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.
В наше время стали популярны . 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.
Принцип работы
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. возникает, когда очень высокая температура нити накала преобразует электромагнитное излучение в видимый .
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
| 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
Видео
Данное видео расскажет Вам о том, что такое световой поток.
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 %.
Выбирая лампу накаливания, покупатель интересуется ее основным параметром – мощностью. По аналогии он пытается подобрать таким же образом и светодиодную лампу.
Однако в этом случае данная характеристика говорит лишь о скорости потребления электрической энергии.
Определить силу света можно только по такому параметру, как световой поток светодиодных ламп: таблица соответствия этой характеристики и мощности поможет потребителю сделать правильный выбор.
Световой поток – это мощность лучистой энергии.
Эта величина оценивается по световому ощущению, производимому ею.
Энергия излучения представляет собой совокупность квантов, испускаемых в пространство излучателем.
Измеряется лучистая энергия в джоулях.
Падая на тело, световой поток распределяется на три составные:
- пропущенную телом;
- отраженную им;
- поглощенную телом.
Мощность светодиодной лампы и ее световой поток находятся в прямой зависимости: чем больше первая, тем выше второй.
За единицу измерения потока света принят люмен (Лм).
Светодиоды излучают электромагнитные волны, различающиеся по длине. Световой поток является суммой световых волн, видимых глазом, и невидимых – инфракрасных и ультрафиолетовых.
Многие не задумываются об устройстве лампочек. Однако, если знать , можно производить некоторые виды ремонтных работ этих приборов.
Как отремонтировать неисправную светодиодную лампочку, читайте .
Хотите поменять лампы в доме на светодиодные? помогут вам выбрать качественный прибор.
Мощность светодиодной лампы
Мощность светодиодных ламп, как и любых других, измеряется в ваттах (Вт). Промышленность производит LED лампы:
- общего назначения – 3-15 Вт;
- промышленного назначения – до 100 Вт.
Вся прелесть светодиодных ламп заключается в низком потреблении электроэнергии по сравнению с другими – накаливания, например.
При этом они способны обеспечивать световой поток высокой интенсивности. Даже небольшая светодиодная лампочка в состоянии осветить с достаточной эффективностью небольшую комнату или лестничную площадку.
Ее более мощные «сестры» предназначенные для освещения промышленных объектов или улиц, потребляют 120-160 Вт, а по интенсивности светового потока могут конкурировать с ртутными лампами мощностью 400 Вт.
Пересчет лампы накаливания на светодиодную: таблица
Перерасчет лампы накаливания или люминесцентной на светодиодную проводится по световому потоку.Для примера сравним три лампы, дающие поток света в 250 Лм. Этому параметру соответствует:
- лампа накаливания мощностью 20 Вт;
- люминесцентная – мощностью 5-7 Вт.
Такую интенсивность освещения может обеспечить светодиодная лампа мощностью всего 2-3 Вт.
Ниже приведена таблица пересчета ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных по световому потоку:
|
Мощность, Вт |
Световой поток, Лм | ||
| Лампа накаливания | Люминесцентная | Светодиодная | |
| 20 | 5-7 | 2-3 | 250 |
| 40 | 10-13 | 4-5 | 400 |
| 60 | 15-16 | 8-10 | 700 |
| 75 | 18-20 | 10-12 | 900 |
| 100 | 25-30 | 12-15 | 1200 |
| 150 | 40-50 | 18-20 | 1800 |
| 200 | 60-80 | 25-30 | 2500 |
Результаты вышеприведенного сравнительного анализа явно указывают на выгоду светодиодных ламп.
Сравнительная характеристика лампы накаливания и светодиодной
Разница «в возрасте» этих типов ламп составляет почти сотню лет. Тем не менее, «старушка» с вольфрамовой нитью в колбе до сих пор остается самой востребованной на рынке.
Светодиодные лампы Navigator Filament
Давайте проведем небольшой сравнительный анализ основных технических характеристик двух типов ламп – накаливания и светодиодной. Ведь не только мощностью отличаются равные по световому потоку изделия.
Светоотдача
Светоотдача лампы определяется как отношение светового потока к мощности. Измеряется этот параметр в Лм/Вт. Светоотдача лампы накаливания колеблется в пределах 8-10 Лм/Вт. Ее светодиодный сородич имеет диапазон 90-110 Лм/Вт. Следовательно, эффективность последнего явно выше.
Цветовая температура
При проектировании освещения дома или офиса специалисты рекомендуют руководствоваться следующей таблицей:
| Площадь помещения, кв. м |
Требуемая мощность лампы, Вт |
|
|
Накаливания |
Светодиодная |
|
| Менее 6 | 150 | 18 |
| 10 | 250 | 28 |
| 12 | 300 | 33 |
| 20 | 500 | 56 |
| 30 | 700 | 80 |
Теплоотдача
Не менее важной характеристикой, подлежащей сравнению, является теплоотдача от изделия.
Лампы накаливания могут разогреваться до 250 градусов.
Правда, в основном этот параметр держится в пределах 170 градусов.
Разогретая стеклянная колба является потенциальным источником пожара, поэтому при монтаже осветительной сети в деревянном доме использовать традиционную лампочку не рекомендуют.
В этом плане светодиодная ламп находится в более выигрышном положении: она может нагреться не выше 50 градусов. Следовательно, никаких ограничений в ее применении не существует.
В этой статье речь идет об общих случаях. Для помещений категории повышенной взрыво-пожароопасности выпускаются соответствующая продукция, имеющая высокую степень защищенности.
Срок службы
Светодиодные лампы характеризуются отменной живучестью. Производители утверждают, что прослужить их изделие может более 50 тысяч часов. Лампы накаливания живут намного меньше – всего 1000 часов. Поэтому гораздо выгоднее один раз купить дорогую лампочку, которая прослужит несколько лет, чем каждые 3 месяца менять дешевую.
Типы светодиодных ламп
Однако долговечность светодиода не отражает одного прискорбного факта: со временем интенсивность его свечения снижается. Примерно через 4000 часов работы свет от него заметно потускнеет.
Деградация светодиода тем выше, чем ниже его качество. Много нареканий в этом плане возникает у потребителей к китайской продукции.
КПД
Коэффициент полезного действия ламп освещения говорит о том, какой процент потребленной электроэнергии превращается в свет, а какой – в тепловую энергию. КПД светодиодов составляют примерно 90%, лампа накаливания может похвастаться лишь семью-девятью процентами.
Thomson Filament - светодиодные лампы нового поколения
Цена
В интернете бурно спорят противники и сторонники светодиодов. Предмет их спора – стоимость. Ведь стоят светодиодные лампы более чем в 10 раз выше обычных. В пользу первых говорит малая мощность, а, следовательно, низкое энергопотребление.
Для наглядности сведем показатели экономичности ламп разного типа в таблицу:
| Наименование показателя | Лампа накаливания | Люминесцентная | Светодиодная |
| Мощность, Вт | 60 | 12 | 5 |
| Стоимость изделия, руб. | 30 | 150 | 300 |
| Энергопотребление за год, кВт*ч | 175 | 35 | 14 |
| Стоимость потребленной энергии*, руб./год | 526 | 105 | 44 |
Таблица составлена на основе следующих исходных данных: в среднем лампочка горит около 8 часов в сутки или 8 х 365 = 2920 часов; стоимость 1 кВт*ч принята за 3 рубля.
Из таблицы видно, что даже без учета долговечности ламп светодиодная по сравнению с лампой накаливания занимает явно выигрышное положение.
Прочие характеристики
Осталось сравнить анализируемые виды ламп по:- силе тока;
- механической прочности;
- цветовой температуре и некоторым другим показателям.
Давайте сравним две лампы:
- светодиодную мощностью 9 Вт;
- накаливания на 60 Вт.
Результаты сравнения сведем в таблицу:
| Наименование параметра | Светодиодная, 9 Вт | Накаливания, 60 Вт |
| Сила тока, А | 0,072 | 0,27 |
| Эффективность светоотдачи, Лм/Вт | 53,4 | 10,3 |
| Световой поток, Лм | 454,2 | 612 |
| Цветовая температура, 0 К | 5500-7000 | 2800 |
| Рабочая температура, 0 С | 70 | 180 |
| Чувствительность к низким температурам | отсутствует | Присутствует у некоторых ламп |
| Чувствительность к влажности | отсутствует | Присутствует у некоторых |
| Механическая прочность | Высокая – можно трясти | Низкая – при сотрясении может оборваться нить или лопнуть стекло |
| Тепловое излучение, БТЕ/ч | 3,4 | 85 |
Все вышеприведенные таблицы позволяют составить общее представление о преимуществах и недостатках светодиодов и лампочек накаливания.
Экономичностью люминесцентных ламп уже никого не удивишь, весь все переходят на более экономичные светодиоды. – инструкция по замене.
Знаете ли вы, что светодиодные лампы можно регулировать по яркости свечения? Для этого используется диммер. Подробно о способах его подключения читайте .
Сила светового потока наружного освещения
Неосвещенные дворы и улицы уходят в прошлое. Соответственно, возрастают затраты на уличное освещение.
Поскольку для освещения улиц требуются мощные фонари, неудивительно, что все чаще потребители обращают свой взор на светодиодные изделия:
- их применение позволяет в 2-3 раза сократить энергопотребление;
- свет от светодиодов создают комфортность водителям и пешеходам.
Для уличного освещения чаще всего используются светильники:
- L-122 Холодный – мощностью 10 Вт со световым потоком 950 Вт;
- FL-20 – мощностью 20 Вт, обеспечивающий световой поток в 1700 Лм;
- LL-232 – тридцативаттные: световой поток составляет 2100 Лм.
А уличный светильник СТРИТ-150 обеспечивает световой поток, равный 13360 ЛМ. В него входят 60 светодиодов, общая мощность которых составляет всего 158 Вт.
Исходя из вышеизложенного, становится понятным стремление градоначальников заменить старые фонари на светодиодные.
Видео на тему
Люмен является единицей измерения по СИ - Международной системе единиц. Это световая величина, обозначаемая "лм" или lm.
Замена ламп
Расчеты давно показывают, что - не самый эффективный вариант для освещения, особенно если дело касается больших помещений. Львиная доля энергии уходит не на освещение, а на нагрев нити накаливания, что делает лампочку больше похожей на маленький обогреватель.
Вопрос продуктивного энергопотребления особенно важен сейчас, в период большого расхода ресурсов и, что особенно важно для потребителей, высоких цен на коммунальные услуги. Поэтому при покупке стоит обращать внимание не на мощность, измеряемую в ваттах, а на то, сколько света даст лампочка. И вот как раз этот параметр изменяется в люменах.
Сколько люменов в лампе накаливания 100 Вт
Такие лампы чаще всего используются в жилых помещениях. Они дают довольно хорошее освещение и комфортный для глаз цвет. Так как люмены показывают, сколько света испускает источник, то чем больше показатель, тем ярче будет освещение. Однако эти показатели могут сильно разниться, особенно если дело касается разных типов ламп. Довольно сложно рассчитать, сколько люменов в лампе накаливания 100 Вт. Например, в 20-ваттная лампа дает поток света в 250 люменов, а если мощность увеличить вдвое, поток достигнет 400 Лм. А вот лампочка в 60 ватт имеет показатель около 700 люменов, 900 Лм равно мощности в 75 ватт. Поток света мощностью в 1200 люменов достигается, если мощность лампы накаливания составляет 100 Вт.
Оптимизация энергопотребления
Рано или поздно люди начинают задумываться о том, как сэкономить на электричестве, ведь прогресс не стоит на месте. Сначала появились которые, по заверениям производителей, сокращают потребление энергии в два или три раза. А теперь есть и еще более экономные лампы - светодиодные. Единственный их минус - довольно высокая цена, поэтому самая главная проблема в том, чтобы новая лампа включала в себя и минимальное энергопотребление, и яркость лампы накаливания.
Обман
Светодиодные лампы действительно потребляют в несколько раз меньше энергии, однако информация, заявленная производителями, часто вводит покупателей в заблуждение. Например, говорят, что лампа аналогична 70-ваттной лампочке при 500 Лм, но это никак не может соответствовать действительности. Для того чтобы не ошибиться с выбором, необходимо помнить, сколько люменов в лампе накаливания 100 Вт.
После покупки такого элемента человек оказывается разочарован, потому что света не хватает и приходится менять устройство на более мощное, что связано с дополнительными затратами, особенно если лампы были куплены на всю люстру. Однако при их смене стоит обратить внимание не только на такую величину, как люмен. Световой поток/мощность - это отношение в Международной системе единиц (СИ), которое называется световой отдачей. Проще говоря, параметр показывает, какую яркость выдает 1 Ватт того или иного источника света. Измеряется в люменах на ватт.
Как выбирать?
Принимая во внимание все параметры, следует учитывать не только то, сколько люменов в лампе накаливания 100 Вт, но и световую отдачу, которая для 100 ватт равна 13,8 лм/Вт. Для примера: этот же параметр у может быть от 10 до 300 (!) лм/Вт.
Еще одним неоспоримым преимуществом лампы накаливания является прозрачность стекла и угол распространения света, равный 360 градусов. Поэтому при замене на другие виды (к примеру, у светодиодной лампы угол в два раза меньше) может наблюдаться ухудшение освещения. К тому же именно лампы накаливания идеально подходят под диммеры, способные регулировать не только яркость, но и энергопотребление.
Этикетки
Как правило, информацию о том, сколько люменов в лампе накаливания 100 Вт, можно узнать на упаковке. К тому же там указываются еще и такие важные параметры, как цветовая температура и индекс цветопередачи (CRI), правильно выбрав которые, можно получить максимально комфортный для глаз оттенок света.
Привычной лампы накаливания равна 2800 К (измеряется в градусах Кельвина). Этой величиной и следует руководствоваться при выборе оттенка света, если, конечно, помещение жилое. Для рабочих областей (офисы, больницы, аптеки, магазины) подходят нейтральные тона с цветовой температурой от 4000 до 5000 К, а галереи и выставочные залы рекомендуют освещать лампами дневного света (5000 К и выше).
Точность
Если по каким-либо причинам важно, чтобы освещение при замене ламп осталось точно на том же уровне, можно предварительно измерить световой поток специальным прибором - люксометром. Люкс - это показатель соотношения люменов и площади помещения (1 люкс равен 1 люмену на квадратный метр). Обычно это касается различных учреждений, где необходимо следить за соответствием освещения государственным нормативам.
Уловки эффективного энергосбережения
Одним из любопытных советов от профессионалов является использование ламп разной мощности. Например, более мощное освещение требуется в рабочей области комнаты, а в некоторых ее частях можно обойтись меньшим количеством люксов. Второй совет - раздельное включение ламп. Такое ухищрение позволит не только потреблять меньше электроэнергии, но и разделять зоны в квартирах-студиях или больших комнатах.
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).
Вокруг понятия «люмен» возникает множество мифов, поэтому, чтобы развеять некоторые из них, рассмотрим наиболее часто задаваемые вопросы, вроде таких, как: сколько люмен в лампе накаливания, в светодиодной лампе, сколько люмен содержит 1Вт светодиодной лампы, как определить ее световой поток, и какие светодиодные лампы аналогичны лампам накаливания.
Для начала разберемся, что подразумевает под собой понятие «люмен». Люмен является единицей измерения светового потока, исходящего от источника света, которым может быть лампа накаливания, светодиодная лампа, светодиод или другой осветительный прибор.
Чтобы проще было проводить сравнительный анализ, можно обратиться к таблице, где приведены соотношения СП (люмен) к мощности осветительного прибора (Вт) для ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп. Исходя из этих данных, видно, что светодиодные лампы в 10раз эффективнее, чем лампы накаливания, и в 2раза – чем люминесцентные. К тому же, в отличие от люминесцентных ламп и ламп накаливания, светодиодная лампа, следовательно, и светодиод, испускает направленный свет, из чего можно заключить, что и освещенность от светодиодной лампы будет значительно выше. Поэтому, используя светильник светодиодный уличный в качестве освещения, можно достичь гораздо лучшей освещенности, чем при использовании других ламп.
Что касается количества люмен в 1Вт светодиодной лампы.
У светодиодов световой поток колеблется от 80 до 150Лм из 1Вт. Это обуславливается некоторыми отличиями вольтамперных характеристик светодиодов и систем охлаждения. Световой поток экспериментальных светодиодов доходит до 220Лм/Вт, но такие светодиоды не встречаются в массовом производстве.
Как можно определить количество люмен в светильнике или лампочке.
Обычно эта информация указана на упаковке или в инструкции к товару, но можно воспользоваться и табличными данными.
Для самостоятельного определения люменов нужен люксметр, определяющий уровень освещенности на каждом участке помещения. Люкс в данном случае – это количественное отношение люмен на площадь освещения (1люкс-1люмен на м2). При силе света, исходящего от изотропного источника, равного 1 кандела, полный световой поток равен 4
