Сколько световой поток у ламп накаливания. Световой поток светодиодных ламп

Мой друг, Генеральный директор Бадмаев А.Е., тоже увлекается светодиодами и уже более двух лет как полностью перевел освещение своей квартиры на светодиодные лампы, заменив ими старые или перегоревшие энергосберегающие или лампы накаливания. Вот сидит человек и не может не радоваться глядя на показания своего электросчетчика ведь счета за потребленную электроэнергию очень существенно снизились. Может быть и всем нам пора?
Свою первую светодиодную лампу лично я купил в 2009 году. Это была лампа с цоколем GU 5.3 для точечных светильников, мощностью 1,2 Вт, холодного белого света и стоила она тогда 120 рублей. Так как яркость этой лампы очень не велика, пришлось установить ее в санузел как аварийную в дополнение к галогенке. Вот за семь лет с ней ничего не случилось, правда и галогенку я менял только один раз. Считайте сами… Эта статья написана для тех кто звонит мне из магазина, а я очень занят и мне некогда все это дело объяснять.

Характеристики светодиодных ламп

Для правильного выбора светодиодных ламп следует знать по каким критериям они подразделяются, а их как сейчас расскажу, достаточно чтобы запутаться.

Устройство светодиодных ламп

Светодиодная лампа как и все другие состоит из цокольной части и колбы. В цокольную часть спрятана печатная плата драйвера для питания платы на которую припаяны светодиоды закрытые защитно-декоративной пластиковой прозрачной или матовой колбой. Есть правда и открытые лампы типа «кукуруза» они подойдут для общего освещения.
Вот прикольное видео разборки LED-лампы где наглядно видно внутреннее устройство:

Диммируемые светодиодные лампы

Есть в продаже и диммируемые светодиодные лампы. Т.е. лампы с возможностью изменять их мощность светового потока с помощью диммера. Лучше всего для таких ламп использовать обычный диммер для ламп накаливания.
Все вроде хорошо, но стоимость диммируемых ламп очень высока и за эту функцию далеко не каждый будет платить, да и стоимость самого диммера следует учесть.

Недостатки светодиодных ламп

Сейчас на рынке имеются светодиодные лампы всех размеров и форм. Они способны заменить привычные нам лампы абсолютно во всех светильниках.
Предлагаются лампы всех возможных цоколей, а так же для автомобилей, для освещения растений (фитолампы) и т.п.
Основные проблемы большинства светодиодных ламп это проблемы надежности.
При заявляемом сроке службы 30000 и даже 50000 часов (идет речь о сроке службы светодиодов, а не самой лампы) на деле срок службы может ограничиться парой дней, учитывая стоимость это плохо. Небольшой срок службы ламп обусловлен стараниями недобросовестных производителей уменьшить затраты на производство своих изделий. Применяют дешевые светодиоды, максимально упрощенные схемы драйверов, неподходящую элементную базу, не придают серьезного значения охлаждению. В сумме это и дает тот эффект который имеем. Приобретать следует изделия известных на рынке производителей, которые следят за качеством выпускаемой продукции, хотя не все они готовы к избеганию вышеуказанных проблем.

После покупки светодиодных ламп не выбрасывайте кассовый чек и упаковку от ламп в течение гарантийного срока это позволит Вам произвести замену вдруг сгоревшей лампы. Серьезные производители вроде Philips или Osram дают гарантию 3 года.

Ремонт светодиодных ламп

В принципе не рабочую светодиодную лампу можно успешно ремонтировать. Обычная проблема светодиодных ламп это некачественные драйвера из-за плохих комплектующих которых вздуваются и даже лопаются конденсаторы, перегорает один или несколько светодиодов, либо их перегрев из-за плохого охлаждения. Так как все светодиоды соединены последовательно, то выход из строя одного прерывает работу всей цепочки. Здесь задача отыскать и заменить проблемные диоды на аналогичные, а электролитические конденсаторы на напряжение не меньше 400 В.
Конечно для ремонта и переделки светодиодных ламп требуются специальные знания, навыки и материалы.

Вывод.

Переход на светодиодные лампы сейчас безусловно актуален и уже экономически выгоден. А если у Вас еще и руки нормальные, то смело можно брать самые дешевые лампы и несколько подправив их радоваться как мой усатый друг Анатолий Евгеньевич. Баланс цена-качество — выбор за вами.

Только только я успел заменить все лампочки в доме на энергосберегающие, как тут же появились еще более экономичные светодиодные. Ну и мне очень захотелось поставить дома такие. На самом деле в них меня привлекает даже не столько экономичность, сколько долговечность. А то обещания о многолетней службе энергосбрегающих оказались фикцией. С моим регулярно мигающим светом (и это я практически в центре цивилизации, ну там километров 20 до Кремля. Даже страшно подумать какого качества электросети где нить в далекой глуши!) лампочки могут запросто сгореть уже через месяц после покупки. Ну и где выгода в сравнении с обычными лампочками накаливания?

Для светодиодных срок жизни заявлен куда больший, нежели для энергосберегающих. Разумеется, практика покажет, про энергосберегайки вон тоже сколько чего нам обещали, но попробовать хочется. Там конструктив, когда световой поток формируется не одним, а несколькими элементами, дает надежду на большую живучесть системы в целом. То есть если сдыхает один светодиод, то лампочка не умирает, а просто светит слабее. С другой стороны, по опыту использования энергосберегаек, у меня в 90% случаев выгорала элементная база (то есть пускатель, ЭПРА или как там назвать то что впихнуто в патрон). Сама витая люминисцентная трубка обычно цела, нет ни характерных потемнений в местах расположения нити, люминофор не отваливается, герметизация не нарушена. А вот пускатель в патроне всегда сильно греется, вплоть до пожелтения и деформации пластмассы. Он обычно и дохнет, я уже привык реагировать на характерный химический запах нагретого пластика - как почувствовал, значит пора менять лампочку, скоро умрет.

По правде говоря, этот момент меня столь же смущает и в светодиодных лампах. Судя по наличию хорошо заметного ребристого радиатора на большинстве моделей - ему есть что рассеивать. Значит основание лампы должно нехило греться, иначе зачем такие затраты отнюдь не дешевого металла на радиатор? Пока это просто теория, я до сих пор ни одной лампочки не купил (если честно, то цена в наших магазинах коробит, а заказать вдвое дешевле из Китая все руки не доходят), по этому могу и ошибиться. Ну, в общем, посмотрим.

Устройство светодиодной лампочки. Картинка позаимствована с сайта www.navigator-light.ru, они их выпускают.

Кстати, если вас смущает, что светодиодная лампа будет давать направленный свет (как фонарик), то этого опасаться не стоит. Во-первых, сейчас большинтво производителей стали делать "пирамидку" излучателей (как на картинке выше). Так что светит она уже как минимум в секторе 180 градусов. А во вторых, если уж совсем хочется круговой свет, то уже начали делать вот такие лампочки по типу кукурузного початка. У нас я в магазинах пока их не видел (это не значит что их нет, это значит что я мало хожу по магазинам электротоваров), но на http://ru.aliexpress.com/category/202001096/led-bulbs-tubes.html их полным полно.

Ну вот теперь собственно то, ради чего я всю эту писанину и затеял. Мы привыкли при покупке лампочек ориентироваться на их мощность, то есть большинство представляет себе как светит обычная 100вт лампочка накаливания и отталкивается от этого ощущения - достаточно ли светло лично вам будет, если купить лампочку 75вт, или надо все таки 100? А вот с энергосберегающими такой метод не прокатывает - мощности то совсем другие, лампочка в 26вт будет светить ярче чем 100вт лампочка накаливания. К счастью физики уже давным давно все предусмотрели, придумав как измерять световой поток:) И лаже ввели такую единицу измерения как люмен .

Обозначения светового потока в люменах появились на лампах только совсем недавно. До этого вполне обходились ваттами, а еще раньше так же спокойно считали световой поток лампочек в свечах. Моя бабушка. например,отправляя меня в магазин, поручала купить лампоку в "60 свечей". А я раздраженно ей возражал, что правильно "ватт" :) На самом деле правильно - "столько то люмен". Думаю что наши дети уже к этому привыкнут. А для вас. еще не привыкших к цифрам на упаковке вот маленькая табличка. она весьма примерная, например для 100 вт лампочки накаливания точные цифры светового потока в люменах 1340. Но для того чтобы ориентироваться в магазине - сойдет.

Сколько люмен в 20 Вт лампочке? Сколько люмен в 40 ваттной лампочке? Сколько люмен в 100 ваттной лампочке? Сколько люмен в лампочке?

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.

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.

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).

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. Световой поток возникает, когда очень высокая температура нити накала преобразует электромагнитное излучение в видимый свет.

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.

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.

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.

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 %.

Световой поток - мощность светового излучения, т. е. видимого излучения, оцениваемого по световому ощущению, которое оно производит на глаз человека. Световой поток измеряется в люменах.

Например лампа накаливания (100 Вт) излучает световой поток, равный 1350 лм, а люминесцентная лампа ЛБ40 - 3200.

Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света равной одной канделе, в телесный угол, величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд·ср).

Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4π люменам.

Существует и другое определение: единицей светового потока является люмен (лм), равный потоку, излучаемому абсолютно черным телом с площади 0,5305 мм 2 при температуре затвердевания платины (1773° С), или 1 свеча·1 стерадиан.

Сила света - пространственная плотность светового потока, равная отношению светового потока к величине телесного угла, в котором равномерно распределено излучение. Единицей силы света является кандела.

Освещенность - поверхностная плотность светового потока, падающего на поверхность, равная отношению светового потока к величине освещаемой поверхности, по которой он равномерно распределен.

Единицей освещенности является люкс (лк) , равный освещенности, создаваемой световым потоком в 1 лм, равномерно распределенным на площади в 1 м 2 , т. е. равный 1 лм/1 м 2 .

Яркость - поверхностная плотность силы света в заданном направлении, равная отношению силы света к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную тому же направлению.

Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м 2).

Светимость (светность) - поверхностная плотность светового потока, испускаемого поверхностью, равная отношению светового потока к площади светящейся поверхности.

Единицей светимости является 1 лм/м 2 .

Единицы световых величин в международной системе единиц СИ (SI)

Примеры:

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК"
Под общей ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др.
М.: Издательство МЭИ, 1998