовления, переход на такой тип освещения всего лишь вопрос времени.

LED (международное обозначение) светильники обладают преимуществами перед лампами накаливания и люминесцентными лампами. Их параметры, такие, как спектр цвета, цветовая температура, яркость, поддаются регулировке.

Потенциал светодиодных светильников позволяет использовать их во всех сферах освещения: от дома применения в осветительных системах авто.

  1. Световой поток
  2. Термин и порядок измерения

Принцип работы и основные характеристики

Производство LED светильников можно разделить на три этапа :

  • выращивание кристалла при помощи метода металлоорганической эпитаксии;
  • создание чипа методом планарной обработки пленок;
  • сортировка чипов с помощью бинирования;
  • сборка всех частей светодиода.


Принцип функционирования LED лампы Принцип работы светодиода можно описать как взаимодействие двух противоположно заряженных полупроводников, создающих p-n-переход (контакт электронов) . В процессе взаимообмена электронами на его границе создается световое излучение.

Основные характеристики, позволяющие оценить качество светодиодного светильника :

  • мощность (количественное измерение потребляемой электроэнергии);
  • цветовая температура (цвет света, испускаемого элементом);
  • световой поток (количество производимого света).

Поток света в светодиодном светильнике узконаправленный.

Световой поток

Световой поток характеризуется количеством видимого света, который образуется при работе LED источника света . Складывается он из следующих показателей:


Основные формулы для вычисления светового потока

Яркость лампы диодного типа уменьшается в течение срока эксплуатации . Также он может теряться по мере прохождения через линзу или накладку, защищающую источник света. При этом потери остаются в пределах 5%.

Световой поток светодиодной лампы тем выше, чем больше мощность светодиода и выше напряжение в электрической сети питания.

Термин и порядок измерения

Световой поток представляет собой световое излучение, распространяющееся во всех направлениях, длину волн которого может воспринимать человеческий глаз . Единицей измерения потока света является люмен (Лм).

Светодиодный источник света излучает электромагнитные волны разной длины. Световой поток измеряется суммарным значением видимых глазом световых волн, а также волн инфракрасного и ультрафиолетового излучения, с учетом усредненной кривой чувствительности человеческого глаза к восприятию световых волн. По его значению определяется поток света светодиодных светильников.

Узнать больше можно просмотрев видео от всемирноизвестного производителя Philips. В видеоролике подробно рассказано о том, что такое люмен и как он поможет выбрать наиболее подходящий осветительный элемент.

Равномерность освещения тем лучше, чем шире угол излучения.

Светоотдача для ламп диодного типа различного назначения

Сила света определяет интенсивность освещения источником света во множественных точках пространства. Единицей ее измерения является кандела (кд), зависящая от эталонного источника освещения . Световой поток светодиодной лампы рассчитывается как отношение потока света, равномерно распределенного в его пределах, к телесному углу.

Самостоятельно определить, какова сила света, можно при помощи прибора люксметр. Для этого необходимо замерить освещенность в нескольких точках исследуемого места.

Среди множества светодиодных светильников выделяют следующие виды:

  • для домашнего освещения;
  • промышленные (используются для производственных площадей);
  • офисные (для общественных и торговых мест);
  • уличные.

В таблице приведены соотношение мощности и уровня светоотдачи некоторых моделей диодных светильников .

Таблица — Характеристика яркости для LED-светильников

Тип (цоколь, назначение) Мощность, Вт Световой поток, Лм
Е27/14 (домашний) 5 430 — 440
Е27/14 (домашний) 10 910
GX70 (домашний) 10 760 — 800
СПДК18 (производственный) 18 1836
СДГ 120 / СДГ 150 / СДГ 180 (производственные) 120 — 180 12000 — 18000
СДП128 (производственные) 128 14900 — 17135
СДО30 (офисные) 30 3000
СДО44 (офисные) 44 4400
СДОТ10 (офисные) 10 340
СДУУ64 (уличные) 64 4500
СДУ 80 (уличные) 80 7850


Сравнение дальности и яркости свечения ламп галогенного и LED типов

Сравнение светодиодных и люминесцентных ламп

ЛЕД лампы превосходят по техническим характеристикам энергосберегающие лампы, в том числе и по яркости. Убедиться в этом поможет следующая таблица.

Таблица — Сравнение яркости люминесцентной и ЛЕД лампочек

Cветодиодная лампа Люминесцентная лампа
Мощность Вт Световой поток Лм Мощность Вт Световой поток Лм
5 450 15 450
9 700 20 700
12 900 25 1000
15 1200 30 1200
20 1800 50 1800
30 2500 80 2500

По приведенным выше сравнительным данным, можно сделать вывод, что светодиодные светильники более экономичны в потреблении электроэнергии. Световой поток таких источников света наиболее эффективен в применении в различных областях освещения.

Только только я успел заменить все лампочки в доме на энергосберегающие, как тут же появились еще более экономичные светодиодные. Ну и мне очень захотелось поставить дома такие. На самом деле в них меня привлекает даже не столько экономичность, сколько долговечность. А то обещания о многолетней службе энергосбрегающих оказались фикцией. С моим регулярно мигающим светом (и это я практически в центре цивилизации, ну там километров 20 до Кремля. Даже страшно подумать какого качества электросети где нить в далекой глуши!) лампочки могут запросто сгореть уже через месяц после покупки. Ну и где выгода в сравнении с обычными лампочками накаливания?

Для светодиодных срок жизни заявлен куда больший, нежели для энергосберегающих. Разумеется, практика покажет, про энергосберегайки вон тоже сколько чего нам обещали, но попробовать хочется. Там конструктив, когда световой поток формируется не одним, а несколькими элементами, дает надежду на большую живучесть системы в целом. То есть если сдыхает один светодиод, то лампочка не умирает, а просто светит слабее. С другой стороны, по опыту использования энергосберегаек, у меня в 90% случаев выгорала элементная база (то есть пускатель, ЭПРА или как там назвать то что впихнуто в патрон). Сама витая люминисцентная трубка обычно цела, нет ни характерных потемнений в местах расположения нити, люминофор не отваливается, герметизация не нарушена. А вот пускатель в патроне всегда сильно греется, вплоть до пожелтения и деформации пластмассы. Он обычно и дохнет, я уже привык реагировать на характерный химический запах нагретого пластика - как почувствовал, значит пора менять лампочку, скоро умрет.



По правде говоря, этот момент меня столь же смущает и в светодиодных лампах. Судя по наличию хорошо заметного ребристого радиатора на большинстве моделей - ему есть что рассеивать. Значит основание лампы должно нехило греться, иначе зачем такие затраты отнюдь не дешевого металла на радиатор? Пока это просто теория, я до сих пор ни одной лампочки не купил (если честно, то цена в наших магазинах коробит, а заказать вдвое дешевле из Китая все руки не доходят), по этому могу и ошибиться. Ну, в общем, посмотрим.



Устройство светодиодной лампочки. Картинка позаимствована с сайта www.navigator-light.ru, они их выпускают.

Кстати, если вас смущает, что светодиодная лампа будет давать направленный свет (как фонарик), то этого опасаться не стоит. Во-первых, сейчас большинтво производителей стали делать "пирамидку" излучателей (как на картинке выше). Так что светит она уже как минимум в секторе 180 градусов. А во вторых, если уж совсем хочется круговой свет, то уже начали делать вот такие лампочки по типу кукурузного початка. У нас я в магазинах пока их не видел (это не значит что их нет, это значит что я мало хожу по магазинам электротоваров), но на http://ru.aliexpress.com/category/202001096/led-bulbs-tubes.html их полным полно.


Ну вот теперь собственно то, ради чего я всю эту писанину и затеял. Мы привыкли при покупке лампочек ориентироваться на их мощность, то есть большинство представляет себе как светит обычная 100вт лампочка накаливания и отталкивается от этого ощущения - достаточно ли светло лично вам будет, если купить лампочку 75вт, или надо все таки 100? А вот с энергосберегающими такой метод не прокатывает - мощности то совсем другие, лампочка в 26вт будет светить ярче чем 100вт лампочка накаливания. К счастью физики уже давным давно все предусмотрели, придумав как измерять световой поток:) И лаже ввели такую единицу измерения как люмен .

Обозначения светового потока в люменах появились на лампах только совсем недавно. До этого вполне обходились ваттами, а еще раньше так же спокойно считали световой поток лампочек в свечах. Моя бабушка. например,отправляя меня в магазин, поручала купить лампоку в "60 свечей". А я раздраженно ей возражал, что правильно "ватт" :) На самом деле правильно - "столько то люмен". Думаю что наши дети уже к этому привыкнут. А для вас. еще не привыкших к цифрам на упаковке вот маленькая табличка. она весьма примерная, например для 100 вт лампочки накаливания точные цифры светового потока в люменах 1340. Но для того чтобы ориентироваться в магазине - сойдет.

Лампа накаливания

мощностью Вт

Люминесцентная лампа

мощностью Вт

Светодиодная лампа

мощностью Вт

Световой поток

20 Вт 5-7 Вт 2-3 Вт Около 250 Лм
40 Вт 10-13 Вт 4-5 Вт Около 400 Лм
60 Вт 15-16 Вт 8-10 Вт Около 700 Лм
75 Вт 18-20 Вт 10-12 Вт Около 950 Лм
100 Вт 25-30 Вт 12-15 Вт Около 1300 Лм
150 Вт 40-50 Вт 18-20 Вт Около 1800 Лм
200 Вт 60-80 Вт 25-30 Вт Около 2500 Лм

Сколько люмен в 20 Вт лампочке? Сколько люмен в 40 ваттной лампочке? Сколько люмен в 100 ваттной лампочке? Сколько люмен в лампочке?

При выборе светодиодной лампы обратите внимание на люмены, чтобы убедиться, в нужном Вам количестве света.

Обычно мы покупаем вещи исходя из того количества, которое нам необходимо, не так ли? Когда мы покупаем молоко, мы покупаем его в литрах. Тогда почему же со светом должно быть иначе? Десятилетиями мы покупали лампочки, руководствуясь тем, сколько энергии они потребляют (ватты) – и, не обращая внимания на то, сколько света они нам дают (люмены).

Люмен показывает, сколько света вы получаете от лампочки. Чем больше люменов, тем ярче свет. Меньшее количество люменов дает меньше света.

Но яркость и количество люменов может сильно разниться, поэтому есть определенный способ расчета подходящих характеристик.

Практический способ расчета:

  • чтобы заменить 100-ваттную лампу накаливания, ищите светодиодную лампочку, которая даст 1100 люменов;
  • 75-ваттную лампу ‒ около 750 люменов;
  • 60-ваттную лампу ‒ около 550 люменов;
  • 40-ваттную лампу ‒ около 200 люменов.

Если нужно что-либо менее яркое, приобретайте светодиодные лампы с меньшим количеством люменов.

Эффективность освещения:

Но нельзя забывать, что Люмен - это полный световой поток от источника. Однако, это измерение обычно не принимает во внимание сосредотачивающую эффективность отражателя или линзы и поэтому не является прямым параметром оценки яркости или полезной производительности луча светильника. У широкого светового луча может быть тот же самый показатель люмен, как и у узкосфокусированного. Люмены не могут использоваться, чтобы определить интенсивность луча, потому что оценка в люменах включает в себя весь рассеянный и бесполезный свет.

Люкс — единица измерения освещённости.

Так например 1 Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 люмен. Если собрать 100 люменов и спроецировать их на область в 1 м², то освещенность этой области составит 100 люкс. Если те же самые 100 люменов направить на 10 м², то освещенность составит 10 люкс.

Этикетка для светодиодных ламп:

Что должно быть на упаковке когда вы покупаете светодиодные приборы освещения?

Чтобы помочь потребителям лучше понять переход от ватт до люмен, Федеральная торговая комиссия предложила новую этикетку для светодиодных ламп. Такая этикетка поможет людям покупать лампочки, которые подходят именно для них.

Так же, как и этикетки для продуктов питания, этикетка для осветительных приборов поможет понять потребителям, что они действительно покупают. На этикетке четко указываются: световой поток, вид колбы, цена, оценочная стоимость эксплуатации за год и цвет свечения от теплого белого (с желтоватым оттенком) до холодного белого до холодного (с синим оттенком).