Deskripsi terperinci tentang fluks bercahaya lampu LED
Saat merancang sistem pencahayaan untuk bangunan, perlu dipandu oleh nilai-nilai tertentu untuk menyatukan prosedur perhitungan. Nilai universal yang sama diperlukan untuk konsumen biasa untuk menavigasi di berbagai jenis sumber cahaya. Untuk waktu yang lama, untuk lampu pijar, nilai ini adalah satu watt daya listrik yang dikonsumsi. Tetapi perangkat ini akan keluar dari panggung, jadi sesuatu yang lain perlu ditemukan.
Apa itu fluks bercahaya?
Bahkan, untuk menghitung iluminasi, para perancang sebelumnya menggunakan nilai lain - candela (lilin), yang juga memiliki korespondensi langsung dengan watt yang dikonsumsi oleh lampu pijar. Dalam literatur teknis awal paruh kedua abad terakhir, seseorang dapat menemukan ungkapan "lampu seribu lilin", dll. Luminance dalam candela mengacu pada kekuatan cahaya dalam watt yang dipancarkan dalam arah tertentu. Sebagai asosiasi visual, kecerahan tersebut disediakan oleh lilin parafin atau stearin yang menyala biasa. Maka nama.Pendekatan ini memberikan representasi visual dari kecerahan sebagai jumlah lilin yang menyala.
Penting! Watt yang digunakan untuk menghitung candela tidak terkait dengan daya listrik - sumber cahaya mungkin bukan listrik (lilin yang sama).
Ada definisi untuk konsep fluks bercahaya - kekuatan energi radiasi, yang diperkirakan oleh sensasi cahaya. Atau jumlah foton yang dipancarkan per satuan waktu. Secara matematis, terlihat seperti ini: jika sumber titik dengan gaya 1 candela memancarkan fluks ke sudut padat yang sama dengan satu steradian, maka itu menciptakan fluks bercahaya 1 lumen (lm).
Konsep steradian membutuhkan klarifikasi. Untuk mewakili sudut padat 1 sr, Anda perlu mengambil kerucut dengan titik di pusat bola dengan jari-jari R, yang memotong area di permukaan bola yang sama dengan R2 . Sudut pembukaan kerucut semacam itu sekitar 65 derajat.
Jika sebuah titik sumber cahaya 1 candela, memancar sama ke segala arah, ditempatkan di sebuah bola dengan radius 1 m, maka iluminasi sebesar 1 lux (lx) akan dibuat pada permukaan bagian dalamnya. Nilai ini digunakan untuk mengatur norma iluminasi. Jadi, untuk berbagai premis, menurut SNiP, kondisi berikut harus dipenuhi:
- ruang kelas sekolah menengah - 500 lux;
- penonton universitas - 400 lux;
- pusat kebugaran - 200 lx.
Standar pencahayaan juga ditetapkan untuk ruangan lain.
Jika fluks bercahaya 1 lm jatuh pada 1 sq.m. permukaan, itu menciptakan iluminasi 1 lux. Maka hubungan antara lumen dan lux: 1 lux = 1 lm/sq.m. Misalnya, untuk memberikan penerangan yang cukup di auditorium dengan luas 100 meter persegi, diperlukan fluks bercahaya 40.000 lumen.Juga harus diperhitungkan bahwa iluminasi berkurang sebanding dengan kuadrat jarak dari sumber cahaya, oleh karena itu Ketinggian suspensi lampu itu penting.
Prinsip operasi
Untuk memahami kenyamanan menggunakan semua besaran ini, perlu untuk mempertimbangkan arah emisi LED, dan konsep terkait.
Desain dioda pemancar cahaya sedemikian rupa sehingga tidak mengirim cahaya secara seragam ke segala arah - belahan bawah ditutupi oleh substrat, dan desain lensa sedemikian rupa sehingga tidak memberikan radiasi seragam di belahan bumi atas. Akibatnya, fluks cahaya utama terkonsentrasi di arah atas dan melemah menuju pinggiran kerucut cahaya. Pada sudut pandang tertentu, intensitas cahaya berkurang setengahnya, dan ketika sudut yang lebih besar tercapai, cahaya menjadi tidak terlihat. Sudut pertama (bac) disebut sudut setengah kecerahan, dan yang kedua (fah) disebut sudut kecerahan penuh.
Poin yang sama berlaku untuk LED dengan fosfor. Di sana, sudut radiasi dibatasi oleh substrat dan sudut aktivitas terbesar dari radiasi awal p-n junction. Harus dipahami bahwa tidak mungkin untuk secara akurat menentukan sudut-sudut ini dengan mata - diperlukan perangkat khusus. Tetapi Anda dapat membandingkan dua LED secara visual - yang memiliki sudut bukaan lebih besar.
Output cahaya dari lampu LED
Output cahaya lampu LED tidak tergantung pada tingkat pemanasan kristal. Hampir semua iluminator putih dibuat berdasarkan LED dengan fosfor, sehingga keluaran cahaya bergantung pada kualitas fosfor ini, pada teknologi yang digunakan untuk memproduksinya. Juga penting adalah emisi cahaya dari kristal awal dan kemampuan radiasi ini menyebabkan fosfor bersinar di wilayah spektrum yang terlihat.
Kekuatan fluks bercahaya pencahayaan luar ruangan
Untuk menghitung pencahayaan luar ruangan, seseorang harus melanjutkan dari standar pencahayaan minimum, yang juga dapat ditemukan di SNiP (SP) yang relevan. Jadi, untuk taman bermain, penerangan minimal tidak boleh kurang dari 10 lux.
Standar memberikan nilai iluminasi minimum, dalam perhitungannya dapat ditingkatkan.
Untuk mendapatkan jumlah perlengkapan (N) yang diinginkan untuk mendapatkan penerangan yang diperlukan, Anda perlu mengatur data awal:
- iluminasi minimum (E), lx;
- luas wilayah (S), sq.m.;
- koefisien ketidakrataan iluminasi (z), untuk lampu LED sama dengan 1,2;
- pengganda yang memperhitungkan melemahnya fluks bercahaya pada akhir masa pakai lampu (k), untuk perangkat LED adalah 1,2;
- fluks bercahaya satu lampu (F), lm;
- koefisien refleksi benda-benda di dekatnya (n), untuk aspal dapat diambil sebagai 0,3.
Besaran-besaran ini dihubungkan dengan rumus N=E*S*z*k/(F*n).
Biarkan diperlukan untuk menerangi taman bermain dengan luas 150 sq.m. Di hadapan lampu yang memancarkan fluks bercahaya masing-masing 1500 lm. Mengganti nilai ke dalam rumus, kita dapatkan N=10*150*1.2*1.2/(1500*0.3). Anda mendapatkan 4,8 atau 5 lampu. Ini adalah jumlah minimum, sebenarnya Anda dapat menginstal lebih banyak.
Anda dapat mengatur sendiri bukan dengan fluks bercahaya dari lampu yang tersedia, tetapi dengan jumlah lampu yang dapat dipasang di wilayah tersebut. Dalam hal ini, perlu untuk menghitung fluks cahaya setiap lampu. Rumus perhitungan akan berbentuk F=E*S*k*z/(N*n). Jika hasil akhir tidak termasuk dalam seri standar karakteristik lampu, harus dibulatkan.
Hubungan antara lumen dan watt
Konsumen di seluruh dunia telah terbiasa menghubungkan kecerahan pencahayaan dengan daya listrik yang dikonsumsi selama dekade dominasi lampu pijar. Untuk perangkat usang ini, ini masuk akal - pengembangan teknologi ke arah ini telah lama menemui jalan buntu. Rasio kekuatan dan intensitas pencahayaan telah menetap dan menjadi kebiasaan.
Untuk pencahayaan LED tidak ada hubungan langsung antara konsumsi daya dalam watt dan fluks cahaya yang dihasilkan dalam lumen. Lebih tepatnya, itu, tetapi hanya pada saat ini. Teknologi tidak tinggal diam, produksi kristal sedang ditingkatkan, fosfor baru dengan peningkatan output cahaya sedang dikembangkan. Rasio waktu sekarang besok akan ketinggalan zaman.
Tabel kecerahan cahaya
Saat ini, korespondensi antara fluks bercahaya lampu LED modern dan daya yang mereka konsumsi terlihat seperti ini:
| Fluks bercahaya, lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| Konsumsi daya lampu LED, W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| Daya setara lampu pijar, W | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
Tabel menunjukkan perkiraan nilai bulat, karena lampu di pasaran telah diproduksi selama beberapa tahun oleh produsen yang berbeda dengan teknologi yang berbeda. Untuk persepsi "dengan mata" penyebaran ini praktis tidak terlihat.
Kesimpulannya, video: Perbedaan dan hubungan antara watt, lumen, dan kelvin.
Memiliki pemahaman yang jelas tentang hubungan antara karakteristik radiasi cahaya, Anda dapat secara mandiri menghitung pencahayaan ruangan atau wilayah. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengetahui norma penerangan dan karakteristik teknis lampu LED.