Характеристики светодиодных ламп: цветовая температура, мощность, свет и другие

Преимущества и недостатки светодиодных ламп

Подведем итог и определим достоинства и недостатки полупроводниковых источников света. К их преимуществам можно отнести:

• Рекордно высокая энергоэффективность. Светоотдача светодиодов (отношение создаваемого светового потока к потребляемой мощности), как мы выяснили, почти на порядок выше светоотдачи ламп накаливания, что позволяет существенно сэкономить на электроэнергии.
• Длительный срок службы. Эту тему я не затрагивал, но тебе будет интересно узнать, что светодиодная лампа проработает в 20-30 раз дольше, чем лампочка Ильича без существенного снижения уровня светового потока. А такая надежность – это дополнительная экономия, поскольку лампы на диодах придется менять крайне редко.
• Эксплуатация в жестких условиях. Светодиоды не имеют колб и спиралей, а потому не боятся вибраций и даже ударов. Полупроводниковые осветители могут использоваться в самых жестких условиях и при температурах окружающей среды от -40 до +40 градусов Цельсия.
• Почти не нагреваются. Максимальная температура, до которой нагревается мощная светодиодная лампа, не превышает 60 градусов Цельсия. Ты можешь использовать ее на пожароопасных объектах.
• Оптимальная цветовая температура. Подавляющее большинство светодиодных ламп, кроме специальных, создают световой поток, похожий на дневной. При таком освещении глаза устают меньше всего, а цвета окружающих предметов не искажаются.

У светодиодных ламп есть, к сожалению, весьма существенный недостаток – стоимость их пока еще достаточно высока. Но это частично окупается длительным сроком службы и малым потреблением электроэнергии. Тем более что развитие светодиодных технологий только началось, а значит, в ближайшее время цена на светодиодные источники света обязательно снизится.

Теперь ты знаешь про светодиодные лампы и их световой поток достаточно, чтобы суметь решить: чем и в каких случаях полупроводниковые источники света лучше, чем обычные лампочки.

Предыдущая
СветодиодныеКак выбрать мощный аккумуляторный светодиодный фонарик
Следующая
Светильники, браВыбираем светодиодные светильники для потолка Армстронг

Практическое использование

Вычисление цветовой температуры нужно во всех сферах, где вообще используется освещение. Каждый из спектров имеет свои особенности, преимущества и недостатки, которые используются для того, чтобы определённый источник света лучше всего выполнил свою функцию. Некоторые примеры использования источников света с разным значением параметра выглядят так:

Яркое тёплое освещение температурой 3000—4000 K позволяет хорошо рассматривать не только объекты, но и пространство вокруг них, из-за чего их удобно использовать в условиях ограниченной или плохой видимости. Примеры тому — противотуманные фары и фонарики для подводных исследований.
Лампы с холодной цветовой температурой используются в рабочих помещениях

Они помогают сконцентрировать внимание и не дают расслабиться. Особенно эффективно такое освещение в больницах, лабораториях, помещениях для осмотра, фабриках и промышленных объектах

Однако их длительное воздействие приводит к преломляемости, поэтому для офисов рекомендуется использовать скорее нейтральные белые лампы.
Холодное освещение также популярно при оформлении складов, витрин магазинов, на выставках, в музеях и прочих местах, где необходимо обратить внимание человека на что-либо. Оно помогает подчеркнуть цвета и контрасты, привлечь взгляд к деталям. Из-за этого его также применяют в рекламных щитах и аварийном освещении. Кроме того, цвета холодного спектра придают освещаемым объектам свежести, что делает выгодным их использование на витринах продуктовых магазинов, например, с рыбой.
Нейтральная цветовая температура в пределах 4500—5000 K универсальна и подходит для любого вида задач. Она не оказывает нагрузки на глаза, наиболее незначительно влияет на цветопередачу и подходит для оформления любых видов рабочих помещений, а также многих жилых комнат.
Строго определённое значение цветовой температуры также необходимо поддерживать в некоторых других случаях, не связанных с комфортом человека, например, при создании фотоплёнки и в полиграфии.

Отдельное внимание стоит уделить использованию ламп с разным уровнем цветовой температуры при оформлении жилых помещений. Источники цвета разных оттенков используются для таких целей:

• Тёплый красно-оранжевый свет температуры до 2700 K помогает создать тёплую уютную атмосферу. Они настраивают на отдых за счёт схожести с естественным вечерним освещением. Такой свет также меньше всего раздражает глаза. Незаменим при оформлении спален и комнат отдыха.
• Оранжевый свет с температурой 3000—3500 K настраивает на общение, создаёт дружелюбную и живую атмосферу. Часто используется в дизайне внутреннего убранства общественных мест: ресторанов, магазинов, бутиков, библиотек, а также жилых помещений вроде прихожих и гостиных.
• Нейтральный белый свет, соответствующий значением температуры цвета в 3500—4000 K, усиливает чувство безопасности и создаёт некоторый уют, но не позволяет слишком расслабиться. Можно использовать в оформлении кухни, ванной и почти любых других жилых помещений.
• Холодный свет с температурой до 5000 K настраивает на рабочий лад, повышает продуктивность, проясняет мысли и помогает лучше концентрироваться, а также придаёт помещению чистоты. Его используют для оформления рабочих мест, например, в настольных лампах для рабочего стола или в кабинете.

Согласно нормативам, источники света с колориметрической температурой более 5300 K не должны использоваться в жилых помещениях. Это связано с их вредным влиянием на глаза при слишком длительном нахождении в помещении. Так, лампа с температурой в 6500 кельвинов (свет, какой бывает на улице ясным летним днём) будет полезна при проведении недолгих процедур, требующих высокой концентрации внимания, но навредит, если будет установлена в спальню.

Пересчет лампы накаливания на светодиодную: таблица

Для примера сравним три лампы, дающие поток света в 250 Лм. Этому параметру соответствует:

• лампа накаливания мощностью 20 Вт;
• люминесцентная – мощностью 5-7 Вт.

Такую интенсивность освещения может обеспечить светодиодная лампа мощностью всего 2-3 Вт.

Ниже приведена таблица пересчета ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных по световому потоку:

Мощность, Вт	Световой поток, Лм
Лампа накаливания	Люминесцентная	Светодиодная
20	5-7	2-3	250
40	10-13	4-5	400
60	15-16	8-10	700
75	18-20	10-12	900
100	25-30	12-15	1200
150	40-50	18-20	1800
200	60-80	25-30	2500

Результаты вышеприведенного сравнительного анализа явно указывают на выгоду светодиодных ламп.

Достоинства и недостатки светодиодных ламп

К достоинствам светодиодных ламп относят:

• Срок эксплуатации. Источники света работают от 50 000 до 100 000 часов без перерывов.
• Экономное потребление энергии. Светодиоды относят к источникам освещения с эффективностью в 10 раз выше аналогов.
• Термоустойчивость. LED-лампы устойчивы к атмосферным перепадам, не портятся при резкой смене температур.
• Экологичность. Изготавливаются на основе безопасных материалов, которые не вредят здоровью.

Минусы LED-ламп:

• Стоимость. Элементы освещения стоят дороже своих главных аналогов.
• Размер. Лампы высокой мощности имеют большие габариты. Это не всегда удобно для помещений с маленькой площадью.
• LED-драйвер. Для стабильной работы светодиодной системы нужен специальный блок питания, который также имеет высокую стоимость.

Еще один минус — сложности в замене диодов в случае их перегорания. Иногда это сделать невозможно.

Самый очевидный плюс это экономия электроэнергии.

Отличие LED-ламп от других световых источников заключается в преобразовании света в любой оттенок.

Восприятие цветов

Цветовое восприятие каждого индивидуума имеет свои особенности. Перцепция цвета — это эффект от преломления световых волн, принятых зрительным нервом и обработанных мозговым зрительным центром. Каждый человек имеет собственное восприятие оттенков. Чем старше становится человек, тем больше искажается его цветовое восприятие. Особенности психики индивидуума также влияют на его цветовосприятие.

Восприятие того или иного цвета может быть искажено солнечным излучением. Теплота света также характеризуется индивидуальным восприятием и зависит от особенностей организма и состояния человека на момент восприятия.

Шкала цветовой температуры

По-другому называется колориметрический показатель. Он указывается на упаковке светильников. Исходя из этих параметров можно, определить в каком диапазоне лампа будет освещать комнату.  Для комфортного пребывания (чтобы свет не раздражал глаза), нужно заранее выяснить, какой спектр предпочтительней для каждого помещения: теплый, нейтральный, холодный.

Иногда не удается подобрать светильник с нужной температурой. Тогда можно комбинировать лампы холодного и теплого диапазона.

Индекс цветопередачи светодиодных ламп

Он показывает, насколько ясно будут различаться цвета в определенном спектре излучения. Например, в сумерках визуально цвета тускнеют и могут сливаться, при этом синий и бордовый могут восприниматься зрением одинаково.

В таблице представлено соотношение источников света с цветовой температурой и индексом цветопередачи (измеряется от 0 до 100):

Тон	Источник света	Цветовая температура	Индекс цветопередачи
Холодный	Пасмурное небо	6500	84
УФ элемент дневного света	6300	85
Ртутная лампа	5900	22
Нейтральный	Флуоресцентные светильники	5000	82
4500	65
3500	75
3000	80
2700	76
Солнечное излучение в зените	4500	90
Галогеновый элемент	3700	65
Теплый	Вольфрамовый элемент	3000	100
Лампа накаливания	2100–3000	100
Натриевая лампа высокого давления	2000	21
Солнце на восходе	1900	16

Холодный диапазон волн, позволяет им рассеиваться дальше. Для комфортного освещения и приемлемой цветопередачи индекс не должен опускаться ниже 80.

Какой свет лучше теплый или холодный

Светодиодные лампы, которые используются в освещении, подразделяют на холодные и теплые. От типа цвета зависит психологическое и эмоциональное состояние жильцов дома.  Светодиодные лампы с теплым свечением подходят для вечернего времени. Они способствуют скорейшему засыпанию, расслаблению, созданию уюта. Холодные тона наиболее естественны для дневного времени. Он бодрит, держит человека в тонусе.

Применение холодных и теплых цветов в неподходящие часы могут нарушить работу организма

Важно помнить, что на свет влияет также и абажур, плафоны и другие рассеиватели

Также в разном возрасте люди по-разному воспринимают освещение. При увеличении возраста происходит искажение, которое также нужно учитывать. Особенности психики также оказывают влияние на цветовосприятие.

Отвечая на вопрос, что же лучше – холодный или теплый цвет, ответом будет комбинация оттенков. Желательно, чтобы также была возможность управления осветительными приборами по отдельности.

Что такое цветовая температура?

Цветовая температура — физическое явление. Оно характеризует интенсивность излучения источником света и определяет состав видимого спектра. Цветовая температура не указывает, насколько раскалилось тело, а только показывает, как воспринимает световой поток человеческий глаз. Измеряется этот показатель в Кельвинах (К).

Говоря простыми словами, цветовая температура — оттенок света, излучаемого источником. Ноль Кельвинов имеет абсолютно черное тело.

Если говорить о металле, то первые цвета появляются, когда температура повышается до отметки выше 500 °С: объект становится темно-красным. По мере дальнейшего нагревания цветовой спектр смещается к оранжевому, затем — желтому, далее белому и, наконец, синему оттенкам.

 

Сравнение ламп по коэффициенту пульсации

Светодиоды превосходят все остальные источники освещения еще по одному параметру. Речь идет о мерцании ламп, которую отражает коэффициент пульсаций (%). Это одна из важнейших характеристик источника света, от величины которой зависит комфортность и безопасность освещения. Чем меньше коэффициент пульсации, тем лучше. Если он превышает 5-10 %, в организме начинаются негативные процессы: появляются головные боли к концу дня, быстрая утомляемость, бессонница.

Коэффициент пульсации освещения в офисных и других нежилых помещениях должен соответствовать установленным санитарным нормам, и это контролируется проверяющими органами. Дома мы сами должны следить за качеством света, если забота о здоровье семьи важна для нас.

Таблица 3. Типичные коэффициенты пульсации бытовых ламп.

Вид осветительного прибора	Коэффициент пульсации, %
Лампа накаливания	18-25
Люминесцентная	23-30
Галогенная	15-29
LED	1-100

Как видно из таблицы 3 , меньше всего могут пульсировать светодиоды. Но только те, в конструкции которых установлен качественный источник питания. Некоторые дешевые «леды» мерцают так, что это хорошо заметно глазу. Пользоваться такими приборами нельзя.

Но, даже если пульсации не фиксируются зрительно, это не значит, что их нет. Возможно, глаз не замечает колебаний светового потока, но они при этом превышают норму. Установить наличие низкочастотных пульсаций недопустимого уровня поможет люксметр с функцией пульсметра RADEX LUPIN. Этот прибор соответствует ГОСТу и обеспечивает высокую точность измерений.

Коэффициент полезного действия

Этот параметр (КПД) характеризует эффективность преобразования электрической энергии в световую. Чем он выше, тем меньше потери на тепло. Самый высокий коэффициент полезного действия у LED-ламп: КПД качественных моделей достигает 90 %. Светодиод преобразует энергию в свет напрямую, с минимальным выделением тепла.

Самым низким КПД отличаются лампы накаливания – 4-5 %. В процессе работы они существенно нагреваются, так как переводят в тепло более 90 % потребляемой мощности. КПД «галогенок» выше – 15-20 %. У люминесцентных осветительных приборов этот параметр зависит от вида колбы. Наиболее низкий коэффициент полезного действия у спиралевидных КЛЛ – 7-8 %. Эффективность их использования снижена также из-за потерь большей части световой энергии, которая уходит внутрь спирали. Поэтому при более высокой светоотдаче освещенность, создаваемая этими лампами, самая низкая (см. ).

Выбирайте лампы с помощью многофункционального люксметра

Единственный способ проверить качество освещения – купить бытовой люксметр, например RADEX LUPIN. Он измеряет основные характеристики – яркость лампы, освещенность поверхности и коэффициент пульсации. Люксметр поможет установить:

• верно ли производитель указал параметры осветительного прибора или лампы;
• соответствует ли норме освещенность комнат квартиры, рабочего кабинета, детских комнат;
• какова пульсация освещения в вашем доме и на рабочем месте.

Определить все это без люксметра-пульсметра невозможно. С помощью этого люксметра вы отберете самые хорошие светодиодные лампы для дома, и это будет технически обоснованный выбор. Качественные «леды» действительно превосходят остальные приборы освещения по большинству параметров. Они не нагревают воздух, не перегружают зрение, а также помогают экономить на оплате счетов за электроэнергию. Да и часто менять такие лампочки вам не придется: срок их службы составляет более 30000 часов.

Так что же лучше

Чаще всего лучшим вариантом будет сочетание холодного и теплого света, а также возможность управления осветительными приборами по отдельности для создания определенного настроения во всем помещении или его части.

Вечером можно включить лампы накаливания, разжечь камин, чтобы расслабиться и отдохнуть в атмосфере теплого света. А если вдруг захотелось почитать книгу, воспользуйтесь отдельным светильником, который дает более холодный свет.

Теплое освещение отлично впишется в небольшую квартиру, оформленную в винтажном стиле с преобладанием теплых тонов в интерьере, а холодный свет выгодно подчеркнет современные дизайнерские решения в просторном помещении с предметами ярких цветов и светлыми стенами.

https://youtube.com/watch?v=lrSHgq2AEug

Светодиодная лампа: конструкция и основные технические характеристики

Светодиодная лампа — источник света, излучение которого осуществляется за счет использования в конструкции нескольких светодиодов, соединенных в одну цепь. В отличие от других разновидностей ламп в ней не используется вольфрамовая нить накаливания, различные газы, ртуть и другие компоненты, опасные для жизни человека. Она экологически чистое устройство, не выделяющее вредных веществ во время работы и выхода из строя. По своим энергосберегающим показателям она самая экономная среди аналогов. Может использоваться для освещения улиц, промышленных или жилых объектов и помещений.

Конструкция данной лампочки состоит из следующих элементов: рассеивателя, светодиодов, монтажной платы, радиатора, блока питания, корпуса и цоколя. Последний элемент может иметь два типоразмера патрона: Е14 (маленький) и Е27 (большой).

При выборе необходимо руководствоваться значениями основных характеристик:

• Световой поток, измеряется в лм (люмены). Количество света, которое распространяется во всех направлениях от источника света.
• Мощность, единица измерения Вт. Количество потребляемой энергии за единицу времени.
• Цветовая температура свечения, единица измерения К. Определяет цвет светового потока, исходящего от источника излучения. У ламп накаливания в основном 3000К, это «теплый», желтоватый оттенок. Светодиодные источники света бывают разные, от 3000К до 6500К («холодный» цвет, с небольшой примесью синего).
• Светоотдача, измеряется в лм/Вт. Характеристика, определяющая эффективность и экономность источника света. У изделий разных производителей, она, конечно же, разная.
• Температура нагрева, единица измерения °C. Указывает на рабочую температуру нагрева стеклянной поверхности лампы.
• Срок службы, измеряется в часах. Определяет максимальный срок эксплуатации в оптимальных и заявленных производителем условиях.
• Индекс цветопередачи, CRI. Измеряется в пределах от 0 до 100 баллов. Для оптимального восприятия человеком цветопередачи от источника свет, чем больше баллов, тем выше. Нормальным считается значение 80 CRI.

Данная разновидность энергосберегающей лампочки может производиться двух типов: стандартное (грушевидная форма) и в виде «кукурузы». Этот фактор необходимо учитывать при замене источника света в светильнике. Последний вид не рекомендуется использовать, поскольку в такой конструкции светодиоды располагаются с наружной стороны.

Принцип работы и основные характеристики

Производство LED светильников можно разделить на три этапа:

• выращивание кристалла при помощи метода металлоорганической эпитаксии;
• создание чипа методом планарной обработки пленок;
• сортировка чипов с помощью бинирования;
• сборка всех частей светодиода.

Принцип функционирования LED лампы

Принцип работы светодиода можно описать как взаимодействие двух противоположно заряженных полупроводников, создающих p-n-переход (контакт электронов). В процессе взаимообмена электронами на его границе создается световое излучение.

Основные характеристики, позволяющие оценить качество светодиодного светильника:

• мощность (количественное измерение потребляемой электроэнергии);
• цветовая температура (цвет света, испускаемого элементом);
• световой поток (количество производимого света).

Выбор ламп домой и в офис

Высокая долговечность и простая эксплуатация ламп на светодиодах делает их незаменимыми в обычной жизни. Но подходить к выбору такого светильника нужно продуманно и осознанно.

Комфортность нахождения как в рабочих, так и в жилых помещениях зависит от цветовой температуры светодиодных ламп, которыми они освещены. Какие светильники лучше выбрать для дома, а какие для офиса? Разницу в типе освещенности можно увидеть в таблице световой температуры. И исходя из нее, подобрать наиболее комфортный свет в тех или иных помещениях.

Где подойдут светодиодные светильники дома?

• Освещение кухни. Теплый свет для умиротворенного приема пищи, или холодный, для увлеченных кулинарией. Светодиодная лента — отличное решение для отделки рабочей зоны кухни.
• Свет в прихожей. Однозначно холодный. Мобилизует и настраивает на рабочий лад.
• Холодное или теплое освещение в ванной комнате, кому как нравится.
• Теплый свет в спальне.

Основное отличие офисных помещений от домашних — необходимость настройки психики на рабочий лад. Этому способствует повышенная яркость и холодное белое освещение. Если свет аналогичен естественному дневному — он наименее утомителен. Большинство людей испытывают подъем работоспособности при ярком свете, это отгоняет сонливость и повышает продуктивность. Кроме того, использование таких светильников снижает затраты на электроэнергию, соответственно, уменьшаются ежемесячные дополнительные издержки бизнеса.

Светоотдача светодиодных ламп

Эту важную техническую характеристику я не внес в общий список и специально оставил напоследок, во-первых, потому, что она относится не к каждой конкретной лампе, а ко всему классу. А, во-вторых, разобравшись со светоотдачей, ты сможешь понять, насколько эффективен тот или иной тип осветительных приборов. Светоотдача представляет собой отношение светового потока к потребляемой мощности светильника и обозначается как лм/Вт. Этот параметр в буквальном смысле показывает, насколько эффективно прибор преобразует электрическую энергию в световую.

Что касается светодиодных источников света, то на сегодня их светоотдача составляет 60-120 лм/Вт, причем по мере совершенствования технологий этот показатель продолжает расти. Предположим, количество люмен у светодиода мощностью 1 ватт – 100. Это много или мало? Взгляни на сравнительную таблицу:

Сравнительная таблица энергоэффективности ламп разных типов

Тип осветителей	Светоотдача, лм/Вт (среднее значение)
Светодиодные	120
Люминесцентные трубчатые	80
Люминесцентные компактные (энергосберегающие)	70
Галогенные	20
Накаливания	15

Как видно из таблички, хорошо знакомая тебе компактная люминесцентная лампа («энергосберегайка»), к примеру, при той же мощности будет светить почти в 2 раза слабее, чем ее полупроводниковый собрат. Про лампу накаливания и говорить неловко. 8 из 10 ватт, которые светодиодный прибор преобразовал бы в световой поток, лампа Ильича превращает в тепло. Эффективность же диодного светильника благодаря светоотдаче на сегодняшний день самая высокая.

Но вернемся к нашим светодиодам. Можно ли выбирать такие лампы не по световому потоку, а по потребляемой мощности? Поскольку ты знаешь, какое количество люмен производит светодиод одним ваттом электроэнергии, то понимаешь: конечно, можно. Чтобы получить световой поток, достаточно умножить мощность лампы на 80. Точной цифры ты, конечно, не получишь, поскольку реальная светоотдача зависит от многих факторов, включая  технологию производства, материалы, тип и количество используемых светодиодов. Но полученный результат вполне сгодится для бытового использования.

Не забудь! Коэффициент 80 для вычисления создаваемого светового потока по потребляемой мощности годится только для светодиодных ламп. Для всех остальных типов осветительных приборов он будет другим.

Для тех, кто не любит умножать, я приведу табличку зависимости светового потока от мощности лампы для приборов различного типа:

Накаливания	Люминесцентные	Светодиодные
Потребляемая мощность, Вт	Потребляемая мощность, Вт	Потребляемая мощность, Вт	Световой поток, лм
20	5-7	2-3	250
40	10-13	4-5	400
60	15-16	8-10	700
75	18-20	10-12	900
100	25-30	12-15	1200
150	40-50	18-20	1800
200	60-80	20-30	2500

Как вам статья?