Маленькие секреты современного освещения

Светодиодная лампа (светильник) в отличие от лампы накаливания является довольно сложным устройством, имеющим большое количество технических характеристик. Общее понимание этих параметров поможет Вам при выборе светодиодной лампы.

Часть 1

Технические характеристики светодиодного светильника

Перечислим основные технические характеристики:

  • Потребляемая мощность
  • Цветовая температура
  • Световой поток
  • Световая эффективность
  • Коэффициент цветопередачи
  • Угол рассеивания
  • Пульсации светового потока
  • Класс защиты (защита от внешних воздействий IP)
  • Коэффициент мощности
  • Диапазон рабочих температур
  • Гарантийный срок и ресурс работы
  • Наличие сервисных функций:
    • Диммирование;
    • возможность изменения температуры свечения;
    • таймер автоматического выключения;
    • дистанционное управление от пульта, смартфона ПЭВМ…;
    • наличие встроенного датчика движения… и.т.д.

Краткое описание технических характеристик

Потребляемая мощность

Это один из главных параметров электротехнического прибора, характеризующий величину потребленной электроэнергии. Потребляемая мощность измеряется в ваттах. Её целесообразно рассматривать во взаимосвязи с световым потоком и эффективностью.

Цветовая температура

Цветовая температура определяет оттенок излучаемого света. Оттенок определяется по шкале цветовой температуры, которая построена на основе цвета свечения раскалённого метала в лампе накаливания. Цветовая температура лампы накаливания равна 2600 – 2800 К, что соответствует тёплому белому (жёлтому) свечению.

 

 

 

Излучение света телом при различных температурах нагрева

 

Что касается светодиодных ламп, то хоть цветовая температура и говорит об оттенке свечения, но фактически сообщает о спектральном составе света и взаимосвязана с коэффициентом цветопередачи.

Световой поток

Световой поток – характеризует количество излучаемой световой мощности. Измеряется в люменах (лм). Чем эта величина выше у светильника, тем более освещённым будет помещение (или предмет).

Световая эффективность

Это один из важнейших параметров. Выше дано определение мощности потребления лампы и её светового потока. В технических характеристиках лампы часто указывают параметр, связывающий эти величины – показатель световой эффективности. Он показывает удельный световой поток при пересчёте на один Вт мощности. Этот параметр говорит о том, сколько люмен света производит лампочка на каждый ватт мощности. Измеряется в лм/Вт. Чем это число больше, тем экономней лампа.

Световая эффективность лампы определяется тремя её составными частями:

  1. Светодиодами. Эффективность светодиодов принято измерять в лм/Вт (60 – 140) или КПД (25 % - 50%).
  2. Источником питания. В зависимости от схемотехники по которой выполнен источник питания КПД его составляет 75 % – 95 %.
  3. Рассеивателем. Параметр, которым характеризуется рассеиватель - коэффициент пропускания. В зависимости от назначения светильника этот коэффициент принимает значения от 50% для интерьерных светильников и до 99 % (прозрачное стекло) для прожекторов.

Потребитель часто стоит перед выбором или красивый интерьерный с хорошим рассеиванием, но с низкой световой эффективностью. Или высокоэффективный светильник, но без рассеивания или с ограниченным рассеиванием.

Таким образом, в зависимости от характеристик составных частей лампы, при одной и той же потребляемой мощности лампа по яркости может отличаться в несколько раз.

Коэффициент цветопередачи

В отличие от ламп накаливания, светодиоды обладают весьма ограниченным спектром. В спектре выделяются синий, зелёный и красные составляющие. При этом практически полностью отсутствуют промежуточные цвета. При освещении предмета таким светом, освещённый предмет будет выглядеть не так как при солнечном свете.

Для определения «естественности» передачи цветов существует специальный термин — индекс цветопередачи (Ra или CRI – color rendering index). Это относительная величина, имеет значения от 0 до 100, которое показывает уровень соответствия цветов при освещении тестируемыми лампами к естественному цвету тела. Значению 100 соответствует полное совпадение, такое же, как и при солнечном свете.

У белых светодиодов этот коэффициент обычно равен 70 — 90 (у энергосберегающих 40 – 70, у ламп накаливания 90 – 100). В обычных случаях этот параметр не является критичным. Но если требуется точно знать оттенок освещённого предмета (например, в магазинах одежды, в цехах, где проводятся покрасочные работы, ювелирных магазинах, а также салонах красоты), следует выбирать лампочку с коэффициентом CRI не менее 90.

Угол рассеивания света (угол расходимости)

Угол рассеивания света (или угол расходимости) показывает угловой диапазон, в котором сила излучаемого света составляет не менее 50 % от максимального значения. Т.е. светодиод излучает свет вне этого диапазона, но интенсивностью вдвое меньшей от максимальной.

Пульсации светового потока

Этот параметр характеризует величину периодического изменения светового потока. Коэффициент пульсаций освещённости характеризует колебания во времени светового потока, падающего на единицу поверхности. Он определяется отношением амплитуды колебаний освещённости к их среднему значению и вычисляются по формуле:



где Е макс – максимальное значение освещённости за период её колебания, Е мин – минимальное значение освещённости за период её колебания, Е ср – среднее значение освещённости за тот же период.

Влияние пульсаций на самочувствие человека

Известно, что человеческий глаз чувствует световые пульсации, частота которых не превышает нескольких десятков Герц. На этом принципе построено воспроизведение видеоизображений в кино и телевидении – там частота смены кадров составляет 25 Гц, 50Гц и более.

Начиная с частот 60-80Гц мы перестаем визуально ощущать воздействие пульсаций освещенности – мы их не видим. Такая частота называется критической частотой слияния мельканий и оказывает невизуальное воздействие. То есть наш мозг не успевает обрабатывать поступающую информацию об изменениях интенсивности светового потока. Однако, эти пульсации освещенности детектируются зрительными рецепторами, но не обрабатываются как визуальная информация и воздействуют напрямую на работу прочих отделов мозга.

Самое опасное в невизуальном воздействии света – это то, что мы не чувствуем напрямую его влияния на наш организм и не можем принять меры для уменьшения опасных последствий такого воздействия на наше здоровье. В конечном итоге, высокочастотные пульсации света влияют на суточные биоритмы и связанные с ними работоспособность, утомляемость, эмоциональное самочувствие.

Медицинские исследования показали, что органы зрения и мозг человека продолжают воспринимать и реагировать на изменения воспринимаемой зрительной информации до частоты 300Гц.

Для светового потока, пульсация которого превышает частоту 300Гц, какого-либо заметного воздействия на организм человека выявлено не было, ввиду того, что на такие быстрые изменения интенсивности светового потока перестает уже реагировать сетчатка глаза человека.

Пульсаций у различных источников света

Пульсации светового потока присущи подавляющему большинству искусственных источников освещения. Рассмотрим наиболее распространённые источники света.

  • Лампа накаливания. На лампу накаливания непосредственно подается переменное напряжение частотой 50 Гц. Поскольку период переменного напряжения состоит из двух полуволн положительной и отрицательной, то соответственно частота световых пульсаций составляет 100 Гц. Уровень пульсаций яркости лампы накаливания зависит от инерционности нити накаливания - т.е. того, насколько эта нить успевает нагреться и остыть в течение каждого полупериода питающего напряжения. В общем случае, чем выше мощность лампы накаливания, тем ниже значение коэффициента пульсации её яркости ввиду более массивной и, следовательно, инерционной нити накаливания. Для примера лампа мощностью 40 Вт имеет коэффициент пульсаций около 15%, а 75 Вт порядка 10%.
  • Люминесцентная лампа. В зависимости от применения схемы, которая управляет работой люминесцентной лампы, коэффициент пульсаций может колебаться в широких пределах. От 40 % для устаревших схем с электромагнитными пускорегулирующим устройством. И до 4 %. при использовании электронных пускорегулирующих автоматов, которые, при питании люминесцентных ламп, преобразуют входную частоту питающей сети в частоты выше тех, которые чувствует человек (т.е. больше 300 Гц).
  • Светодиодный светильник. В отличие от ламп накаливания у светодиода практически отсутствует инерционность включения и выключения при пропускании через него тока. Поэтому пульсации светодиодного светильника определяются только драйвером, от которого он питается. И соответственно пульсации могут быть любыми.

Пульсации светового потока измеряются специализированными приборами, например люксметром-пульсметром.

В бытовых условиях пульсации можно обнаружить, наведя камеру мобильного телефона на лампу. Качественные светодиодные светильники имеют пульсации светового потока менее 5%

В бытовых условиях пульсации можно, очень примерно, оценить наведя камеру мобильного телефона на светильник. Если на экране будут видны мигания изображения светильник имеет высокий уровень световых пульсаций.

Класс защиты (IP)

Это классификация способа защиты, обеспечиваемый оболочкой технического устройства от доступа к опасным частям, попадания внешних твердых предметов и (или) воды.

Зависит от условий работы - в офисе, на пыльном складе, на улице и так далее.

Для офиса достаточно IP40, для пыльного помещения - IP50, для улицы - IP65. Более подробно можете прочитать тут

Коэффициент мощности (COS φ)

Определяет степень искажения формы синусоидального напряжения в сети или сдвиг тока относительно напряжения (для косинус фи). Измеряется в относительных единицах, имеет величину от 1 и меньше.

Для тех, кто далек от познаний в электротехники - физически это дополнительные потери на проводах за счет реактивной составляющей электрической энергии. В идеальном случае коэффициент мощности равен 1. У плохих драйверов может опускаться до 0.5, обычная величина - 0.85...0.95.

Гарантийный срок и ресурс работы

Ресурс - наработка устройства от начала его эксплуатации или после ремонта и до достижения им предельного состояния, На практике понятие ресурс используют как рекламный ход. Например, ресурс светодиодов в светодиодной лампе 100 000 часов. Гарантийный срок, как правило, на порядок меньше. Почему так происходит и какие факторы на это влияют является отдельной темой.

Диапазон рабочих температур

Диапазон рабочих температур это диапазон температур, в котором светильник сохраняет свою работоспособность и технические характеристики, заявленные в паспорте на светильник. Типовой диапазон для улицы – 40 + 40. Для офиса 0 - +45.

Наличие сервисных функций

Диммирование - это возможность изменять яркость свечения. Не все светодиодные лампы имеют такую возможность. Для этого в драйвере светодиодной лампы должна быть предусмотрена такая функция. Кроме этого диммеры для ламп накаливания могут не подходить к светодиодным лампам. Эти особенности надо узнавать у продавца при покупке товара.

В некоторых типах светодиодных ламп предусмотрена возможность изменения цветовой температуры. Как правило, эта функция совмещена с возможностью диммирования и наличием пульта дистанционного управления.

Такой набор функций очень удобен, так как он позволяет индивидуально адаптировать освещение под требования пользователя.

Что касается других сервисных функций, они скорее рассчитаны любителей или для профессиональных нужд. Например, Система DALI позволяет управлять по одной линии многими светильниками, разбитыми на группы (сцены). В каждой группе можно дистанционно выставлять свои независимые от другой группы параметры освещенности. Программировать изменение этих параметров освещенности по заданному алгоритму.

Интерфейс DALI также позволяет контроллеру по запросу получать данные о состоянии каждого устройства, в том числе информацию о яркости светильника, состоянии питания, отказах, выход в интернет и др.

Заказ обратного звонка

В настоящее время наш рабочий день закончен. Оставьте свой телефон и мы перезвоним в удобное для Вас время!

Заказ обратного звонка

Ваш заявка принята. Ожидайте звонка.