Ieșire de lumină

Ieșire de lumină
$\eta$
Dimensiune	J. _ M -1. L -2. T3 _
Unități
SI	lm . Mar -1
Note
scalar

Eficiența luminoasă a unei surse de lumină este raportul dintre fluxul luminos emis de sursă și puterea pe care o consumă [1] . În Sistemul Internațional de Unități (SI) , acesta este măsurat în lumeni pe watt (lm/W). Este un indicator al eficienței și economiei surselor de lumină.

Expresia pentru puterea de lumină are forma:

\eta ={\frac {\Phi _{v}}{P)),

unde este fluxul luminos emis de sursă și este puterea consumată de aceasta. $\Phi _{v)$ $P$

Luând în considerare magnitudinea fluxului de radiații , raportul poate fi reprezentat ca . În acest produs, primul dintre factori este eficiența luminoasă a radiației , iar al doilea este eficiența energetică (COP) a sursei [2] . Ca rezultat, expresia inițială pentru puterea de lumină ia forma: $\Phi _{e}$ ${\frac {\Phi _{v}}{P}}$ ${\frac {\Phi _{v)} {\Phi _{e)}}\cdot {\frac {\Phi _{e)} {P)}$ $K$ $\eta _{e)$

\eta =K\cdot \eta _{e}.

Astfel, valoarea ieșirii luminii este determinată de acțiunea combinată a doi factori. Una dintre ele este eficiența conversiei energiei electrice consumate de sursă în energie de radiație, caracterizată prin valoarea eficienței, cealaltă este capacitatea acestei radiații de a excita senzații vizuale la o persoană, determinată de mărimea eficienței luminoase a radiatia.

Surse de radiații monocromatice

În cazul radiațiilor monocromatice cu o lungime de undă pentru în SI, următoarele sunt adevărate: $\lambda$ $K(\lambda )$

K(\lambda)=K_{m}\cdot V(\lambda),

unde este eficiența luminoasă spectrală relativă a radiației monocromatice pentru vederea în timpul zilei, al cărei sens fizic este că reprezintă sensibilitatea relativă a ochiului uman mediu la efectele luminii monocromatice asupra acestuia și este valoarea maximă a eficienței luminoase spectrale de radiații monocromatice. Maximul este situat la o lungime de undă de 555 nm și este egal cu unitatea. $V(\lambda )$ $K_{m}$ $V(\lambda )$

În conformitate cu ceea ce s-a spus pentru puterea luminii, se efectuează următoarele:

\eta =K_{m}\cdot V(\lambda )\cdot \eta _{e}.

În SI, valoarea este determinată de alegerea unității de lumină SI de bază, candela , și este de 683,002 lm/W [3] . Rezultă că valoarea maximă teoretică posibilă a ieșirii luminii este atinsă la o lungime de undă de 555 nm cu valori egale cu unitatea și este egală cu 683,002 lm/W. $K_{m}$ $V(\lambda )$ $\eta _{e)$

În majoritatea cazurilor, cu o precizie suficientă pentru orice aplicație practică, se folosește o valoare rotunjită de 683 lm/W. Mai departe în ecuații îl vom folosi. $K_{m}$

Sursele de radiații în general

Dacă radiația ocupă o porțiune a spectrului de dimensiune finită, atunci expresia pentru are forma $K$

{\displaystyle K=683\cdot {\frac {\int \limits _{380~nm}^{780~nm}\Phi _{e,\lambda}(\lambda)V(\lambda)d\lambda} {\Phi _{e))))

sau echivalentul acestuia:

K=683\cdot {\frac {\int \limits _{380~nm}^{780~nm}\Phi _{e,\lambda}(\lambda)V(\lambda)d\lambda} {\int \limits _{0}^{\infty }\Phi _{e,\lambda }(\lambda )d\lambda )).

Iată densitatea spectrală a valorii definită ca raportul dintre valoarea pe interval spectral mic între și la lățimea acestui interval: $\Phi _{e,\lambda}(\lambda )$ $\Phi _{e},$ $d\Phi _{e}(\lambda),$ $\lambda$ $\lambda +d\lambda ,$

\Phi _{e,\lambda}(\lambda )={\frac {d\Phi _{e}(\lambda )}{d\lambda )).

În consecință, pentru puterea de lumină, raportul devine valabil:

\eta =683\cdot {\frac {\int \limits _{380~nm}^{780~nm}\Phi _{e,\lambda}(\lambda)V(\lambda)d\lambda }{\int \limits _{0}^{\infty }\Phi _{e,\lambda }(\lambda )d\lambda }}\cdot \eta _{e}.

Exemple

Tip sursă	Eficacitate luminoasă (lm/W)	Ieșire relativă de lumină [4]
Lampa cu incandescenta 100 W	13,8 [5]	2,0%
Lampa cu incandescenta 200 W	15.2 [6]	2,2%
Lampa cu halogen 100W	16,7 [7]	2,4%
Lampa cu halogen 200 W	17,6 [6]	2,6%
Lampa cu halogen 500 W	19,8 [6]	2,9%
Stele de la Kremlin	22 [8]	3,2%
Lămpi de proiecție de film	35 [9]	5,1%
LED-uri	10 - 300 [10] [11] [12] [13] [14]	1,5-40%
Lampă cu arc cu xenon	30–50 [15] [16]	4,4–7,3%
Lampă fluorescentă	40-104 [17]	6-15%
lampă cu sulf	100	14,6%
Lampă cu descărcare de sodiu de înaltă presiune	85-150 [6] [18]	12-22%
Lampă cu descărcare de sodiu de joasă presiune	100-200 [6] [18] [19]	15-29%
Mostre promițătoare de LED-uri albe cu parametri de înregistrare	249 [20] , 254 [21] , 276 [22]	36%, 37%
Maxim teoretic pentru o sursă de lumină verde monocromatică de 540 THz (lungime de undă 555,016 nm )	683 (exact) [23]	99,9997%
Maxim teoretic pentru o sursă de lumină verde monocromatică de 555 nm	683.002	100 %

Deși Soarele nu consumă energie din exterior, ci emite lumină numai datorită surselor interne de energie, i se atribuie totuși uneori valoarea luminii. După ce l-am definit în acest caz drept raportul dintre fluxul luminos emis de Soare și puterea eliberată în acesta , se obține o valoare egală cu 93 lm/W [24] .

Vezi și

Eficiența luminoasă a radiațiilor

Note

↑ Ieșire de lumină. Arhivat 29 februarie 2012 la articolul Wayback Machine - Encyclopedia of Physics
↑ Carte de referință despre ingineria iluminatului / Ed. Aizenberg Yu. B. - M . : Energoatomizdat, 1983. - 472 p.
↑ Vezi articolul lui Kandela pentru detalii .
↑ Raportul dintre eficacitatea luminoasă și valoarea maximă teoretică, adică 683,002 lm/W.
↑ Becuri: Gluehbirne.ch: Philips Standard Lamps (germană) . Preluat la 1 martie 2009. Arhivat din original la 15 mai 2012. (nedefinit)
↑ 1 2 3 4 5 Catalog de produse Philips Arhivat 15 iulie 2011 la Wayback Machine (germană)
↑ Osram halogen (germană) (PDF) (link indisponibil) . www.osram.de _ Data accesului: 28 ianuarie 2008. Arhivat din original la 7 noiembrie 2007.
↑ TSB: Stele de la Kremlin // Marea Enciclopedie Sovietică : [în 30 de volume] / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
↑ Klipstein, Donald L. The Great Internet Light Bulb Book, Part I (link inaccessible) (1996). Consultat la 16 aprilie 2006. Arhivat din original la 1 iunie 2012. (nedefinit)
↑ Klipstein, Donald L. Cele mai strălucitoare și mai eficiente LED-uri și de unde să le procurați . Site-ul web al lui Don Klipstein . Data accesului: 15 ianuarie 2008. Arhivat din original la 17 februarie 2012. (nedefinit)
↑ Cree lansează noul XLamp 7090 XR-E Series Power LED, primul LED de 160 de lumeni! (link indisponibil) . Data accesului: 1 martie 2009. Arhivat din original la 17 februarie 2012. (nedefinit)
↑ Luxeon K2 cu TFFC; Fișă tehnică DS60 (PDF) (link indisponibil) . Philips Lumileds . Consultat la 23 aprilie 2008. Arhivat din original pe 17 ianuarie 2009. (nedefinit)
↑ Cree sparge bariera de eficiență de 200 de lumeni per watt (link indisponibil) . [Cree]. Consultat la 8 februarie 2010. Arhivat din original pe 17 februarie 2012. (nedefinit)
↑ Cree primul care sparge bariera de 300 de lumeni-per-watt . Data accesului: 26 ianuarie 2015. Arhivat din original la 26 ianuarie 2015. (nedefinit)
↑ Informații tehnice despre lămpi (pdf). Blocuri de construcție optice . Consultat la 14 octombrie 2007. Arhivat din original pe 27 octombrie 2007. (nedefinit) Rețineți că cifra de 150 lm/W dată pentru lămpile cu xenon pare a fi o greșeală de tipar. Pagina conține și alte informații utile.
↑ Catalog OSRAM Sylvania Lamp and Ballast . — 2007.
↑ TSB: putere luminoasă // Marea Enciclopedie Sovietică : [în 30 de volume] / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
↑ 1 2 LED sau neon? O comparație științifică (downlink) . Consultat la 1 martie 2009. Arhivat din original pe 9 aprilie 2008. (nedefinit)
↑ De ce fulgerul este colorat? (excitații gazoase) . Data accesului: 1 martie 2009. Arhivat din original la 17 februarie 2012. (nedefinit)
↑ Narukawa Y. și colab. Diode emițătoare de lumină albă cu eficacitate luminoasă super-înalta // J. Phys. D:Aplic. Fizică. - 2010. - Vol. 43, nr. 35 . - doi : 10.1088/0022-3727/43/35/354002 .
↑ Cree stabilește un nou record de performanță în cercetare și dezvoltare cu LED-uri de putere de 254 lumeni-per-watt Arhivat 17 iunie 2012 la Wayback Machine - Cree, Inc. Comunicat de presă 12 aprilie 2012
↑ Cree News: Cree stabilește un nou record de performanță în cercetare și dezvoltare cu LED-uri de putere de 276 lumeni-per-watt . Consultat la 24 noiembrie 2013. Arhivat din original la 18 ianuarie 2014. (nedefinit)
↑ Prin definiția candelei în Sistemul Internațional de Unități (SI)
↑ Light output of the Sun Arhivat 4 martie 2016 la Wayback Machine - Adaptare din publicația prof. P. Marx din revista „Licht”

Cantitati usoare
energie luminoasă Flux de lumină Luminozitate Puterea luminii Luminozitate iluminare Iluminare spațială iluminare expunerea la lumină Expunerea la lumină spațială Densitatea volumetrică a energiei luminoase Luminozitate integrală Densitatea volumetrică a energiei luminoase Densitatea de volum a intensității luminii Luminozitate echivalentă