Nemmeno gli utenti più avanzati elettrodomestici oggi guardano alle lampade a LED per sostituirne quelle obsolete. Ma i consumatori che sono abituati a concentrarsi sull'unico parametro della sorgente luminosa: potenza, specifiche Le lampade a LED sembrano troppo complicate. I produttori senza scrupoli ne approfittano, non indicano tutti i parametri necessari sulla confezione. E tra le lampade a LED ci sono dispositivi elettronici complessi. Includono un alimentatore su microcircuiti, sono in grado di emettere onde luminose in un'ampia gamma, tre colori RGB.

Il flusso luminoso delle lampade a LED è un criterio importante per la scelta di un dispositivo. Può differire tra i produttori per le sorgenti luminose con lo stesso consumo energetico dichiarato. È questo parametro che caratterizza la capacità del dispositivo di illuminare lo spazio.

Cos'è il flusso luminoso?

La forza del bagliore di ogni singola sorgente luminosa dipende dalla velocità della radiazione onde elettromagnetiche- Portatori di energia luminosa.

L'occhio umano è progettato in modo tale da riconoscere solo una parte limitata dello spettro di radiazioni. Le onde luminose con una lunghezza di 555 nm sono meglio percepite: tale luce ha una sfumatura giallo-verde, la luce rossa è riconosciuta come la peggiore (lunghezza d'onda 632 nm). E le sfumature di radiazioni viola e rosse non sono affatto riconosciute dagli occhi delle persone. Pertanto, al momento della determinazione flusso luminoso tutte le lunghezze d'onda emesse dalla sorgente luminosa sono sommate tenendo conto della curva di suscettibilità dell'occhio. Come caratteristica delle lampade a LED, viene utilizzata la potenza del flusso luminoso. Si misura in lumen. Il flusso luminoso emesso da una sorgente isotropica puntiforme con un'intensità luminosa di 1 candela è di 1 lumen.

Quindi, stimare la potenza lampada a LED, è necessario specificare quale parametro è in questione. O sulla quantità di energia consumata o sulle prestazioni della lampada.

Qual è l'efficienza luminosa di un dispositivo di illuminazione?

Questo parametro è uguale al flusso luminoso della lampada quando consuma un'unità di potenza elettrica. Si misura in lumen per watt (Lm/W). Si presume che il flusso luminoso irradiato sia distribuito uniformemente per ogni watt di energia consumata.

Le lampade fluorescenti compatte ei LED attraggono principalmente per la loro alta efficienza. Questo desiderato risparmio energetico è fornito, contrariamente alle aspettative, non da un piccolo consumo di energia, ma dall'emissione di luce diretta del dispositivo. Maggiore è questo valore e la potenza della lampadina è simile, più economico è il dispositivo. Pertanto, le lampadine a incandescenza stanno perdendo la loro posizione, lasciando il posto a lampade a LED più avanzate, che hanno un'efficienza luminosa notevolmente superiore.


La massima efficienza luminosa può essere raggiunta con una radiazione a una lunghezza d'onda di 555 nm. Questo è il valore per la luce monocromatica quando idealmente convertito da energia elettrica teoricamente permette di ottenere un'efficienza luminosa massima di 683.002 Lm/W.

Per le lampadine con filamento di tungsteno, l'efficienza luminosa è molto bassa, poiché il colore della loro radiazione tende a sfumature infrarosse.

Dati sulla resa luminosa tipi diversi le lampade si riflettono nel tavolo.

Tipo di sorgente luminosa	Flusso luminoso (lm)	Efficacia luminosa (lm/w)
Lampada a incandescenza 40 W	420	10
— \\ — 60 W	710	11
- \\ - 75 W	935	12
- \\ - 100 W	1350	13
— \\ — 200 W	2500	14
Lampada alogena 230V 42W	625	15
— \\ — 230 V 70 W	1170	17
Lampada alogena IRC 12V	1700	26
lampada fluorescente 40 W	2000	50
— \\ — 200 W	11400	57
Lampada a scarica 250 W	19500	78
— \\ — 2000 W	210000	105
Xeno per auto 35W	3000-3400	93
LED 40-80W	6000	115
Lampada a LED (base)	860	86
Il Sole		93
Sorgente luminosa ideale		683,002

Flusso luminoso delle lampade a LED: una tabella di corrispondenza delle potenze dei diversi tipi di dispositivi

Per sostituire in modo competente la lampadina di Ilyich con una moderna controparte a LED, è necessario partire da un parametro come l'illuminazione (viene misurata in tratteggi per unità di superficie). Questa è una caratteristica difficile, poiché l'illuminazione delle singole sezioni della stanza non è la stessa. Anche nelle immediate vicinanze della lampada a LED, l'illuminazione dipende dall'angolo di dispersione.



Ma gli utenti ordinari non cercano di approfondire tutte queste sottigliezze e selezionare apparecchio di illuminazione, concentrandosi sulla potenza della lampada: questo parametro è familiare a tutti i consumatori. Per facilità di scelta, c'è una tabella che confronta la potenza delle lampade a incandescenza e delle controparti a LED. Per completare il quadro, sono stati inseriti anche i dati sulle lampade a risparmio energetico.

Flusso di luce,	Lampada a LED, W	lampada a incandescenza,	Lampada a risparmio energetico, W
~ 250	2-3	20	5-7
~ 400	4-5	40	10-13
~ 700	6-10	60	15-16
~ 900	10-12	75	18-20
~ 1200	12-15	100	25-30
~ 1800	18-20	150	40-50
~ 2500	25-30	200	60-80

Si prega di notare che i dati in tabella sono puramente indicativi. È impossibile prendere e sostituire una lampada a incandescenza, che indica - 60 W, con un LED con la designazione - 7 W, e assicurarsi che l'illuminazione della stanza non cambi.

Un malinteso comune è che un LED da 10 W equivalga a una lampadina a incandescenza da 100 W. Ma un watt viene speso per riscaldare il driver, il 20% della potenza viene assorbita da una lampadina opaca lampadina a led. Rimangono solo 7 watt utili su 10, che danno una potenza media del flusso luminoso di una media di 700 - 800 Lumen. Pertanto, è necessario concentrarsi sulla corrispondenza di dieci watt di una lampada a LED a settantacinque watt di una lampadina a incandescenza. Rivestimento opaco le lampadine, spesso utilizzate nei lampadari senza sfumature, proteggono gli occhi dalla luce accecante. Quindi puoi verificare l'integrità del produttore. Se il pacchetto di un LED con un flusso luminoso di 800 lm indica un consumo energetico di 10 W, è meglio rifiutarsi di acquistare un dispositivo del genere.

Tabella di confronto per una lampada a incandescenza da 60 W e una lampada a LED da 9 W secondo i parametri principali.

Per sostituire una lampadina standard a filamento di tungsteno da 100 watt, sono necessari 2 apparecchi LED da 650 lumen. La tabella deve essere utilizzata in base alle informazioni sulla confezione sull'intensità del flusso luminoso, la cui unità è Lumen. La cosa è caratteristiche del progetto Lampade a LED. Maggiore è la loro luminosità, più massiccio dovrebbe essere il design del loro radiatore.

Le lampade a risparmio energetico sono più efficienti se azionate continuamente. Da frequenti accensioni e spegnimenti, spenderanno per il riscaldamento un gran numero di energia. Inoltre, per alcuni secondi quando accesi, possono funzionare a metà potenza.

Quando si sostituisce lampadine alogene il compito diventa più difficile. Per sostituire un apparecchio a 12 V è necessario utilizzare un tavolo diverso, corretto in base al tipo di lampada.

Flusso di luce lampade fluorescenti vicino a un parametro simile di LED della stessa potenza.

Caratteristiche della scelta delle lampade per il posizionamento all'esterno dell'edificio

Per illuminazione stradale, potente Luci a LED. Sul questo momentoè l'opzione di sorgente luminosa più popolare per uso esterno.



La tabella mostra i parametri dei lampioni di vari produttori.

Fattore di potenza degli apparecchi a LED

Questo parametro ha più a che fare con l'alimentazione della lampada. Il fattore di potenza (cos phi) riflette l'efficienza della sorgente luminosa. Come determinare il fattore di potenza per una lampada a LED? Questa caratteristica è definita come il rapporto tra potenza utile attiva e apparente.

Il fattore di potenza assume un valore da 0 a 1:

• «0» – lavoro utile non è fatto.
• "1" - tutta l'energia viene spesa per svolgere un lavoro utile.

Maggiore è il fattore di potenza, minore è la perdita di potenza.

Per molti anni, le lampade a incandescenza sono state l'unica fonte di luce artificiale. Recentemente, a causa della bassa efficienza di questi tipi di illuminazione, vengono gradualmente sostituiti da altre sorgenti luminose, come i LED.

Tuttavia, le lampade a incandescenza hanno i loro vantaggi. Il loro basso costo, la presenza di uno spettro di radiazioni continuo, il più vicino al naturale luce del sole, porta al fatto che continuano ad essere utilizzati in molti casi. Per valutare correttamente l'usabilità delle lampade ad incandescenza e la possibilità di sostituirle, è necessario misurare e tenere conto delle principali caratteristiche delle lampade ad incandescenza.

Durante il processo di misurazione, la lampada viene posizionata al centro di una sfera speciale. Nella sua parete è presente un fotorilevatore con un filtro, la cui larghezza di banda corrisponde alla sensibilità spettrale dell'occhio umano. Il segnale in uscita dalla fotocellula dipende dalla sua illuminazione ed è proporzionale al flusso luminoso della sorgente.

Confrontando i segnali della fotocellula ed il valore precedentemente ottenuto utilizzando una sorgente luminosa di riferimento, si determina il flusso luminoso della lampada in studio.

Dopo aver misurato questo indicatore, è possibile determinare la quantità di emissione luminosa di una lampada a incandescenza. Questo valore mostra che tipo di flusso luminoso genera la lampada a scapito di 1 W di potenza.

Confronto delle prestazioni di alcune sorgenti luminose

La resa luminosa delle sorgenti luminose dipende dalla loro potenza. Ad esempio, per lampade convenzionali incandescente, la cui potenza è compresa tra 5 W e 200 W, questo valore varia da 4 a 13 lm / W. La resa luminosa delle lampade a incandescenza dipende anche dal loro design.

La tabella seguente mostra i dati per i vari tipi di apparecchi di illuminazione.

Come si può vedere dalla tabella dei flussi luminosi, le lampade a incandescenza sono inferiori sia alle lampade a LED che a quelle a LED.

In questo caso, la massima radiazione continua per una tale lampada si trova nella gamma IR delle onde emesse.

Utilizzo del valore del flusso luminoso nel calcolo dell'illuminazione nella stanza

Esistono diversi metodi per calcolare l'illuminazione interna. La maggior parte di loro utilizza il valore del flusso luminoso della lampada.

Ad esempio, quando si calcola secondo il metodo di utilizzo del coefficiente di flusso luminoso per l'illuminazione richiesta del posto di lavoro, tenendo conto delle quantità ausiliarie a seconda del tipo di lampada e della stanza, viene calcolato il flusso luminoso totale della lampada.

Prima di ciò, va ricordato che nei moderni componenti radio MOSFET è presente un diodo aggiuntivo tra lo scarico e la sorgente.

Tra gli altri microdispositivi ampiamente utilizzati nei moderni circuiti elettrici, questo serve per regolare la forza di resistenza e anche, che, a differenza dei tiristori, conducono la corrente in due direzioni.

Successivamente, viene selezionato un flusso luminoso vicino alla magnitudine lampada standard. Se l'indicatore richiesto per l'illuminazione della stanza risulta essere superiore a quello che queste lampade possono fornire, il numero di lampade aumenta e viene effettuato un ricalcolo.

Se non c'è flusso luminoso per la lampada, è possibile utilizzare il valore della sua potenza. In questo caso viene effettuato un ricalcolo approssimativo, tenendo conto dell'emissione luminosa della sorgente luminosa utilizzata.

risultati:

1. Nonostante la ridotta efficienza, le lampade a incandescenza continuano ad essere richieste.
2. Un importante parametro di illuminazione degli apparecchi di illuminazione è l'entità del flusso luminoso.
3. Questo parametro viene utilizzato per calcolare l'illuminazione nelle stanze.
4. Per confrontare l'efficienza di varie lampade, comprese le lampade a incandescenza, viene utilizzato il valore dell'emissione luminosa.
5. A seconda della potenza, le lampade a incandescenza hanno un indice di emissione luminosa diverso e all'aumentare del primo valore aumenta anche il secondo valore.

Misurazioni luxometro di varie sorgenti luminose in video

Tutti voi dovete aver sentito parlare cospirazione mondiale. Massoni, alieni ed ebrei lampadine entrato cento anni fa, in modo che le lampadine non durassero per sempre, ma si bruciassero ogni mese e divorasse molta elettricità. E solo ora le catene della congiura sono spezzate e i magnati delle lampadine sono schiacciati. grande impero La Cina, che ha inondato il mondo intero con lampade a LED eterne ed economiche. Ma non rilassarti: la cospirazione mondiale non si arrende. Ora è venuto sotto forma di Great Led Lodge of Lies of Lies. Insomma, tutti mentono (c).

Le battute sono battute e, in un modo o nell'altro, probabilmente tutti i produttori di illuminazione a LED mentono. Qualcuno sfacciatamente e francamente, qualcuno così, leggermente contorto - ma in un modo o nell'altro sembra che non ci sia una sola azienda che non sopravvalutirebbe i parametri dei suoi prodotti. Diversi modi- qualcuno scrive solo bei numeri da una lanterna, a volte oltre il punto di vista del buon senso. E qualcuno - scrive appena le caratteristiche sono abbastanza veritiere, ma ottenute in condizioni lontane dalle reali condizioni operative. Ad esempio, il flusso luminoso misurato a una temperatura di 25°C in modalità pulsata. In un modo o nell'altro, ma dovrà essere dato il 15-20% della "indennità per le bugie".

L'illuminazione è facile da misurare, il flusso luminoso è difficile e costoso. È necessario raccogliere tutta la luce emessa dalla lampada e contabilizzare equamente i raggi in tutte le direzioni. Cioè, hai bisogno di un fotorilevatore a forma di sfera cava con la stessa sensibilità alla luce di ogni sezione della sua superficie. La fabbricazione di una tale sfera fotometrica e la sua successiva calibrazione è un compito molto difficile.

Un altro approccio consiste nel misurare punto per punto il diagramma di radiazione della sorgente luminosa e integrarlo sull'intera sfera. Ma anche questo non è facile: devi avere una stanza buia di dimensioni solide con pareti scure. E serve una testa goniometrica a due assi, preferibilmente con azionamento automatico, in modo da non preoccuparsi di impostare manualmente gli angoli per ciascuno di diverse centinaia di punti.

Tuttavia, ci sono un paio di casi speciali che si incontrano spesso nella pratica e per i quali possiamo limitarci a una dimensione. Voglio parlare alla comunità di habra di uno di loro.

Questo caso speciale è un radiatore a coseno piatto. Un emettitore di coseno è uno la cui luminosità non dipende dall'angolo tra la normale alla sua superficie e la direzione verso l'osservatore. Il diagramma di radiazione di un tale radiatore è determinato esclusivamente dalla geometria, ovvero dalla superficie apparente. E per un emettitore di coseno piatto, esiste una semplice relazione tra il flusso luminoso e l'intensità luminosa nella direzione della normale al piano:

Cioè basta misurare l'illuminazione in un metro dalla sorgente luminosa con un luxmetro e moltiplicarla per 3,14 - e abbiamo già il valore del flusso luminoso (oppure, se la distanza non è uguale a un metro, si dovrà essere preso in considerazione secondo la legge del quadrato inverso). Naturalmente, la sorgente luminosa deve essere molto inferiore alla distanza dal luxmetro, altrimenti la legge dell'inverso del quadrato non funzionerà e il risultato della misurazione sarà sovrastimato.

Quali sorgenti luminose possono essere considerate come emettitori di coseno piatti con una precisione sufficiente per la pratica? Questi sono quasi tutti i LED di illuminazione bianca senza obiettivo e gruppi piatti basati su di essi. Tutti i tipi di cinesi 5730, 2835, 5050, 3030 e altri, che di solito si trovano nelle lampade a LED di aliexpress, e sono anche venduti separatamente in bobine per un centesimo: ecco tutto. Anche matrici. E cinese quadrato 10 watt e Cree CXA e CXB. Ma per tutti i LED con lente, così come per i LED senza fosforo (ad esempio RGB), questo metodo non è adatto: il loro diagramma di radiazione differisce in modo significativo dal coseno. Anche le lampade piatte integrate nel soffitto e ricoperte di vetro lattiginoso si adattano bene a questo modello.

Quindi, misuriamo già qualcosa. Come cavie abbiamo oggi:

1. Assemblaggio cinese per 90 watt di 156 5730 LED (ciascuno con due cristalli 13x30 mil) con driver integrato su CYT3000B. Secondo le assicurazioni dei cinesi, dovrebbe dare 9200 lm.

Consumo energetico della strumentazione - 85 W e ci rimaniamo.

2. Matrice CXA2530, una nuova versione, 3000 Kelvin, Ra>80. Il flusso luminoso a 800 mA e 85 ° C secondo la scheda tecnica è di almeno 3440 lm e a 25 ° C (questa temperatura non si verifica, a meno che il LED stesso non venga raffreddato a una temperatura inferiore allo zero - la resistenza termica non darà) - almeno 4150 ml.

Partiamo da una corrente di 800 mA, il consumo energetico è stato di 28,64 W.

3. HPR20D-19K20 - antico come un mammut (acquistato nel 2010, se non prima) una matrice da 20 watt di HueyJann, simile alle attuali matrici da 10 watt, differisce da loro per un gran numero di cristalli sotto il fosforo - ce ne sono 16 di loro invece di nove (4 pezzi in serie in ciascuna delle quattro catene collegate parallele). Dichiarato a 1830 lumen a 1,7 A, in realtà non è più luminoso del CXA2011 con ingresso da 11 W.

Partiamo da una corrente nominale di 1,7 A, la tensione era di 12,2 V, la potenza era di 20,74 W.

L'illuminazione viene misurata con un luxmetro UT382 (Uni-T), sul cui "occhio" mettiamo un cappuccio di carta nera in modo che la luce riflessa dalle pareti in una stanza non preparata non catturi. La distanza in tutti i casi è un metro. Risultati nella tabella.

Si scopre che il flusso luminoso dell'assieme cinese corrisponde a quello dichiarato (entro l'errore del luxmetro), la matrice di Cree ha anche tutto all'interno del datasheet (dato che la sua temperatura è sconosciuta), ma la matrice di HueyJann non ha la promessa lumen e chiudere.

Ma qualcosa mi ha tormentato con vaghi dubbi: 9000 con una coda di lumen a 85 watt, vista l'efficienza del driver dell'80% e nonostante i led lavorino lontano dalla modalità luce, mezzo watt per caso, e la corrente di picco sia il doppio della media (nessun condensatore di filtro queste schede non lo fanno) - è molto bello. Inoltre, in qualche modo non è visibile da questo montaggio che c'è molta più illuminazione nella stanza rispetto a un lampadario in cui ci sono cinque lampadine da 950 lm ciascuna (risparmio energetico).

Il sospetto cade sul luxmetro: non tutti misurano adeguatamente Sorgenti LED. Quelli basati sul fotodiodo BPW21R hanno una risposta spettrale molto approssimativa alla curva di visibilità standard e la sensibilità relativa alla radiazione di 450 nm (questa è la lunghezza d'onda corrispondente al picco blu che si trova nello spettro di quasi tutti i LED bianchi) supera la sensibilità relativa dell'occhio in questa zona più volte. A questo strumento il fotorilevatore è diverso, che era uno dei criteri nella scelta di un dispositivo, ma andiamo comunque alla protezione del lavoro e prendiamo un altro esposimetro. Si è rivelato essere TKA-Lux. La sua procedura di verifica contiene un controllo della caratteristica spettrale, cioè deve corrispondere alla curva di visibilità con un errore normalizzato. Ripetiamo le misurazioni con lui. Ecco i risultati:

Ebbene, cosa posso dire? Non mentono solo i produttori di lampade a LED, ma anche il mio esposimetro. E si trova, come previsto, in modi diversi per i diversi LED. Per la matrice CXA2530, la differenza da apparato professionale minimo, piuttosto nell'errore di entrambi gli strumenti. Ma per questa matrice, il calo nello spettro è quasi impercettibile se visto attraverso un CD (in realtà, ovviamente, ce n'è uno). Ma il resto dei soggetti del test "ha fallito" decentemente. E ora è perfettamente chiaro che non sono all'altezza dei lumen dichiarati in modo più che evidente: l'assemblaggio cinese da 90 watt - del 25% e la matrice HPR20D-19K20 - quasi il doppio.

Da qui puoi fare quanto segue risultati:

1. Sì, nel modo descritto è possibile stimare il flusso luminoso emesso da LED, matrici e gruppi (entro il caso particolare descritto).
2. Quando si misura l'illuminazione dei LED con un luxmetro, è necessario prestare attenzione e assicurarsi che abbia la curva di sensibilità spettrale corretta. Perché tutti mentono (s).
3. Se le misurazioni mostrano che il prodotto cinese ha raggiunto le caratteristiche dichiarate, è probabile che il dispositivo sia calibrato in lux cinese :).

Se si vuole valutare allo stesso modo il flusso luminoso di una lampadina a LED con diffusore semisferico, è necessario rimuovere il diffusore. Sotto di esso, molto probabilmente, ci saranno LED abbastanza adatti. Ma il diffusore stesso introduce perdite del 15-20 percento o più del flusso luminoso.

Sì, e l'ultimo. La tecnica descritta non è in alcun modo metrologicamente rigorosa o accurata. È una valutazione e niente di più. Questo è il motivo per cui non ho fornito un'analisi degli errori qui.

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