Световой поток это что: Что такое световой поток, и в чём он измеряется?

Что такое световой поток светодиодных ламп

Содержание

  • Для чего нужен показатель светового потока
  • Сравнение светового потока лампы накаливания и LED
  • От чего зависит световой поток
  • Какой световой поток нужен для достаточной освещенности

Часто, рассказывая вам о том, как выбрать освещение для магазина, парикмахерской, офиса или жилой зоны, мы упоминаем о разных характеристиках ламп: цветовой температуре, мощности, энергоэффективности, индексе цветопередачи. О каждом из этих показателей мы пишем подробные статьи, но до сих пор не было материала о световом потоке. Сегодня исправим это, и расскажем все, что нужно знать об этом параметре силы света.

Для чего нужен показатель светового потока

Что же такое – световой поток? Если говорить терминами, то это физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения. Под световой мощностью в этом случае понимается световая энергия, переносимая излучением через некоторую поверхность за единицу времени.

Но давайте объясним понятнее. Световой поток – это мощность видимого света. Измеряется в Люменах, чем выше этот показатель – тем ярче свет. Но не менее важный показатель для лампочки – сколько Люмен получается из 1 потребленного Ватта энергии.

Световой поток не зависит от цветовой температуры: и теплый желтый, и холодный голубой могут светить одинаково ярко.

Сравнение светового потока лампы накаливания и LED

Как и в случае с мощностью, часто людям трудно представить, как будет светить светодиодная лампа при тех или иных характеристиках. Поэтому для вашего удобства мы сравнили световой поток светодиодной лампы и накаливания:

Мощность лампы накаливания, ВтМощность led лампы, ВтСветовой поток, Лм
608650
100141300
150222100

Эти значения приблизительны, и могут отличаться до 15%, в зависимости от многих факторов. Но представить световой поток светодиодной лампы в сравнении с лампой накаливания гораздо проще.

От чего зависит световой поток

Световой поток светодиодной лампы показывает, сколько она излучает света, который воспринимается человеческим глазом. И он зависит не только от мощности, но также и от:

  • светоотдачи,
  • особенностей линзы,
  • химического состава деталей.

Но, конечно, именно с мощностью, в первую очередь, связывают световой поток. Мы подсчитали, какой световой поток у светодиодных ламп разной мощности:

  • от 4 W до 6 W – 400 Лм;
  • от 8 W до 10 W – 700 Лм;
  • от 11 W до 14 W – 1200 Лм;
  • от 15 W до 20 W – 1800 Лм;
  • от 25 W до 30 W – 2500 Лм.

Как видите, чем мощнее светодиодная лампа – тем ярче свет, излучаемый ею.

Какой световой поток нужен для достаточной освещенности

Освещенность – это показатель светового потока, который рассчитывается на 1 квадратный метр помещения. Она измеряется в люксах, обозначающийся как Лк.

Формула проста:
1 люмен света, который падает на 1 квадратный метра помещения равен 1 люксу.
1 Лк = 1 Лм/м2

Освещенность того или иного помещения, чаще всего, регламентируется санитарно-эпидемиологическими нормами. Они разрабатываются для того, чтобы избежать негативного воздействия недостаточной освещенности на здоровье и самочувствие человека.

Например, для жилых комнат, как гостиная или спальня, установлена норма 150 Лм/м2. А для офиса или рабочей зоны норма в 2 раза выше – уже 300 Лм/м2. Но учитывается не только тип помещений, но и высота потолка, для удобства вычисления установлены коэффициенты:

  • от 2,7 до 3 метров – 1,2;
  • от 3,1 до 3,5 метров – 1,5;
  • от 3,5 до 4,5 метров – 2.

Нужный световой поток вычисляется по формуле:

площадь помещения (м2) х норма освещенности (Лм/м2) х коэффициент высоты потолков.

Например, нужно узнать оптимальный световой поток для рабочего кабинета, площадью 20 квадратных метров, с потолками высотой до 3 метров:
20 (м2) х 300 (Лм/м2) х 1,2 = 7200.

Получается, что для офиса необходим световой поток 7200 Лм. Исходя из этого показателя легко установить требуемое количество светодиодных ламп и их мощность.

Погрешности в расчетах допускаются, но, незначительные. Точные значения можно установить только с использованием люксметра – прибора, который замеряет освещенность.

Было полезно?

Что такое световой поток, яркость и светоотдача

 

В радиометрии лучистый поток источника света — это его излучаемая оптическая энергия в единицу времени. Однако эта величина не учитывает чувствительность человеческого глаза. Для этого имеется фотометрическая величина величина светового потока, указанная в единицах яркости (lm = cd sr), которая учитывает фотопическую реакцию человеческого глаза. Это спектральный отклик для достаточно высоких интенсивностей освещения, при которых цветовое зрение работает хорошо. Световой поток источника света показывает, насколько он способствует освещению помещения.

Полезные статьи:

Индекс цветопередачи CRI

Световая энергия

Все статьи

 

Световой поток часто встречается как спецификация источников света, которые используются для целей освещения – например, ламп накаливания, люминесцентных ламп и ламп на основе светодиодов.  Это полезная мера того, насколько источник света может способствовать освещению помещения. 

Например, лампочка «Ильича» мощностью 60 Вт может генерировать световой поток 900 лм, что соответствует светоотдаче 15 лм / Вт. Светодиоды могут создавать тот же световой поток при потреблении электроэнергии значительно ниже 10 Вт, поскольку они имеют гораздо более высокую светоотдачу.) Для большой гостиной требуется несколько тысяч люмен, что соответствует нескольким из этих ламп.

Хотя лампа накаливания превращает большую часть потребляемой электроэнергии в тепловое излучение, большая часть этого излучения находится в инфракрасной области спектра, где функция яркости равна нулю, т. е. этот свет бесполезен для освещения и не влияет на световой поток.

Измерение светового потока

Если выходной сигнал источника света хорошо направлен, например, в форме лазерного луча, можно просто измерить световой поток с помощью оптического измерителя мощности. Однако этот метод не будет работать с источником света, который излучает в широком диапазоне направлений, например, со светодиодом.  В таких случаях может потребоваться использовать интегрирующую сферу, которая равномерно распределяет свет и обеспечивает освещенность фотоприемника, пропорциональную входящему световому потоку и в значительной степени независимую от его пространственных свойств.

Яркость

Яркость — это фотометрическая величина, которая может применяться к источникам света, а также к свету, который отражается или проходит через определенную область. Яркость — это световой поток на единицу телесного угла и единицу площади источника. Его также можно определить как интернсивность света на единицу площади излучения.

Единицами СИ яркости являются кандела на квадратный метр (кд / м2 = лм sr−1 м2).

Для наблюдающего глаза яркость источника света более или менее определяет его визуальную яркость. Если бы источник света мог уменьшаться при сохранении своего светового потока, он мог бы посылать такое же количество света через зрачок глаза, но этот свет был бы сконцентрирован на меньшей площади сетчатки и, следовательно, казался бы ярче, что соответствовало бы его повышенной яркости.  

Аналогично, яркость на поверхности, вызванная некоторым освещением, определяет, насколько яркой будет выглядеть поверхность. Если наблюдатель удаляется от источника света, в зрачок будет попадать меньше света, но изображение источника на сетчатке станет меньше, пока угловое разрешение глаза остается достаточным, чтобы сохранялась видимая яркость. Таким образом, можно понять, почему яркость не зависит от расстояния наблюдения.

Однако для больших расстояний наблюдения, когда угловое разрешение глаза становится недостаточным, видимая яркость уменьшается, несмотря на постоянную яркость.

Некоторые типичные примеры значений яркости:

  • Луна: 2,5 · 103 кд / м2 (видна через прозрачную атмосферу)

  • Солнце: 1,6 · 10 9 кд / м2

  • нить накаливания вольфрамовой лампы накаливания: 10 7 кд / м2

Сила света

Сила света — это величина в фотометрии, характеризующая источник света.  Она определяется как световой поток на единицу телесного угла. Интенсивность света учитывает спектральный отклик человеческого глаза – обычно для фотопического зрения. Этот термин в основном применяется при приближении точечного источника, т.е. на расстояниях, которые велики по сравнению с протяженностью источника.

Аналогичной величиной в радиометрии (не учитывающей спектральный отклик человеческого глаза) является интенсивность излучения. Единицами измерения силы света в системе СИ являются кандела = люмен на стерадиан (cd = лм / sr). Одна кандела приблизительно соответствует силе света обычной свечи.

Если излучение света ограничено меньшим телесным углом, например, корпусом лампы, содержащим отражатель, интенсивность света может стать соответственно выше при том же световом потоке. С другой стороны, размер излучающего объема не имеет значения.

Для равномерного всенаправленного излучения интенсивность света не зависит от расстояния до источника света – в отличие от освещенности, которая масштабируется с обратным квадратом расстояния от источника света.

 

 

Освещенность

Интенсивность излучения (или плотность потока) является термином радиометрии и определяется как поток излучения, получаемый некоторой поверхностью на единицу площади. В системе СИ она указывается в единицах Вт/м2 (ватт на квадратный метр). Излучение может быть применено к свету или другим видам излучения.

В контексте лазерной технологии общий термин «оптическая интенсивность» имеет те же единицы измерения, что и освещенность. Однако это не одно и то же количество. Важно понимать, что интенсивность определяется как количество энергии, проходящей через область, перпендикулярную лучу, в то время как освещенность относится к тому, какое количество энергии поступает на определенную поверхность с заданной ориентацией. 

Интенсивность излучения, вызванная, например, лазерным лучом, который попадает на заготовку под некоторым углом θ против нормального направления, равна интенсивности луча, умноженной на cos θ. Таким образом, численное значение освещенности обычно меньше, чем значение интенсивности луча.  Излучение может быть вызвано сочетанием нескольких источников света.

Фотометрия

Фотометрия — это наука и технология количественного определения и измерения свойств света, связанных с его воспринимаемой яркостью для человеческих глаз. Таким образом, он имеет дело только с видимым светом, а не с инфракрасным и ультрафиолетовым светом, и учитывает спектральную чувствительность человеческого глаза.

Обратите внимание, что термин яркость следует использовать только как качественный показатель воспринимаемой яркости, а не как измеримую величину (хотя его часто используют вместо сияния или яркости.

 

 

Светоотдача и эффективность

Светоотдача источника света — это генерируемый им световой поток, деленный либо на его световой поток, либо на потребляемую электроэнергию. В обоих случаях получают единицы люмена на ватт (лм/Вт), но смысл, конечно, разный:

  • Если разделить на поток излучения, результат зависит только от формы оптического спектра источника света в сочетании с примененной функцией яркости, которая количественно определяет чувствительность обычного человеческого глаза, зависящую от длины волны.

  • Более распространенным определением является световой поток, деленный на потребляемую источником света электрическую мощность. 

Высокая эффективность источника света может быть испорчена плохой конструкцией лампы!

Обратите внимание, что светоотдача осветительного устройства – например, потолочного светильника для гостиной или уличного фонаря – может быть существенно ниже, чем у используемого источника света, если большая часть генерируемого света теряется, например, из-за поглощения в каком-либо корпусе (приспособлении). Очевидно, имеет смысл оптимизировать не только источник света, но и светильник. В то время как некоторые приборы практически не требуют потерь, другие полностью снижают эффективность.

Пространственно направленное излучение светодиодов часто позволяет избежать значительных потерь света в светильниках. Этот фактор (в дополнение к высокой эффективности генерации света) может существенно способствовать эффективной эффективности осветительного устройства и, следовательно, достигнутой энергоэффективности.

Может иметь значение, куда направляется свет!

Еще один важный аспект не содержится в светоотдаче: некоторые уличные фонари, например, посылают много света в ночное небо, где он бесполезен и даже вреден, вызывая световое загрязнение.

Другим важным аспектом является то, что светоотдача может быть значительно снижена при использовании источника питания лампы с низкой эффективностью преобразования. В то время как лампы накаливания обычно могут работать непосредственно от сетевого напряжения, многие газоразрядные лампы требуют специального источника питания. 

Если это сделано по старой технологии, это может привести к потере значительного количества электроэнергии. Однако современные высокочастотные импульсные источники питания могут быть высокоэффективными, вызывая потери энергии всего на несколько процентов. Конечно, желательно, чтобы указывалась эффективная светоотдача лампы, включая ее источник питания.

Очевидно, что светоотдача осветительных приборов важна с точки зрения энергоэффективности и потребления электроэнергии, поскольку лампам с низкой эффективностью потребуется больше электроэнергии для получения светового потока, необходимого для освещения.  

Хотя потерянная энергия преобразуется в тепло, и это тепло может способствовать требуемому обогреву помещения, этот аспект существенно не изменяет энергоэффективность, потому что (а) нагревательные эффекты нежелательны при любых условиях (например, летом) и (б) электрическое отопление сравнительно неэффективно из-за значительного расхода энергиипотери при выработке электроэнергии. Например, при использовании в тепловом насосе то же количество электроэнергии может внести гораздо больший вклад в нагрев, и это только тогда, когда это требуется.

 

 

Зависимость от температуры, затемнения и старения

Светоотдача некоторых источников света зависит от температуры. Для люминесцентных ламп она ориентировочно повышается с повышением температуры, в то время как для светодиодов все наоборот.

Лампы накаливания совершенно нечувствительны к температуре окружающей среды, в то время как существует сильная зависимость от рабочего напряжения (мощности): при уменьшении яркости такой лампы ее эффективность может быть существенно снижена, в то время как затемнение люминесцентных ламп и светодиодов может быть выполнено при сохранении эффективности.

Эффективность также может ухудшаться во время эксплуатации из-за процессов старения.

Светоотдача лампы

Светоотдача источника света обычно определяется как его светоотдача, деленная на максимально возможное значение эффективности. В связи с этим возникает вопрос, что именно подразумевается под “максимально возможным”.:

  • Можно принять идеальное значение 683 лм / Вт, достигнутое для идеально эффективного источника света при длине волны 555 нм. В этом случае лампочка с мощностью 15 лм/Вт будет иметь светоотдачу 15/683 = 2,2%. Тогда даже идеально энергоэффективный источник белого света никогда не сможет достичь 100% светоотдачи, поскольку эффективность обязательно снижается, например, для красной и синей спектральных составляющих.

  • Альтернативно, можно взять светоотдачу идеально эффективного источника света, имеющего ту же форму оптического спектра, что и рассматриваемый источник света. Например, для источника белого света это значение будет существенно ниже, так что результирующая светоотдача выйдет соответственно большей.  В качестве количественного примера, белая светодиодная лампа может иметь светоотдачу 180 лм / Вт, а ее спектр может привести к теоретически возможной светоотдаче 300 лм / Вт; светоотдача тогда составит 180/300 = 60%. Это число показывает, насколько технология близка к теоретически возможному максимуму для данного светового спектра.

Похоже, что первое определение более распространено в литературе; многие авторы, похоже, на самом деле не осознают вопроса, какое именно определение выбрать.

 

 

Эффективность освещения

Эффективность системы освещения во многом зависит от световой эффективности источников света, но следует иметь в виду некоторые дополнительные аспекты, как описано ниже.

Стоимость эксплуатации системы освещения по существу определяется требуемым световым потоком, умноженным на продолжительность работы, и делится на светоотдачу осветительных приборов (а не только на выработку света). Этот расчет обеспечивает необходимую электрическую энергию, например, в течение 24 часов.  Однако этот подход, применяемый, например, к конкретной комнате, является довольно грубым, поскольку он игнорирует подробные потребности в освещении.

Более точный подход заключается в рассмотрении того, в каких зонах помещения требуется какой уровень освещенности. Например, часто бывает достаточно высокой освещенности в нескольких местах, где люди должны иметь возможность читать документы; остальную часть помещения можно поддерживать при значительно более низком уровне освещенности. 

Для максимальной эффективности затем обеспечивается определенный базовый уровень освещения (часто с помощью рассеянных источников) и некоторые дополнительные более направленные источники света для дальнейшего освещения ограниченных областей. Важность высокой светоотдачи, как правило, наиболее высока для основного освещения, на которое приходится наибольшая часть общего светового потока.

Другими важными аспектами эффективности являются то, сколько дневного света может быть использовано и сколько генерируемого света поглощается, например, на темных стенах.  Обратите внимание, что белые строительные материалы отражают или рассеивают большую часть падающего света, что значительно снижает требуемый световой поток от искусственных источников света по сравнению с помещением, содержащим много темных материалов.

 

  Каталог светильников ФОКУС

Световой поток — Academic Kids

From Academic Kids

Световой поток — это мера энергии, излучаемой источником света во всех направлениях.

Единицей светового потока в системе СИ является люмен (лм).

Один люмен определяется как количество света, падающего на единицу сферической площади на единице расстояния от источника света в одну канделу.

Шаблон:световые единицы SI

Template:Standard-stubcs:Světelný tok
де: Лихтстрем
ja:光束
pl:Струмень светлый
сл: светлобни ток

Навигация

Академическое детское меню

  • Искусство и культура
    • Искусство ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index. php/Art )
    • Архитектура ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Architecture )
    • Культуры ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Cultures )
    • Музыка ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Music )
    • Музыкальные инструменты ( http://academickids.com/encyclopedia/index.php/List_of_musical_instruments )
  • Биографии ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Biographies )
  • Клипарт ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Clipart )
  • География ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Geography )
    • Страны мира ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Countries )
    • Карты ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Maps )
    • Флаги ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Flags )
    • Континенты ( http://www. academickids.com/encyclopedia/index.php/Continents )
  • История ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/History )
    • Древние цивилизации ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Ancient_Civilizations )
    • Промышленная революция ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Industrial_Revolution )
    • Средневековье ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Middle_Ages )
    • Предыстория ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Prehistory )
    • Возрождение ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Renaissance )
    • Сроки ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Timelines )
    • США ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/United_States )
    • Войны ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Wars )
    • Всемирная история ( http://www. academickids.com/encyclopedia/index.php/History_of_the_world )
  • Тело человека ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Human_Body )
  • Математика ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Mathematics )
  • Ссылка ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Reference )
  • Наука ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Science )
    • Животные ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Animals )
    • Авиация ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Aviation )
    • Динозавры ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Dinosaurs )
    • Земля ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Earth )
    • Изобретения ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Inventions )
    • Физические науки ( http://www.academickids. com/encyclopedia/index.php/Physical_Science )
    • Растения ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Plants )
    • Ученые ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Scientists )
  • Социальные науки ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Social_Studies )
    • Антропология ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Anthropology )
    • Экономика ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Economics )
    • Правительство ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Government )
    • Религия ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Religion )
    • Праздники ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Holidays )
  • Космос и астрономия
    • Солнечная система ( http://www.academickids.com/encyclopedia/index.php/Solar_System )
    • Планеты ( http://www.