stringtranslate.com

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 энергией или другими), потребляемой источником. [1] [2] [3] Какой смысл термина имеется в виду, обычно следует понимать из контекста, и иногда это неясно. Первое значение иногда называют светоотдачей излучения [4] , а второе — светоотдачей источника света [5] или общей светоотдачей . [6] [7]

Не все длины волн света одинаково видимы или одинаково эффективны для стимулирования человеческого зрения из-за спектральной чувствительности человеческого глаза ; излучение в инфракрасной и ультрафиолетовой частях спектра для освещения бесполезно. Световая отдача источника зависит от того, насколько хорошо он преобразует энергию в электромагнитное излучение и насколько хорошо испускаемое излучение обнаруживается человеческим глазом.

Эффективность и эффективность

Световую отдачу можно нормализовать по максимально возможной светоотдаче к безразмерной величине, называемой светоотдачей . 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 на свет , стандартизированная CIE в 1924 году. По горизонтальной оси отложена длина волны в нанометрах. [8]

Длины волн света за пределами видимого спектра бесполезны для освещения, поскольку они не видны человеческому глазу . Более того, глаз больше реагирует на некоторые длины волн света, чем на другие, даже в пределах видимого спектра. Эта реакция глаза представлена ​​функцией яркости . Это стандартизированная функция, которая представляет реакцию «типичного» глаза в условиях яркого освещения ( фотопическое зрение ). Аналогичную кривую можно также определить для условий затемнения ( скотопическое зрение ). Если ни то, ни другое не указано, обычно предполагаются фотопические условия.

Световая эффективность излучения измеряет долю электромагнитной мощности, которая полезна для освещения. Его получают путем деления светового потока на лучистый поток . [4] Свет с длинами волн за пределами видимого спектра снижает светоотдачу, поскольку он способствует увеличению лучистого потока, в то время как световой поток такого света равен нулю. Длины волн вблизи пика реакции глаза вносят больший вклад, чем волны вблизи краев.

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

Математическое определение

Световая отдача (излучения) , обозначаемая K , определяется как [4]

где

Примеры

Фотопическое зрение

Скотопическое зрение

Спектральное сияние черного тела . Энергия вне видимого диапазона длин волн (~380–750  нм, показана серыми пунктирными линиями) снижает светоотдачу.

Эффективность освещения

Искусственные источники света обычно оцениваются с точки зрения светоотдачи источника, которую также иногда называют эффективностью настенной розетки . Это соотношение между общим световым потоком, излучаемым устройством, и общим количеством потребляемой им входной мощности (электрической и т. д.). Световая отдача источника является мерой эффективности устройства с выходной мощностью, скорректированной с учетом кривой спектрального отклика (функции светимости). Выраженная в безразмерной форме (например, в долях максимально возможной светоотдачи), эту величину можно назвать светоотдачей источника , общей светоотдачей или светоотдачей .

Основное различие между светоотдачей излучения и светоотдачей источника заключается в том, что последняя учитывает входную 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 является свойством источника в целом.

Примеры

В следующей таблице приведены световая отдача источника и эффективность 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 общую эффективность.

Источники, которые зависят от теплового излучения твердой нити накаливания, такие как лампы накаливания , имеют тенденцию иметь низкую общую эффективность, поскольку, как объяснил Дональд Л. Клипштейн, «идеальный тепловой излучатель наиболее эффективно производит видимый свет при температуре около 6300 °C ( 6600 К или 11 500 °F). Даже при такой высокой температуре большая часть излучения приходится либо на инфракрасное, либо на ультрафиолетовое излучение, а теоретическая светоотдача составляет 95 люмен на ватт. Ни одно вещество не является твердым и пригодным для использования в качестве нити накаливания лампочки при температура где-то близка к этой. Поверхность Солнца не такая уж горячая». [23] При температурах, при которых вольфрамовая нить обычной лампочки остается твердой (ниже 3683 К), большая часть ее излучения приходится на инфракрасный диапазон . [23]

Блоки фотометрии СИ

  1. ^ Символы в этом столбце обозначают размеры ; « L », « T » и « J » обозначают длину, время и силу света соответственно, а не символы единиц измерения: литр , тесла и джоуль.
  2. ^ Организации по стандартизации рекомендуют обозначать фотометрические величины индексом «v» (от «визуального»), чтобы избежать путаницы с радиометрическими или фотонными величинами. Например: Стандартные буквенные обозначения США для светотехники USAS Z7.1-1967, Y10.18-1967.
  3. ^ abc Иногда встречаются альтернативные символы: W для световой энергии, P или F для светового потока и ρ для световой эффективности источника.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ abc Определяется таким образом, что максимально возможная светоотдача соответствует светоотдаче 100 %.
  2. ^ ab Видимый спектр черного тела
  3. ^ Самый эффективный источник, имитирующий солнечный спектр в пределах зрительной чувствительности человека.
  4. ^ ab Интеграл усеченной функции Планка, умноженный на функцию фотопической светимости, умноженный на 683,002 лм/Вт.
  5. ^ ab Опускает часть спектра, в которой чувствительность глаза очень низкая.
  6. ^ ab Опускает часть спектра, в которой чувствительность глаза низкая (≤ 5% от пика).

Рекомендации

  1. ^ Аллен Стимсон (1974). Фотометрия и радиометрия для инженеров . Нью-Йорк: Уайли и сын. Бибкод : 1974wi...book.....S.
  2. ^ Франк Грум; Ричард Бехерер (1979). Измерения оптического излучения, Том 1 . Нью-Йорк: Академическая пресса.
  3. ^ Роберт Бойд (1983). Радиометрия и регистрация оптического излучения . Нью-Йорк: Уайли и сын.
  4. ^ abc Международная электротехническая комиссия (МЭК): Международный электротехнический словарь , ссылка. 845-21-090, Световая отдача излучения (для заданных фотометрических условий)
  5. ^ Международная электротехническая комиссия (МЭК): Международный электротехнический словарь , ссылка. 845-21-089, Световая отдача (источника света)
  6. ^ Роджер А. Мессенджер; Джерри Вентре (2004). Проектирование фотоэлектрических систем (2-е изд.). ЦРК Пресс. п. 123. ИСБН 978-0-8493-1793-4.
  7. ^ Эрик Рейнхард; Эрум Ариф Хан; Ахмет Огуз Акюз; Гаррет Джонсон (2008). Цветное изображение: основы и приложения . АК Петерс, ООО с. 338. ИСБН 978-1-56881-344-8.
  8. ^ ИСО (2005). ISO 23539:2005 Фотометрия. Система физической фотометрии CIE (Отчет) . Проверено 5 января 2022 г.
  9. ^ abcd «Максимальная эффективность белого света» (PDF) . Проверено 31 июля 2011 г.
  10. ^ abcde Мерфи, Томас В. (2012). «Максимальная спектральная светоотдача белого света». Журнал прикладной физики . 111 (10): 104909–104909–6. arXiv : 1309.7039 . Бибкод : 2012JAP...111j4909M. дои : 10.1063/1.4721897. S2CID  6543030.
  11. ^ ab «Заявление BIPM: Информация для пользователей о предлагаемой редакции SI» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 21 января 2018 года . Проверено 5 мая 2018 г.
  12. ^ Кохей Нарисада; Дуко Шредер (2004). Справочник по световому загрязнению . Спрингер. ISBN 1-4020-2665-Х.
  13. ^ Казимер ДеКусатис (1998). Справочник по прикладной фотометрии . Спрингер. ISBN 1-56396-416-3.
  14. ^ Вестермайер, Ф.В. (1920). «Последние разработки в области газового уличного освещения». Американский город . Нью-Йорк: Гражданская пресса. 22 (5): 490.
  15. ^ "Philips Classictone Standard 15 Вт, прозрачный" .
  16. ^ "Philips Classictone Standard 40 Вт, прозрачный" .
  17. ^ «Лампы: Gluehbirne.ch: Стандартные лампы Philips (немецкий)» . Bulbs.ch . Проверено 17 мая 2013 г.
  18. ^ abcde Каталог продукции Philips [ неработающая ссылка ] (немецкий)
  19. ^ Киф, Ти Джей (2007). «Природа света». Архивировано из оригинала 18 января 2012 г. Проверено 15 апреля 2016 г.
  20. ^ «Галоген Osram» (PDF) . osram.de (на немецком языке). Архивировано из оригинала (PDF) 7 ноября 2007 г. Проверено 28 января 2008 г.
  21. ^ "Osram 6406330 Миниватт-галогенная лампа, 5,2 В" . Bulbtronics.com. Архивировано из оригинала 13 февраля 2016 г. Проверено 16 апреля 2013 г.
  22. ^ «GE Lighting HIR Plus Halogen PAR38» (PDF) . ge.com . Проверено 1 ноября 2017 г.
  23. ^ abc Клипстайн, Дональд Л. (1996). «Великая книга об интернет-лампочках, часть I». Архивировано из оригинала 9 сентября 2001 г. Проверено 16 апреля 2006 г.
  24. ^ "Светодиодная лампа Toshiba E-CORE" . item.rakuten.com . Проверено 17 мая 2013 г.
  25. ^ "Светодиодная лампа Toshiba E-CORE LDA5N-E17" . Архивировано из оригинала 19 июля 2011 г.
  26. ^ Toshiba выпустит светодиодную лампу Ledrevie мощностью 93 лм/Вт
  27. ^ «Philips — Светодиодные лампы» . Проверено 14 марта 2020 г.
  28. ^ «Светодиод CLA 60W A60 E27 4000K CL EELA SRT4 | ноль» . www.lighting.philips.co.uk . Проверено 26 сентября 2021 г.
  29. ^ "MAS LEDtube 1500 мм UE 21,5 Вт 840 T8" . Проверено 10 января 2018 г.
  30. ^ Зыга, Лиза (31 августа 2010 г.). «Белые светодиоды со сверхвысокой светоотдачей могут удовлетворить все потребности в общем освещении». Физика.орг . Проверено 17 ноября 2021 г.
  31. ^ «Дуговые лампы». Технологический центр Эдисона . Проверено 20 августа 2015 г.
  32. ^ ab «Техническая информация о лампах» (PDF) . Оптические строительные блоки . Проверено 1 мая 2010 г.Обратите внимание, что цифра 150 лм/Вт, указанная для ксеноновых ламп, является опечаткой. На странице размещена и другая полезная информация.
  33. ^ Каталог ламп и балластов OSRAM Sylvania . 2007.
  34. ^ "XENARC ORIGINAL D1S | OSRAM Automotive" . www.osram.com . Проверено 30 сентября 2021 г.
  35. ^ ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ: Системы ламп UHP для проекционных приложений [ постоянная мертвая ссылка ] Журнал физики D: Прикладная физика
  36. ^ ЛАМПЫ ДЛЯ ПРОЕКТОРОВ OSRAM P-VIP Osram
  37. ^ ab Федеральная программа управления энергетикой (декабрь 2000 г.). «Как купить энергосберегающую люминесцентную лампу». Министерство энергетики США. Архивировано из оригинала 2 июля 2007 г. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  38. ^ «КЛЛ с низким содержанием ртути». Энергетическая Федерация Инкорпорейтед. Архивировано из оригинала 13 октября 2008 года . Проверено 23 декабря 2008 г.
  39. ^ «Обычные КЛЛ». Энергетическая Федерация Инкорпорейтед. Архивировано из оригинала 14 октября 2008 года . Проверено 23 декабря 2008 г.
  40. ^ «Глобальные лампочки». 1000Bulbs.com . Проверено 20 февраля 2010 г.|
  41. ^ Филлипс. «Филипс Мастер» . Проверено 21 декабря 2010 г.
  42. ^ Департамент окружающей среды, водных ресурсов, наследия и искусств Австралии. «Энергетическая маркировка — лампы». Архивировано из оригинала 23 июля 2008 года . Проверено 14 августа 2008 г.{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  43. ^ "BulbAmerica.com". Bulbamerica.com. Архивировано из оригинала 1 декабря 2012 года . Проверено 20 февраля 2010 г.
  44. ^ СИЛЬВАНИЯ. «Руководство по проектированию Sylvania Icetron Quicktronic» (PDF) . Проверено 10 июня 2015 г.
  45. ^ «Серная лампа на 1000 Вт готова» . Информационный бюллетень IAEEL . № 1. IAEEL. 1996. Архивировано из оригинала 18 августа 2003 г.
  46. ^ «Преимущество металлогалогенных ламп» . Венчурное освещение . 2007. Архивировано из оригинала 15 февраля 2012 г. Проверено 10 августа 2008 г.
  47. ^ «Светодиод или неон? Научное сравнение».
  48. ^ «Почему молния окрашена в цвет? (газовые возбуждения)» . webexhibits.org.
  49. ^ «Будущее плазменных телевизоров выглядит светлым» (PDF) . Панасоник. 2007 . Проверено 10 февраля 2013 г.
  50. ^ «Технология ТВ-трубок позволяет создать эффективную лампочку» . ОСА. 2019 . Проверено 12 сентября 2020 г.
  51. ^ Шешин, Евгений П.; Колодяжный Артем Ю.; Чадаев Николай Н.; Гетман, Александр О.; Данилкин Михаил Игоревич; Озол, Дмитрий Иванович (2019). «Прототип катодолюминесцентной лампы для общего освещения с автоэмиссионным катодом из углеродного волокна». Журнал вакуумной науки и технологий B. АВС. 37 (3): 031213. Бибкод : 2019JVSTB..37c1213S. дои : 10.1116/1.5070108. S2CID  155496503 . Проверено 12 сентября 2020 г.
  52. ^ Чоудхури, Асим Кумар Рой (2014). «Характеристика источников света: светоотдача ламп». Принципы измерения цвета и внешнего вида: внешний вид объекта, восприятие цвета и инструментальные измерения . Том. 1. Издательство Вудхед. п. 41. дои : 10.1533/9780857099242.1. ISBN 978-0-85709-229-8. Если лампа излучает все излучение с длиной волны 555 нм (где V λ = 1), светоотдача составит около 680 лм Вт -1 , теоретическое максимальное значение. Эффективность лампы составит 26 и 73 лмВт -1 , когда весь свет излучается с длиной волны 450 и 650 нм соответственно. Световой коэффициент представляет собой светоотдачу, выраженную как значение от нуля до единицы, причем единица соответствует светоотдаче 683 лм Вт -1 .

Внешние ссылки