Koks yra LED lempų šviesos srautas?

Šviesos diodų (LED) lempos pasižymi daugybe parametrų, atsakingų už kokybišką ir saugų apšvietimą. Straipsnyje bus aptariamos pagrindinės šios klasės prietaisų charakteristikos, įskaitant pastarųjų palyginimą su tradicinių kaitrinių lempų charakteristikomis, taip pat bus pateiktos rekomendacijos, kaip pasirinkti LED lempas namams.

Kas yra šviesos srautas?

Šviesos srautas yra fizikinis dydis, apibūdinantis atitinkamo spinduliuotės srauto “šviesos” galios vienetų skaičių. Šviesos galia, savo ruožtu, yra energija, praeinanti per tam tikrą erdvę per tam tikrą laiką.

Paprasčiau tariant, šviesos srautas yra sąvoka, kuri apibrėžia šaltinio skleidžiamos šviesos kiekį (straipsnio rėmuose tai yra šviesos įtaisas), ir kaip šis spinduliuotės srautas skleidžiamas ir pasiskirsto erdvėje.

Šviesos srauto stiprumas ir kaip jis matuojamas?

Vertinant ir lyginant apšvietimo prietaisus, naudojamas toks šviesos srauto matavimo vienetas kaip liumenas. Tai pagrindinis šaltinio skleidžiamas matavimo vienetas – šviesos srautas. Tuo tarpu apšvietimo profesionalai ir paprasti vartotojai klaidingai vertina apšvietimo įrangą naudodami „ryškumo“ sąvoką. Šis terminas ne tik klaidingas, bet ir gali būti klaidinantis, ypač kalbant apie LED lempas.

Tradicinės kaitrinės lempos skleidžia kuo platesnį šviesos signalo spektrą, o LED lempos „uždengia“ tik siaurą „mėlynojo“ ploto dalį. Tačiau tuo pačiu metu, išskirdamas maždaug panašų energijos kiekį, LED šaltinis šviečia ryškiau.

Kalbant apie LED lempas, kartais vartojama „apšviestumo“ sąvoka (apibūdinanti šviesos intensyvumą, kuriuo krenta ant paviršiaus). Priimtas apšvietimo vienetas yra liuksas (lx).

LED lempų įtaisas ir veikimo principas

Apšvietimui skirtos LED lempos skiriasi tik išoriškai, skirtingų įrenginių vidinė struktūra yra maždaug vienoda. Šviesą tiesiogiai skleidžia šviesos diodai, kurių skaičius, galia ir spalvų spektras skiriasi priklausomai nuo modelio.

LED apšvietimo lempos veikimo principas pagrįstas kintamos tinklo įtampos pavertimu elektros grandinės pagalba į pastovią, kuri iš tikrųjų maitina spinduliuojančius kristalus.

Buitinį LED apšvietimo įrenginį sudaro šie komponentai:

• Difuzorius yra specialus pusrutulis, kuris padidina sklaidą ir tolygiai išsklaido šviesos srautą. Priklausomai nuo modelio, šis komponentas gali būti pagamintas iš matinio, skaidraus arba permatomo plastiko (išimtis – fluorescenciniai prietaisai, kur naudojamas specialus atspindintis elementas).
• LED kristalas yra šiuolaikinės LED lempos pagrindas. Jų skaičius gali svyruoti nuo vienos iki kelių dešimčių – tai priklauso nuo konkretaus modelio konstrukcijos, matmenų, galios, šilumos kriauklės dydžio. Būtent LED kristalų kokybė lemia pagrindinius įrenginio parametrus ir jo ilgaamžiškumą, nes sugedus nors vienam lustui, lempa gali būti išmesta.
• Spausdintinė plokštė – jos gamyboje naudojamas specialus anoduotas aliuminio lydinys, leidžiantis efektyviai sąveikauti su radiatoriumi, išsklaidyti šilumą.
• Radiatorius yra specialios formos aliuminio gaminys, leidžiantis efektyviau pašalinti šilumą iš kristalų. Radiatoriaus šilumą šalinantis plotas padidėja dėl to, kad ant šio elemento korpuso yra daug plokščių.
• Vairuotojas yra svarbus grandinės komponentas, be kurio LED kristalai tiesiog perdegtų. Įrenginys išlygina, sumažina ir stabilizuoja tinklo įtampą. Yra nuotolinės ir įmontuotos tvarkyklės – dauguma buitinių LED apšvietimo įrenginių yra aprūpinti naujausio tipo įrenginiais, montuojamais tiesiai į lempos korpusą.
• Kondensatorius yra radiotechninis komponentas, kuris papildomai išlygina įtampos bangavimą, tiekiamą į LED matricą.
• Pagrindo dalies polimerinis pagrindas yra konstrukcinis elementas, reikalingas apsaugoti prietaiso korpusą nuo elektros gedimo ir žmogų nuo elektros smūgio keičiant lempą.
• Cokolis – perjungimo dalis, kuri užtikrina prijungimą prie elektros tinklo. Dažniausiai pagrindas yra pagamintas iš nikeliuoto žalvario, kuris užtikrina patikimą kontaktą ir antikorozinį poveikį.

Verta pasakyti, kad LED įrenginiuose, skirtingai nei tradicinėse kaitrinėse lempose, maksimali šildymo zona yra pagrįsta viduje. Dėl šios priežasties LED lempai reikalingas efektyvus vidinis aušinimas, kuris įgyvendinamas aušinimo radiatoriaus pavidalu.

Pagrindinės charakteristikos

Daugeliu atžvilgių LED įrenginiai yra pranašesni už kaitinamąsias lempas ir kitus šviesos šaltinius. Tarp kelių dešimčių LED lempų techninių parametrų galima išskirti kelis pagrindinius.

LED lempos galia

Pagal LED įrenginio galią jie reiškia elektros energiją, kurią jis sunaudoja iš tinklo. Kad vartotojui būtų lengviau orientuotis, ant LED lempos pakuotės yra nurodytas lygiavertis kaitinamosios lempos indikatorius.
Tuo tarpu tokių lygiaverčių įrenginių efektyvumas skiriasi. Jie turi skirtingą ryškumą ir šviesos srauto galią.

Sklaidos kampas

Buitinių LED lempų šviesos srautas yra išsklaidytas 60° – 340° kampu. Kuriant taškinį apšvietimą, zoninį apšvietimą naudojami mažiau plataus spinduliavimo modelio įrenginiai. Bendrajam apšvietimui organizuoti naudojami plataus sklaidos kampo įrenginiai. Didžiausias dispersijos kampas yra lempoms su LED gijomis. Šio tipo prietaiso indikatorius koreliuoja su tradicinėmis kaitrinėmis lempomis.

Sukurtas šviesos srautas

Apšvietimo įrenginio ryškumas, tiksliau jo skleidžiamos šviesos kiekis, apibūdinamas tokiu parametru kaip „šviesos srautas“, kaip jau minėta, matuojamas liumenais. 400 liumenų LED lempa yra maždaug lygi 40 vatų kaitrinei lempai. Praktikoje pastebima tendencija, kad LED prietaisų gamintojai sąmoningai pervertina šią charakteristiką. Konkrečių įrenginių parametrus, kurie yra artimi realiems, galima rasti ištyrus nepriklausomų testų rezultatus.

Spalvinga temperatūra

Labiau pažįstama kaitrinė lempa skleidžia malonią švelniai geltoną šviesą, kurios spalvinė temperatūra artėja prie 2750 kelvinų (K). Atitinkamai, tokios pačios spalvos temperatūros LED lempa suteiks artimiausią švytėjimą tradicinei lempai. Dažniausiai LED prietaisai pasižymi 3000 K spalvine temperatūra – su gana patogia akims, bet šiek tiek baltesne šviesa. Biurams tinka lempos su indikatoriumi 3000 – 4000 K. Apšvietimo prietaisai, kurių spalvinė temperatūra 5000 K ar aukštesnė, tinka tik pagalbinėms patalpoms.

Ripple faktorius

Ši charakteristika taikoma visiems apšvietimo įrenginiams. Aukštos kokybės LED prietaisai turi labai mažą pulsacijos koeficientą, kuris yra 3–5 kartus mažesnis nei kaitrinių lempų. Pagal šį rodiklį LED prietaisus leidžiama naudoti bet kuriose patalpose. Nebrangiose lempose labai dažnai pulsacijos koeficientas nenurodomas, tačiau mirgėjimo intensyvumas nesunkiai patikrinamas naudojant telefono kamerą. Jei yra bangelių, ekrane matomos tamsios juostelės.

Lygiavertė galia

Ant LED lempos pakuotės taip pat paprastai yra toks parametras kaip lygiavertė kaitrinės lempos galia. Pavyzdžiui, tai gali būti informacija, kad LED įrenginio galia yra 5 W, atitinkanti 40 W kaitrinės lempos galią. Ne per daug sąžiningi gamintojai gali būti gudrūs dėl šių parametrų, todėl pirmiausia rekomenduojama atkreipti dėmesį į LED lempos šviesos srauto charakteristiką.

Darbinė įtampa

Šiuolaikinių LED lempų standartizuotos darbinės įtampos yra 220 V (įprastam tinklui) ir 12 V (naudoti su maitinimo šaltiniais). Pastarieji veikia tiek kintamoje, tiek nuolatinėje įtampoje. Tačiau kai kurios iš šių lempų, maitinamų iš kintamosios srovės šaltinio, gali turėti per didelį pulsacijos koeficientą, kuris kenkia akims.

Spalvų perteikimo indeksas

Šviesos diodų įrenginio spektrinis spalvų perteikimo indeksas skiriasi, palyginti su kaitrinėmis lempomis. Jis turi daugiau mėlynos spalvos komponento. Įrenginio gamintojo nurodytas spalvų perteikimo indeksas (Ra) apibūdina visų spalvų komponentų lygio vienodumą. Mažo indekso (mažiau nei 80 Ra) šviesos srautas yra nemalonus akims. Kaitinamosios lempos ir saulės šviesa turi šį rodiklį 97 – 98 Ra srityje, aukštos kokybės LED lempos yra daugiau nei 80, atskiri modeliai – 90 vnt. Praktikoje kai kurie gamintojai sąmoningai pervertina spektrinį spalvų perteikimo indeksą: žymint ant Ra – 80 pakuotės, jis gali būti 75 ar net mažiau vienetų.

Ryškumo valdymas

Dauguma LED lempų neveikia su šviesos reguliavimo įtaisais, skirtais šviestuvų ryškumui reguliuoti. Tačiau rinkoje galima rasti LED šviestuvų, kuriuose jau yra įmontuotas reguliatoriaus blokas arba jie turi galimybę palaikyti išorinius kaitrinių lempų reguliatorius arba specialiai suprojektuotus diodiniams įrenginiams.

Šildymas ir šilumos gamyba

Šviesos diodo šviesos srautas nukreipiamas viena kryptimi, o šiluma – kita kryptimi. Dėl šios priežasties LED lempos vidus turi būti aktyviai vėsinamas. Norėdami tai padaryti, apšvietimo įrenginyje yra radiatorius.

Lyginamosios LED prietaisų ir kaitinamųjų lempų charakteristikos

Norėdami vizualiai palyginti LED prietaisus ir kaitrines lempas, turėtumėte kreiptis į specialią lentelę. Kaip matote, energijos suvartojimo skirtumas tarp šių klasių įrenginių, turinčių vienodą šviesos srauto stiprumą, yra didelis.

Tačiau iš tikrųjų 5 W LED šviestuvas neprilygsta 40 W kaitrinei lemputei. LED įrenginio apšvietimas iš tikrųjų gali būti toli nuo 400 liumenų, priklausomai nuo kelių veiksnių. Tai, pavyzdžiui, matinis korpusas, „suryjantis“ dalį galios vairuotojui, kitiems elektros komponentams ir pan.

Šviesos išvestis

Vienas iš svarbiausių parametrų apskaičiuojant patalpos apšvietimo schemą yra sumontuoto įrenginio šviesos srautas. Ši charakteristika matuojama liumenais / vatais. Kaitrinėse lempose šviesos srautas yra nuo 8 iki 10 lm/W. Šviesos dioduose parametras svyruoja nuo 90 iki 110 Lm / W, o aukštos kokybės modeliuose – nuo 120 iki 140 Lm / W. Šviesos našumo požiūriu LED šviestuvai yra 8-10 kartų geresni už alternatyvius variantus.

Šilumos išsklaidymas

Lyginant šviesos diodus ir tradicines kaitinamąsias lempas, reikia atsižvelgti į jų šilumos išsklaidymą. Stiklinės kaitinamųjų lempų lemputės įkaista iki 230 – 240 laipsnių Celsijaus, o galinga LED lempa gali įkaisti iki 45 laipsnių. Dėl šios priežasties pastarosios nėra pavojingos ugniai ir gali būti montuojamos bet kurioje patalpoje, kitaip nei kaitrinės lempos, kurių nerekomenduojama naudoti, pavyzdžiui, medinių konstrukcijų viduje.

Gyvenimas

Pagrindinė charakteristika, bylojanti apie šviesos diodų pranašumus. LED matrica gali veikti 40 000 valandų, o kaitrinė lempa retai tarnauja ilgiau nei tūkstantį valandų, tai yra beveik 40 kartų mažiau. Teisingumo dėlei reikėtų pažymėti, kad tokie aukšti tarifai būdingi aukštos kokybės LED gaminiams iš žinomų gamintojų. Pigūs LED kristalai turi daug mažiau išteklių.

efektyvumą

Lempos efektyvumas yra sąvoka, apibūdinanti pagaminamos šviesos kiekį, palyginti su prietaiso šilumine galia. Ši LED prietaisų charakteristika artėja prie 90 proc., o kaip ir kaitrinių lempų naudingumas vertinamas 7-9 proc. Nereikia nė sakyti, kiek LED apšvietimo prietaisai yra ekonomiškesni, palyginti su tradiciniais analogais.

Kaina

Daug prieštaringesnis klausimas yra tai, ką naudingiau naudoti: diodines lempas ar kaitrines lempas? Nepaisant to, kad pirmieji yra daug brangesni, jų bendras veikimo laikas gerokai viršija antrojo varianto tarnavimo laiką. Ir jei atsižvelgsime į tokį rodiklį kaip energijos taupymas, tradicinės lempos neturi jokių galimybių. Tačiau praktiškai viskas nėra taip aišku. LED prietaisas, kaip ir kitų tipų lempos, gali sugesti daug anksčiau nei jo eksploatavimo slenkstis (pavyzdžiui, esant galios šuolių ar temperatūros pokyčių). Be to, jie šviečia silpniau, todėl vartotojams dažnai tenka pirkti ir įsirengti papildomą LED apšvietimą.

Aplinkos komponentas

Sertifikuotose LED lempose yra labai mažas procentas pavojingų cheminių medžiagų. Jiems, kaip ir kaitrinėms lempoms, nereikia specializuoto šalinimo. Bet tai visiškai nereiškia, kad pasibaigusio galiojimo prietaisai turi būti išmesti kartu su kitomis buitinėmis atliekomis. Apšvietimo prietaisus galima atiduoti, pavyzdžiui, į specialius surinkimo punktus.

Patarimai, kaip pasirinkti LED lemputę

Išsirinkti gerą LED lempą nėra lengva užduotis. Kartais net iš visame pasaulyje žinomų gamintojų pasitaiko atvejų, kai pulsuoja aukštas pulsacijos lygis arba šviesos išvesties parametrai yra pervertinti, palyginti su realiomis vertėmis. Šios rekomendacijos yra pagrįstos praktine vartotojų patirtimi ir nepriklausomų ekspertų rezultatais. Gera LED lempa turi atitikti šiuos kriterijus:

• pulsacijos koeficientas – ne daugiau kaip 30%;
• spalvų perteikimas – indeksas 80 ir daugiau;
• šviesos srauto lygis – atitinka kaitrinės lempos šviesos srauto vertę;
• priimtinas apšvietimo kampas – ne daugiau kaip 50 laipsnių;
• jei reikia, palaikymas jungikliams su indikatoriumi;
• jei reikia – atrama pritemdymui.

Be to, nebus nereikalinga sutelkti dėmesį į šiuos dalykus:

• Padėkite ranką po lempos šviesa. Jei oda turi pilką atspalvį, įrenginyje naudojami šviesos diodai su žemu spalvų perteikimo indeksu.
• Net jei ant pakuotės matote užrašą „be bangavimo“, tai nereiškia, kad mirgėjimo visiškai nėra. Greičiausiai jo vertė neviršija 5%.
• Jei yra galimybė įjungti lemputę, nukreipkite į ją įjungtą išmaniojo telefono kamerą. Jei nematote jokių juostelių, LED šviestuvas turi žemą pulsavimo lygį.
• Perbraukite plunksnakočiu priešais įjungtą lempą. Jei objektas padvigubėja arba patrigubėja, šaltinis turi aukštą pulsacijos lygį.
• LED lempos ryškumą galima patikrinti naudojant specialias šviesos matuoklio programas savo Android išmaniajame telefone.
• Nepirkite gaminio, kurio išleidimo data yra 3 metai ar daugiau. Geriau pasirinkti modernesnį variantą.
• Rinkitės LED lempą su ilgu garantiniu laikotarpiu (3-5 metai).
• Išsaugokite kvitą, kad prireikus galėtumėte grąžinti arba pakeisti prekę.

LED lempos nuo klasikinių kaitinamųjų lempų skiriasi daugeliu savybių. Svarbiausi iš jų yra galia, dispersijos kampas, šviesos srautas, spalvos temperatūra ir bangavimo faktorius. Renkantis LED lempą taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į įrenginio šviesos ir šilumos galią, garantinį laikotarpį, efektyvumą, ekvivalentinę galią, darbinę įtampą ir spalvų perteikimo indeksą.