LED lambaların ışık akısının ayrıntılı açıklaması
Binalar için aydınlatma sistemleri tasarlarken, hesaplama prosedürlerini birleştirmek için belirli değerlere göre yönlendirilmesi gerekir. Çeşitli ışık kaynakları türlerinde gezinmek için sıradan tüketiciler için aynı evrensel değerler gereklidir. Uzun bir süre akkor lambalar için bu değer, tüketilen bir watt elektrik gücü idi. Ama bu cihazlar sahneden çıkıyor, bu yüzden başka bir şeyin bulunması gerekiyor.
ışık akısı nedir
Aslında, aydınlatmayı hesaplamak için tasarımcılar daha önce başka bir değer kullandılar - aynı zamanda bir akkor lamba tarafından tüketilen watt'a doğrudan karşılık gelen kandela (mum). Geçen yüzyılın ikinci yarısının başındaki teknik literatürde “bin mum lambası” vb. ifadelere rastlamak mümkündür. Kandeladaki parlaklık, belirli bir yönde yayılan watt cinsinden ışığın gücünü ifade eder. Görsel bir ilişki olarak, bu tür bir parlaklık, sıradan bir yanan parafin veya stearin mumuyla sağlanır. Bu nedenle adı.Bu yaklaşım, yanan mum sayısı olarak parlaklığın görsel bir temsilini sağlar.
Önemli! Candela'yı hesaplamak için kullanılan watt, elektrik gücüyle ilgili değildir - ışık kaynağı elektrik olmayabilir (aynı mum).
Işık akısı kavramının bir tanımı vardır - ışık hissi ile tahmin edilen radyasyon enerjisinin gücü. Veya zaman birimi başına yayılan foton sayısı. Matematiksel olarak şöyle görünür: 1 kandela kuvvetine sahip bir nokta kaynak, bir steradyana eşit katı bir açıya bir akı yayarsa, o zaman 1 lümen (lm)'lik bir ışık akısı yaratır.
Bir steradian kavramının açıklığa kavuşturulması gerekiyor. 1 sr'lik katı bir açıyı temsil etmek için, kürenin yüzeyinde R'ye eşit bir alanı kesen, R yarıçaplı bir kürenin merkezinde bir tepe noktası olan bir koni almanız gerekir.2 . Böyle bir koninin açılma açısı yaklaşık 65 derecedir.
Yarıçapı 1 m olan bir küre içine her yöne eşit olarak yayılan 1 kandelalık bir nokta ışık kaynağı yerleştirilirse, iç yüzeyinde 1 lux (lx) değerinde aydınlatma oluşacaktır. Bu değer aydınlatma normlarını ayarlamak için kullanılır. Bu nedenle, SNiP'ye göre çeşitli tesisler için aşağıdaki koşullar yerine getirilmelidir:
- ortaokulların sınıfları - 500 lüks;
- üniversite izleyicileri - 400 lüks;
- spor salonları - 200 lx.
Diğer odalar için de aydınlatma standartları belirlenmiştir.
1 lm'lik bir ışık akısı 1 metrekareye düşerse. yüzeyde 1 lux aydınlatma oluşturur. Dolayısıyla lümen ve lüks arasındaki ilişki: 1 lüks = 1 lm/m². Örneğin 100 metrekarelik bir oditoryumda yeterli aydınlatmayı sağlamak için 40.000 lümenlik bir ışık akısı gereklidir.Ayrıca ışık kaynağına olan uzaklığın karesiyle orantılı olarak aydınlatmanın azaldığını da göz önünde bulundurmak gerekir, bu nedenle Lamba süspansiyonunun yüksekliği önemlidir.
Çalışma prensibi
Tüm bu miktarları kullanmanın kolaylığını anlamak için LED'in emisyon yönünü ve ilgili kavramları dikkate almak gerekir.
Işık yayan diyotun tasarımı, ışığı her yöne eşit şekilde göndermeyecek şekildedir - alt yarımküre alt tabaka ile kaplanır ve merceğin tasarımı, üst yarımkürede tek tip radyasyon sağlamayacak şekildedir. Sonuç olarak, ana ışık akısı üst yönde yoğunlaşır ve ışık konisinin çevresine doğru zayıflar. Belirli bir görüş açısında ışımanın yoğunluğu yarı yarıya azalır ve daha da büyük bir açıya ulaşıldığında ışık görünmez hale gelir. Birinci açıya (bac) yarı parlaklık açısı, ikinci açıya (fah) ise tam parlaklık açısı denir.
Aynı noktalar fosforlu LED için de geçerlidir. Orada, radyasyon açısı, substrat ve p-n bağlantısının başlatıcı radyasyonunun en büyük aktivitesinin açısı ile sınırlıdır. Bu açıları gözle doğru bir şekilde belirlemenin imkansız olduğu anlaşılmalıdır - özel cihazlara ihtiyaç vardır. Ancak, daha büyük bir açılma açısına sahip olan iki LED'i görsel olarak karşılaştırabilirsiniz.
LED lambaların ışık çıkışı
LED lambaların ışık çıkışı, kristalin ısınma derecesine bağlı değildir. Hemen hemen tüm beyaz aydınlatıcılar, fosforlu LED temelinde yapılır, bu nedenle ışık çıkışı, bu fosforun kalitesine, üretildiği teknolojiye bağlıdır. Ayrıca, başlatıcı kristalin ışık emisyonu ve bu radyasyonun fosforun spektrumun görünür bölgesinde parlamasına neden olma yeteneği de önemlidir.
Dış mekan aydınlatmasının ışık akısının gücü
Dış aydınlatmayı hesaplamak için ilgili SNiP'de (SP) de bulunabilen minimum aydınlatma standartlarından hareket edilmelidir. Bu nedenle oyun alanları için minimum aydınlatma 10 lux'ten az olmamalıdır.
Standartlar, artırılabilecekleri hesaplamalarda minimum aydınlatma değerlerini verir.
Gerekli aydınlatmayı elde etmek için istenen sayıda armatürü (N) elde etmek için ilk verileri ayarlamanız gerekir:
- minimum aydınlatma (E), lx;
- bölge alanı (S), metrekare;
- aydınlatma düzensizliği katsayısı (z), LED lambalar için 1,2'ye eşittir;
- lambanın hizmet ömrünün sonunda ışık akısının zayıflamasını hesaba katan bir çarpan (k), LED cihazlar için 1,2'dir;
- bir lambanın ışık akısı (F), lm;
- yakındaki nesnelerin yansıma katsayısı (n), asfalt için 0,3 alınabilir.
Bu miktarlar formülle ilişkilidir N=E*S*z*k/(F*n).
150 m2 alana sahip bir oyun alanının aydınlatılması istensin. Her biri 1500 lm'lik bir ışık akısı yayan lambaların varlığında. Değerleri formüle koyarak, elde ederiz N=10*150*1.2*1.2/(1500*0.3). 4.8 veya 5 lamba alırsınız. Bu minimum miktardır, aslında daha fazlasını yükleyebilirsiniz.
Kendinizi mevcut lambaların ışık akısına göre değil, bölgeye kurulabilecek lambaların sayısına göre ayarlayabilirsiniz. Bu durumda, her bir lambanın ışık akısını hesaplamak gerekir. Hesaplama formülü formu alacak F=E*S*k*z/(N*n). Nihai sonuç standart seriye girmezse lamba özellikleri, yuvarlatılmalıdır.
Lümen ve watt arasındaki ilişki
Dünyanın dört bir yanındaki tüketiciler, aydınlatmanın parlaklığını, akkor lambaların on yıllarca süren egemenliği sırasında tüketilen elektrik gücüyle ilişkilendirmeye alıştı. Bu eski cihazlar için bu mantıklıydı - bu yönde teknolojilerin geliştirilmesi uzun süredir çıkmaza girdi. Aydınlatmanın güç ve yoğunluk oranı yerleşmiş ve alışkanlık haline gelmiştir.
LED aydınlatma için Watt cinsinden güç tüketimi ile lümen cinsinden üretilen ışık akısı arasında doğrudan bir ilişki yoktur.. Daha doğrusu, öyle, ama sadece şu anda. Teknolojiler durmuyor, kristal üretimi iyileştiriliyor, artan ışık çıkışına sahip yeni fosforlar geliştiriliyor. Yarın şimdiki zamanın oranları umutsuzca modası geçmiş olacak.
Işık parlaklık tablosu
Şu anda, modern LED lambaların ışık akısı ile tükettikleri güç arasındaki yazışma şu şekildedir:
| Işık akısı, lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| LED lambanın güç tüketimi, W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| Bir akkor lambanın eşdeğer gücü, W | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
Piyasadaki lambalar birkaç yıldır farklı üreticiler tarafından farklı teknolojilerle üretildiğinden, tablo yaklaşık yuvarlatılmış değerleri göstermektedir. "Gözle" algısı için bu yayılma pratikte farkedilmez.
Sonuç olarak, video: Watt, lümen ve kelvin arasındaki fark ve ilişki.
Işık radyasyonunun özellikleri arasındaki ilişkiyi net bir şekilde anlayarak, bir odanın veya bölgenin aydınlatmasını bağımsız olarak hesaplayabilirsiniz. Bunu yapmak için, LED lambaların aydınlatma normlarını ve teknik özelliklerini bilmeniz gerekir.