В чем измеряется световая отдача источника света

Что такое освещенность

Любой источник света является источником светового потока, и чем больший световой поток попадает на поверхность освещаемого предмета, тем лучше этот предмет видно. А физическая величина, численно равная световому потоку, падающему на единицу площади освещаемой поверхности, именуется освещенностью.

Освещенность обозначают символом Е, и находят ее значение по формуле Е = Ф/S, где Ф — световой поток, а S – площадь освещаемой поверхности. В системе СИ освещенность измеряется в Люксах (Лк), и один Люкс — это такая освещенность, при которой световой поток, попадающий на один квадратный метр освещаемого тела, равен одному Люмену. То есть 1 Люкс = 1 Люмен / 1 Кв.м.

Для примера приведем некоторые типичные значения освещенности:

• Солнечный день в средних широтах — 100000 Лк;
• Пасмурный день в средних широтах — 1000 Лк;
• Светлая комната, освещенная лучами солнца — 100 Лк;
• Искусственное освещение на улице — до 4 Лк;
• Свет ночью при полной луне — 0,2 Лк;
• Свет звездного неба темной безлунной ночью — 0,0003 Лк.

Представьте, что вы сидите в темной комнате с фонариком, и пытаетесь прочесть книгу. Для чтения нужна освещенность не меньше 30 Лк. Что вы сделаете? Во-первых, вы приблизите фонарик к книге, значит освещенность связана с расстоянием от источника света до освещаемого предмета. Во-вторых, вы расположите фонарик под прямым углом к тексту, значит освещенность зависит и от угла, под которым данная поверхность освещается. В-третьих, вы можете просто достать более мощный фонарик, поскольку очевидно, что освещенность тем больше, чем выше сила света источника.

Допустим, световой поток попадает на какой-то экран, расположенный на каком-то расстоянии от источника света. Увеличим это расстояние вдвое, тогда освещаемая часть поверхности увеличится по площади в 4 раза. Так как Е = Ф/S, то и освещенность уменьшится в целых 4 раза. То есть освещенность обратнопропорциональна квадрату расстояния от точечного источника света до освещаемого предмета.

Когда пучок света падает под прямым углом к поверхности, световой поток распределен на наименьшей площади, если же угол увеличивать, то увеличится площадь, соответственно, уменьшится освещенность.

Как было отмечено выше, освещенность напрямую связана и с силой света, и чем больше сила света, тем больше и освещенность. Экспериментально давно установлено, что освещенность прямопропорциональна силе света источника.

Конечно, освещенность уменьшается, если свету препятствует туман, дым или частички пыли, но если освещаемая поверхность расположена под прямым углом к свету источника, и свет при этом распространяется через чистый, прозрачный воздух, то освещенность определяется непосредственно по формуле Е = I / R2 , где I – сила света, а R – расстояние от источника света до освещаемого предмета.

В Америке и Англии используют единицу измерения освещенности Люмен на квадратный Фут или Фут-Кандела, в качестве единицы освещенности от источника, обладающего силой света в одну канделу, и расположенного на расстоянии в один фут от освещаемой поверхности.

Исследователи доказали, что через сетчатку человеческого глаза, свет воздействует на процессы, протекающие в мозге. По этой причине недостаточная освещенность вызывает сонливость, угнетает трудоспособность, а избыточное освещение — наоборот, возбуждает, помогает включить дополнительные ресурсы организма, однако, изнашивая их, если это происходит неоправданно.

В процессе ежедневной работы осветительных установок, возможен спад освещенности, поэтому для компенсации данного недостатка, еще на стадии проектирования осветительных установок вводят специальный коэффициент запаса. Он учитывает понижение освещенности и яркости в процессе эксплуатации осветительных приборов из-за загрязнений, утраты отражающих и пропускающих свойств отражающих, оптических, и других элементов приборов искусственного освещения. Загрязнения поверхностей, выход из строя ламп, все эти факторы учитываются.

Для естественного освещения вводят коэффициент снижения КЕО (коэффициента естественной освещенности), ведь со временем могут загрязнится светопрозрачные заполнители световых проемов, и загрязниться отражающие поверхности помещений.

Европейский стандарт определяет нормы освещенности для разных условий, так например, если в офисе не требуется рассматривать мелкие детали, то достаточно 300 Лк, если люди работают за компьютером — рекомендуется 500 Лк, если изготавливаются и читаются чертежи — 750 Лк.

Освещенность измеряют портативным прибором — люксметром. Его принцип работы аналогичен фотометру. Свет попадает на фотоэлемент, стимулируя ток в полупроводнике, и величина получаемого тока как раз пропорциональна освещенности. Есть аналоговые и цифровые люксметры.

Часто измерительная часть соединена с прибором гибким спиральным проводом, чтобы можно было проводить измерения в самых труднодоступных, при этом важных местах. К прибору прилагается набор светофильтров, чтобы регулировать пределы измерений с учетом коэффициентов. Согласно ГОСТу, погрешность прибора должна быть не более 10%.

При измерении соблюдают правило, согласно которому прибор должен располагаться горизонтально. Его устанавливают поочередно в каждую необходимую точку, согласно схеме ГОСТа Р 54944-2012. В ГОСТе, кроме прочего, учитываются охранное освещение, аварийное освещение, эвакуационное освещение и полуцилиндрическая освещенность, там также описан метод проведения измерений.

Измерения по искусственному и естественному проводятся отдельно, при этом важно чтобы на прибор не попадала случайная тень. На основе полученных результатов, с использованием специальных формул делается общая оценка, и принимается решение, нужно ли что-то корректировать, или освещенность помещения или территории достаточна.

Смотрите также по этой теме: Что такое световая отдача

• Безопасные светильники для бани
• Что такое индекс цветопередачи ламп и цветовая температура
• Достоинства светодиодного освещения

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Освещение дома

Подпишитесь на наш канал в Telegram и узнавайте первыми о последних трендах, советах по освещению и технологиях, которые сделают ваш дом более комфортным и стильным: Современное освещение

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Что такое световая отдача

Говоря об энергосберегающих источниках света, таких как компактные люминесцентные лампы или светодиоды, мы, прежде всего, отмечаем их высокую экономичность. Основным же показателем этой самой экономичности является отнюдь не низкая потребляемая мощность; главной характеристикой экономичности источника света выступает непосредственно его световая отдача.

Именно световая отдача показывает, сколько люменов видимого света дает та или иная лампа, тот или иной источник света, потребляя единицу электрической мощности, и измеряется, соответственно, в Лм/Вт, то есть в люменах на один ватт. При этом подразумевается, что на каждый ватт потребляемой источником света электрической мощности приходится строго определенное количество люменов излучаемого им видимого светового потока.

Значение световой отдачи прочно связано с технологией изготовления того или иного источника света. Очевидно, что сдающие свои позиции в качестве основных источников света лампы накаливания сильно уступают современным источникам света, имеющим значительно большую световую отдачу.

Так происходит именно потому, что высокая световая отдача напрямую способствует энергосбережению, с этим и связан прогресс в разработке все более совершенных, с точки зрения световой отдачи, источников света, таких как светодиодные лампы.

Поскольку человеческий глаз способен воспринимать лишь определенный, ограниченный спектр излучения как видимый, причем разные части спектра воспринимаются глазом не одинаково, то наиболее «видимым», поэтому, является свет с длиной волны 555 нм, соответствующий желто-зеленой части видимого спектра. Фиолетовый и красный – менее «видимы».

По этой причине, максимальная световая эффективность может быть теоретически достигнута именно для света с длиной волны 555 нм, и при идеальном преобразовании электрической энергии в монохроматический свет с длиной волны 555 нм, может быть получена максимальная световая отдача значением 683,002 Лм/Вт.

По этой же причине лампы накаливания обладают очень малой световой отдачей, поскольку их спектр заметно смещен в сторону инфракрасных волн. В связи с этими фактами вводится такая характеристика источников света, как относительная световая отдача, показывающая в процентах отношение реальной величины световой отдачи источника света к значению теоретически возможного максимума. Для наглядности, в таблице ниже приведены значения светового потока, световой отдачи некоторых известных источников света.

Солнце, хоть и не потребляет энергию извне, имеет внутренние источники, и выделяемую на Солнце мощность можно соотнести со световым потоком, и так примерно узнать световую отдачу Солнца, которая получается равной 93 Лм/Вт.

На данный момент, лидерами по световой отдаче являются светодиоды. Многие производители, такие как Osram и Cree непрерывно совершенствуют свои источники света с целью достижения все более высоких показателей световой отдачи. Так, совсем недавно Cree inc. удалось создать светодиод со световой отдачей 200 Лм/Вт при световом потоке в 3200 Лм.

Тенденция однозначна — прогресс в этой области неизбежен благодаря внедрениям инноваций, что ведет, по сути, к новой эре энергоэффективности за счет повышения световой отдачи светодиодов.

• Светодиодные диммеры и их использование
• Светильники для ванной
• Светильники в детскую комнату

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Освещение дома

Подпишитесь на наш канал в Telegram и узнавайте первыми о последних трендах, советах по освещению и технологиях, которые сделают ваш дом более комфортным и стильным: Современное освещение

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Световая отдача

Световая отдача — это мера того, насколько хорошо источник света излучает видимый свет. Это отношение светового потока к мощности, измеряемое в люменах на ватт в Международной системе единиц (СИ). В зависимости от контекста мощность может быть либо лучистым потоком на выходе источника, либо полной мощностью (электрической, химической или другой), потребляемой источником. Какое значение этого термина имеется в виду, обычно следует выводить из контекста, и иногда это неясно. Первое значение иногда называют световой эффективностью излучения, а второе — световой эффективностью источника света или общей световой эффективностью.

Не все длины волны света одинаково видны, или одинаково эффективны при стимуляции человеческого зрения из — за спектральную чувствительность от человеческого глаза ; излучение в инфракрасной и ультрафиолетовой частях спектра бесполезно для освещения. Световая эффективность источника зависит от того, насколько хорошо он преобразует энергию в электромагнитное излучение и насколько хорошо излучаемое излучение обнаруживается человеческим глазом.

Эффективность и действенность

Световая отдача может быть нормирована максимально возможной световой отдачей на безразмерную величину, называемую световой отдачей. Различие между эффективностью и эффективностью не всегда тщательно поддерживается в опубликованных источниках, поэтому нередко можно увидеть «эффективность», выраженную в люменах на ватт, или «эффективность», выраженную в процентах.

Световая эффективность излучения

Объяснение

Реакция типичного человеческого глаза к свету, так как стандартизированы CIE в 1924 году горизонтальной оси длина волны в нм

Длины волн света за пределами видимого спектра бесполезны для освещения, потому что они не видны человеческому глазу. Кроме того, глаз больше реагирует на световые волны одних длин, чем на другие, даже в видимом спектре. Эта реакция глаза представлена функцией яркости. Это стандартизированная функция, которая представляет реакцию «типичного» глаза в условиях яркого освещения ( фотопическое зрение ). Можно также определить аналогичную кривую для условий слабости ( скотопическое зрение ). Если ничего не указано, обычно предполагаются фотопические условия.

Световая отдача излучения измеряет долю электромагнитной мощности, которая используется для освещения. Он получается делением светового потока на лучистый поток. Свет с длинами волн вне видимого спектра снижает световую отдачу, потому что он способствует лучистому потоку, в то время как световой поток такого света равен нулю. Длины волн вблизи пика отклика глаза вносят больший вклад, чем длины волн вблизи краев.

Фотопическая световая эффективность излучения имеет максимально возможное значение 683,002 лм / Вт для случая монохроматического света на длине волны 555 нм (зеленый). Скотопическая световая эффективность излучения достигает максимума 1700 лм / Вт для монохроматического света на длине волны 507 нм.

Математическое определение

Световая отдача, обозначаемая K, определяется как

K знак равно Φ v Φ е знак равно ∫ 0 ∞ K ( λ ) Φ е , λ d λ ∫ 0 ∞ Φ е , λ d λ , >> >>> = ^ K (\ lambda) \ Phi _ , \ lambda> \, \ mathrm \ lambda> ^ \ Phi _ , \ лямбда> \, \ mathrm \ lambda>>,>

• Φ v — световой поток ;
• Φ e — лучистый поток ;
• Φ e, λ — спектральный лучистый поток ;
• K ( λ) = K m V ( λ) — спектральная световая отдача.

Примеры

Фотопическое зрение

Тип	Световая отдача (лм / Вт)	Световая отдача
Лампа накаливания вольфрамовая, типовая, 2800 К	15	2%
Звезда класса M ( Антарес, Бетельгейзе ), 3000 К	30	4%
Черное тело, 4000 К, идеальный	54,7	8%
Звезда класса G ( Солнце, Капелла ), 5800 К	93	13,6%
Черное тело, 7000 К, идеально	95	14%
Черное тело, 5800 K, усеченное до 400–700 нм (идеальный «белый» источник)	251	37%
Черное тело, 5800 K, усечено до ≥ 2% диапазона фотопической чувствительности	292	43%
Черное тело, 2800 K, усечено до ≥ 2% диапазона фотопической чувствительности	299	44%
Черное тело, 2800 K, усечено до ≥ 5% диапазона фотопической чувствительности	343	50%
Черное тело, 5800 K, усечено до ≥ 5% диапазона фотопической чувствительности	348	51%
Идеальный монохроматический источник: 555 нм	683,002	100%

Скотопическое видение

излучения (лм / Вт)

Спектральное сияние из черного тела. Энергия за пределами видимого диапазона длин волн (~ 380–750 нм, показана серыми пунктирными линиями) снижает световую отдачу.

Эффективность освещения

Основная статья: Эффективность розетки

Источники искусственного света обычно оцениваются с точки зрения световой отдачи источника, также иногда называемой световой эффективностью. Это соотношение между общим световым потоком, излучаемым устройством, и общим количеством потребляемой им мощности (электрической и т. Д.). Световая отдача источника является мерой эффективности устройства с выходной мощностью, скорректированной с учетом кривой спектрального отклика (функция яркости). Выраженное в безразмерной форме (например, как часть максимально возможной световой отдачи), это значение может называться световой отдачей источника, общей световой отдачей или световой эффективностью.

Основное различие между световой эффективностью излучения и световой эффективностью источника заключается в том, что последний учитывает входящую энергию, которая теряется в виде тепла или иным образом выходит из источника как нечто иное, чем электромагнитное излучение. Световая эффективность излучения — это свойство излучения, испускаемого источником. Световая отдача источника — это свойство источника в целом.

Примеры

В следующей таблице перечислены световая отдача источника и эффективность для различных источников света. Обратите внимание, что все лампы, требующие электрического / электронного балласта, если не указано иное (см. Также напряжение), указаны без потерь для этого, что снижает общий КПД.

Категория	Тип	Общая световая отдача (лм / Вт)	Общая световая отдача
Горение	Газовая мантия	1-2	0,15–0,3%
Лампа накаливания	15, 40, 100 Вт вольфрамовая лампа накаливания (230 В)	8,0, 10,4, 13,8	1,2, 1,5, 2,0%
	5, 40, 100 Вт вольфрамовая лампа накаливания (120 В)	5, 12,6, 17,5	0,7, 1,8, 2,6%
Галогенная лампа накаливания	100, 200, 500 Вт вольфрам-галогенный (230 В)	16,7, 17,6, 19,8	2,4, 2,6, 2,9%
	2,6 Вт вольфрам-галоген (5,2 В)	19,2	2,8%
	Галоген-ИК (120 В)	17,7–24,5	2,6–3,5%
	Вольфрам-кварцевый галоген (12–24 В)	24	3,5%
	Фотографические и проекционные лампы	35 год	5,1%
Светодиод	Светодиодная лампа с винтовым цоколем (120 В)	102	14,9%
	Светодиодная лампа с винтовым цоколем 5–16 Вт (230 В)	75–210	11–30%
	Модернизация светодиода мощностью 21,5 Вт для люминесцентной лампы T8 (230 В)	172	25%
	Теоретический предел для белого светодиода со смешением цветов фосфоресценции	260–300	38,1–43,9%
Дуговая лампа	Угольная дуговая лампа	2–7	0,29–1,0%
	Ксеноновая дуговая лампа	30–90	4,4–13,5%
	Ртуть — ксеноновая дуговая лампа	50–55	7,3–8%
	Сверхвысокое давление (UHP) ртутный дуговая лампа, свободный установлена	58–78	8,5–11,4%
	Дуговая лампа на парах ртути сверхвысокого давления (UHP) с отражателем для проекторов	30–50	4,4–7,3%
Флуоресцентный	Трубка T12 мощностью 32 Вт с магнитным балластом	60	9%
	Компактные люминесцентные лампы мощностью 9–32 Вт (с балластом)	46–75	8–11,45%
	Трубка Т8 с электронным балластом	80–100	12–15%
	PL-S 11 Вт U -образная трубка, без учета балластных потерь	82	12%
	Трубка Т5	70–104,2	10–15,63%
	Безэлектродная система освещения с индуктивной связью мощностью 70–150 Вт	71–84	10–12%
Сброс газа	Серная лампа мощностью 1400 Вт	100	15%
	Металлогалогенная лампа	65–115	9,5–17%
	Натриевая лампа высокого давления	85–150	12–22%
	Натриевая лампа низкого давления	100–200	15–29%
	Панель плазменного дисплея	2–10	0,3–1,5%
Катодолюминесценция	Электронно-стимулированная люминесценция	30–110	15%
Идеальные источники	Усеченный черный корпус 5800 K	251	37%
	Зеленый свет в 555 нм (максимально возможная световая отдача по определению)	683,002	100%

Источники, которые зависят от теплового излучения твердой нити накала, такие как лампы накаливания, обычно имеют низкую общую эффективность, потому что, как объяснил Дональд Л. Клипштейн: «Идеальный тепловой излучатель излучает видимый свет наиболее эффективно при температурах около 6300 ° C ( 6600 K или 11500 ° F). Даже при такой высокой температуре большая часть излучения является инфракрасным или ультрафиолетовым, а теоретическая световая [эффективность] составляет 95 люмен на ватт. Ни одно вещество не является твердым и может использоваться в качестве нити накала лампочки при температура где-то близко к этой. Поверхность солнца не такая уж и горячая «. При температурах, когда вольфрамовая нить обычной лампочки остается твердой (ниже 3683 кельвина), большая часть ее излучения находится в инфракрасном диапазоне.

Единицы фотометрии СИ

• v
• т
• е

Смотрите также

• Фотометрия
• Световое загрязнение
• Эффективность розетки
• Коэффициент использования
• Список источников света

Что такое световой поток, яркость и светоотдача

В радиометрии лучистый поток источника света — это его излучаемая оптическая энергия в единицу времени. Однако эта величина не учитывает чувствительность человеческого глаза. Для этого имеется фотометрическая величина величина светового потока, указанная в единицах яркости (lm = cd sr), которая учитывает фотопическую реакцию человеческого глаза. Это спектральный отклик для достаточно высоких интенсивностей освещения, при которых цветовое зрение работает хорошо. Световой поток источника света показывает, насколько он способствует освещению помещения.

Полезные статьи:

Световой поток часто встречается как спецификация источников света, которые используются для целей освещения – например, ламп накаливания, люминесцентных ламп и ламп на основе светодиодов. Это полезная мера того, насколько источник света может способствовать освещению помещения.

Например, лампочка «Ильича» мощностью 60 Вт может генерировать световой поток 900 лм, что соответствует светоотдаче 15 лм / Вт. Светодиоды могут создавать тот же световой поток при потреблении электроэнергии значительно ниже 10 Вт, поскольку они имеют гораздо более высокую светоотдачу.) Для большой гостиной требуется несколько тысяч люмен, что соответствует нескольким из этих ламп.

Хотя лампа накаливания превращает большую часть потребляемой электроэнергии в тепловое излучение, большая часть этого излучения находится в инфракрасной области спектра, где функция яркости равна нулю, т. е. этот свет бесполезен для освещения и не влияет на световой поток.

Измерение светового потока

Если выходной сигнал источника света хорошо направлен, например, в форме лазерного луча, можно просто измерить световой поток с помощью оптического измерителя мощности. Однако этот метод не будет работать с источником света, который излучает в широком диапазоне направлений, например, со светодиодом. В таких случаях может потребоваться использовать интегрирующую сферу, которая равномерно распределяет свет и обеспечивает освещенность фотоприемника, пропорциональную входящему световому потоку и в значительной степени независимую от его пространственных свойств.

Яркость

Яркость — это фотометрическая величина, которая может применяться к источникам света, а также к свету, который отражается или проходит через определенную область. Яркость — это световой поток на единицу телесного угла и единицу площади источника. Его также можно определить как интернсивность света на единицу площади излучения.

Единицами СИ яркости являются кандела на квадратный метр (кд / м2 = лм sr−1 м2 ).

Для наблюдающего глаза яркость источника света более или менее определяет его визуальную яркость. Если бы источник света мог уменьшаться при сохранении своего светового потока, он мог бы посылать такое же количество света через зрачок глаза, но этот свет был бы сконцентрирован на меньшей площади сетчатки и, следовательно, казался бы ярче, что соответствовало бы его повышенной яркости.

Аналогично, яркость на поверхности, вызванная некоторым освещением, определяет, насколько яркой будет выглядеть поверхность. Если наблюдатель удаляется от источника света, в зрачок будет попадать меньше света, но изображение источника на сетчатке станет меньше, пока угловое разрешение глаза остается достаточным, чтобы сохранялась видимая яркость. Таким образом, можно понять, почему яркость не зависит от расстояния наблюдения.

Однако для больших расстояний наблюдения, когда угловое разрешение глаза становится недостаточным, видимая яркость уменьшается, несмотря на постоянную яркость.

Некоторые типичные примеры значений яркости:

• Луна: 2,5 · 103 кд / м2 (видна через прозрачную атмосферу)
• Солнце: 1,6 · 10 9 кд / м2
• нить накаливания вольфрамовой лампы накаливания: 10 7 кд / м2

Сила света

Сила света — это величина в фотометрии, характеризующая источник света. Она определяется как световой поток на единицу телесного угла. Интенсивность света учитывает спектральный отклик человеческого глаза – обычно для фотопического зрения. Этот термин в основном применяется при приближении точечного источника, т.е. на расстояниях, которые велики по сравнению с протяженностью источника.

Аналогичной величиной в радиометрии (не учитывающей спектральный отклик человеческого глаза) является интенсивность излучения. Единицами измерения силы света в системе СИ являются кандела = люмен на стерадиан (cd = лм / sr). Одна кандела приблизительно соответствует силе света обычной свечи.

Если излучение света ограничено меньшим телесным углом, например, корпусом лампы, содержащим отражатель, интенсивность света может стать соответственно выше при том же световом потоке. С другой стороны, размер излучающего объема не имеет значения.

Для равномерного всенаправленного излучения интенсивность света не зависит от расстояния до источника света – в отличие от освещенности, которая масштабируется с обратным квадратом расстояния от источника света.

Освещенность

Интенсивность излучения (или плотность потока) является термином радиометрии и определяется как поток излучения, получаемый некоторой поверхностью на единицу площади. В системе СИ она указывается в единицах Вт/ м2 (ватт на квадратный метр). Излучение может быть применено к свету или другим видам излучения.

В контексте лазерной технологии общий термин «оптическая интенсивность» имеет те же единицы измерения, что и освещенность. Однако это не одно и то же количество. Важно понимать, что интенсивность определяется как количество энергии, проходящей через область, перпендикулярную лучу, в то время как освещенность относится к тому, какое количество энергии поступает на определенную поверхность с заданной ориентацией.

Интенсивность излучения, вызванная, например, лазерным лучом, который попадает на заготовку под некоторым углом θ против нормального направления, равна интенсивности луча, умноженной на cos θ. Таким образом, численное значение освещенности обычно меньше, чем значение интенсивности луча. Излучение может быть вызвано сочетанием нескольких источников света.

Фотометрия

Фотометрия — это наука и технология количественного определения и измерения свойств света, связанных с его воспринимаемой яркостью для человеческих глаз. Таким образом, он имеет дело только с видимым светом, а не с инфракрасным и ультрафиолетовым светом, и учитывает спектральную чувствительность человеческого глаза.

Обратите внимание, что термин яркость следует использовать только как качественный показатель воспринимаемой яркости, а не как измеримую величину (хотя его часто используют вместо сияния или яркости.

Светоотдача и эффективность

Светоотдача источника света — это генерируемый им световой поток, деленный либо на его световой поток, либо на потребляемую электроэнергию. В обоих случаях получают единицы люмена на ватт (лм/Вт), но смысл, конечно, разный:

• Если разделить на поток излучения, результат зависит только от формы оптического спектра источника света в сочетании с примененной функцией яркости, которая количественно определяет чувствительность обычного человеческого глаза, зависящую от длины волны.
• Более распространенным определением является световой поток, деленный на потребляемую источником света электрическую мощность.

Высокая эффективность источника света может быть испорчена плохой конструкцией лампы!

Обратите внимание, что светоотдача осветительного устройства – например, потолочного светильника для гостиной или уличного фонаря – может быть существенно ниже, чем у используемого источника света, если большая часть генерируемого света теряется, например, из-за поглощения в каком-либо корпусе (приспособлении). Очевидно, имеет смысл оптимизировать не только источник света, но и светильник. В то время как некоторые приборы практически не требуют потерь, другие полностью снижают эффективность.

Пространственно направленное излучение светодиодов часто позволяет избежать значительных потерь света в светильниках. Этот фактор (в дополнение к высокой эффективности генерации света) может существенно способствовать эффективной эффективности осветительного устройства и, следовательно, достигнутой энергоэффективности.

Может иметь значение, куда направляется свет!

Еще один важный аспект не содержится в светоотдаче: некоторые уличные фонари, например, посылают много света в ночное небо, где он бесполезен и даже вреден, вызывая световое загрязнение.

Другим важным аспектом является то, что светоотдача может быть значительно снижена при использовании источника питания лампы с низкой эффективностью преобразования. В то время как лампы накаливания обычно могут работать непосредственно от сетевого напряжения, многие газоразрядные лампы требуют специального источника питания.

Если это сделано по старой технологии, это может привести к потере значительного количества электроэнергии. Однако современные высокочастотные импульсные источники питания могут быть высокоэффективными, вызывая потери энергии всего на несколько процентов. Конечно, желательно, чтобы указывалась эффективная светоотдача лампы, включая ее источник питания.

Очевидно, что светоотдача осветительных приборов важна с точки зрения энергоэффективности и потребления электроэнергии, поскольку лампам с низкой эффективностью потребуется больше электроэнергии для получения светового потока, необходимого для освещения.

Хотя потерянная энергия преобразуется в тепло, и это тепло может способствовать требуемому обогреву помещения, этот аспект существенно не изменяет энергоэффективность, потому что (а) нагревательные эффекты нежелательны при любых условиях (например, летом) и (б) электрическое отопление сравнительно неэффективно из-за значительного расхода энергиипотери при выработке электроэнергии. Например, при использовании в тепловом насосе то же количество электроэнергии может внести гораздо больший вклад в нагрев, и это только тогда, когда это требуется.

Зависимость от температуры, затемнения и старения

Светоотдача некоторых источников света зависит от температуры. Для люминесцентных ламп она ориентировочно повышается с повышением температуры, в то время как для светодиодов все наоборот.

Лампы накаливания совершенно нечувствительны к температуре окружающей среды, в то время как существует сильная зависимость от рабочего напряжения (мощности): при уменьшении яркости такой лампы ее эффективность может быть существенно снижена, в то время как затемнение люминесцентных ламп и светодиодов может быть выполнено при сохранении эффективности.

Эффективность также может ухудшаться во время эксплуатации из-за процессов старения.

Светоотдача лампы

Светоотдача источника света обычно определяется как его светоотдача, деленная на максимально возможное значение эффективности. В связи с этим возникает вопрос, что именно подразумевается под “максимально возможным”.:

• Можно принять идеальное значение 683 лм / Вт, достигнутое для идеально эффективного источника света при длине волны 555 нм. В этом случае лампочка с мощностью 15 лм/Вт будет иметь светоотдачу 15/683 = 2,2%. Тогда даже идеально энергоэффективный источник белого света никогда не сможет достичь 100% светоотдачи, поскольку эффективность обязательно снижается, например, для красной и синей спектральных составляющих.
• Альтернативно, можно взять светоотдачу идеально эффективного источника света, имеющего ту же форму оптического спектра, что и рассматриваемый источник света. Например, для источника белого света это значение будет существенно ниже, так что результирующая светоотдача выйдет соответственно большей. В качестве количественного примера, белая светодиодная лампа может иметь светоотдачу 180 лм / Вт, а ее спектр может привести к теоретически возможной светоотдаче 300 лм / Вт; светоотдача тогда составит 180/300 = 60%. Это число показывает, насколько технология близка к теоретически возможному максимуму для данного светового спектра.

Похоже, что первое определение более распространено в литературе; многие авторы, похоже, на самом деле не осознают вопроса, какое именно определение выбрать.

Эффективность освещения

Эффективность системы освещения во многом зависит от световой эффективности источников света, но следует иметь в виду некоторые дополнительные аспекты, как описано ниже.

Стоимость эксплуатации системы освещения по существу определяется требуемым световым потоком, умноженным на продолжительность работы, и делится на светоотдачу осветительных приборов (а не только на выработку света). Этот расчет обеспечивает необходимую электрическую энергию, например, в течение 24 часов. Однако этот подход, применяемый, например, к конкретной комнате, является довольно грубым, поскольку он игнорирует подробные потребности в освещении.

Более точный подход заключается в рассмотрении того, в каких зонах помещения требуется какой уровень освещенности. Например, часто бывает достаточно высокой освещенности в нескольких местах, где люди должны иметь возможность читать документы; остальную часть помещения можно поддерживать при значительно более низком уровне освещенности.

Для максимальной эффективности затем обеспечивается определенный базовый уровень освещения (часто с помощью рассеянных источников) и некоторые дополнительные более направленные источники света для дальнейшего освещения ограниченных областей. Важность высокой светоотдачи, как правило, наиболее высока для основного освещения, на которое приходится наибольшая часть общего светового потока.

Другими важными аспектами эффективности являются то, сколько дневного света может быть использовано и сколько генерируемого света поглощается, например, на темных стенах. Обратите внимание, что белые строительные материалы отражают или рассеивают большую часть падающего света, что значительно снижает требуемый световой поток от искусственных источников света по сравнению с помещением, содержащим много темных материалов.