Jaki jest strumień świetlny lamp LED?

Lampy diodowe (LED) charakteryzują się wieloma parametrami odpowiedzialnymi za wysokiej jakości i bezpieczne oświetlenie. Artykuł omówi główne cechy urządzeń tej klasy, w tym porównanie tych ostatnich z tradycyjnymi żarówkami, a także przedstawi zalecenia dotyczące wyboru lamp LED do domu.

Co to jest strumień świetlny?

Strumień świetlny to wielkość fizyczna, która charakteryzuje liczbę „światłych” jednostek mocy odpowiedniego strumienia promieniowania. Z kolei moc światła to energia przechodząca przez pewną przestrzeń w określonym czasie.

Mówiąc najprościej, strumień świetlny to pojęcie, które określa ilość światła emitowanego przez źródło (w ramach artykułu jest to urządzenie świetlne) oraz sposób emisji i rozprowadzania tego strumienia promieniowania w przestrzeni.

Siła strumienia świetlnego i jak jest mierzona?

Przy ocenie i porównywaniu urządzeń oświetleniowych stosuje się taką jednostkę miary strumienia świetlnego, jak lumen. Jest to podstawowa jednostka miary emitowana przez źródło, czyli strumień światła. Tymczasem błędem dla specjalistów oświetleniowych i zwykłych użytkowników jest ocena sprzętu oświetleniowego za pomocą pojęcia „jasności”. To określenie jest nie tylko błędne, ale może też wprowadzać w błąd, zwłaszcza jeśli chodzi o lampy LED.

Tradycyjne lampy żarowe emitują w możliwie najszerszym spektrum sygnału świetlnego, natomiast lampy LED „zakrywają” tylko wąski fragment swojego „niebieskiego” obszaru. Ale jednocześnie emitując w przybliżeniu porównywalną ilość energii, źródło LED świeci jaśniej.

W odniesieniu do lamp LED czasami stosuje się pojęcie „iluminacji” (charakteryzujące intensywność, z jaką światło pada na powierzchnię). Przyjętą jednostką oświetlenia jest luks (lx).

Urządzenie i zasada działania lamp LED

Lampy LED do oświetlenia różnią się tylko zewnętrznie, wewnętrzna struktura różnych urządzeń jest w przybliżeniu taka sama. Światło emitowane jest bezpośrednio przez diody LED, których liczba, moc i spektrum barw różnią się w zależności od modelu.

Zasada działania lampy oświetleniowej LED opiera się na zamianie napięcia zmiennego z sieci za pomocą obwodu elektrycznego na napięcie stałe, które faktycznie zasila promieniujące kryształy.

Domowe urządzenie oświetleniowe LED składa się z następujących elementów:

• Dyfuzor to specjalna półkula, która zwiększa dyspersję i równomiernie rozprasza strumień świetlny. W zależności od modelu element ten może być wykonany z tworzywa matowego, przezroczystego lub półprzezroczystego (wyjątkiem są świetlówki, w których zastosowano specjalny element odblaskowy).
• Kryształ LED to podstawa nowoczesnej lampy LED. Ich liczba może wahać się od jednego do kilkudziesięciu – zależy to od konstrukcji, wymiarów, mocy, wielkości radiatora konkretnego modelu. To właśnie jakość kryształów LED decyduje o głównych parametrach urządzenia i jego trwałości, ponieważ w przypadku awarii choćby jednego chipa lampę można wyrzucić.
• Płytka drukowana – do jej produkcji zastosowano specjalny anodowany stop aluminium, który pozwala na skuteczną interakcję z chłodnicą, rozpraszając ciepło.
• Radiator to specjalnie ukształtowany produkt aluminiowy, który umożliwia wydajniejsze odprowadzanie ciepła z kryształów. Powierzchnia odprowadzania ciepła grzejnika zwiększa się dzięki obecności wielu płyt na korpusie tego elementu.
• Sterownik jest ważnym elementem obwodu, bez którego kryształki LED po prostu by się wypaliły. Urządzenie prostuje, obniża i stabilizuje napięcie sieciowe. Istnieją zdalne i wbudowane sterowniki – większość domowych urządzeń oświetleniowych LED wyposażona jest w najnowocześniejsze urządzenia montowane bezpośrednio w obudowie lampy.
• Kondensator to element radiotechniczny, który dodatkowo wygładza tętnienia napięcia dostarczane do matrycy LED.
• Polimerowa podstawa części cokołowej jest elementem konstrukcyjnym niezbędnym do ochrony korpusu urządzenia przed awarią elektryczną oraz osoby przed porażeniem prądem podczas wymiany lampy.
• Cokół – część przełączająca zapewniająca podłączenie do sieci. Najczęściej podstawa wykonana jest z mosiądzu niklowanego, co zapewnia pewny kontakt i efekt antykorozyjny.

Warto powiedzieć, że w urządzeniach LED, w przeciwieństwie do tradycyjnych żarówek, maksymalna strefa grzewcza opiera się na wnętrzu. Z tego powodu lampa LED wymaga skutecznego chłodzenia wewnętrznego, które realizowane jest w postaci radiatora chłodzącego.

Główna charakterystyka

Pod wieloma względami urządzenia LED przewyższają żarówki i inne źródła światła. Wśród kilkudziesięciu parametrów technicznych lamp LED można wyróżnić kilka głównych.

Moc lampy LED

Pod mocą urządzenia LED rozumieją energię elektryczną pobieraną przez nie z sieci. Aby ułatwić konsumentowi nawigację, odpowiedni wskaźnik żarówki jest wskazany na opakowaniu lampy LED.
Tymczasem wydajność takich równoważnych urządzeń jest różna. Mają różną jasność i moc strumienia świetlnego.

Kąt rozproszenia

Strumień świetlny domowych lamp LED jest rozpraszany pod kątem 60° – 340°. Urządzenia o mniej szerokiej charakterystyce promieniowania są wykorzystywane do projektowania oświetlenia punktowego, oświetlenia strefowego. Urządzenia o szerokim kącie rozproszenia służą do organizowania oświetlenia ogólnego. Największy kąt dyspersji jest dostępny dla lamp z żarnikami LED. Wskaźnik dla tego typu urządzenia koreluje z tradycyjnymi żarówkami.

Utworzony strumień świetlny

Jasność urządzenia oświetleniowego, a właściwie ilość emitowanego przez nie światła, charakteryzuje się takim parametrem jak „strumień świetlny”, jak już wspomniano, mierzony w lumenach. Lampa LED emitująca strumień świetlny 400 lumenów jest w przybliżeniu odpowiednikiem 40-watowej żarówki. W praktyce istnieje tendencja do celowego przeceniania tej cechy przez producentów urządzeń LED. Parametry zbliżone do rzeczywistych dla konkretnych urządzeń można znaleźć, badając wyniki niezależnych testów.

Kolorowa temperatura

Bardziej znana żarówka emituje przyjemne, miękkie, żółte światło, którego temperatura barwowa zbliża się do 2750 Kelwinów (K). W związku z tym lampa LED o tej samej temperaturze barwowej będzie najbardziej zbliżona do tradycyjnej lampy. W większości urządzenia LED charakteryzują się temperaturą barwową 3000 K – przy dość przyjemnym dla oczu, ale nieco bielszym świetle. Lampy o wskaźniku 3000 – 4000 K nadają się do biur. Urządzenia oświetleniowe o temperaturze barwowej 5000 K lub wyższej nadają się tylko do pomieszczeń gospodarczych.

Współczynnik tętnienia

Ta cecha dotyczy wszystkich urządzeń oświetleniowych. Wysokiej jakości urządzenia LED mają bardzo niski współczynnik tętnienia, który jest od 3 do 5 razy niższy niż w przypadku żarówek. Zgodnie z tym wskaźnikiem urządzenia LED mogą być używane w dowolnym pomieszczeniu. W niedrogich lampach bardzo często współczynnik tętnienia nie jest podawany, jednak intensywność migotania można łatwo sprawdzić za pomocą aparatu w telefonie. W obecności zmarszczek na wyświetlaczu widoczne są ciemne paski.

Równoważna moc

Na opakowaniu lampy LED zwykle znajduje się również taki parametr, jak równoważna moc żarówki. Na przykład może to być informacja, że ​​urządzenie LED ma moc 5 W, co odpowiada mocy żarówki 40 W. Niezbyt sumienni producenci mogą mieć w przypadku tych parametrów kłopoty, dlatego warto przede wszystkim zwrócić uwagę na charakterystykę strumienia świetlnego lampy LED.

Napięcie robocze

Standaryzowane napięcia robocze nowoczesnych lamp LED to 220 V (dla normalnej sieci) i 12 V (do użytku z zasilaczami). Te ostatnie działają zarówno na napięcia AC, jak i DC. Jednak niektóre z tych lamp, zasilane przez źródło prądu przemiennego, mogą mieć zbyt wysoki współczynnik tętnienia, który jest szkodliwy dla oczu.

Wskaźnik oddawania barw

Widmowy wskaźnik oddawania barw urządzenia LED jest inny w porównaniu z żarówką. Ma bardziej niebieski składnik. Wskaźnik oddawania barw (Ra), wskazany przez producenta urządzenia, charakteryzuje równomierność poziomu wszystkich składowych koloru. Strumień świetlny o niskim indeksie (poniżej 80 Ra) jest nieprzyjemny dla oczu. Lampy żarowe i światło słoneczne mają ten wskaźnik w zakresie 97 – 98 Ra, wysokiej jakości lampy LED to ponad 80, poszczególne modele – 90 jednostek. W praktyce niektórzy producenci celowo zawyżają spektralny wskaźnik oddawania barw: na opakowaniu Ra-80 może on wynosić 75 lub nawet mniej jednostek.

Kontrola jasności

Większość lamp LED nie współpracuje z urządzeniami ściemniającymi przeznaczonymi do regulacji jasności opraw oświetleniowych. Jednak na rynku można znaleźć oprawy LED, które mają już wbudowaną jednostkę ściemniacza lub mają opcję obsługi zewnętrznych ściemniaczy do lamp żarowych lub specjalnie zaprojektowane do urządzeń diodowych.

Ogrzewanie i wytwarzanie ciepła

Strumień świetlny diody skierowany jest w jedną stronę, podczas gdy ciepło emitowane jest w drugą stronę. Z tego powodu wnętrze lampy LED musi być aktywnie chłodzone. Aby to zrobić, urządzenie oświetleniowe jest wyposażone w grzejnik.

Charakterystyka porównawcza urządzeń LED i żarówek

W celu wizualnego porównania urządzeń LED i żarówek należy zapoznać się ze specjalną tabelą. Jak widać różnica w poborze mocy pomiędzy tymi klasami urządzeń o tej samej sile strumienia świetlnego jest znacząca.

Ale w rzeczywistości oprawa LED o mocy 5 W nie jest odpowiednikiem żarówki o mocy 40 W. Natężenie oświetlenia urządzenia LED może w rzeczywistości wynosić daleko od 400 lumenów w zależności od kilku czynników. Jest to na przykład matowa obudowa, „pożerająca” część mocy przez sterownik, inne elementy elektryczne itp.

Moc światła

Jednym z najważniejszych parametrów przy obliczaniu schematu oświetlenia pomieszczenia jest moc świetlna zamontowanego urządzenia. Ta charakterystyka jest mierzona w lumenach / watach. W lampach żarowych strumień świetlny wynosi od 8 do 10 lm/W. W diodach LED parametr waha się od 90 do 110 Lm / W, a w modelach wysokiej jakości – od 120 do 140 Lm / W. Pod względem strumienia świetlnego oprawy LED są 8-10 razy lepsze niż opcje alternatywne.

Rozpraszanie ciepła

Porównując diody LED i tradycyjne żarówki, należy wziąć pod uwagę ich rozpraszanie ciepła. Szklane żarówki żarówek nagrzewają się do 230 – 240 stopni Celsjusza, natomiast mocna lampa LED może nagrzewać się do maksymalnie 45 stopni. Z tego powodu te ostatnie nie stwarzają zagrożenia pożarowego i można je montować w każdym pomieszczeniu, w przeciwieństwie do żarówek, których nie zaleca się stosować np. wewnątrz konstrukcji drewnianych.

Dożywotni

Główna cecha, która mówi o przewadze diod LED. Matryca LED może działać przez 40 000 godzin, podczas gdy żarówka rzadko wytrzymuje więcej niż tysiąc godzin, czyli prawie 40 razy mniej. W trosce o uczciwość należy zauważyć, że tak wysokie stawki są nieodłączną cechą wysokiej jakości produktów LED znanych producentów. Tanie kryształy LED mają znacznie mniejsze zasoby.

efektywność

Wydajność lampy to pojęcie charakteryzujące ilość wytwarzanego światła w stosunku do mocy cieplnej urządzenia. Ta cecha urządzeń LED zbliża się do 90%, podczas gdy, podobnie jak w przypadku żarówek, działanie użytkowe szacowane jest na 7-9 proc. Nie trzeba dodawać, o ile bardziej ekonomiczne są urządzenia oświetleniowe LED w porównaniu z tradycyjnymi odpowiednikami.

Cena £

Dużo bardziej kontrowersyjne pytanie brzmi, co jest bardziej opłacalne w użyciu: lampy diodowe czy żarówki? Pomimo faktu, że te pierwsze kosztują o rząd wielkości droższe, ich całkowity czas pracy znacznie przekracza żywotność drugiej opcji. A jeśli weźmiemy pod uwagę taki wskaźnik, jak oszczędność energii, tradycyjne lampy nie mają żadnych szans. W praktyce jednak sprawy nie są takie jednoznaczne. Urządzenie LED, podobnie jak inne rodzaje lamp, może ulec awarii znacznie wcześniej niż próg żywotności (na przykład podczas skoków napięcia lub zmian temperatury). Ponadto świecą słabiej, przez co użytkownicy często muszą kupować i instalować dodatkowe oświetlenie LED.

Komponent środowiskowy

Certyfikowane lampy LED zawierają bardzo mały procent niebezpiecznych chemikaliów. Podobnie jak żarówki nie wymagają specjalistycznej utylizacji. Ale to wcale nie oznacza, że ​​przeterminowane urządzenia należy wyrzucać razem z innymi odpadami domowymi. Urządzenia oświetleniowe można przekazać np. do specjalnych punktów zbiórki.

Wskazówki dotyczące wyboru żarówki LED

Wybór dobrej lampy LED nie jest łatwym zadaniem. Zdarza się, że nawet u znanych światowych producentów zdarzają się przypadki z wysokim poziomem pulsacji lub z zawyżonymi parametrami strumienia świetlnego w stosunku do wartości rzeczywistych. Poniższe zalecenia oparte są na praktycznym doświadczeniu użytkowników i wynikach niezależnych ekspertów. Dobra lampa LED powinna spełniać następujące kryteria:

• współczynnik tętnienia – nie więcej niż 30%;
• oddawanie barw – indeks 80 i więcej;
• poziom strumienia świetlnego – odpowiada wartości strumienia świetlnego żarówki;
• dopuszczalny kąt świecenia – nie więcej niż 50 stopni;
• w razie potrzeby obsługa przełączników ze wskaźnikiem;
• w razie potrzeby – wsparcie dla ściemniania.

Ponadto skupienie się na następujących punktach nie będzie zbyteczne:

• Połóż rękę pod światło lampy. Jeśli skóra ma szary odcień, urządzenie wykorzystuje diody LED o niskim współczynniku oddawania barw.
• Nawet jeśli widzisz na opakowaniu oznaczenie „brak tętnienia”, nie oznacza to, że migotanie jest całkowicie nieobecne. Najprawdopodobniej jego wartość mieści się w granicach 5%.
• Jeśli można włączyć lampę, skieruj na nią włączony aparat smartfona. Jeśli nie widzisz żadnych pasków, oprawa LED ma niski poziom pulsacji.
• Przesuń wieczne pióro przed włączoną lampą. Jeśli obiekt podwoi się lub potroi, źródło ma wysoki poziom pulsacji.
• Jasność lampy LED można sprawdzić za pomocą specjalnych aplikacji do pomiaru światła na smartfonie z systemem Android.
• Nie kupuj produktu, którego data wydania wynosi 3 lata lub więcej. Lepiej wybrać bardziej nowoczesną opcję.
• Wybierz lampę LED z długim okresem gwarancji (3-5 lat).
• Zachowaj paragon, aby w razie potrzeby móc zwrócić lub wymienić przedmiot.

Lampy LED różnią się od klasycznych żarówek wieloma cechami. Najważniejsze z nich to moc, kąt rozproszenia, strumień świetlny, temperatura barwowa i współczynnik tętnień. Wybierając lampę LED, należy również zwrócić uwagę na moc świetlną i cieplną urządzenia, okres gwarancji, sprawność, moc równoważną, napięcie pracy i współczynnik oddawania barw.