Меню Главная Случайная статья Настройки Световая отдача Материал из https://ru.wikipedia.org Световая отдача источника света — отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности[1]. В Международной системе единиц (СИ) измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Является показателем эффективности и экономичности источников света. Выражение для световой отдачи имеет вид: ${\displaystyle \eta ={\frac {\Phi _{v}}{P}},}$ где ${\displaystyle \Phi _{v}}$ — световой поток, излучаемый источником, а ${\displaystyle P}$ — потребляемая им мощность. Введя в рассмотрение величину потока излучения ${\displaystyle \Phi _{e}}$, отношение ${\displaystyle {\frac {\Phi _{v}}{P}}}$ можно представить в виде ${\displaystyle {\frac {\Phi _{v}}{\Phi _{e}}}\cdot {\frac {\Phi _{e}}{P}}}$. В этом произведении первый из сомножителей представляет собой световую эффективность излучения ${\displaystyle K}$, а второй — энергетический коэффициент полезного действия (КПД) источника[2] ${\displaystyle \eta _{e}}$. В результате исходное выражение для световой отдачи приобретает вид: ${\displaystyle \eta =K\cdot \eta _{e}.}$ Таким образом, величина световой отдачи определяется совокупным действием двух факторов. Один из них — эффективность преобразования потребляемой источником электрической энергии в энергию излучения, характеризующаяся значением КПД, другой — способность данного излучения возбуждать у человека зрительные ощущения, определяемая величиной световой эффективности излучения. Содержание 1 Источники монохроматического излучения 2 Источники излучения в общем случае 3 Примеры 4 См. также 5 Примечания Источники монохроматического излучения В случае монохроматического излучения с длиной волны ${\displaystyle \lambda }$ для ${\displaystyle K(\lambda )}$ в СИ выполняется: ${\displaystyle K(\lambda )=K_{m}\cdot V(\lambda ),}$ где ${\displaystyle V(\lambda )}$ — относительная спектральная световая эффективность монохроматического излучения для дневного зрения, физический смысл которой заключается в том, что она представляет собой относительную чувствительность среднего человеческого глаза к воздействию на него монохроматического света, а ${\displaystyle K_{m}}$ — максимальное значение спектральной световой эффективности монохроматического излучения. Максимум ${\displaystyle V(\lambda )}$ располагается на длине волны 555 нм и равен единице. В соответствии со сказанным для световой отдачи выполняется: ${\displaystyle \eta =K_{m}\cdot V(\lambda )\cdot \eta _{e}.}$ В СИ значение ${\displaystyle K_{m}}$ определяется выбором основной световой единицы СИ канделы и составляет 683,002 лм/Вт[3]. Отсюда следует, что максимальное теоретически возможное значение световой отдачи достигается на длине волны 555 нм при значениях ${\displaystyle V(\lambda )}$ и ${\displaystyle \eta _{e}}$, равных единице, и равно 683,002 лм/Вт. В большинстве случаев с точностью, достаточной для любых практических применений, используется округлённое значение ${\displaystyle K_{m}}$ 683 лм/Вт. Далее в уравнениях мы будем использовать именно его. Источники излучения в общем случае Если излучение занимает участок спектра конечного размера, то выражение для ${\displaystyle K}$ имеет вид ${\displaystyle K=683\cdot {\frac {\int \limits _{380~nm}^{780~nm}\Phi _{e,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda }{\Phi _{e}}}}$ или ему эквивалентный: ${\displaystyle K=683\cdot {\frac {\int \limits _{380~nm}^{780~nm}\Phi _{e,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda }{\int \limits _{0}^{\infty }\Phi _{e,\lambda }(\lambda )d\lambda }}.}$ Здесь ${\displaystyle \Phi _{e,\lambda }(\lambda )}$ — спектральная плотность величины ${\displaystyle \Phi _{e},}$, определяемая как отношение величины ${\displaystyle d\Phi _{e}(\lambda ),}$ приходящейся на малый спектральный интервал, заключённый между ${\displaystyle \lambda }$ и ${\displaystyle \lambda +d\lambda ,}$ к ширине этого интервала: ${\displaystyle \Phi _{e,\lambda }(\lambda )={\frac {d\Phi _{e}(\lambda )}{d\lambda }}.}$ Соответственно, для световой отдачи становится справедливо соотношение: ${\displaystyle \eta =683\cdot {\frac {\int \limits _{380~nm}^{780~nm}\Phi _{e,\lambda }(\lambda )V(\lambda )d\lambda }{\int \limits _{0}^{\infty }\Phi _{e,\lambda }(\lambda )d\lambda }}\cdot \eta _{e}.}$ Примеры Тип источника   Световая отдача (лм/Вт) Относительная световая отдача[4] Лампа накаливания 100 Вт 13.8[5] 2.0 % Лампа накаливания 200 Вт 15.2[6] 2.2 % Галогеновая лампа 100 Вт 16.7[7] 2.4 % Галогеновая лампа 200 Вт 17.6[6] 2.6 % Галогеновая лампа 500 Вт 19.8[6] 2.9 % Кремлёвские звёзды 22[8] 3.2 % Кинопроекционные лампы 35[9] 5.1 % Светодиоды 10—300[10][11][12][13][14] 1.5—40 % Ксеноновая дуговая лампа 30—50[15][16] 4.4—7.3 % Люминесцентная лампа 40—104[17] 6—15 % Серная лампа 100 14,6 % Газоразрядная натриевая лампа высокого давления 85—150[6][18] 12—22 % Газоразрядная натриевая лампа низкого давления 100—200[6][18][19] 15—29 % Перспективные образцы белых светодиодов с рекордными параметрами 249[20], 254[21], 276[22] 36 %, 37 % Теоретический максимум для источника монохроматического зелёного света с частотой 540 ТГц (длина волны 555,016 нм) 683 (точно)[23] 99,9997 % Теоретический максимум для источника монохроматического зелёного света с длиной волны 555 нм 683,002 100 % Хотя Солнце не потребляет энергию извне, а излучает свет только за счёт внутренних источников энергии, ему всё же также иногда приписывают значение световой отдачи. Определив её в этом случае, как отношение излучаемого Солнцем светового потока к выделяющейся в нём мощности, получают величину, равную 93 лм/Вт[24]. См. также Световая эффективность излучения Примечания Световая отдача. Архивная копия от 29 февраля 2012 на Wayback Machine — Статья в Физической энциклопедии Справочная книга по светотехнике / Под ред. Айзенберга Ю. Б. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 472 с. Подробности приведены в статье Кандела. Отношение величины световой отдачи к значению теоретического максимума, то есть к 683,002 лм/Вт. Bulbs: Gluehbirne.ch: Philips Standard Lamps (German)  (неопр.). Дата обращения: 1 марта 2009. Архивировано 15 мая 2012 года. 1 2 3 4 5 Philips Product Catalog Архивная копия от 15 июля 2011 на Wayback Machine (German) Osram halogen (нем.) (PDF). www.osram.de. Дата обращения: 28 января 2008. Архивировано из оригинала 7 ноября 2007 года. БСЭ: кремлёвские звёзды // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978. Klipstein, Donald L. The Great Internet Light Bulb Book, Part I  (неопр.) (1996). Дата обращения: 16 апреля 2006. Архивировано из оригинала 1 июня 2012 года. Klipstein, Donald L. The Brightest and Most Efficient LEDs and where to get them  (неопр.). Don Klipstein's Web Site. Дата обращения: 15 января 2008. Архивировано 17 февраля 2012 года. Cree launches the new XLamp 7090 XR-E Series Power LED, the first 160-lumen LED!  (неопр.) Дата обращения: 1 марта 2009. Архивировано из оригинала 17 февраля 2012 года. Luxeon K2 with TFFC; Technical Datasheet DS60  (неопр.) (PDF). PhilipsLumileds. Дата обращения: 23 апреля 2008. Архивировано из оригинала 17 января 2009 года. Cree Breaks 200 Lumen Per Watt Efficacy Barrier  (неопр.). [Cree]. Дата обращения: 8 февраля 2010. Архивировано из оригинала 17 февраля 2012 года. Cree First to Break 300 Lumens-Per-Watt Barrier  (неопр.). Дата обращения: 26 января 2015. Архивировано 26 января 2015 года. Technical Information on Lamps  (неопр.) (pdf). Optical Building Blocks. Дата обращения: 14 октября 2007. Архивировано 27 октября 2007 года. Note that the figure of 150 lm/W given for xenon lamps appears to be a typo. The page contains other useful information. БСЭ: световая отдача // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978. 1 2 LED or Neon? A scientific comparison  (неопр.). Дата обращения: 1 марта 2009. Архивировано из оригинала 9 апреля 2008 года. Why is lightning coloured? (gas excitations)  (неопр.). Дата обращения: 1 марта 2009. Архивировано 17 февраля 2012 года. Narukawa Y. et al. White light emitting diodes with super-high luminous efficacy // J. Phys. D: Appl. Physics. — 2010. — Vol. 43, № 35. — doi:10.1088/0022-3727/43/35/354002. Cree Sets New R&D Performance Record with 254 Lumen-Per-Watt Power LED Архивная копия от 17 июня 2012 на Wayback Machine — Cree, Inc. Press Release, April 12, 2012 Cree News: Cree Sets New R&D Performance Record with 276 Lumen-Per-Watt Power LED  (неопр.). Дата обращения: 24 ноября 2013. Архивировано 18 января 2014 года. По определению канделы в Международной системе единиц (СИ) Световая отдача Солнца Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine — По материалам публикации проф. П. Маркса из журнала «Licht»