Особенности конструкции и принципа работы
Внешне лед лампы практически не отличаются от своих аналогов с вольфрамовой нитью накала. Стандартный цоколь с винтовой резьбой позволяет использовать их в тех же приборах, не внося изменений в конструкцию электрооборудования. На этом сходство заканчивается. Внутреннее устройство светодиодных изделий гораздо сложнее.
Цоколь изготавливается из латуни и покрывается сплавом никеля, предотвращающим коррозию. Винтовая резьба обеспечивает контакт с патроном и качественное крепление. Основание из полиэтилентерефталата надежно защищает корпус прибора.
Драйвер, состоящий из импульсного трансформатора, микросхем и конденсаторов, преобразует величину входящего напряжения. Это самая дорогая часть устройства. Качественный преобразователь максимально снижает коэффициент пульсации.
Основной функцией алюминиевого радиатора является отвод тепла от элементов устройства. Благодаря этому повышается эксплуатационный срок. Размер радиатора напрямую связан с количеством светодиодов. Он может быть гладким или ребристым. Его форма зачастую зависит от общей конструкции.
На плате из того же материала размещены чипы, последовательно соединенные в группы. Форма платформы также соответствует конструкции лампы и может быть круглой, квадратной или овальной.
Рассеиватель изготавливается из ударопрочного пластика, реже из стекла, матового цвета. Он крепится к радиатору посредством защелок или специального герметика.
Принцип работы светодиодной лампочки прост. Чипы, расположенные на плате – не что иное, как кристаллы-полупроводники, которые начинают испускать свет при прохождении через них электротока. Последний идет только в одном направлении: от анода к катоду. Основное отличие от лампы с вольфрамовой нитью накала заключается в температуре нагрева. Светодиод нагревается до 38°С, в то время как металлическая нить до 2000°С. При этом на разогрев первого тратится 4% потребляемой энергии, тогда как во втором случае значение доходит до 96%.
Задача №1 — расчёт мощности светильника
Я столкнулся c первой задачей. То есть я решил, каким образом будут располагаться светильники и для осуществления моей задумки, я расположил девять светильников в виде буквы «П»:
Соответственно мне необходимо было определить, каким световым потоком должен обладать светильник, чтобы обеспечить требуемую освещённость на кухне, а по световому потоку выбрать марку и модель светильника.
Для расчёта требуемого количества светильников нам необходимо знать нормативную освещённость, которая устанавливается СНиП 23-05-95* — «Искусственное и естественное освещение». Согласно данного СНиПа для кухни Ен=150 лк
Площадь моей кухни равна 5 кв.м, S=5
Количество светильников: N=9
Теперь осталось разобраться с коэффициентами:
К – коэффициент запаса, также как и нормативная освещённость принимается по СНиП 23-05-95 (для жилых помещений 1,4 – 1,5), я принял К=1,4
Z – коэффициент неравномерности, принимается в зависимости от типа ламп и находится в пределах 1,0-1,2, для светодиодных светильников допускается принять Z=1,0
η – коэффициент использования светового потока, зависит от индекса помещения, отражающих поверхностей и типа ламп. Вообще данный коэффициент принимается по специальным таблицам, их можно найти на сайтах производителей ламп. На данный момент, я смог найти таблицы только для люминесцентных и ртутных ламп, всё-таки светодиодные лампы только набирают обороты, и информации для расчётов практически нет, но при всём этом, одну из таких таблиц активно используют сайты, продающие светодиодное оборудование: вот один из них — http://diode-system.com/kak-rasschitat-kolichestvo-svetilnikov.html А если используют профессионалы, то почему бы не воспользоваться и нам?
Таблица коэффициентов использования светового потока:
Теперь нужно понять, как ей пользоваться. Мы видим, что коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения и от коэффициентов отражения поверхностей потолка, стен и пола. Для коэффициентов отражения приведены наиболее распространённые варианты. Например: схема 0,7-0,5-0,3 (четвёртый столбик таблицы) соответствует помещению с белым потолком, светлыми обоями, и напольным покрытием, которое темнее обоев (это наиболее распространённый вариант)
Примерные коэффициенты отражения приведены в таблице ниже:
Согласно таблицы, для моей кухни подойдёт схема 0,7-0,5-0,3
Теперь рассчитаем индекс помещения — i. Этот параметр напрямую зависит от габаритов помещения и высоты рабочей поверхности. Если рабочей поверхностью считают стол, то обычно hраб=0,8 м. Для кухни рабочей поверхностью является: стол, плита, столешница, мойка, а они, как правило, имеют высоту 0,8-1,0 м, поэтому я принимаю hраб=0,8 м
Теперь рассчитаем расчётную высоту. Расчётная высота – это расстояние от светильника до рабочей поверхности, в моём случае светильники точечные встраиваемые, то есть расчётная высота будет измеряться от плоскости потолка до рабочей поверхности:
Сам индекс помещения рассчитывается по формуле:
a и b – соответственно ширина и длина помещения.
Округляем индекс помещения в большую сторону из ряда: 0,6; 0,8; 1,00; 1,25 и т.д. (смотрите второй столбец таблицы). Соответственно я принимаю 0,8
Теперь у нас есть все данные, чтобы определить коэффициент использования светового потока, пользуемся таблицей и получаем, что η = 0,39
И так, подставляем все данные в формулу для определения светового потока одного светильника:
То есть световой поток одного светильника будет равен 299 люмен. Это ориентировочно светодиодные светильники мощностью 3,5-4 Вт (см. таблицу ниже)
То есть для моей кухни подойдёт 9 светодиодных ламп мощностью 3,5 — 4 Вт (≈ 299 лм). Заходим в интернет и находим светильники соответствующей мощности, на всякий случай смотрим такой параметр, как световой поток (чтобы он был не менее нашего расчётного).
Вот, что удалось найти сразу:
Самое главное не ошибитесь с типом лампы, её цоколем и патроном. В своих точечных светильниках я использовал лампы с типоразмером MR16 и цоколем GU-5.3
Что следует знать
При определении того, сколько необходимо лампочек или осветительных приборов, всегда первым делом нужно рассчитать количество люменов на один квадратный метр для конкретной комнаты.
В данном случае надо знать, какие уровни освещенности установлены для каждого конкретного жилого или нежилого помещения. Все эти нормы приведены в специальной документации — СНиП.
Нормы по СНиП
Создать нужный уровень освещенности можно с помощью различных источников света:
- лампы накаливания;
- люминесцентные и светодиодные лампочки;
- галогеновые и металлгалогеновые лампы;
- светодиодные ленты;
- неоновые лампы и т.д.
Каждый из вышеперечисленных источников света имеет различные технические показатели освещенности. Самым главным параметром при оценке уровня освещения является световой поток, испускаемый источником света.
Указанные в таблице значения мощности осветительных приборов приведены для ламп накаливания, так как эти базовые нормативные документы разрабатывались еще до эпохи появления современных энергосберегающих технологий. Сегодня в доме обычные лампы накаливания уже практически не встречаются. Им на смену пришли светодиодные (led), люминесцентные и галогеновые источники света. При этом наибольшей популярностью пользуются именно светодиодные лампочки, так как они весьма экономичны в плане потребления электроэнергии, имеют лучшие технические показатели и больший период службы, чем остальные энергосберегающие источники света.
Световой поток измеряется в люменах. Значение светового потока можно отыскать на упаковке лампочек. При этом ставить вопрос относительно того, сколько необходимо люменов для освещения одного квадратного метра не всегда является корректным. Это связано с тем, что световой поток в данном случае отражает только конкретные возможности определенного источника света. При этом учет отдаленности от выбранного объекта освещения для комнаты не берется в учет. Поэтому тут рационально вводить такой параметр, как освещение. Он измеряется в люксах.
Исходя из этого, было установлено равенство, между люксами и люменами. Таким образом, на один метр квадратной площади комнаты приходится световой поток в один люмен и равняется он одному люксу. Эта норма применима для всех помещений, как жилых, так и нежилых.
Виды
Люминесцентные лампы делятся по видам:
- круглые;
- кольцевые;
- цветные;
- длинные;
- U образные;
- линейные;
- двухцокольные;
- одноцокольные.
Виды источников света отличаются по исполнению. Варианты исполнения и применения:
- Линейные — делятся на прямые, кольцевые, U образные. Различаются по длине, диаметру колбы. С увеличением размера увеличивается мощность. Используют цоколь G13. Диаметры: Т4, Т5, Т10, Т12. Цифры обозначают диаметр в дюймах. Лампы применяют в общественных местах.
- Компактные — делятся по форме и величине колбы, по величине и типу цоколя. Форма колбы ихогнутая, что придаёт компактность. Несколько слоёв люминофора улучшают светопередачу.
- Специальные.
Специальные отличаются спектром излучения:
- с повышенной цветопередачей — используются на выставках, музеях:
- спектр близкий к солнечному — применяется в медицине для светотерапии;
- в спектре преобладает синий и красный — благоприятно влияет на фотобиологические процессы, используется для растений и аквариумов;
- в спектре преобладает синий и ультрафиолет — применяют в аквариумах для роста кораллов;
- в спектре присутствует ближний ультрафиолет — применяется в помещениях, где содержатся птицы;
- ультрафиолетовые лампы из чёрного стекла — используются для лабораторных исследований;
- для соляриев;
- для стерилизации.
Почему такая разница?
Чтобы ответить на этот вопрос, коротко рассмотрим принцип действия каждого вида лампочек и сравним их потребление энергии. В лампочке накаливания рабочим элементом служит вольфрамовая нить, которую нужно нагреть до 2000-3400°C, чтобы заставить ярко светиться. При этом примерно 95% потребляемой мощности лампы уходит на поддержание температуры спирали, а значит её КПД составит всего около 5%.
Принцип действия компактной люминесцентной лампы (КЛЛ) состоит в получении УФ-излучения за счёт прохождения тока через пары ртути с последующим преобразованием в видимый свет при помощи слоя люминофора. Энергоэффективность современных КЛЛ примерно в 5 раз выше, чем у их аналога с нитью накала.
В светодиодных лампочках свет возникает при прохождении тока через p-n-переход, после чего он пропускается через люминофор. Соотношение световой энергии и полной мощности светодиодных ламп последнего поколения может достигать 30%. Но точного значения КПД для всех LED-лампочек не существует, так как оно сильно зависит от типа применяемых светодиодов и драйвера.
Мощность светового потока
Световой поток характеризуется большой колючестью видимого света, который образуется при работе LED источника света. Складывается он из следующих показателей:
- светоотдача;
- мощность;
- используемые химические составы;
- качество линзы.
Основные формулы для вычисления светового потока
Яркость лампы диодного типа уменьшается в течение срока эксплуатации. Также он может теряться по мере прохождения через линзу или накладку, защищающую источник света. При этом потери остаются в пределах 5%.
Как определить порядок измерения
Световой поток представляет собой световое излучение, распространяющееся во всех направлениях, длину волн которого может воспринимать человеческий глаз. Единица измерения потока света лампы накаливания – люмен (Лм).
Светодиодный источник света излучает электромагнитные волны разной длины. Световой поток измеряется суммарным значением видимых глазом световых волн, а также волн инфракрасного и ультрафиолетового излучения, с учетом усредненной кривой чувствительности человеческого глаза к восприятию световых волн. По его значению определяется поток света светодиодных светильников.
Узнать больше можно просмотрев видео от всемирноизвестного производителя Philips. В видеоролике подробно рассказано о том, что такое люмен и как он поможет выбрать наиболее подходящий осветительный элемент.
Хозяйкам важно знать, что светодиодные лампы не так эффективны для выращивания цветов, как люминесцентные светильники для растений
Светоотдача светодиода
Сила света определяет интенсивность освещения источником света во множественных точках пространства. Единицей ее измерения является кандела (кд), зависящая от эталонного источника освещения. Световой поток светодиодной лампы рассчитывается как отношение потока света, равномерно распределенного в его пределах, к телесному углу.
Рекомендуем Вам также более подробно прочитать о том, как рассчитать освещенность помещения.
Подробнее о технических характеристиках светодиодных ламп читайте здесь.
Среди множества светодиодных светильников выделяют следующие виды:
- для домашнего освещения (например длинные светодиодные лампы);
- промышленные (светодиодные лампы используются для производственных площадей);
- офисные (для общественных и торговых мест);
- уличные.
Таблица яркости света
В таблице приведены соотношение мощности и уровня светоотдачи некоторых моделей диодных светильников.
| Тип (цоколь, назначение) | Мощность, Вт | Световой поток, Лм |
|---|---|---|
| Е27/14 (домашний) | 5 | 430 – 440 |
| Е27/14 (домашний) | 10 | 910 |
| GX70 (домашний) | 10 | 760 – 800 |
| СПДК18 (производственный) | 18 | 1836 |
| СДГ 120 / СДГ 150 / СДГ 180 (производственные) | 120 – 180 | 12000 – 18000 |
| СДП128 (производственные) | 128 | 14900 – 17135 |
| СДО30 (офисные) | 30 | 3000 |
| СДО44 (офисные) | 44 | 4400 |
| СДОТ10 (офисные) | 10 | 340 |
| СДУУ64 (уличные) | 64 | 4500 |
| СДУ 80 (уличные) | 80 | 7850 |
Сравнение дальности и яркости свечения ламп галогенного и LED типов
Сравнение светодиодных и люминесцентных ламп
ЛЕД лампы превосходят по техническим характеристикам энергосберегающие лампы, в том числе и по яркости. Убедиться в этом поможет следующая таблица.
| Cветодиодная лампа | Люминесцентная лампа | ||
|---|---|---|---|
| Мощность Вт | Световой поток Лм | Мощность Вт | Световой поток Лм |
| 5 | 450 | 15 | 450 |
| 9 | 700 | 20 | 700 |
| 12 | 900 | 25 | 1000 |
| 15 | 1200 | 30 | 1200 |
| 20 | 1800 | 50 | 1800 |
| 30 | 2500 | 80 | 2500 |
По приведенным выше сравнительным данным, можно сделать вывод, что светодиодные светильники более экономичны в потреблении электроэнергии. Световой поток таких источников света наиболее эффективен в применении в различных областях освещения.
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
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
- 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, К | 5500-7000 | 2800 |
| Рабочая температура, 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.
Как рассчитать количество точечных светильников?
Поскольку в точечных моделях осветительных приборов установлен один источник света, для расчета количества приборов используют формулу: Е/Ф, где Е — общая нормативная освещенность помещения, а Ф — световой поток излучения 1 диода.
Количество точечных светильников в 300 Люмен для гостиной в 18 кв. м. составит:
18*150/300=9 штук.
Какое количество светильников для потолка Армстронг действует на квадратный метр? С учетом стандартов на 5 кв. м. помещения требуется 1 такой светильник.
Расчет освещения без люстры: количество светильников в помещении
Не обязательно использовать люстру в помещении. Достаточно оборудовать потолок точечными светильниками, равномерно распределяющими свет по всей комнате.
С точки зрения комфорта не рационально использовать мощные светодиоды. Лучше приобрести больше лам с меньшей мощностью, но разместить их равномерно по всей комнате.
Расчет светодиодного освещения с люстрой
В данном случае лучше пойти следующим путем. Сформируйте схему освещения, в которой будет фигурировать люстра и точечные светильники.
Этапы процедуры:
- Определяют суммарный световой поток для зоны, освещаемой люстрой.
- Подбирают под зону прибор с учетом его мощности.
- Рассчитывают световой поток для других зон, подсвечиваемых светодиодами.
- Определяют количество led-ламп.
- Подбирают их мощность.
Возможные неточности и погрешности при расчете освещения
Случается так, что после самостоятельной замены классического освещения на LED света в помещении недостаточно. Дело в том, что на качество свечения влияет окрас потолка, стен и пола. При определении интенсивности светового потока учитывают коэффициент отражения: темный цвет — 10%, серый фон — 30%, светлый фон — 50%, а приближенный к белому или белый — 70%. Общий коэффициент отражения является усредненным показателем. Если у вас серый пол, белые стены и белый потолок, он будет равен 0,57 ((0,3+0,7+0,7)/3). Световой поток заданных осветительных приборов умножается на средний коэффициент.
Расчет уличного освещения светодиодными светильниками
Для наружного освещения (двор, сад, парк) используют следующую формулу:
n = E*S*k*Z/F*ȵ, где
n — количество осветительных приборов;
E — номинальное освещение;
S — площадь территории;
K — коэффициент длительного использования;
Z — коэффициент неравномерного распределения света;
F — показатель излучаемого света;
ȵ — коэффициент отражающих способностей на участке.
Пример
Для территории в 100 кв. м. действует норма освещения в 10 люксов на 1 кв. м. Мощность прожектора составляет 40 Вт, а светимость 90 лм/Вт. Коэффициент отражающей способности — 0,5, коэффициент длительности использования — 1,1, а показатель неравномерности распределения — 1,2.
Расчет:
F = 40*90= 3600 лм
n =10*100*1,1*1,2/(3600*0,5) = 0,7.
В таком случае нам понадобится 1 прожектор.
Таким образом, количество светильников подбирается с учетом величины светового потока. При выборе светодиодных ламп для помещений ориентируйтесь на их мощность, размер помещения, нормы освещения и высоту потолка.
Монтаж светодиодного оборудования проводят с учетом производимого светового потока. Чем он выше, тем на большем расстоянии друг от друга должны располагаться приборы. Эффективным считается угол освещения в 120 градусов. Свет в помещении должен быть равномерным.
Какие параметры учитывают при расчете освещенности светодиодными светильниками?
Как рассчитать количество светильников? Для этого используют специальную формулу, итоговый результат которой будет зависеть от отдельных параметров. Давайте подробно рассмотрим, какие факторы повлияют на расчет.
Нормы освещения
Для каждого типа помещения действуют свои нормы освещения. К примеру, в производственном цехе, где выполняют высокоточные работы, требуется больше света, чем в прихожей или санузле.
Нормы освещения в зависимости от типа помещения
| Тип помещения | Свет, в люксах |
| офис | 300-500 |
| конференц-зал | 200 |
| кухня, спальня, зал для гостей | 150 |
| прихожая, кладовая, санузел | 50 |
| детская | 200 |
| библиотека или кабинет | 300 |
Приведенные нормы освещения формируются в Люксах. Люкс — единица, созданная для сопоставления света прибора с 1 кв. м. площади. То есть, свет в 1 Люкс соответствует светимости в 1 Люмен на 1 м. кв. помещения.
Тип помещения
В нормах СНиП всегда будет присутствовать тип комнаты, для которой требуется подобрать осветительный прибор. Разумеется, в офисных помещениях, библиотеке и детской комнате создают более яркий свет. Коридоры, лестничная клетка, санузел не требуют повышенной яркости ламп.
Параметры помещения
Для выполнения расчетов понадобится узнать площадь комнаты. Рассчитывается она по формуле, известной нам со школьной скамьи: S= a*b, где S — площадь помещения (м. кв.), a — длина комнаты (м), b — ширина (м).
Кроме того, учитывают коэффициент поправки. Он формируется с учетом высоты потолка. Чем более высокой будет стена, тем значительнее будет рассеиваться свет на пути к подсвечиванию рабочих поверхностей и пола.
Мощность светодиодных светильников
Этот параметр подбирается после расчета освещения. Правильный выбор мощности осветительного оборудования обеспечит комфортные условия пребывания в помещении.
Как быть, если производитель не указал светимость led-ламп? Ориентируйтесь на следующую таблицу.
Соответствие мощности световому потоку
| Мощность, Ватт | Величина светового потока, Люмен |
| 3-4 | 250-300 |
| 4-6 | 300-450 |
| 6-8 | 450-600 |
| 8-10 | 600-900 |
| 10-12 | 900-1100 |
| 12-14 | 1100-1250 |
| 14-16 | 1250-1400 |
Тип рассчитываемого светильника
Существует несколько типов светодиодных светильников: точечные, промышленные, потолочные, уличные. Формула расчета освещенности каждого из них имеет свои отличия.
Алгоритм расчета
Расчет светового потока проводится достаточно просто. Формула предполагает всего 3 составляющих, которые перемножаются между собой.
Достаточно перемножить 3 параметра:
- Норму освещения.
- Площадь помещения.
- Коэффициент поправки.
Пример расчета освещенности помещения
Необходимо подобрать led-светильник для кухни в 15 кв. м с высотой потолка 2,6 м. Какой мощности будет осветительный прибор?
Расчет
Норма освещения кухни — 150 Лк. Тогда световой поток составит показатель: 150*15*1= 2250 Люмен.
На основе таблицы соответствия мощности световому потоку выбираем количество лампочек и их мощность. К примеру, можно приобрести 2 лампы мощностью 12 Вт каждая или 4 лампы по 8 Вт каждая.
Как видите, расчет освещенности совершается по совершенно несложной формуле!
Преимущества и недостатки светодиодных ламп
Подведем итог и определим достоинства и недостатки полупроводниковых источников света. К их преимуществам можно отнести:
- Рекордно высокая энергоэффективность. Светоотдача светодиодов (отношение создаваемого светового потока к потребляемой мощности), как мы выяснили, почти на порядок выше светоотдачи ламп накаливания, что позволяет существенно сэкономить на электроэнергии.
- Длительный срок службы. Эту тему я не затрагивал, но тебе будет интересно узнать, что светодиодная лампа проработает в 20-30 раз дольше, чем лампочка Ильича без существенного снижения уровня светового потока. А такая надежность – это дополнительная экономия, поскольку лампы на диодах придется менять крайне редко.
- Эксплуатация в жестких условиях. Светодиоды не имеют колб и спиралей, а потому не боятся вибраций и даже ударов. Полупроводниковые осветители могут использоваться в самых жестких условиях и при температурах окружающей среды от -40 до +40 градусов Цельсия.
- Почти не нагреваются. Максимальная температура, до которой нагревается мощная светодиодная лампа, не превышает 60 градусов Цельсия. Ты можешь использовать ее на пожароопасных объектах.
- Оптимальная цветовая температура. Подавляющее большинство светодиодных ламп, кроме специальных, создают световой поток, похожий на дневной. При таком освещении глаза устают меньше всего, а цвета окружающих предметов не искажаются.
У светодиодных ламп есть, к сожалению, весьма существенный недостаток – стоимость их пока еще достаточно высока. Но это частично окупается длительным сроком службы и малым потреблением электроэнергии. Тем более что развитие светодиодных технологий только началось, а значит, в ближайшее время цена на светодиодные источники света обязательно снизится.
Теперь ты знаешь про светодиодные лампы и их световой поток достаточно, чтобы суметь решить: чем и в каких случаях полупроводниковые источники света лучше, чем обычные лампочки.
Предыдущая
СветодиодныеКак выбрать мощный аккумуляторный светодиодный фонарик
Следующая
Светильники, браВыбираем светодиодные светильники для потолка Армстронг
Другие виды люминесцентных ламп
В настоящее время практикуется все более широкое применение энергоэкономичных люминесцентных ламп (ЭЛЛ). Они используются в общем освещении и могут полностью взаимно заменяться с обычными изделиями, мощностью 20, 40 и 65 ватт. ЭЛЛ подходят ко всем существующим осветительным установкам. Таким образом, все светильники и пускорегулирующая аппаратура остаются на своих местах. Все основные характеристики ЭЛЛ остаются такими же, как и у стандартных ламп при снижении мощности до 10%. Внешний вид также отличается, поскольку трубки имеют диаметр 26 мм вместо стандартных 38 мм. Это позволяет снизить расход стекла, люминофора, ртути, газов и других материалов.
Наряду со стандартными изделиями, появилось большое количество всевозможных компактных люминесцентных ламп (КЛЛ). Их мощность составляет в среднем 5-25 Вт, световая отдача – 30-60 лм/Вт, а срок службы доходит до 10 тыс. часов. Отдельные виды КЛЛ могут непосредственно заменить лампочки накаливания в обычном патроне. В их конструкцию входит встроенная пускорегулирующая аппаратура и стандартный резьбовой цоколь типа Е27.
Появление компактных лампочек стало возможным, когда появились узкополосные люминофоры, обладающие высокой стабильностью. Для их активации применяются редкоземельные элементы с возможностью работы при поверхностной плотности облучения, превышающей это значение у обычных лампочек. Это позволило существенно уменьшить диаметр разрядной трубки. Общую длину удалось снизить за счет деления трубок на отдельные короткие участки, расположенные параллельно и соединенные между собой. В других вариантах используются изогнутые трубки или варенные соединительные патрубки.
Следует отметить безэлектродные компактные лампы, в которых свечение люминофоров возбуждается разрядом в смеси паров ртути с инертными газами. Необходимый заряд поддерживается энергией электромагнитного поля, создаваемого непосредственно возле разрядной смеси. Такие лампы были созданы за счет микроэлектроники, на основе которой были созданы недорогие и малогабаритные источники энергии высокой частоты с хорошим КПД.
Световой поток светодиодных ламп
Световой поток ламп накаливания
Световой поток
Световой поток светодиода онлайн расчет
Коэффициент использования светового потока
Виды люминесцентных ламп
Устройство LED-ламп
Прежде всего, давай разберемся, что такое светодиодная лампочка и как она светит. В 1907 году британец Генри Раунд заметил, что полупроводниковый диод под действием электрического тока при некоторых условиях начинает излучать видимый свет. И хотя до применения этого эффекта на практике понадобилось более 60 лет, начало было положено. Сегодня технология производства сверхъярких диодов отлично отлажена, а световой поток полупроводников настолько велик, что диоды вполне в состоянии заменить обычные осветительные лампочки.
Конечно, мощности светового потока одного полупроводника недостаточно для освещения, скажем, комнаты, но эту проблему легко обойти, собрав «лампочку» из нескольких светодиодов. Конструкторы даже пошли дальше – они не стали снабжать каждый полупроводник своим корпусом, а поместили на одну подложку сразу несколько кристаллов. Такие сборки стали называть матрицами:
Как ты наверняка заметил, глядя на фото выше, и отдельные диоды, и матрицы имеют одну особенность – их световой поток направлен в одну сторону. Это очень удобно для сборки направленных осветительных приборов, к примеру, прожекторов, но мало подходит для приборов рассеянного света. Зачем тебе лампочка-прожектор, скажем, в люстре? Как конструкторы обошли эту проблему, я думаю, ты уже догадался: они просто расположили полупроводники под разными углами, направив световые потоки каждого прибора в определенную сторону.
Световой поток этих светодиодных ламп направлен практически во все стороны
Несмотря на то, что светоизлучающие диоды обладают очень высоким КПД, какая-то часть энергии все равно расходуется на тепло. Если мощность осветителя невелика, то в этом нет ничего страшного. Но для освещения того же помещения светового потока лампочки мощностью в ватт явно недостаточно. Поэтому практически все светодиодные осветители имеют в своем составе радиатор – металлическую ребристую пластину, отводящую тепло от кристаллов и отдающую его в воздух. В некоторых конструкциях радиатор находится внутри корпуса, в других его можно увидеть снаружи. То же самое касается и любых других осветительных устройств, работающих на полупроводниках, – они тоже имеют в своем составе радиатор.
И последний немаловажный штрих – питание. Диоды питаются постоянным и относительно невысоким напряжением, поэтому подключить их напрямую к обычной розетке не получится. Прежде чем подать напряжение на кристалл, его нужно понизить и выпрямить (сделать постоянным). Эту задачу исполняет специальный блок – контроллер питания или драйвер. Обычно драйвер уже встроен в осветитель или лампочку, поэтому многие о существовании этого достаточно сложного электронного узла даже не подозревают.
Драйверы питания диодной лампочки (слева) и светодиодного прожектора
Кроме вышеуказанных функций, драйвер следит за током через диоды и защищает их от случайных бросков и колебаний напряжения.
