Шкала кельвина

Связь с освещением

Визуально определить спектр излучения не всегда получается. На восприятие влияет: цвет стен, мебели, наличие естественного освещения, которое меняется в течение дня, площадь комнаты. Чтобы удобней было ориентироваться в большом количестве показателей, на основе средних характеристик источников подсветки разработаны СанПины.

Они устанавливают рекомендации по нормативам для всех типов помещений.

В частности:

• Для жилых квартир и домов рекомендованы светильники белого теплого спектра от 2800 до 3500 К. Это лампы накаливания либо флуоресцентные.
• Для санузлов, коридоров в квартирах, офисах, поликлиниках, школах устанавливают нейтральный свет 3700–5500 К.
• Для операционных, лабораторий, уличной подсветки применяют холодный белый диапазон 5500–7500 К.

Примечания

1. . Дата обращения: 19 февраля 2021.
2.  (англ.). www.bipm.org. Дата обращения: 1 марта 2017.
3.  (англ.). Resolutions of the 10th CGPM. Bureau International des Poids et Mesures (1954). Дата обращения: 6 февраля 2008.
4.  (англ.). SI Brochure: The International System of Units (SI). BIPM. Дата обращения: 17 октября 2014.
5. ↑
6. Здесь Х заменяет одну или более значащих цифр, которые были определены в окончательном релизе на основании наиболее точных рекомендаций CODATA
7.  (англ.). Resolution 1 of the 25th CGPM (2014). BIPM. Дата обращения: 9 октября 2015.
8. . Дата обращения: 19 февраля 2021.
9. Дойников А. С. // Физическая энциклопедия : / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1999. — Т. 5: Стробоскопические приборы — Яркость. — С. 422. — 692 с. — 20 000 экз. — ISBN 5-85270-101-7.

Какие лампы подходят для дома

В квартирах и частных домах белый свет не рекомендован. Не обязательно размещать везде одинаковые светильники, лучше воспользоваться индивидуальными рекомендациями по оборудованию освещения в таких помещениях. Светильники с белым нейтральным светом хорошо подойдут для освещения кухни, санузла, впишуься в интерьер прихожей. Их температура может варьироваться от 4000 K до 5000 K.

Но для спальни, детской и комнат, где вы отдыхаете, предпочтительно использовать теплые тона светового спектра. Тут лучшим решением будет теплый белый свет ближе от 2700 до 3200 K. Он снимет дневную напряженность, создаст уют и позволит расслабиться.

Удобно и эффективно пользоваться нормальным белым светом в зоне чтения и рабочем уголке, а также для подсветки зеркал, перед которыми наносится макияж. Этим вы добьетесь максимального цветового контраста и удобств для выполняемых действий.

Письменный стол ребенка лучше оснастить лампой с температурой 3200-3500 K. Она не создаст излишней усталости для глаз, а близость к белому спектру поможет собраться и настроиться на работу. Для всех светодиодных ламп их рабочая температура указана на упаковке.

Хотя наши глаза на протяжении многих лет привыкли к мягкой белой цветовой температуре лампы накаливания, это не означает, что они обязательно являются самым лучшим вариантом для освещения всего дома.

Например, из-за их теплой цветовой температуры, эти мягкие белые огни часто тянут теплые цвета из комнаты (предметы красного, оранжевого цвета), изменяют контрасты во всем пространстве. Вот несколько советов о том, как наиболее эффективно осветить разные комнаты в вашем доме:

Теплый свет предпочтителен для рекреационных зон, то есть мест, предназначенных для отдыха. Такие лампы устанавливают в спальнях, гостиных. В гостиной лучше комбинировать нейтральный и тёплый свет.

При недостаточном естественном освещении включаем нейтральный или оба, а в вечернее время либо при просмотре телепередач – тёплый. Для спальни однозначно стоит остановиться на лампах тёплого света.

Такие лампы предпочтительнее использовать в помещениях, которые предназначены для зрительной работы. Этот спектр излучения не утомляет глаза и обеспечивает наилучшее цветовосприятие.

Как уже говорилось, холодный белый свет оказывает стимулирующее влияние на наш мозг. В бытовых условиях его используют в ситуациях, где желательна периодическая концентрация внимания, например, смотровые кабинеты, операционные.

Светодиодные лампы с холодным белым светом, размещённые в ванной комнате, помогут утром быстрее войти в рабочий тонус.

Цветовая температура и наши эмоции

Температура света способна напрямую влиять на психологическое состояние человека. Теплые оранжевые и желтоватые оттенки лучше всего использовать для утра, так как они способствуют мягкому пробуждению, настраивают на положительный лад и стимулируют активность.

Также эти оттенки хороши для применения в вечернее время из-за их успокаивающего эффекта.

Источники света с нейтральным белым идеальны для помещений, в которых проводят большое количество времени, работают в течение длительного срока. Такие оттенки наиболее соответствуют полуденному солнечному свету, поэтому организм воспринимает такое освещение как сигнал к активной деятельности.

Лампы с высокой цветовой температурой нельзя использовать долгое время, так как они обладают чрезвычайно активизирующим воздействием на психику человека. При краткосрочном использовании такой свет стимулирует организм. А при долгосрочном возможен обратный эффект — торможения, депрессии.

При низком уровне освещенности (мало света) человек лучше чувствует себя при «теплом свете» (Тцв=3000 К), а если освещенность будет высокая (>700 лк), то появится дискомфорт и боль в глазах. И наоборот: Тцв=5000 К — комфортно от 700 лк до 2500 лк, но при освещенности менее 150 лк свет будет восприниматься тревожно (лунный свет).

Особенности восприятия

Восприятие цвета у каждого человека разное — особенно сильно это относится к оттенкам. Оно зависит не только от колориметрической температуры, но и от других параметров освещения, а также от индивидуальных особенностей обработки поступающего сигнала нервной системой. Чтобы создать в помещении нужную обстановку при помощи источников света, необходимо учесть и правильно использовать все эти параметры.

Первый из них — это индекс цветопередачи. Он влияет на способность света передавать яркость, насыщенность и контрастность оттенков в помещении. У каждой лампы значение индекса указано на упаковке. Лучше всего, чтобы он составлял 80 или выше — так цвета буду выглядеть наиболее естественно. Разным лампам характерны такие параметры:

• 99—100 — лампы накаливания, в том числе с галогенным газом;

• 90—98 — люминесцентные с пятислойным люминофором, металлогалогенные, светодиодные с улучшенной цветопередачей;
• 80—90 — обычные светодиодные, люминесцентные с трёхслойным люминофором;
• 60—79 — обычные люминесцентные и некоторые светодиодные лампы, ЛД и ЛБЦ;
• 40—59 — ртутные и натриевые с улучшенной цветопередачей;
• 39 и меньше — обычные натриевые.

https://youtube.com/watch?v=iRONMnvgKbI

Улучшенный параметр цветопередачи увеличивает цену лампы, но для оформления жилых помещений средних значений будет достаточно. Влияет также мощность самой лампы — она должна быть достаточной, но не слишком высокой, чтобы не раздражать глаза.

Для объективного описания цвета освещения используют также параметр смещения, который характеризует его отклонение в сторону зелёного или пурпурного. Это часто используют в фотосъёмке для того, чтобы выбрать правильный фильтр при заданных параметрах. На качество света в помещениях смещение влияет мало.

Единица измерения цветовой температуры

Для измерения используются Кельвины – в лампах обычно есть обозначение, это цифра с большой буквой «К» в конце или определенный диапазон. Это общепринятый вариант, применяемый во всем мире.

Абсолютно черное тело, принятое за эталон, имеет температуру 0 К, то есть оно поглощает попадающий на него свет. При нагреве до 500-1000°С элемент становится красным, при этом цветовая температура составляет от 800 до 1300 К. Если нагреть тело до 1700°С, то оно станет оранжевым, а показатель возрастет до 2000 К. По мере нагрева цвет станет вначале желтым (2500 К), а после белым (5500 К). Может быть еще и голубой оттенок (9000 К), но для нагрева тела до такой степени понадобится термоядерная реакция.

Чем выше температура нагревания металла, тем белее свет.

Многие варианты можно увидеть в естественных условиях, достаточно посмотреть на небо:

1. Желтый на рассвете, когда солнце только всходит (2500 К).
2. В полдень цветовая температура поднимается до 5500 К.
3. При умеренной облачности показатель составляет около 7000 К.
4. Ясное небо в солнечный день зимой имеет цветовую температуру 15 000 К.

Первым, кто начал проводить серьезные исследования в этой сфере, стал Макс Планк. При его непосредственном участии была создана диаграмма цветности (цветовая модель XYZ), которая используется как в светотехнике, так и в фотографии, видеозаписи, настройке графических редакторов.

Кривая Планка и координаты разных типов источников света на ней.

Кельвин, как единица измерения:

Кельвин – единица термодинамической температуры в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ, названная в честь английского физика Уильяма Томсона (лорда Кельвина).

Кельвин имеет русское обозначение – К и международное обозначение – K.

С 1954 года до 2019 года кельвин определялся как 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. До 1968 года кельвин официально именовался градусом Кельвина (оK).

Определение кельвина, основанное на использовании численного значения постоянной Больцмана, было принято на XXVI Генеральной конференции мер и весов (16 ноября 2018 года). Формулировка, вступившая в силу 20 мая 2019 года, гласит, что кельвин останется единицей термодинамической температуры; но его величина будет устанавливаться фиксацией численного значения постоянной Больцмана равным в точности 1,380 6X⋅10−23, когда она выражена единицей СИ м2·кг·с−2·К−1, что эквивалентно Дж·К−1.

Начало шкалы (0 К) совпадает с абсолютным нулём. Шкала была предложена в 1848 году Уильямом Томсоном. Уильям Томсон (будущий лорд Кельвин) в своей работе «Об абсолютной термометрической шкале» пишет о необходимости шкалы, нулевая точка которой будет соответствовать предельной степени холода (абсолютному нулю), а ценой деления будет градус Цельсия. Эта абсолютная шкала на сегодняшний день известна как термодинамическая шкала Кельвина. Значение «минус 273» было получено как обратное от 0,00366 — коэффициента расширения газа на градус Цельсия.

Третья резолюция Х Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ, 1954 г.) дала шкале Кельвина современное определение, взяв температуру тройной точки воды в качестве второй опорной точки и приняв, что её значение составляет ровно 273,16 кельвина («градуса Кельвина» в терминологии того времени, или 0,01 °C).

Градусы Цельсия

Шведский метеоролог Андерс Цельсий предложил новую температурную шкалу. В качестве нулевого деления была принята температура кипения воды, а при 100 °C начинал таять лед (оба значения, при нормальном атмосферном давлении)!

Сегодня мы используем шкалу целься наоборот благодаря Карлу Линнею.

На протяжении 18-го века шкалу называли «шведской». В 19-м веке ее чаще всего называют «стоградусной» и изредка по имени создателя. Centigrade по-английски и французски centigrado по итальянски. И только в 1948 году Международный комитет мер и весов окончательно утвердил название «degree Celsius». С современного английского фраза 10 degrees centigrade переводиться как «10 градусов Цельсия».

Кратные и дольные единицы

В соответствии с полным официальным описанием СИ, содержащемся в действующей редакции Брошюры СИ (фр. Brochure SI, англ. The SI Brochure), опубликованной Международным бюро мер и весов (МБМВ), десятичные кратные и дольные единицы кельвина образуются с помощью стандартных приставок СИ. «Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», принятое Правительством Российской Федерации, предусматривает использование в РФ тех же приставок, но переведённых на русский язык.

Цветовая температура

Кельвин также применяется для измерения цветовой температуры, характеризующей ход интенсивности излучения источника света как функции длины волны в оптическом диапазоне. Цветовая температура определяется как температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение.

Примеры цветовой температуры различных источников света:

• 1500—2000 К — свет пламени свечи;
• 2800 К — лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
• 3400 К — солнце у горизонта;
• 3500 К — люминесцентная лампа белого света;
• 6500 К — стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
• 9500 К — синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
• 20000 К — синее небо в полярных широтах.

Цветовая температура

Кельвин также применяется для измерения цветовой температуры, характеризующей ход интенсивности излучения источника света как функции длины волны в оптическом диапазоне. Цветовая температура определяется как температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение.

Примеры цветовой температуры различных источников света:

• 1500—2000 К — свет пламени свечи;
• 2800 К — лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
• 3400 К — солнце у горизонта;
• 3500 К — люминесцентная лампа белого света;
• 6500 К — стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
• 9500 К — синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
• 20000 К — синее небо в полярных широтах.

Шкала цветовой температуры

Сегодняшний отечественный рынок предлагает огромный ассортимент источников света на светодиодных кристаллах. Все они работают в различных температурных диапазонах.

Обычно их выбирают в зависимости от места предполагаемой установки, ведь каждая такая лампа создает свой, индивидуальный облик. Одно и то же помещение можно существенно преобразить, изменив в нем лишь цвет освещения.

Для оптимального применения каждого светодиодного источника света следует заранее определиться, какой цвет вам наиболее удобен. Понятие цветовой температуры не связано конкретно со светодиодными лампами, его нельзя привязать и к определенному источнику, оно зависит лишь от спектрального состава выбранного излучения.

Цветовая температура всегда была у каждого светового прибора, просто при выпуске стандартных ламп накаливания их свечение было только «теплым» желтым (спектр излучения был стандартным).

С появлением люминесцентных и галогеновых источников освещения вошел в обиход белый «холодный» свет. Светодиодные лампы характеризуются еще более широкой цветовой гаммой, за счет чего самостоятельный выбор оптимального освещения усложнился, а все его оттенки стали обуславливаться материалом, из которого выполнялся полупроводник.

Индекс цветопередачи светодиодных ламп

Индекс цветопередачи характеризует возможность воспринимать градации цвета. Когда температура света светодиодных ламп ниже 3200 К цветовое восприятие существенно уменьшается. Попробуйте при свете свечи вытащить из коробки цветных карандашей зелёный или коричневый цвет. Поверьте, задача окажется не из лёгких.

Индекс цветопередачи очень чётко регламентируется для автомобильных светодиодных ламп, ведь при плохой цветопередаче может возникнуть ситуация, когда водитель не сможет различить полотно дороги и обочину.

Свет может изменять яркость и насыщенность цветов в помещении. Такое явление называют метамеризмом.

Каждая лампа обладает определенной цветопередачей, которая на упаковке обозначается индексом Ra (или CRl). Данный параметр источника определяется его способностью максимально точно передавать цвета освещаемого объекта.

Лучшего результата вы добьетесь, используя лампы с индексом цветопередачи от 80 Ra и выше. Это позволит всем цветам интерьера выглядеть наиболее естественно.

Различные типы ламп, обладая одинаковой цветовой температурой, могут передавать цвета по-разному. Индекс цветопередачи определяет степень отклонения цвета предметов интерьера от его настоящего при освещении той или иной лампой.

Строительство единицы Кельвина и последствия

С 1954 по 2019 год , единица температуры Международной системы и ее производных единиц , определяемых международной конвенцией, основаны на термодинамической температуре от тройной точки воды, TH ₂ O_Т= 273,16  К  :

• кельвин (K):
  • происхождение:  K = абсолютный ноль ,
  • значение : ТH ₂ O_Т273,16 (доля 1273,16термодинамическая температура тройной точки воды );
• градус Цельсия (° C):
  • значение: идентично кельвину (т.е. разница температур имеет одинаковое значение в градусах Цельсия и в кельвинах),
  • Происхождение:  ° С = 273,15  К . Следовательно, тройная точка воды составляет точно 0,01  ° C. Температура плавления льда при атмосферном давлении составляет примерно ° C.

Таким образом, дробь 1 ⁄ _273,16 обусловлена ​​выбором тройной точки воды в качестве точки отсчета и желанием определить единицу измерения температуры, которая позволяет находить обычные температурные интервалы, связанные со старыми температурными шкалами. Хотя нынешнее официальное определение градуса Цельсия основано на кельвине, последний был установлен позже.

Исторически в качестве опорных точек для построения температурных шкал выбирались температура замерзания воды, определяющая ноль, и температура кипения, фиксированная на уровне 100. Таким образом, эти две точки определяли шкалу Цельсия , шаг которой составляет одну сотую разницы температур между эти два момента. Эту температурную шкалу долгое время путали со шкалой Цельсия.

Понятие термодинамической температуры и неявно понятие абсолютной температуры вводит понятие абсолютного нуля , делая ссылку на две точки ненужной. Достаточно одной фиксированной точки отсчета. Тройная точка воды, то есть условия, в которых сосуществуют три состояния воды (жидкое, твердое и газообразное), является точкой неизменной температуры и давления ( нулевой разброс ). Следовательно, он представляет собой фундаментальную фиксированную точку отсчета, более стабильную, чем, например, температура замерзания, которая зависит от многих параметров и может опускаться до -38  ° C для чистой переохлажденной воды .

После того, как эта контрольная точка принята, остается определить интервал в один кельвин, который фиксируется следующим образом: Кельвин — это часть 1 ⁄ _273,16 термодинамической температуры тройной точки воды .

Это, в свою очередь, становится эталоном для определения градуса Цельсия. В результате этой реформы последняя понижается до статуса единицы, производной от Международной системы  : единица измерения температуры Цельсий по определению равна единице температуры Кельвин, причем любой температурный интервал имеет одинаковое числовое значение в двух единицы измерения.

Тем не менее, из — за это устройство отбора, точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении не зафиксирована на уровне 100  ° C , но при 99.9839  ° C . Тем не менее, этот выбор приводит к очень малым зазором со значением 100, он сохраняет текущие определения морозильных точек и кипения воды при атмосферном давлении: около ° C до примерно 100  ° C .

Строго говоря, только устаревшая шкала Цельсия по-прежнему присваивает точное значение 100 температуре этой точки кипения.

В году определение было уточнено путем уточнения изотопного состава воды, для которой использована тройная точка:

• 0,000 155 76 моль 2 H на моль 1 H  ;
• 0,000 379 9 моль 17 О на моль 16 О;
• 0,002,005 2 моль 18 O на моль 16 O.

Этот состав является составом справочного материала Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), известного как «  Венское стандартное среднее значение океанской воды  » (VSMOW, англ. Vienna Standard Mean Ocean Water ), чем рекомендовано Международным союзом чистой и прикладной воды. Химия (ИЮПАК).

В 2018 году было решено переопределить единицы международной системы .

От 20 мая 2019 г.,После работы Международного комитета мер и весов определение кельвина коренным образом меняется. Вместо того, чтобы полагаться на изменения в состоянии воды для определения масштаба, новое определение полагается на эквивалентную энергию, заданную уравнением Больцмана .

Новое определение

Значение кельвина K определяется путем фиксации числового значения постоянной Больцмана равным 1,380 649 × 10 -23  Дж · К -1 (или с- 2  м 2  кг · К -1 ).

Кельвин, таким образом , термодинамическое изменение температуры в результате изменения в тепловой энергии из
, или единиц действия, ч в секунду .
kТ{\ displaystyle kT}1,380649×10-23J{\ displaystyle 1,380 \, 649 \ times 10 ^ {- 23} \ mathrm {J}}1,380649×10-236,62607015×10-34{\ displaystyle {\ frac {1,380 \, 649 \ times 10 ^ {- 23}} {6,626 \, 070 \, 15 \ times 10 ^ {- 34}}}}

Таблица мощности светодиодных светильников

Ежегодно во всем мире делаются разнообразные открытия, которые впоследствии предоставляют возможность намного упростить жизнедеятельность человечества. Одним из важнейших моментов современного человека является оплата коммунальных услуг. Не последнее место в этих платежах занимает электричество. Не всегда получается расходовать электрическую энергию меньше собственных потребностей. С появлением светодиодной технологии освещения появилась возможность платить за электроэнергию гораздо меньше, при этом использовать свет в необходимом количестве. Все это благодаря малой мощности светодиодных светильников, при которой они излучают аналогичный световой поток, к примеру, стандартных лампочек накаливания, мощность которых в разы больше.

В этой статье:

Особенности, технические параметры светодиодного источника света

LED лампы на сегодняшний день активно вытесняют с рынка светотехнической продукции прочие световые источники. Они намного эффективнее и экономичнее в плане расходования электрической энергии, а также отличаются наиболее максимальным сроком эксплуатации.

Мнение эксперта

Иван Зайцев

Специалист по освещению, консультант в отделе строительных материалов крупной сети магазинов

Важно! Светодиодные элементы – это световые источники современного поколения, которые принципиально отличаются от стандартных лампочек с нитью накаливания и люминесцентных моделей светотехники

Преимущества led осветителей

• Достаточно продолжительный эксплуатационный период.
• Безопасность использования.
• Повышенная удельная мощность.
• Высокая энергетическая эффективность.
• Не представляют опасности для экологии окружающей среды.
• Высокий коэффициент цветовой передачи.

Характеристики LED источников света

• Мощность светильника – от 1 Вт.
• Напряжение – 170-240 В.
• Световая передача – 88,8 Лм/Вт.
• Цветопередача – теплый, белый холодный световой поток.
• Цветовая температура – 2700 К.
• Поток света – 800 Лм.
• Эксплуатационный период – порядка 50 тысяч часов.

https://youtube.com/watch?v=pZHonGF6quI

На что нужно обращать внимание при покупке ЛЕД оборудования

При замене в квартире или частном доме осветительной системы, организованной на основе потолочных люстр, настенных бра и прочих световых устройствах, на которых в качестве светового источника выступают лампочки накаливания, стоит учитывать мощность светодиодных изделий, а также ее коэффициент. Это базовые показатели освещения.

Сравнительная таблица потока света разных типов световых источников

Этот параметр предоставляет возможность понять, сколько электрической энергии будет расходовать светотехническое оборудование, что важно при смене одной осветительной системы на другую

Таблица эквивалентности мощностей разных световых источников

Как видно из таблицы, при использовании ЛЕД осветителей мощностью всего лишь 5 Вт интенсивность освещения будет аналогична стандартной лампочке накаливания на 50 Вт. Соответственно, можно подсчитать возможную экономию электрической энергии.

https://youtube.com/watch?v=IiWpioqFi7k

Также, чтобы понимать выгоду светодиодных источников, можно сравнить их эффективность светового излучения с лампами накаливания: LED – 100 Лм/Вт, ЛН – 12 Лм/Вт.

Похожие записи:

Характеристики диода д226б Сечение проводов в городской квартире Освещение в палатке: топ-10 лучших фонарей Никогда не поздно начинать, откройте в себе что-то новое! Обжим витой пары без специального инструмента от читателя homius ? таймер на ардуино с обратным отсчётом