Взаимосвязь люменов и ватт
Почему недостаточно пользоваться привычными ваттами? Здесь все просто. Сама по себе мощность, измеряемая в ваттах, — это более общая характеристика. Возьмем в качестве примера лампу накаливания мощностью 100 Вт. Из них 70 Вт будут уходить на нагревание пространства, то есть устройство на такое количество мощности работает в невидимом человеку диапазоне. А вот уже 30 Вт — это тот свет, который мы видим.
Далее возьмем энергосберегающие лампы, которые были усовершенствованы по этому показателю. Там уже соотношение работы в видимом и невидимом диапазонах другое — 95 к 5. Если устройство имеет мощность 32 ватта, то в видимом диапазоне будет работать на 30 Вт.
То есть лампа накаливания на 100 Вт дает нам свет на 30 Вт. А энергосберегающая лампа на 100 Вт — почти в три раза больше. То же самое касается светодиодных изделий. Приведем таблицу сравнения, которая покажет, какой мощности должна быть лампа, чтобы получить определенное количество люменов.
| Световой поток в люменах (лм) | Мощность лампы накаливания (Вт) | Мощность люминесцентной лампы (Вт) | Мощность светодиодной лампы (Вт) |
| 400 | 20 | 5-7 | 2-3 |
| 700 | 60 | 15-16 | 8-10 |
| 900 | 75 | 18-20 | 10-12 |
| 1200 | 100 | 25-30 | 12-15 |
| 1800 | 150 | 40-50 | 18-20 |
Из этой таблицы видно, что для получения, например, 700 люменов нам понадобится приобрести лампу накаливания на 60 ватт, а вот светодиодной достаточно с показателями 8-10 ватт. И здесь становится понятно, почему те же LED-устройства намного экономичнее, ведь платим мы при расходе электроэнергии именно за ватты.
Или сравнение в другую сторону: лампа накаливания на 20 ватт и светодиодная лампа на 20 ватт дают колоссально разное количество люменов: 400 Лм и 1800 Лм соответственно. При этом учитываем: чем выше этот показатель, тем лучше освещение и тем больше свет приближен к естественному. А это хорошая цветопередача, меньшая нагрузка на глаза и т. д.
Отметим, что таблица предлагает приблизительные, средние показатели. Они могут отличаться в зависимости от устройства изделий, технологии их изготовления и т. д. Рекомендуем уточнять показатели для каждой отдельной лампы — если же люмены не указаны на упаковке, просто помните о соотношении эффективности ламп накаливания и светодиодных устройств.
В чем измеряется световой поток светодиодной лампы?
Светодиодные лампы
Как я уже сказал световой поток светодиодной лампы или любого другого источника света можно измерить в Люменах. На упаковках ламп Люмены сокращенно обозначаются Lm или Лм
Перед тем как перейти к расчетам важно понять, что такое Люмен. Давайте представим что наша лампочка — это мешок с песком, из которого постоянно сыплется песок, представим, что один люмен — это одна песчинка
Количество люмен для нашей лампочки-мешка будет означать сколько песчинок упадет на один квадратный метр поверхности, например, 900 люмен будет означать что на один квадратный метр попадет 900 песчинок.
Но у нас не обычный песок, а свет и он рассеивается равномерно по всей поверхности, поэтому если световой поток лампы 900 люмен, а площадь комнаты 3 квадратных метра, то на один квадратный метр будет припадать по 300 люменов.
И тут мы подошли к еще одному очень важному параметру — это освещенность комнаты. Люмены характеризуют только световой поток лампы, если продолжать нашу аналогию, то количество песка, который может высыпаться из мешка
Но есть еще один параметр — это освещенность помещения и измеряется он в люксах. Люкс показывает сколько люменов будет припадать в определенной комнате на один квадратный метр. Обозначается Лк или Lx. Если мы говорили что наш источник света излучает 900 Люменов, а площадь три квадратных метра, то освещенность нашей комнаты будет составлять 300 люкс. Для тех, кто очень любит формулы 1 люкс = 1 люмен / 1 метр квадратный.
Поняли? Теперь переходим к вопросу как узнать мощность освещения светодиодных ламп.
Разновидности ламп накаливания
Лампы накаливания делятся на:
- Вакуумные;
- Аргоновые (азот-аргоновые);
- Криптоновые (+10 % яркости от аргоновых);
- Ксеноновые (в 2 раза ярче аргоновых);
- Галогенные (состав I или Br, в 2,5 раза ярче аргоновых, высокий срок службы);
- Галогенные с двумя колбами (улучшенный галогенный цикл за счёт лучшего нагрева внутренней колбы);
- Ксенон-галогенные (состав Xe + I или Br, до 3х раз ярче аргоновых);
- Ксенон-галогенные с отражателем ИК-излучения;
- Накаливания с покрытием, преобразующим ИК-излучение в видимый диапазон. (новинка)
Достоинства и недостатки ламп накаливания
Достоинства:
- невысокая стоимость;
- мгновенное зажигание при включении;
- небольшие габаритные размеры;
- широкий диапазон мощностей.
Недостатки:
- большая яркость (негативно воздействует на зрение);
- небольшой срок службы — до 1000 часов;
- низкий КПД. (только десятая часть потребляемой лампой электрической энергии преобразуется в видимый световой поток) остальная энергия преобразуется в тепловую.
Характеристики ламп накаливания
Световой поток – это физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения.
Световая отдача – это отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Является показателем эффективности и экономичности источников света.
Люмен – это единица измерения светового потока, световая величина.
Световой поток и световая отдача ламп накаливания
| Тип, мощность, Вт | Световой поток (люмен) | Световая отдача (лм/ватт) |
| 20 | 4 |
| 50 | 5 |
| 90 | 6 |
| 220 | 8 |
| Лампа накаливания 40 Вт | 420 | 10 |
| 710 | 11 |
| Лампа накаливания 75 Вт | 935 | 12 |
| 1350 | 13 |
| 1800 | 12 |
| 2500 | 13 |
| Солнце | 3,63•1028 | 93 |
| 683,002 |
Характеристики раздичных видов ламп по светопередаче
- ЛН — лампы накаливания;
- ГЛН — галогенный лампы;
- КЛЛ — компактно люминесцентные лампы;
- МГЛ — металлогалогенные лампы;
- ЛЛ — люминисцентные лампы;
- Светодиоды — светодиодные лампы.
Характеристики различных типов ламп накаливания
- Напряжение на лампе — U, Вольт;
- Мощность лампы — W, Вт;
- Световой поток – Лм, Люмен.
- Лампы накаливания общего назначения (стандартные).
| Тип лампы | U, В | W, Вт | Лм |
| Длина мм | Диам. мм | Тип цоколя |
| Б 220-230-25-1 | 225 | 25 | 200 | 1000 | 105 | 61 | E27 |
| Б 220-230-40-1 | 225 | 40 | 430 | 1000 | 105 | 61 | E27 |
| Б 220-230-60-1 | 225 | 60 | 730 | 1000 | 105 | 61 | E27 |
| Б 220-230-75-1 | 225 | 75 | 960 | 1000 | 105 | 61 | E27 |
| Б 220-230-100 | 225 | 100 | 1380 | 1000 | 105 | 61 | E27 |
| Б 220-235-40-2 | 230 | 40 | 335 | 1000 | 98 | 51 | E27 |
| Б 225-235-60-2 | 230 | 60 | 655 | 1000 | 98 | 51 | E27 |
| Б 225-235-100-2 | 230 | 100 | 1203 | 1000 | 98 | 51 | E27 |
| Б 235-245-150-1 | 240 | 150 | 2180 | 1000 | 130 | 71 | E27 |
| РН 220-230-15-4 | 225 | 15 | 90 | 600 | 65 | 22 | E14 |
| РН 220-230-200-1 | 225 | 200 | 2950 | 1000 | 145 | 71 | E27 |
| РН 220-230-300 | 225 | 300 | 3350 | 1000 | 140 | 91 | E27 |
| РН 230-240-300 | 235 | 300 | 4800 | 1000 | 200 | 200 | E40 |
| РН 215-225-500 | 220 | 500 | 8400 | 1000 | 240 | 132 | E40 |
Лампы накаливания общего назначения (миньоны).
| Тип лампы | U,В | W,Вт | Лм |
| Длина мм | Диам. мм | Тип цоколя |
| ДС 220-230-40 | 225 | 40 | 400 | 1000 | 103 | 36 | E14 |
| ДС 220-230-60 | 225 | 60 | 680 | 1000 | 103 | 36 | E14 |
| ДСО 235-245-40 | 240 | 40 | 395 | 1000 | 103 | 31 | E14 |
| ДСО 235-245-60 | 240 | 60 | 670 | 1000 | 103 | 36 | E14 |
Лампы накаливания общего назначения (зеркальные).
| Тип лампы | U,В | W,Вт | Лм |
| Длина мм | Диам. мм | Тип цоколя |
| 3К 220-230-40(R63) | 225 | 40 | 450 | 1000 | 102,5 | 63,5 | E27 |
| 3Д 220-230-60(R80) | 225 | 60 | 200 | 1000 | 116 | 81 | E27 |
| 3Д 220-230-75(R80) | 225 | 75 | 280 | 1000 | 116 | 81 | E27 |
| 3Д 220-230-100(R80) | 225 | 100 | 410 | 1000 | 116 | 81 | E27 |
Лампы накаливания общего назначения (матовые).
| Тип лампы | U,В | W,Вт | Лм |
| Длина мм | Диам. мм | Тип цоколя |
| БО 230-240-40 | 235 | 40 | 420 | 1000 | 105 | 61 | E27 |
| БО 230-240-60 | 235 | 60 | 710 | 1000 | 105 | 61 | E27 |
| БО 230-240-100 | 235 | 100 | 1360 | 1000 | 105 | 61 | E27 |
Лампы накаливания для местного освещения.
| Тип лампы | U,В | W,Вт | Лм |
| Длина мм | Диам. мм | Тип цоколя |
| МО 36-25 | 36 | 25 | 300 | 1000 | 108 | 61 | E27 |
| МО 12-40 | 12 | 40 | 620 | 1000 | 108 | 61 | E27 |
| МО 36-40 | 36 | 40 | 580 | 1000 | 108 | 61 | E27 |
| МО 36-60 | 36 | 60 | 950 | 1000 | 108 | 61 | E27 |
| МО 36-100 | 36 | 100 | 1590 | 1000 | 108 | 61 | E27 |
Лампы кварцевогалогенные (КГ).
| Тип лампы | U,В | W,Вт | Лм | К |
| Длина мм | Диам. мм | Тип цоколя |
| КГ 220-500-1 | 220 | 500 | 14000 | 3200 | 2000 | 132 | 11 | R7s |
| КГ 220-1000-5 | 220 | 1000 | 22000 | 3200 | 2000 | 189 | 12 | R7s |
| КГ 220-1500 | 220 | 1500 | 33000 | 3200 | 2000 | 254 | 12 | R7s |
| КГ 220-2000-4 | 220 | 2000 | 44000 | 3200 | 2000 | 335 | 12 | R7s |
Сравнение по мощности
Основным критерием для оценки качества изделия (с потребительской точки зрения) служит мощность лампочки в ваттах. Чтобы понять соотношение показателя для сияющих колб различного типа, можно обратиться к таблице.
| Светодиод | 6 | 10 | 12 | 22 |
| Обычный источник | 50―60 | 75―80 | 90―100 | 150 |
| Галогеновый | 30 | 45 | 60 | 90 |
| Люминесцентный | 10 | 15 | 20 | 36 |
| Яркость, лм | 550 | 700 | 1200 | 1800 |
Из таблицы видно, что наименьшая мощность у светодиодных ламп. Второй по величине энергетикой обладает трубчатый элемент холодного свечения.
| Наименование параметра | Обычный источник 60 W | Оптический прибор 6 W |
| Яркость, люмен | 600 | 550 |
| Эффективность светоотдачи, лм/Вт | 10,0 | 91,7 |
| Цветовая температура, К | 2680 | 2700―6000 |
| Максимальный рабочий нагрев, ºС | 270 (в верхней части колбы) | 65 (у основания) |
| Длительность горения, тысяч часов | 1,0 | 30,0 |
Энергоэкономичность светодиодной лампы, учитывая прямую зависимость показателя от потребляемой мощности, в 10 раз больше, чем у обычной. При этом срок службы оптического прибора тридцатикратно превышает период эксплуатации традиционного источника накаливания. Существуют ещё параметры, по которым сравнивают лампы:
экологичность — к опасным приборам относятся только люминесцентные, их утилизируют в особом порядке;
ударопрочность или антивандальность — светодиодные изделия выдерживают нагрузку от падения с небольшой высоты, все остальные типы лампочек требуют осторожного обращения;
пожарная безопасность зависит от степени нагрева: у LED-приборов она самая низкая.
Особенности конструкции
Самыми распространенными до недавнего времени источниками света были лампочки накаливания. Они представляют собой герметичную колбу, заполненную внутри инертным газом. Внутри устройства расположена спираль из вольфрама, которая при пропускании через нее электрического тока начинает светиться. КПД такого изделия невысок, поскольку до 90% энергии превращается в тепловую и расходуется на обогрев окружающего пространства. Кроме того, мощность лампы накаливания существенно ниже современных аналогов, а срок службы значительно короче.
Чтобы увеличить светоотдачу и цветопередачу, в герметичную колбу с инертными газами были добавлены пары галогенов. Такие изделия получили название галогенных ламп. Это позволило снизить потребляемую энергию на 40%, сохранив на прежнем уровне величину светового потока.
Следующим шагом в развитии после галогеновых ламп стали люминисцентные. Их уровень КПД составляет 70% (то есть 70% потребляемой электрической энергии расходуется на освещение). Они представляют собой следующую конструкцию:
- Герметичная стеклянная трубка (так выглядят стандартные лампы 36 Вт);
- Инертный газ внутри нее;
- Ртутные пары для улучшения параметров светового потока;
- Слой люминофора, который светится при подаче электрического тока.
Стандартные люминисцентные лампы до недавнего времени использовались преимущественно в офисных, торговых или производственных помещениях. В жилых домах из-за громоздкой конструкции их применение было затруднительно. Позднее инженеры решили данную задачу, разместив пусковое устройство в цоколе, а трубку, сделав в форме спирали. В результате таких доработок появилась возможность устанавливать энергосберегающие лампы вместо привычных изделий, использующих в освещении принцип накаливания и, таким образом, сокращать расход электроэнергии.
Радиатор
Следующим значимым критерием является радиатор, который предназначен для отведения температур со светодиодного блока. Ни в коем случае не стоит экономить и приобретать изделия с отсутствующей системой охлаждения (она имеет вид ребристой поверхности, выполненной из алюминия).
Некоторые производители в целях экономии используют радиаторы, выполненные в форме пластиковых отводов. Однако на практике подобные радиаторы доказали низкий уровень эффективности охлаждающего эффекта.
Для удобства выбора лампы светодиодного типа, рекомендуется подбирать прозрачные источники света, так как в них лучше всего просматривается наличие и вид радиатора. Матовые изделия скрывают данный критерий.
Ток светодиодных ламп
Яркость свечения светодиодных ламп зависит от тока, который будет проходить через сам диод. Это позволяет очень легко управлять яркостью таких ламп. Здесь подходит тот же принцип регулировки яркости что и для обычных ламп накаливания, изменяем силу тока — изменяется яркость. Но тут возникает одна проблема, в каждой лампе, которая будет работать от сети переменного напряжения встроен драйвер, который будет препятствовать изменению яркости. Поэтому если драйвер не поддерживает такую опцию регулировать яркость нельзя.
Потребление лампой электричества тоже зависит от тока и пропускаемого напряжения. Сила тока, с которой может работать лампа обычно указана на упаковке. Это может быть от 10-100 мА. Если же не указано и вам нужно знать этот параметр, его очень просто рассчитать по формуле:
I=(Р/U)*1000
Здесь I — это сила тока, P — потребляемая мощность и напряжение. Например, лампа на 220 вольт с потребляемой мощностью 12 Ватт будет иметь силу тока 54 мА. Рассчитанная сила тока может быть ниже, чем указанная на упаковке, потому что некоторые производители указывают на упаковке потребляемую мощность не самой лампы, а светодиода. Кроме светодиода, там есть еще резистор и другие компоненты, которым тоже нужно питание.
Что такое мощность электрического тока
Любые физические действия совершаются под влиянием силы. С ее помощью проделывается определенный путь, то есть выполняется работа. В свою очередь, работа А, проделанная в течение определенного времени t, составит значение мощности, выраженное формулой: N = A/t (Вт = Дж/с). Другое понятие мощности связано со скоростью преобразования энергии той или иной системы. Одним из таких преобразований является мощность электрического тока, с помощью которой также выполняется множество различных работ. В первую очередь она связана с электродвигателями и другими устройствами, выполняющими полезные действия.
Мощность тока связана сразу с несколькими физическими величинами. Напряжение (U) представляет собой работу, затрачиваемую на перемещение 1 кулона. Сила тока (I) соответствует количеству кулонов, проходящих за 1 секунду. Таким образом, ток, умноженный на напряжение (I x U), соответствует полной работе, выполненной за 1 секунду. Полученное значение и будет мощностью электрического тока.
Приведенная формула мощности тока показывает, что мощность находится в одинаковой зависимости от силы тока и напряжения. Отсюда следует, что одно и то же значение этого параметра можно получить за счет большого тока и малого напряжения и, наоборот, при высоком напряжении и малом токе. Это свойство позволяет передавать электроэнергию на дальние расстояния от источника к потребителям. В процессе передачи ток преобразуется с помощью трансформаторов, установленных на повышающих и понижающих подстанциях.
Существует два основных вида электрической мощности – активная и реактивная. В первом случае происходит безвозвратное превращение мощности электрического тока в механическую, световую, тепловую и другие виды энергии. Для нее применяется единица измерения – ватт. 1Вт = 1В х 1А. На производстве и в быту используются более крупные значения – киловатты и мегаватты.
К реактивной мощности относится такая электрическая нагрузка, которая создается в устройствах за счет индуктивных и емкостных колебаний энергии электромагнитного поля. В переменном токе эта величина представляет собой произведение, выраженное следующей формулой: Q = U х I х sin(угла). Синус угла означает сдвиг фаз между рабочим током и падением напряжения. Q является реактивной мощностью, измеряемой в Вар – вольт-ампер реактивный. Данные расчеты помогают эффективно решить вопрос, как найти мощность электрического тока, а формула, существующая для этого, позволяет быстро выполнить вычисления.
Обе мощности можно наглядно рассмотреть на простом примере. Какое-либо электротехническое устройство оборудовано нагревательными элементами – ТЭНами и электродвигателем. Для изготовления ТЭНов используется материал, обладающий высоким сопротивлением, поэтому при прохождении по нему тока, вся электрическая энергия преобразуется в тепловую. Данный пример очень точно характеризует активную электрическую мощность.
Что касается электродвигателя, то внутри него расположена медная обмотка, обладающая индуктивностью, которая, в свою очередь, обладает эффектом самоиндукции. Благодаря этому эффекту, происходит частичный возврат электричества обратно в сеть. Возвращаемая энергия характеризуется небольшим смещением в параметрах напряжения и тока, оказывая негативное влияние на электрическую сеть в виде дополнительных перегрузок.
Характеристики ламп
Основными характеристиками всех выпускаемых энергосберегающих приборов являются:
Цветовая температура
При использовании устройств с нитью накаливания получить разную цветовую температуру проблематично. С появлением энергосберегающих устройств стало возможно применять лампы белого света с различным оттенком цвета. По цветовой температуре светильники бывают:
- 6500К — холодный белый свет, который хорошо подходит для уличного освещения;
- 4200К — нейтральный белый, средний между холодным и теплым светом. Подходит для использования в жилых, промышленных, медицинских и других помещениях.
- 2700К — теплый белый свет, создает уют в доме и используется для освещения жилых помещений.
Цветовая температураДополнительная информация! Выбор цветовой температуры индивидуален и зависит от предпочтений человека и целей, для которых будет использовано освещение.
Тип цоколя
Тип цоколя стандартизирован и существует в двух исполнениях:
- резьбовое: обозначение данного цоколя начинается с буквы Е и заканчивается числом, который обозначает диаметр цоколя (Е14, Е27).
- штырьковое: маркировка начинается с буквы G, а цифры означают расстояние между контактами.
Типы цоколяДополнительная информация! Для покупки осветительного прибора с правильным цоколем, лучше взять с собой в магазин вышедшую из строя или заглянуть в паспорт светильника.
Вам это будет интересно Особенности светильников с датчиками движения
Срок службы
Энергосберегающие приборы являются надежными и долговечными устройствами. Срок их службы достаточно большой и обычно составляет от нескольких тысяч до десятков тысяч часов работы.
Обратите внимание! Важно понимать, что на срок службы существенно влияет количество циклов включения/отключения. Чем их больше — тем меньше будет служить энергосберегающая лампа
Световой поток и светоотдача
Световой поток — это физическая величина, показывающая количество отдаваемой световой энергии в единицу времени. В международной системе единиц (СИ) Он измеряется в люменах (лм или lm).
Светоотдача ламп показывает соотношение светового потока к мощности прибора (лм/Вт). Старые и неэффективные устройства накаливания имеют низкую светоотдачу (10-20 лм/Вт), более совершенные энергосберегающие устройства имеют высокий коэффициент полезного действия, а соответственно и светоотдачу (около 50-100 лм/Вт).
Светоотдача ламп
Важно! Светоотдача может меняться со временем при длительной эксплуатации. Такое изменение является нормальным и связано с износом светодиодов или ухудшением свойств люминесцентного прибора
Мощность
Важной характеристикой всех электрических приборов является мощность. Лампы освещения тоже не являются исключением
При использовании ламп накаливания существенно увеличивается количество потребляемой электрической энергии. Чтобы этого избежать потребители постепенно переходят на энергосберегающие приборы, потому что они энергоэффективные и имеют минимальную мощность лампы при большом световом потоке.
Таблица сравнения ламп, показывающая соответствие мощности накаливания и энергосберегающих:
| Мощность, Вт | Световой поток, лм | ||
| Накаливания | Светодиодные | Люминесцентные | |
| 25 | 3 | 6 | 255 |
| 40 | 5 | 11 | 430 |
| 60 | 9 | 15 | 720 |
| 75 | 11 | 19 | 955 |
| 100 | 14 | 18 | 1350 |
| 150 | 19 | 45 | 1850 |
| 200 | 27 | 70 | 2650 |
Таблица сравнения ламп накаливания
Обратите внимание! На упаковке светодиодных и энергосберегающих устройств производители часто указывают эквивалент (например 11 ватт энергосберегающая лампа равна 40 ваттной накаливания), который соответствует мощности лампы накаливания. Это делается не только из маркетинговых целей, но и для понимания покупателем световой способности прибора
Сравнение светодиодных ламп и накаливания
Для бытового использования человек использует ЛН с номинальной мощностью 40, 60, 100 Вт. Проанализируем соответствие светодиодных ламп лампам накаливания. Результаты представлены в таблице соответствия. Из проведенных данных следует, что заявленным ЛН соответствует мощность светодиодных ламп 5, 7 и 13 Вт, что более чем в 8 раз меньше.
Остальные их технические показатели практически эквивалентны. Очевидное преимущество СЛ заключается в их потребляемой мощности и продолжительности срока службы. Таким образом, замена в светильнике обычной лампочки на данный энергосберегающий источник света экономически оправдано, что в первую очередь подтверждается соотношением светодиодных ламп и ламп накаливания.
