Podroben opis svetlobnega toka LED svetilk
Pri načrtovanju sistemov razsvetljave za prostore je treba voditi določene vrednosti, da bi poenotili postopke izračuna. Za navigacijo v različnih vrstah svetlobnih virov so potrebne enake univerzalne vrednosti za navadne potrošnike. Dolgo časa je bila ta vrednost za žarnice z žarilno nitko en vat porabljene električne energije. A te naprave gredo z odra, zato je treba najti nekaj drugega.
Kaj je svetlobni tok
Pravzaprav so oblikovalci za izračun osvetlitve predhodno uporabili drugo vrednost - kandelo (svečo), ki prav tako neposredno ustreza vati, ki jih porabi žarnica. V tehnični literaturi začetka druge polovice prejšnjega stoletja lahko naletimo na izraze "svetilka tisočerih sveč" itd. Svetlost v kandeli se nanaša na moč svetlobe v vatih, ki se oddaja v določeni smeri. Kot vizualno asociacijo takšno svetlost zagotavlja navadna goreča parafinska ali stearinska sveča. Od tod tudi ime.Ta pristop zagotavlja vizualno predstavitev svetlosti kot števila prižganih sveč.
Pomembno! Vati, uporabljeni za izračun kandele, niso povezani z električno močjo - vir svetlobe morda ni električni (ista sveča).
Obstaja definicija za pojem svetlobnega toka - moč energije sevanja, ki jo ocenimo s svetlobnim občutkom. Ali pa število fotonov, oddanih na enoto časa. Matematično je videti takole: če točkovni vir s silo 1 kandelo oddaja tok v trdni kot, enak enemu steradianu, potem ustvari svetlobni tok 1 lumen (lm).
Koncept steradiana potrebuje pojasnitev. Če želite predstaviti trdni kot 1 sr, morate vzeti stožec z vrhom v središču krogle s polmerom R, ki izreže območje na površini krogle, enako R2 . Odpiralni kot takega stožca je približno 65 stopinj.
Če je v kroglo s polmerom 1 m postavljen točkovni svetlobni vir 1 kandela, ki seva enako v vseh smereh, bo na njeni notranji površini ustvarjena osvetlitev 1 luks (lx). Ta vrednost se uporablja za nastavitev norm osvetlitve. Torej, za različne prostore morajo biti po SNiP izpolnjeni naslednji pogoji:
- učilnice srednjih šol - 500 luksov;
- univerzitetno občinstvo - 400 luksov;
- telovadnice - 200 lx.
Standardi osvetlitve so določeni tudi za druge prostore.
Če svetlobni tok 1 lm pade na 1 m2. površine, ustvari osvetlitev 1 luks. Od tod tudi razmerje med lumnom in luksom: 1 luks = 1 lm/m2. Na primer, da bi zagotovili zadostno osvetlitev v avditoriju s površino 100 kvadratnih metrov, je potreben svetlobni tok 40.000 lumnov.Upoštevati je treba tudi, da se osvetlitev zmanjšuje sorazmerno s kvadratom razdalje od svetlobnega vira, zato Pomembna je višina vzmetenja svetilke.
Načelo delovanja
Da bi razumeli priročnost uporabe vseh teh količin, je treba upoštevati smer oddajanja LED in s tem povezane koncepte.
Zasnova svetleče diode je taka, da svetlobe ne oddaja enakomerno v vse smeri – spodnja polobla je prekrita s podlago, zasnova leče pa je taka, da ne zagotavlja enakomernega sevanja v zgornji polobli. Posledično se glavni svetlobni tok koncentrira v zgornji smeri in slabi proti obrobju svetlobnega stožca. Pri določenem zornem kotu se jakost sijaja zmanjša za polovico, ko pa dosežemo še večji kot, svetloba postane nevidna. Prvi kot (bac) se imenuje kot polovične svetlosti, drugi (fah) pa kot polne svetlosti.
Enake točke veljajo za LED s fosforjem. Tam je kot sevanja omejen s substratom in kotom največje aktivnosti začetnega sevanja p-n spoja. Treba je razumeti, da je nemogoče natančno določiti te kote z očmi - potrebne so posebne naprave. Lahko pa vizualno primerjate dve LED diodi - ki ima večji kot odpiranja.
Svetlobna moč LED svetilk
Svetlobna moč LED svetilk ni odvisna od stopnje segrevanja kristala. Skoraj vsi beli iluminatorji so narejeni na osnovi LED s fosforjem, zato je svetlobna moč odvisna od kakovosti tega fosforja, od tehnologije, po kateri je izdelan. Pomembna je tudi emisija svetlobe iniciacijskega kristala in sposobnost tega sevanja, da povzroči, da fosfor zažari v vidnem območju spektra.
Moč svetlobnega toka zunanje razsvetljave
Za izračun zunanje razsvetljave je treba izhajati iz minimalnih standardov osvetlitve, ki jih najdete tudi v ustreznem SNiP (SP). Torej, za igrišča minimalna osvetlitev ne sme biti manjša od 10 luksov.
Standardi dajejo minimalne vrednosti osvetlitve, v izračunih jih je mogoče povečati.
Če želite dobiti želeno število napeljav (N) za pridobitev zahtevane osvetlitve, morate nastaviti začetne podatke:
- minimalna osvetlitev (E), lx;
- površina ozemlja (S), m2;
- koeficient neenakomernosti osvetlitve (z), za LED svetilke je enak 1,2;
- množitelj, ki upošteva oslabitev svetlobnega toka do konca življenjske dobe svetilke (k), za LED naprave je 1,2;
- svetlobni tok ene svetilke (F), lm;
- koeficient odboja bližnjih predmetov (n), za asfalt ga lahko vzamemo kot 0,3.
Te količine so povezane s formulo N=E*S*z*k/(F*n).
Naj bo potrebno osvetliti igrišče s površino 150 kvadratnih metrov. V prisotnosti svetilk, ki oddajajo svetlobni tok 1500 lm vsaka. Če zamenjamo vrednosti v formulo, dobimo N=10*150*1,2*1,2/(1500*0,3). Dobiš 4,8 ali 5 svetilk. To je najmanjši znesek, pravzaprav lahko namestite več.
Nastavite se lahko ne glede na svetlobni tok razpoložljivih svetilk, temveč glede na število svetilk, ki jih je mogoče namestiti na ozemlju. V tem primeru je treba izračunati svetlobni tok vsake svetilke. Formula za izračun bo dobila obliko F=E*S*k*z/(N*n). Če končni rezultat ne sodi v standardno serijo značilnosti svetilke, mora biti zaokroženo navzgor.
Razmerje med lumni in vati
Potrošniki po vsem svetu so se navadili povezati svetlost osvetlitve z električno močjo, porabljeno v desetletjih prevlade žarnic z žarilno nitko. Za te zastarele naprave je bilo to razumno - razvoj tehnologij v tej smeri je že dolgo prišel v slepo ulico. Razmerje med močjo in intenzivnostjo osvetlitve se je ustalilo in postalo navada.
Za LED osvetlitev ni neposredne povezave med porabo energije v vatih in ustvarjenim svetlobnim tokom v lumnih. Natančneje, je, vendar le v tem trenutku. Tehnologije ne miruje, proizvodnja kristalov se izboljšuje, razvijajo se novi fosforji s povečano svetlobno močjo. Razmerja sedanjega časa bodo jutri brezupno zastarela.
Tabela svetlosti svetlobe
Trenutno je ujemanje med svetlobnim tokom sodobnih LED svetilk in močjo, ki jo porabijo, videti tako:
| Svetlobni tok, lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| Poraba energije LED žarnice, W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| Enakovredna moč žarnice z žarilno nitko, W | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
Tabela prikazuje okvirne zaokrožene vrednosti, saj svetilke na trgu že nekaj let izdelujejo različni proizvajalci z različnimi tehnologijami. Za zaznavanje "na oko" to širjenje praktično ni opazno.
Za zaključek video: Razlika in razmerje med vati, lumni in kelvini.
Če imate jasno razumevanje razmerja med značilnostmi svetlobnega sevanja, lahko samostojno izračunate osvetlitev prostora ali ozemlja. Če želite to narediti, morate poznati norme osvetlitve in tehnične značilnosti LED svetilk.