Световым потоком принято считать одну из энергетических величин, которая определяет поток излучения, его мощность. При этом учитывается воздействие частиц на приемник света, имеющий спектральную чувствительность. В повседневности люди чаще сталкиваются с понятием светового потока в ходе эксплуатации светильников.
Основные характеристики по световому потоку
Термин «световой поток» не только конкретизирует количество световых частиц, но и характеризует то, каким образом «получается» свет, распределяется. Специалисты объединили эти две характеристики в единый термин «фотометрические данные», - их можно увидеть в технических паспортах изделий, спецификациях, где имеются таблицы, графики, выражающие интенсивность распределения света, плюс, данные по энергоэффективности.
Чем выше требование правильного восприятия цвета, тем выше индекс цветопередачи. Другими параметрами, которые следует также упомянуть, являются: светостойкость и полезный срок службы. Полезная жизнь обычно определяется интенсивностью света источника света до тех пор, пока значение его светового потока не уменьшится на 20 ÷ 30% от начального значения.
Это отношение светового потока, испускаемого источником света, к поглощенной им мощности. Да, мы можем отождествить общие лампочки лампочек и диодов, а затем определить, сколько диодов производит такой луч света, как лампочка. Однако ничто не скажет нам о производительности как диодов, так и лампочек, и мы не узнаем, оправдывается ли такое преобразование. Путем умножения световой эффективности на поглощенную мощность мы получаем полный световой поток данного источника.
Для оценки потока света используют люмены , считающиеся основными единицами измерения. Однако, это не единственный технический параметр, характеризующий реальные возможности светового источника. Чтобы более правильно определить эффективность света специалисты применяют иное распространенное понятие – «полезный свет», параметром определения которого является освещенность. Ее измеряют в люксах (когда площадь - в квадратных метрах) или в фут-канделах (когда площадь – в квадратных футах). Например, для помещений офисного типа, где расположено большое количество компьютеров, рекомендуется добиваться уровеня освещенности от 300 лк. Если вы читаете, сидя в кресле дома, то освещенность должна быть, как минимум, 500 лк, в зале для лекций – 1000 лк, а вот в грузовом лифте достаточно и 50 лк.
То же самое мы узнали бы, сравнив сам поток, но здесь мы также знаем, что диод почти в десять раз эффективнее. Очевидно, что при освещении конкретной подложки или объекта это сравнение является приблизительным, поскольку лампочка светится почти во всех направлениях, в то время как диод более сфокусирован, давая больше света освещаемой поверхности.
В приведенной ниже таблице, например, показана световая эффективность выбранных источников света. Профессионально, Яцек Ситарски занимается широко понимаемой оптикой, а его страсть - современное архитектурное и театральное освещение. И неудивительно, потому что их параметры силы и энергоэффективности не равны. У этих источников света уже есть преданные поклонники, но поскольку каждая относительно молодая технология вызывает много вопросов и споров. Попробуем разобраться с самого начала. Эта тема и систематизирует знания, которые будут в полной мере использовать доступные продукты на рынке.
Дополнительные параметры
У специалистов широко распространено такое понятие, как «качество света», которое имеет отношение и к белому и цветному свету. Характеристики, определяющие насыщенность, постоянство светового потока, применяют к белому, цветному свету. Цветовая температура, индекс цветопередачи относят только к белому свету.
Это электронный проводящий элемент в асимметричном и нелинейном электрическом токе. Основной особенностью, используемой в работе диода, является проводимость тока в одном направлении, называемая направлением проводимости и блокировкой потока в другом.
Принцип работы диода основан на явлении рекомбинации носителей заряда. Это происходит в полупроводниках, когда электрон из зоны проводимости переходит в одно из свободных состояний в валентной зоне, так что электроны из зоны проводимости и дырки валентной зоны исчезают. Во время перехода генерируется энергия, излучаемая в виде фотонов. Это способ создания света. Эти диоды могут излучать свет красного, желтого, оранжевого, зеленого, синего, белого.
Цветовая температура призвана показывать характер, излучения белого света, - холодный (голубоватый оттенок), нейтральный, теплый (красноватый оттенок). Индекс цветопередачи определяет возможность источника передавать оттенки по сравнению с идеальным световым излучателем. Данный параметр определяется по шкале, где 100 приравнивается к солнечному излучению. Для торговых залов, производственных помещений, - везде, где цветопередача критична, индекс должен находиться в пределах 90-100. В офисных, образовательных помещениях желательно, чтобы значение было равно 70-90. На складах , иных площадях, где цветопередача не так важна, достаточно 50.
Например, арсенофосфор галлия выделяет желтый и красный оттенки, а нитрит галлия - синий. Если в одном и том же элементе есть три красного, зеленого и синего диодов, любой цвет света может быть получен путем смешивания. Свет - видимая часть электромагнитного излучения, которая воспринимается сетчаткой человеческого глаза. Более широкое понятие света - это оптическое излучение, т.е. видимые волны наряду с соседними диапазонами: ультрафиолетовое и инфракрасное. Используя подходящие материалы, мы можем получить любой цвет света.
Цвет света является объективной мерой данного источника света. Кроме того, тепло подходит, когда комната, которую вы хотите осветить, предназначена для отдыха и расслабления. Часто ошибочно называют также холодным цветом. С узким расколом, всего двумя цветами, мы можем использовать эти имена, потому что в сочетании с теплым цветом естественный свет всегда будет отождествляться с холодом. Однако мы должны знать, что мы используем более узкую классификацию. Нейтральный цвет прекрасно вписывается в комнату с современным характером.
Световой поток – физический термин, позволяющий оценить мощность, переносимую излучением в заданном направлении. Величина используется для расчетов освещенности, последняя задается государственными стандартами для объектов, обеспечивающих жизнедеятельность человека.
Положение светового потока в иерархии физических величин оптики
Человеку непосвященному мало говорят надписи приведенных фото этикеток. Даны характеристики светового потока в люменах. Зная световой поток, можно посчитать освещенность поверхности. Требования даны ГОСТ, точнее говоря, ВСН-1-73 для спортивных сооружений. Условия берутся не с потолка, определены физиологией человека. Если речь идет о школьном классе, вниманию подвергается здоровье глаз учеников, преподавателей, о спортклубе - учитываются интересы занимающихся.
Он подходит для офисной работы, учебы. У него даже впечатление синего. Это стимулирующий цвет, но редко встречается во внутреннем освещении. Нейтральный и холодный белый используются для коммерческого освещения, такого как освещение магазина, экспозиция. Если вы поместите два одинаковых объекта вместе, один освещен цветом тепла, а другой холод, внимание человеческого глаза всегда будет привлекать объект, освещенный холодным цветом.
Смешивая их, мы можем генерировать практически любой цвет света. Даже с помощью простого контроллера мы получаем очень интересные и интересные эффекты для наблюдателей. Они популярны благодаря своим необычным свойствам, которые включают в себя: высокую прочность, отсутствие содержания ртути, низкое энергопотребление, небольшие размеры, высокую яркость.
При отступлении от норм возможны негативные, неприятные последствия. Каждому случаю придуман документ. Санитарные нормы, строительные правила. Вот каково положение светового потока в иерархии оптических величин…
Сила света
Первичной характеристикой излучателя оптического диапазона (лампочки) является сила света. Показывает, сколько мощности переносится в заданном направлении, ограниченном телесным углом. Следовательно, сила света на графике не является прямой линией. Максимум мощности диодной матрицы переносится в направлении перпендикулярном раскрыву окуляра (маленькая линза, встроенная конструктивно для улучшения фокусировки излучения). Что касается лампы накаливания, близка параметрами изотропному источнику.
Тем не менее, только фирменные продукты гарантируют качество. Они могут оказаться расходами, которые, в отличие от фирменных продуктов, не принесут реальной экономии в наш бюджет. Настойчивость является одним из важнейших качеств качества продукции. Некоторые из них даже покрыты пятилетней гарантией.
Качество света - еще один важный критерий выбора. В процессе производства отдельные диоды могут иметь слегка отличающийся цвет полученного света. Это важно, потому что в одной лампе обычно имеется несколько диодов. Цветопередача - еще один важный элемент качества продукции.
Для полного понимания вопроса составим представление о стерадианах. Единица измерения телесного угла с вершиной в центре сферы. Формально стерадиан равен отношению площади воображаемого шара и квадрата радиуса. Следовательно, величина – безразмерная, как угол. Поэтому во избежание путаницы физики ввели стерадиан. Понятно, величина тесно связана с параметрами сферы. Из определения следует: на площади сферы укладывается 12,56 (4 Пи) стерадиана.
Световая эффективность показывает, сколько электроэнергии преобразуется в свет. Это, в частности, влияет на качество используемых компонентов и на корпус, являющийся радиатором. Это важно для хорошего рассеивания тепла от лампы, что гарантирует высокую светоотдачу и более длительный срок службы.
Низкое качество материалов снижает цену, но в то же время значительно увеличивает опасность использования. Также были случаи отзыва не-фирменных ламп от производителей из-за пожара. Хорошие качественные продукты возвращаются благодаря низкому энергопотреблению и длительному сроку службы. Фирменные светильники также светят намного лучше и здоровее.
Телесный угол объемный, выглядит конусом с вершиной при центре воображаемого шара. Основание трехмерной фигуры не являются плоскостью. Некорректно сравнивать телесный угол и конус. Основанием является часть сферы, отсекаемая образующей (боковой) поверхностью. Единицей силы света является свеча, как называют на западный манер, кандела (название появилось в 1948 году, до этого единицу именовали новой свечой). Оба термина являются переводом, оригинальным звучанием латинского слова, от которого название произошло. Кандела является одной из шести основных плит интернациональной системы СИ, через которые выражены прочие единицы.
Фланцевые квадратные фланцы размером приблизительно 7, 6 мм имеют в целом более широкую опцию от 100 до 140 °. В зависимости от наших потребностей, если мы ищем освещение для общего использования, мы используем широкий угол распределения света. Когда мы хотим выделить конкретный элемент, нам нужен сфокусированный луч света, узкий угол луча.
Благодаря малым размерам и большой гибкости, они могут быть установлены в труднодоступных местах, что приводит к необыкновенным световым эффектам. Они идеально подходят для краевого освещения, идеально подходящего для длинных линий света. Это решение все чаще используется производителями освещения.
Согласно мировым соглашениям, большинство стран приняло за основу метр, секунду, килограмм в 1960 году. Список образован шестью параметрами. Следует дополнить канделой, ампером и градусом Кельвина. Свече давались разные определения. Приводим некоторые:
- одна шестидесятая доля излучения расплава платины площадью один квадратный сантиметр при застывании металла (2046 К) по направлению перпендикуляра к поверхности (CIPM 1946 год);
- мощность, излучаемая перпендикулярно участком абсолютно черного тела температурой 2046 К, площадью одну шестисот тысячную долю квадратного метра при нормальном давлении 101325 ньютонов на квадратный метр (CGPM 1967 год);
- сила света частотой 540 ГГц, мощность в одну шестисот восемьдесят третью долю ватта (определение дано CGPM в 1979 году с учетом физиологических особенностей зрения).
До 1946 года сила света имела другие определения. Фактически для каждой страны уникальное. В практических расчетах величина используется мало. Инженеры посчитали, достаточно интегрального параметра. Им стал световой поток, присутствующий на этикетках. Касаемо кандел, тесно связаны с телесным углом, направлением, не дают полного представления об источнике. Понятно, оперировать с величинами трехэтажной сложности человеку, даже опытному физику, неудобно. Понадобилась бы таблица значений, зависящих от направления. Проще говоря, сила света не позволит решить задач, поставленных на практике, например, вычислить параметры иллюминации с точки зрения требования государственного стандарта.
У белых диодов этого типа обычно есть излучатель около 1 мм², достигающий яркости около 100 лм при 350 мА и потребляемой мощности около 1 Вт. При более высоком рабочем токе мы получаем более высокую яркость данного диода, но это отрицательно влияет на продолжительность жизни данного источника. свет.
Этот слой наносят на опорную плиту в процессе, аналогичном печати, используемой струйными принтерами. Благодаря своей производительности и отличной производительности эти светодиоды идеально подходят для внутренних применений. Диоды стали серьезным конкурентом традиционному освещению, и клиенты все чаще оценивают свои особенности. Долговечность, низкое энергопотребление, отсутствие содержания ртути, низкая теплоотдача, делают в некоторых приложениях, диоды не заменяются. Их растущая популярность способствовала активизации работы ученых.
Световой поток
Световой поток показывает, сколько мощности падает на поверхность. Не зависит от телесных углов. Достаточно просто убедиться: световой поток указан этикеткой любой лампочки. Величина позволит говорить о том, что светодиоды, потребляя 9 Вт дают больше, нежели нити накала, забирая 60. Этикетке демонстрирует ошибку: приведен полный световой поток источника света без установки должного акцента факта. Может возникнуть путаница. В физике принято следующее определение единиц измерения светового потока, люменов: мощность, испускаемая изотропным источником света, заключенная в пределах телесного угла, равного одному стерадиану.
Нарцисса Барчак-Араскевич, директор Ассоциации производителей осветительных приборов Польши. Институт строительства, механизации и электрификации сельского хозяйства Роберта Зульца. Какое должно быть освещение в доме свиньи? Освещение имеет большое значение в жизни и развитии почти всех живых организмов на Земле. Солнечный свет имеет большое значение для метаболизма тела, увеличения потребления кислорода и, следовательно, улучшения функции пищеварительного и дыхательного путей. В следующей статье обсуждается проблема правильного освещения в доме свиньи, но также ощущаются ошибки, которые могут быть сделаны по этому вопросу в здании животноводства.
Из очевидных фактов, доступных повсеместно, сети интернет, ясно: при мощности нити накала 60 Вт световой поток, заключенный внутри одного стерадиана, не может быть равен 710 люменов. Слишком большая цифра. В учебнике Курс физики для средних специальных учебных заведений авторства Жданова Л.С., Маранджяна В.А. (том II) говорится: потребляющая 100 Вт лампочка накала обладает силой света 100 свечей (современным аналогом единицы является кандела). Следовательно, полный световой поток в люменах составляет 1256. Очевидно, цифра одного порядка с 710, никогда не имело места быть, если бы нужна была поправка на 12,56 (4 Пи). Можно допустить, с 1971 года технология производства претерпела изменения, но не качественные.
В начале этой статьи несколько вводных слов к проблеме света. Свет в разговорной речи называется видимой частью электромагнитного излучения, то есть видимым излучением, наблюдаемым через сетчатку глаза. Однако в научных терминах определение света шире, поскольку можно наблюдать и измерять не только видимые волны, но и смежные диапазоны, то есть ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. Значительная физическая величина, определяющая количество света, выходящего из источника света в строго определенном направлении, весьма значительна.
В случае светодиодной лампы нельзя считать изделие изотропным излучателем. Косвенно говорит этикетка, где указан угол рассеивания 240 градусов. Подразумевается конус, ограничивающий часть сферы. Отрезанную часть найдем, пользуясь простой аналогией. Очевидно, угол рассеивания 180 градусов аналогичен 6,28 стерадианам. Ровно половина сферы. Перевод иных значений в телесные углы затруднителен. Однако для расчетов параметр, указанный на этикетке, удобен. Наглядно дает понять, в каком направлении распространяется свет, что помогает инженерам решить практические задачи. Удовлетворить требованиям стандартов (см. выше). Подробнее говорится ниже, сейчас нужно окончательно расставить точки над i со световым потоком.
Второй важной единицей светового потока является просвет. Это световой поток, посылаемый на единичный телесный угол изотропным точечным источником света со светом одной кандели, расположенной на вершине этого угла. Наконец, приблизите блок освещения - самый важный и наиболее используемый блок при обсуждении освещения помещений.
Световые эффекты на животных Освещение разделено на искусственные и естественные. Солнечная энергия, как известно, стимулирует нормальное развитие организмов, особенно молодых людей. Длительность дня зависит от появление остеосинтеза, их поведение, развитие и здоровье. Правильное освещение помещений для скота способствует общему развитию и благополучию животных и их эксплуатации. Однако в литературе видно, что исследования проводились у баварских фермеров, использующих сокращенное время освещения в племенном доме с мая по сентябрь.
Рисунок схематично изображает лампочку с характеристиками, взятыми с этикетки. Угол рассеяния показывает: излучение распространяется выше плоскости расположения прибора. Ограничения накладывает люстра. Излучение распространяется без изменений раствором плафона. В прочих направлениях приближенно равномерно излучается остаточная часть угла рассеяния (с этикетки) с учетом ослабления стекла.
Наиболее распространенным методом было затемнение окон и использование искусственного света от 250 до 300 люкс. Например, в первую неделю мая время освещения составляет 11 часов, а в следующие недели оно сокращается на 10 минут. В конце сентября искусственное освещение составляет всего 7, 5 часов. Программа освещения управляется компьютером. Используя вышеуказанное решение, можно было снизить долю бесплодных неоплодотворенных свиноматок во всем стаде с 14, 9% до 7, 2%. В Германии применимые стандарты устанавливают интенсивность света 80 лк в зоне скота.
Помимо сказанного световой поток служит для оценки отражающих свойств. Черные буквы хорошо заметны на светлой бумаге. Световой поток, отраженный объектами белого цвета, больше. Поэтому в светлые тона окрашиваются корпусы холодильников.
Освещенность и требования стандартов
Световой поток в нынешнем толковании характеризует полную мощность, излучаемую источником оптического диапазона. Разбивается по поверхностям помещения неравномерно. В стандартах различных требованиях, нормах указывается освещенность объекта. Величина измеряется люксами (лат. произношение слова «свет»), численно равно отношению светового потока в люменах к площади, на которую падает. Само толкование не вызывает сложности, применение на практике сопровождается рядом проблем.
Целесообразно расположить окна в новостройках, чтобы получить равномерное распределение света в районе, где живут животные. Исследование показало, что невозможно получить совершенно равномерное распределение света во всей комнате, как того требуют правила благосостояния. Результаты этих исследований также показали, что большие окна и падающий свет приводят к разогреву свинофермы. В этой ситуации повышение температуры в помещении вызывает увеличение расхода воды для снятия теплового стресса. Кроме того, в более интенсивном освещении наблюдалась более интенсивная активность, лучшее потребление корма и активность ранних свинок.
При расчетах световой поток в люменах неудобно применять совместно с углом рассеивания. Отсеченная от сферы площадь нелинейно зависит от градусов. Хорошо сочетается со стерадианами. Для конкретных расчетов лучше применять формулу связи, приведенную рисунком. Позволит перевести градусы в стерадианы.
На рисунке в точке I центр сферы. Охваченный телесный угол отсекает часть поверхности, результирующая фигура напоминает конус. Для нахождения освещенности проводится параллель между стерадианами и градусами по указанной формуле. Первая единица позволит простым способом вычислить мощность (световой поток) из пропорции, вторая – измерить в помещении взаимное расположение объектов. Следует обратить внимание: указанная формула применима для углов раскрыва менее 90 градусов. Поэтому в случае с нашей светодиодной лампочкой придется найти параметры конуса, дополняющего 240 градусов до сферы.
Формула, график освещенности
Полная апертура составит 120 градусов (360–240). В формуле фигурирует половина, 60 градусов. Подставляя это значение и учитывая, что синус 30 равен 0,5, получаем 3,14 стерадиана. Следовательно, прочая часть сферы составит 3 Пи стерадиана. Применим к конкретно взятому помещению:
Допустим, лампочка располагается над столом площадью 0,5 квадратного метра. Расстояние до плоскости составляет 2 метра.
Находим общую площадь шара, величина равна 4 х Пи х 2 х 2 = 16 Пи кв. м. Цифра через стерадианы выражается 4 х Пи. Лампа освещает 3 х Пи стерадиан (см. выше), что выражается квадратными метрами, как 12 Пи. Делим площадь на габариты столешницы, получаем 24 Пи. Следовательно, на область приходится освещенность порядка 75 лк. Согласно СНиП, Санитарным правилам, величины едва хватает помещению архива. В рабочий кабинет нужно более одного источника света, либо изменить тип приборов. Взять помощнее.
Ограничения, накладываемые на расчеты освещенности
Указанные расчеты проводились в сильно упрощенной форме. Был взят случай полной темноты. В течение большей части рабочего дня в окно светит солнце, следовательно, часть освещенности обеспечивается естественным источником. Логично иллюминацию разбить несколькими частями, каждая предназначена для своего времени. Многое определяется конструкцией осветительного прибора. Например, если плафон однозначно вносит потери, рефлектор фонарика значительно усиливает поток в заданном направлении. Характеристики источника приводятся отдельно от лампы. Очевидный, часто упускаемый факт.
На практике параметр освещенности измеряют люксметром. Известно: инженерный расчет содержит погрешность. В любой отрасли величина известна. В радиотехнике достигает 30%. Расчеты освещения выполняются приблизительно, удовлетворить требования существующих норм нужно точно. Поэтому результат должен проверяться. Используется люксметр, показывающий истинную освещенность участка помещения. Показания прибора сопоставляются табличным значениям, взятым из стандартов.
Приведенный этикеткой световой поток не является постоянным по площади сферы. Не всегда на практике встречается упрощенный случай, когда лампа находится над объектом. Следует брать проекции исследуемой поверхности на шар, работать в выбранном ключе.