คำอธิบายโดยละเอียดของฟลักซ์การส่องสว่างของหลอดไฟ LED

เมื่อออกแบบระบบไฟส่องสว่างสำหรับสถานที่จำเป็นต้องได้รับคำแนะนำจากค่าบางอย่างเพื่อรวมขั้นตอนการคำนวณเป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน ผู้บริโภคทั่วไปต้องใช้ค่าสากลเดียวกันเพื่อนำทางในแหล่งกำเนิดแสงประเภทต่างๆ เป็นเวลานานสำหรับหลอดไส้ ค่านี้ใช้พลังงานไฟฟ้าหนึ่งวัตต์ แต่อุปกรณ์เหล่านี้กำลังจะออกจากเวที ดังนั้นต้องหาอย่างอื่นเพิ่ม

ฟลักซ์ส่องสว่างคืออะไร

ในความเป็นจริง ในการคำนวณความสว่าง ผู้ออกแบบก่อนหน้านี้ใช้ค่าอื่น - แคนเดลา (เทียน) ซึ่งมีการติดต่อโดยตรงกับวัตต์ที่ใช้โดยหลอดไส้ ในวรรณคดีทางเทคนิคของการเริ่มต้นครึ่งหลังของศตวรรษที่ผ่านมา อาจมีคำว่า "พันตะเกียง" เป็นต้น ความส่องสว่างในแคนเดลาหมายถึงพลังของแสงเป็นวัตต์ที่ปล่อยออกมาในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ความสว่างดังกล่าวจัดทำโดยเทียนพาราฟินหรือเทียนสเตียรินที่เผาไหม้ตามปกติ จึงได้ชื่อว่าวิธีการนี้ให้ภาพแสดงความสว่างตามจำนวนเทียนที่เผาไหม้

ความเจิดจ้าของแสงเทียนเล่มเดียว

สำคัญ! วัตต์ที่ใช้คำนวณแคนเดลาไม่เกี่ยวข้องกับกำลังไฟฟ้า - แหล่งกำเนิดแสงอาจไม่ใช่ไฟฟ้า (เทียนเล่มเดียวกัน)

มีคำจำกัดความสำหรับแนวคิดของฟลักซ์การส่องสว่าง - พลังของพลังงานรังสีซึ่งประเมินโดยความรู้สึกของแสง หรือจำนวนโฟตอนที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลา ในทางคณิตศาสตร์ จะมีลักษณะดังนี้: หากแหล่งกำเนิดจุดที่มีแรง 1 แคนเดลาแผ่ฟลักซ์เป็นมุมทึบเท่ากับหนึ่งสเตอเรเดียน ก็จะสร้างฟลักซ์การส่องสว่าง 1 ลูเมน (lm)

การแสดงกราฟิกของสเตอเรเดียน

แนวความคิดของสเตอเรเดียนต้องการความกระจ่าง ในการแทนมุมทึบที่ 1 sr คุณต้องใช้กรวยที่มีจุดยอดอยู่ที่ศูนย์กลางของทรงกลมรัศมี R ซึ่งตัดพื้นที่บนพื้นผิวของทรงกลมเท่ากับ R² . มุมเปิดของกรวยดังกล่าวคือประมาณ 65 องศา

หากแหล่งกำเนิดแสงแบบจุด 1 แคนเดลา ซึ่งแผ่รังสีเท่ากันในทุกทิศทาง อยู่ในทรงกลมที่มีรัศมี 1 ม. จากนั้นให้สร้างแสงสว่างเท่ากับ 1 ลักซ์ (lx) บนพื้นผิวด้านใน ค่านี้ใช้เพื่อกำหนดบรรทัดฐานการส่องสว่าง ดังนั้นสำหรับสถานที่ต่างๆ ตาม SNiP ต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขต่อไปนี้:

• ห้องเรียนของโรงเรียนมัธยม - 500 ลักซ์;
• ผู้ชมมหาวิทยาลัย - 400 ลักซ์;
• โรงยิม - 200 lx.

นอกจากนี้ยังมีการกำหนดมาตรฐานแสงสำหรับห้องอื่นๆ

หากฟลักซ์การส่องสว่าง 1 ลูเมนตกกระทบกับ 1 ตร.ม. พื้นผิวให้ความสว่าง 1 ลักซ์ ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างลูเมนและลักซ์: 1 ลักซ์ = 1 ลูเมน/ตร.ม. ตัวอย่างเช่น เพื่อให้แสงสว่างเพียงพอในห้องประชุมที่มีพื้นที่ 100 ตารางเมตร จำเป็นต้องมีฟลักซ์การส่องสว่าง 40,000 ลูเมนนอกจากนี้ ควรคำนึงว่าแสงจะลดลงตามสัดส่วนของระยะห่างจากแหล่งกำเนิดแสงเป็นกำลังสอง ดังนั้น ความสูงของระบบกันสะเทือนของหลอดไฟเป็นสิ่งสำคัญ

หลักการทำงาน

เพื่อให้เข้าใจถึงความสะดวกในการใช้ปริมาณเหล่านี้ทั้งหมด จำเป็นต้องพิจารณาทิศทางการปล่อย LED และแนวคิดที่เกี่ยวข้อง

มุม LED พร้อมเลนส์

การออกแบบไดโอดเปล่งแสงเป็นแบบที่ไม่ส่งแสงอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทาง - ซีกโลกล่างถูกปกคลุมด้วยพื้นผิวและการออกแบบของเลนส์เป็นแบบที่ไม่ให้รังสีสม่ำเสมอในซีกโลกบน เป็นผลให้ฟลักซ์แสงหลักกระจุกตัวไปในทิศทางด้านบนและอ่อนตัวไปทางขอบของกรวยแสง ที่มุมรับภาพระดับหนึ่ง ความเข้มของแสงจะลดลงครึ่งหนึ่ง และเมื่อไปถึงมุมที่กว้างกว่านั้น แสงจะมองไม่เห็น มุมแรก (bac) เรียกว่ามุมความสว่างครึ่งหนึ่ง และมุมที่สอง (fah) เรียกว่ามุมความสว่างเต็มที่

มุมเรืองแสงของ LED พร้อมสารเรืองแสง

จุดเดียวกันนี้ใช้กับ LED ที่มีสารเรืองแสง มุมการแผ่รังสีถูกจำกัดโดยพื้นผิวและมุมของกิจกรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของการแผ่รังสีเริ่มต้นของจุดแยก p-n ต้องเข้าใจว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดมุมเหล่านี้ด้วยตาอย่างถูกต้อง - จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ แต่คุณสามารถเปรียบเทียบ LED สองดวงด้วยสายตาได้ ซึ่งมีมุมเปิดที่กว้างกว่า

แสงสว่างของหลอดไฟ LED

ความสว่างของหลอดไฟ LED ไม่ได้ขึ้นอยู่กับระดับความร้อนของคริสตัล ไฟส่องสว่างสีขาวเกือบทั้งหมดผลิตขึ้นจาก LED ที่มีสารเรืองแสง ดังนั้นปริมาณแสงที่ส่งออกจะขึ้นอยู่กับคุณภาพของสารเรืองแสงนี้ ซึ่งขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ผลิต สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งคือการปล่อยแสงของคริสตัลที่เริ่มต้นและความสามารถของการแผ่รังสีนี้เพื่อทำให้สารเรืองแสงเรืองแสงในบริเวณที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม

LED สีขาวอันทรงพลังพร้อมสารเรืองแสง

ความแรงของฟลักซ์การส่องสว่างของแสงกลางแจ้ง

ในการคำนวณแสงภายนอกอาคาร เราต้องดำเนินการจากมาตรฐานการส่องสว่างขั้นต่ำ ซึ่งสามารถพบได้ใน SNiP (SP) ที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นสำหรับสนามเด็กเล่น แสงสว่างขั้นต่ำไม่ควรต่ำกว่า 10 ลักซ์

มาตรฐานให้ค่าความสว่างขั้นต่ำในการคำนวณสามารถเพิ่มขึ้นได้

เพื่อให้ได้จำนวนอุปกรณ์ที่ต้องการ (N) เพื่อให้ได้แสงสว่างที่ต้องการ คุณต้องตั้งค่าข้อมูลเริ่มต้น:

• ความสว่างขั้นต่ำ (E), lx;
• พื้นที่อาณาเขต (S) ตร.ม.
• ค่าสัมประสิทธิ์ความไม่สม่ำเสมอของการส่องสว่าง (z) สำหรับหลอด LED เท่ากับ 1.2;
• ตัวคูณที่คำนึงถึงการลดลงของฟลักซ์การส่องสว่างเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานของหลอดไฟ (k) สำหรับอุปกรณ์ LED คือ 1.2
• ฟลักซ์การส่องสว่างของหนึ่งหลอด (F), lm;
• ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนของวัตถุใกล้เคียง (n) สำหรับแอสฟัลต์สามารถหาได้เป็น 0.3

ปริมาณเหล่านี้สัมพันธ์กันโดยสูตร N=E*S*z*k/(F*n).

ไฟสนามเด็กเล่น

ให้ต้องส่องสว่างสนามเด็กเล่น พื้นที่ 150 ตร.ม. ในที่ที่มีหลอดไฟปล่อยฟลักซ์การส่องสว่างที่ 1,500 ลูเมนต่อหลอด แทนค่าลงในสูตรจะได้ ยังไม่มีข้อความ=10*150*1.2*1.2/(1500*0.3) คุณจะได้ 4.8 หรือ 5 หลอด นี่เป็นจำนวนเงินขั้นต่ำ อันที่จริงคุณสามารถติดตั้งเพิ่มเติมได้

คุณไม่สามารถตั้งค่าตัวเองได้ด้วยฟลักซ์การส่องสว่างของหลอดไฟที่มีอยู่ แต่ด้วยจำนวนหลอดไฟที่สามารถติดตั้งได้ในพื้นที่ ในกรณีนี้ จำเป็นต้องคำนวณฟลักซ์การส่องสว่างของหลอดไฟแต่ละดวง สูตรการคำนวณจะอยู่ในรูปแบบ F=E*S*k*z/(N*n). ถ้าผลสุดท้ายไม่เข้าชุดมาตรฐาน ลักษณะโคมไฟก็ต้องปัดเศษขึ้น

ความสัมพันธ์ระหว่างลูเมนและวัตต์

ผู้บริโภคทั่วโลกเคยชินกับการเชื่อมโยงความสว่างของแสงกับพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในช่วงทศวรรษของการครอบงำของหลอดไส้ สำหรับอุปกรณ์ที่ล้าสมัยเหล่านี้ก็สมเหตุสมผล - การพัฒนาเทคโนโลยีในทิศทางนี้ถึงจุดสิ้นสุดมานานแล้ว อัตราส่วนของกำลังและความเข้มของแสงลดลงและกลายเป็นนิสัย

สำหรับไฟ LED ไม่มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างการใช้พลังงานในหน่วยวัตต์และฟลักซ์การส่องสว่างที่สร้างขึ้นในหน่วยลูเมน. แม่นยำกว่านั้นคือ แต่ในขณะนี้เท่านั้น เทคโนโลยีไม่หยุดนิ่ง การผลิตคริสตัลกำลังได้รับการปรับปรุง สารเรืองแสงใหม่ที่มีกำลังแสงเพิ่มขึ้นกำลังได้รับการพัฒนา อัตราส่วนของเวลาปัจจุบันในวันพรุ่งนี้จะล้าสมัยอย่างสิ้นหวัง

ตารางความสว่างของแสง

ในขณะนี้ ความสอดคล้องกันระหว่างฟลักซ์การส่องสว่างของหลอดไฟ LED สมัยใหม่กับพลังงานที่ใช้จะมีลักษณะดังนี้:

ตารางแสดงค่าทรงกลมโดยประมาณ เนื่องจากหลอดไฟในท้องตลาดผลิตมาหลายปีโดยผู้ผลิตหลายรายที่มีเทคโนโลยีต่างกัน สำหรับการรับรู้ "ด้วยตา" การแพร่กระจายนี้แทบจะมองไม่เห็น

โดยสรุป วิดีโอ: ความแตกต่างและความสัมพันธ์ระหว่างวัตต์ ลูเมน และเคลวิน

การมีความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างลักษณะของการแผ่รังสีแสง คุณสามารถคำนวณแสงของห้องหรืออาณาเขตได้อย่างอิสระ ในการทำเช่นนี้ คุณจำเป็นต้องรู้บรรทัดฐานของการส่องสว่างและลักษณะทางเทคนิคของหลอดไฟ LED