Пульсация светодиодных ламп: причины, нормы, методы проверки

Мерцание света и здоровье человека

Как известно, пульсация (мерцание) света отрицательно влияет на мозг: появляется напряжение в глазах, усталость, трудность сосредоточения на сложной работе, головная боль. Особенно пульсация опасна для детей до 13-14 лет, когда их психика и зрительная система только формируются. Существует очень простой, но эффективный способ определения наличия мерцания источников света и мониторов. Берём за кончик обычный длинный карандаш. И начинаем быстро-быстро двигать им по полукругу. Если при этом вы не видите отдельные контуры карандаша — мерцания нет. Если же видно «несколько карандашей» — свет мерцает (смотри картинку внизу). Чем отчётливее контуры, тем мерцание сильнее. Для того, чтобы глаза не уставали, мерцающего света в жилых помещениях быть не должно. Ещё хуже, если мерцает монитор — стоит задуматься о его замене. p.s. Теперь я знаю, чем вы будете заниматься ближайшие пять минут.

Методы исправления

Многие китайские производители с целью снижения стоимости светодиодных ламп устанавливают в них простой блок питания, который не способен в должной мере сгладить пульсации. Это обусловлено тем, что фильтр, внедренный в БП, имеет достаточно малую емкость, не превышающую 10 мкФ. В итоге получается, что свет, генерируемый подобными светодиодными лампами, испускается с частотой менее 300 Гц.

Исправить ситуацию можно, если заменить конденсатор не более емкий. Такое решение позволит снизить амплитуду переменной составляющей. К сожалению, выполнить эту процедуру не всегда представляется возможным, так как конденсаторы большей емкостью отличаются крупными размерами. И, соответственно, они не подойдут под габариты светодиода.

Для достижения требуемых показателей светимости можно дополнить блок питания драйвером с ШИМ-регулятором. Последний обеспечивает нужный коэффициент пульсации. В иных случаях, когда по каким-либо причинам ни одну из описанных процедур провести невозможно, рекомендуется устанавливать светодиодную лампу в помещение, которое редко посещают люди.

Допустимые нормы пульсации

Во второй половине 20-го века были
определены нормы коэффициента пульсации в 10,15 и 20% в зависимости от того,
какая работа выполняется в помещении. Значение 10% выбиралось, базируясь на
возможности обеспечить этот уровень. 20% выбиралось с учетом стробоскопического
эффекта при превышении этого значения. Для помещений с дисплеями показатель
снижается до 5%. Ограничений не существует, если люди в каком-то помещении
пребывают периодически.

Нормы коэффициента пульсации в России определены законодательно:

• в
  СНиП 23-05-95 – значение для рабочей поверхности 10-20%, если пульсации с
  частотой до 300 Гц;
• в
  ГОСТ 17677-82 – значения для люминесцентных ламп с пускорегулирующими
  аппаратами с частотой от 400 Гц;
• в
  СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 – требования к пульсации потока света в помещениях с
  ЭВМ.

Для измерения пульсации этот ГОСТ рекомендует использовать только отдельные модели люксметров-пульсметров. Указанные приборы должны быть оснащены хорошо сформированной частотной характеристикой и измерять значения пульсирующего света с частотой до 300 Гц. Обязательно наличие цифровой обработки показателей света.

Как проверить пульсацию

«На глаз» уровень мерцания определить невозможно. Необходимо знать, что эта проблема актуальна для осветительных приборов, питающихся от источника переменного тока. Если светодиодная лампочка подключена к батарейке или аккумулятору, Кп=0%. Фото- и видеокамеры позволяют определить только наличие пульсации, точные параметры определить невозможно.

Для точной проверки требуется многоканальный
пульсметр-люксметр. Внешне он напоминает пульт дистанционного управления,
оснащен кнопками для управления, фотодатчиком и дисплеем. Очень высокий уровень
мерцаний определяется боковым зрением – если быстро перевести взгляд, возникает
стробоскопический эффект (предметы «распадаются).

Дома наличие
мерцания можно проверить мобильным телефоном или карандашом. Телефон держится на расстоянии метра
от лампочки, появление темных полос говорит о том, что поток света пульсирует. Если
быстро махать перед светильником карандашом, о пульсации свидетельствует
«распадание» следа.

Коэффициент пульсации светильников

Пульсация светового потока – это одна из характеристик искусственного освещения, показывающая частоту мерцания света. Количественной характеристикой пульсации служит коэффициент пульсации (Кп, %), равный отношению половины разности максимальной и минимальной освещенности за период в Люксах к средней освещенности за тот же период:

Согласно санитарным нормам и правилам, допустимыми являются значения Кп в диапазоне от 5 до 20%.

Рассмотрим с точки зрения коэффициента пульсации три самых популярных типа светильников: с лампами накаливания, люминесцентный и светодиодный.

Светильники с лампами накаливания как правило подключаются напрямую к сети переменного тока напряжением 220 Вольт и частотой 50 Герц. Частота изменения яркости свечения лампы накаливания составляет 100 Гц. Коэффициент пульсации лампы накаливания определяется иннерционностью нити накаливания, т.е. тем, как быстро нить накаливания успевает нагреться и остыть за полупериод питающего напряжения. Таким образом, чем мощнее лампа накаливания, и, следовательно, чем толще ее нить, тем меньше коэффициент пульсации.

Светильники с люминесцентными (газоразрядными) лампами, в отличие от традиционных светильников с лампами накаливания, работают исключительно от переменного тока, который необходим для формирования электрического разряда, служащего источником света в люминесцентной лампе. Это означает, что пульсация света неизбежна. Обладающий иннерционностью люминофор на стенках колбы несколько сглаживает пульсацию.

Коэффициент пульсации люминесцентного светильника сильно зависит от электрической схемы, управляющей его работой. В старых схемах были задействованы ЭмПРА – электромагнитные пускорегулирующие аппараты. Светильники, снабженные такими аппаратами, получали питание из 220-Вольтной сети частотой 50 Гц и пульсировали с частотой 100 Гц. Сейчас на смену ЭмПРА пришли электронные пускорегулирующие автоматы – ЭПРА, преобразующие входную частоту питающей сети в частоты свыше 300 Гц (т.е. свыше тех частот, что фиксируют глаза и мозг человека). Качественные ЭПРА существенно снижают коэффициент пульсации. Однако разные ЭПРА сильно отличаются друг от друга как с точки зрения общего качества исполнения, так и с точки зрения воздействия на пульсацию светильника.

Светодиодные светильники работают как от переменного, так и от постоянного тока. При работе от постоянного тока пульсация отсутствует. При работе от переменного напряжения питания пульсация может быть сведена до минимума при помощи драйвера, преобразующего переменный ток в постоянный. Драйвер входит в состав любого светодиодного светильника. Однако минимизировать пульсацию способен только качественный драйвер – в противном случае, она не будет сильно отличаться от пульсации люминесцентного светильника со старым ЭмПРА.

ВНИМАНИЕ К ПУЛЬСАЦИИ СВЕТА

Человеческий глаз формировался под действием солнечного света, поэтому воспринимает его лучше всего. Но с развитием цивилизации возрастала потребность в дополнительном освещении, которое давало возможность вести активную жизнь после наступления темноты. Сегодня даже представить трудно, как бы мы жили без осветительных электроприборов.

Не так давно самыми распространенными источниками искусственного освещения были лампы накаливания. Они давали теплый мягкий свет, но стоимость его была высока. Создание энергосберегающих осветительных приборов открыло возможности для экономии электроэнергии и средств на ее оплату.

Но после исследования влияния на организм люминесцентного освещения ученые обнаружили: эти светильники отличаются недопустимо высоким коэффициентом пульсации света, поэтому небезопасны для здоровья. После замены электромагнитной ПРА на электронную удалось снизить этот показатель с 25 % до 15-20 %. Но и это значение оказалось неприемлемым для детских учреждений и помещений, в которых постоянно находятся люди, работает компьютерная техника, совершаются производственные операции.

КАКОЙ КОЭФФИЦИЕНТ ПУЛЬСАЦИИ ЛАМП МОЖНО СЧИТАТЬ НОРМОЙ

Действующие нормативные акты, а именно актуализированная редакция СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95» и СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 определяют следующие требования к пульсации света:

• для помещений, в которых проводятся работы, требующие высокой точности – до 10 %;
• для помещений с возможностью появления стробоскопического эффекта – до 10 %;
• для детских учебных и дошкольных учреждений – до 10 %;
• для работы с компьютерной техникой – до 5%.

Величина коэффициента пульсации ламп не ограничена лишь для складских залов и производственных цехов с периодическим пребыванием в них людей и отсутствием условий для развития стробоскопического эффекта. Последний может создавать опасность на производстве, так как при совпадении частоты мерцаний света и вращения детали она будет казаться неподвижной. А это создаст высокий риск получения серьезной производственной травмы.

Что касается воздействия пульсаций света на организм, то не все они вредны для здоровья. Начнем с того, что при частоте мерцаний выше 50 Гц человеческий глаз их не воспринимает. Но это не значит, что эти пульсации остаются «невидимыми» и для организма: неразличимые для глаз мерцания светового потока регистрируются сетчаткой и мозгом. Это может вызывать головные боли, снижение настроения, ухудшение самочувствия, затяжную бессонницу и другие негативные последствия. Доказано, что световые пульсации никак не влияют на здоровье человека лишь при частоте 300 Гц и выше.

О ПУЛЬСАЦИИ ИЛИ МЕРЦАНИИ СВЕТОДИОДНЫХ ЛАМП

Абсолютно все световые электроприборы создают мерцающее освещение, в том числе мерцают светодиодные лампы . Коэффициент пульсации лампы накаливания – 15-18 %. Но мы не ощущаем видимого дискомфорта потому, что этот эффект маскируется тепловой инерцией: как известно, лампы накаливания до 90 % электрической энергии превращают в тепло. Как уже упоминалось, высок коэффициент пульсации и у люминесцентных ламп. А вот у качественных светодиодных светильников, оснащенных хорошими драйверами, этот показатель составляет менее 4 %. То есть они допустимы для установки в любых типах помещений.

Чем объясняется низкий коэффициент пульсации светодиодных ламп? Проблему мерцания светодиодных ламп удалось решить с помощью драйвера, который подает к светодиоду постоянный электрический ток. Если производитель не экономит на этом элементе светильника, прибор будет создавать освещение с уровнем пульсации ниже допустимого.

Но не все идут по этому пути. Некоторые компании используют более простые электросхемы, не устанавливают драйвер и рекламируют свою продукцию как LED-светильники переменного тока, привлекая покупателя низкой ценой. Но такие приборы производят свет с пульсацией 40 %, а при использовании диммирования этот показатель становится еще выше.

Как проверить уровень пульсации

Важно знать, как определить уровень пульсации в LED светильниках. Это можно делать с помощью коэффициента, который рассматривался выше. Однако только в том случае, если подключение светодиодных ламп было осуществлено к переменному току, учитывая схему питания

Коэффициент варьирует в диапазоне 1-30%, охватывается весь диапазон

Однако только в том случае, если подключение светодиодных ламп было осуществлено к переменному току, учитывая схему питания. Коэффициент варьирует в диапазоне 1-30%, охватывается весь диапазон.

Следует сделать измерение, которое позволит определить коэффициент пульсации. При измерении нужно учитывать два фактора:

1. Так, как при постоянном токе коэффициент нулевой, а соответственно мерцание отсутствует полностью, то измерение следует проводить при переменном токе.
2. Проверку или измерение следует осуществлять специальными приборами, а не простой фотокамерой. Она только фиксирует сам факт мерцания, но не вычисляет его величину. Следует использовать устройства, которые способны преобразить излучение. Например, можно использовать пульсометр-люксметр или многоканальный радиометр, а также другие похожие приборы. Для дополнительных подсчетов можно подключать эти устройства к компьютеру, и с помощью программы сделать вычисление.

Светодиоды могут мерцать даже в выключенном положении. Такое явление можно увидеть невооруженным глазом, и оно вызывает у человека дискомфорт. Однако моргать они могут и во включенном состоянии, и визуально это не ощущается. Поэтому следует знать, чем вредна пульсация светодиодных ламп. Такое мигание приносит большой вред, ведь невольно влияет на организм человека. Если лампочка мигает при работе, человек утомляется, у него возникает подавленное состояние и бессонница, и конечно же это плохо влияет на зрение.

На видео ниже наглядно показывается, как производится измерение пульсации светодиодных ламп от известных производителей:

https://youtube.com/watch?v=vpfNk0dCeX8

К сожалению изготовители редко указывают информацию, которая показывает коэффициент пульсации. Но для того, чтобы проверить в домашних условиях нужно проводить тесты, которые фиксируют само мигание. Можно проверить это явление двумя способами.

1. Самый простой способ с использованием карандаша. Необходимо включить только тестируемую светодиодную лампу и быстро помахать перед ней карандашом. В случае если виден сплошной след карандаша, то все в порядке, однако если след распадается на отрезки, то значит, что импульсы присущи.
2. Можно также использовать фотокамеру. Не всегда будет под рукой фотоаппарат, поэтому необходимо знать, как проверить телефоном, ведь большинство из них оснащены камерой. Итак, камеру следует держать на расстоянии 1 метра от тестируемой светодиодной лампочки, если мигание присуще, то на экране будут темные полосы.

На видео ниже наглядно показывается, как определить мерцание светодиодных ламп при работе:

https://youtube.com/watch?v=c-vkOvlW-SI

Приборы для проверки пульсации

Прежде чем рассматривать способы проверки, следует подчеркнуть, что пульсации светодиодов возникают при условии подключения последних к сетям с переменным током. Если LED-лампы или светодиодные ленты питаются за счет аккумуляторов, то мерцание не возникает в связи с тем, что Кп равен нулю. Кроме того, для измерения пульсации потребуются специальные инструменты. Фото и видеокамеры позволяют лишь установить факт того, что освещение работает с определенной частотой.

https://youtube.com/watch?v=13I4GmHroug

Последнее также подтверждает действующий ГОСТ, согласно которому подобные измерения необходимо проводить посредством приборов со встроенными измерительными преобразователями излучения. В качестве примера можно привести следующие аппараты:

• Радиометр «Аргус».
• Пульсметры-люксометры «Аргус-07», «ТКА-ПКМ»/08.
• Люксометры-яркомеры-пульсометры «Эколайт-01», «Эколайт-02».

Эти приборы рекомендованы госстандартом для измерений пульсаций. Они отличаются достаточно компактными размерами и дополняются фотодатчиками, дисплеем и иными элементами. Большинство из таких приборов можно подключать к компьютеру и проводить вычисления.

Определение и единица измерения

Коэффициентом пульсации (Кп) называется показатель для определения качества потока света осветительных приборов для помещений. Это частота мерцания света при питании источника переменным током.

Коэффициент выше 30% в приборах с газоразрядными источниками, подключенных к однофазному току через электромагнитную пускорегулирующую аппаратуру.

У лампы накаливания, подключенной к одной фазе, Кп может достигать 15%.

В светодиодных лампах этот показатель полностью зависит от схемы драйвера. Если на его выходе прямой ток с промышленной частотой, коэффициент пульсации достигает 30%. Значение возрастает, если к осветительному прибору подключается диммер ШИМ с частотой ниже 300 Гц.

Расчеты коэффициента пульсации проводятся на основе измерений прибором, который называется пульсометром. Фиксируются максимальные, средние и минимальные показатели и вставляются в формулу:

Кп=(Емах-Емин)/Еср*100% (1)

Получается величина коэффициента пульсации на одну единицу освещаемой поверхности.

Определение пульсаций светодиодной лампы

Важно иметь объективную оценку такого параметра, как пульсация лампы. Дело в том, что импульсы, посредством которых работает электрический ток в электронных устройствах, могут иметь некоторое разнообразие форм

И эти формы по-разному могут восприниматься и воздействовать. Вот, например, какими бывают импульсы в электронных схемах, но даже если условно считать их прямоугольными, нужно помнить, что у них могут быть разные параметры.

Электрические импульсы разной формы

Поэтому разработана единая характеристика – коэффициент пульсации, которая как раз и должна давать оценку воздействия на человека.

Замеряется прибором люксметр-пульсметр.

Люксметр-пульсметр

Принцип измерения следующий. Делаются многократные замеры освещенности с высокой частотой (1 000 герц и более), после чего выводится среднее значение освещенности за все время, а также величины освещенности максимальная и минимальная.

Далее вычисляется коэффициент пульсации по следующей формуле:

Значения коэффициента пульсации при равномерных импульсах света

Равномерные импульсы света прямоугольной формы, но немного разного вида дают вот такие, например, значения коэффициента пульсации. Видно, что «глубокое гашение» осветительного прибора в паузах очень плохо влияет на коэффициент – даже увеличив в 3 раза интервал светимости лампочки, мы тем не менее не получим значение Kп меньше 50%. А если, наоборот, увеличатся паузы между вспышками, то оно будет вообще выше 100%. Это очень плохо для глаз и мозга.

Видимо, самым лучшим из представленных будет последний вариант, потому хотя бы, что свет полностью не гаснет между импульсами. Во всяком случае, стробоскопический эффект будет не так заметен.

Введены в норму следующие значения Kп для различных помещений:

• <10% – там, где ведутся работы, требующие высокой точности;
• <10% – там, где вредны и опасны проявления стробоскопического эффекта пульсирующего освещения;
• <10% – в детских и дошкольных учреждениях;
• < 5% – для работы с компьютерной техникой.

Как мы знаем, в огромных залах производственных помещений с момента появления ламп, способных экономить электроэнергию, их и стали устанавливать в массовом порядке. Особенно если учесть, что на производстве принято включать свет во всех помещениях, и он горит сменами и сутками, понятно, что это совершенно оправдано. И как раз в них очень хорошо заметен стробоскопический эффект.

Это очень глубокая пульсация света – от максимума светимости до полной темноты. Обычно 100 раз в секунду, и это мигание заметно, если чем-то светлым просто махнуть перед глазами в пределах освещенности. Предмет будет по ходу своего движения исчезать и появляться. Еще проще можно наблюдать пульсацию так: зафиксировать зрение на лампе (конечно, если она не ослепительно яркая и матовая). После этого резко отвести глаза в сторону, ни на чем особенно не фокусируясь. Она будет мигать в наших глазах.

Стробоскопический эффект применяется для точного измерения скорости вращения. Используется лампа, испускающая импульсный свет частоты, сопоставимой с вращением объекта. На нем заранее рисуется крест. Если частота вращения не кратна частоте импульсов строба, то крест этот зрительно станет демонстрировать медленное вращение – в направлении вращения объекта или обратно. При изменении частоты строба будет меняться и скорость вращения креста, а когда частота строба и скорость вращения будут кратными, то крест остановится.

Но! Такой эффект может сослужить плохую службу. Патрон токарного станка, например, покажется стоящим неподвижно, когда его вращение будет кратным пульсации света. Такая иллюзия может кончиться весьма печально. Человек, не поняв, что станок вращается – шума в цехе обычно предостаточно, чтобы не услышать вращающийся на холостом ходу станок, – попытается работать со станком, как с выключенным: то есть возьмется за патрон рукой, попытается вставить ключ для установки или выемки детали, и тогда может случиться несчастный случай.

Отрицательное воздействие

Мозг человека не может полноценно обработать информацию, которая поступает на глаза с частотой, превышающей несколько десятком герц. По этой причине кадры в кино и по телевизору меняются с частотой 25-50 Гц. Если пульсации потока света ниже, она оказывает воздействие на глаза и анализируется мозгом. Человек может определить яркость потока, цвета, оттенки, контрасты. Если информация подается с другой частотой, люди подсознательно стараются избегать ее.

Исследования медиков показали, что на самом деле глаза и мозг воспринимают данные с частотой до 300 Гц, но не визуально. Человек воздействия не чувствует, поэтому не принимает никаких мер. Ощущения дискомфорта и усталости он связывает с другими причинами. Хотя невизуальное воздействие изучено недостаточно, все же ясно, что оно достаточно глубокое.

При кратковременном воздействии мерцания:

устают глаза;
снижается внимание;
человек быстро утомляется;
замедляется работа мозга;
нарушается работа органов пищеварения;
появляется тошнота;
нарушаются суточные ритмы.

При продолжительном воздействии пульсации:

• развивается бессонница и депрессия;
• снижается зрение;
• развиваются патологии желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы;
• нарушается функциональность мозга;
• снижается работоспособность.

Самое опасное явление на рабочем месте – развитие стробоскопического эффекта при частоте мерцания до 80 Гц. У человека возникает иллюзия замедления движения и неподвижности окружающих предметов. Это повышает вероятность травматизма. При повышении частоты быстро развиваются болезни нервной системы.

Как и чем замерить коэффициент пульсаций

Если пульсации в ваших лампах есть и они действительно вредные, то качественные замеры согласно ГОСТ, производятся по технологии с использованием осциллографа.

С его помощью можно измерить любую частоту пульсации и высчитать коэффициент у любых светильников. Формула расчета следующая (более подробно читайте в ГОСТе):

В относительно рабочих, а не в стерильных лабораторных условиях, также должны применяться рекомендуемые измерительные приборы. Вот их перечень:

Одним из самых популярных приборов является ТКА-ПКМ 08.

Такой аппарат оцифровывает сигнал с фотодатчика на частоте 3000Гц. Если частота источника света выше, то полученные данные от этого прибора уже будут существенно искажены. И верить им или нет, решать только вам.

Зачастую подобные девайсы объединяют в себе сразу несколько приборов — люксметры, яркомеры, пульсметры.

Все эти аппараты очень дорогие, так как проходят соответствующую поверку с дальнейшим внесением в реестр. А это существенным образом повышает цену прибора.

Если вам нужны замеры, что называется «для себя», без последующего предоставления их результатов в госорганы, то никто не запрещает посмотреть в сторону и более дешевых аналогов.

Тем более есть экземпляры с очень хорошими отзывами.

Например аппарат Radex Lupin.

Подробности о коэффициенте пульсации

Главная причина мерцания заключается коэффициенте пульсации. Это безразмерная величина, которая выражается в процентах и отображает уровень колебаний освещенности при варьировании светового потока. Источник света является основой, которая подключается к переменному току.

Благодаря проведенным исследованиям выяснилось, что при 10% коэффициенте пульсации появляется стробоскопический эффект, а он представляет собой оптический обман зрения. Появляется он из-за неправильного восприятия предметов, которые находятся в движении. Существуют нормы допустимой величины коэффициента пульсации. Значение должно быть в рамках от 5% до 20% в зависимости от обстоятельств, при которых происходит зрительная работа.

В тех местах, где больше всего находятся люди, коэффициент не может превышать:

• Дошкольные детские учреждения – 10%.
• Места, где находятся компьютеры – 5%.
• Образовательные учреждения – 10%.
• Места, где осуществляются высокоточные работы – 10%.

Коэффициент пульсации может происходить и на производственных предприятиях, а также в складских ангарах, то есть в местах, где люди могут быть только какое-то время, и где исключена возможность возникновения стробоскопического эффекта. Однако первый фактор способен привести к опасной ситуации, например, вращение детали может совпадать с мерцанием лампы. В такой ситуации деталь будет казаться в неподвижном положении, а из-за этого может возникнуть опасная ситуация, которая приведет к производственному травматизму.

Такие нормы были установлены недавно, и только в последнее время стали усиленно контролировать их соблюдение. На большинстве предприятий, а также в учебных заведениях освещение не отвечает санитарным нормам. Поэтому в следствии проверок все стали улучшать качество освещения.

Как убрать пульсацию светодиодных ламп

Один из наиболее распространенных приемов – замена устаревшего конденсатора на аналогичный элемент с параметрами емкости, превышающей ранее установленную. Обязательным требованием является соответствие новой детали заменяемому элементу по номинальному напряжению и внешним размерам. Не всегда подобный способ приводит к успеху, но следует испробовать все варианты борьбы с мерцанием.

Нередко причиной пульсации бывают применяемые для регулировки интенсивности светового потока диммеры. Далеко не все модификации светодиодов предназначены для совместной работы со светорегуляторами. Только внимательное изучение характеристик приобретаемой лампы и выбор качественного устройства уменьшают вероятность проблем в процессе эксплуатации.

Устранение пульсации LED-лампочек показано на видео.

https://youtube.com/watch?v=xEaFInT-74g

← Предыдущая страница
Следующая страница →

Единица измерения

Освещенностью называют световую величину, которая равно потоку света, падающему на поверхность, к его площади. Считается прямо пропорциональной световому источнику. Отличается равномерным распределением на площади. Находится делением канделовой силы света на расстояние до светоисточника и перемноженного на косинус угла падения солнечных лучей.

Обратите внимание! Измеряется согласно международной классификационной системе в люксах, что равно десяти фотам или одному люмену на один квадратный метр. Поэтому единицей измерения освещенности является именно люкс. Стоит отметить, что его можно перевести в канделу и ватт

Стоит отметить, что его можно перевести в канделу и ватт.

Основная измерительная единица люкс

Кандела

Кандела, что в переводе с английского свеча, является единицей измерения силы светоисточника по международной единичной системе. Была сформирована в 1979 году. Равна 540⋅1012 Гц или 683 лм/Вт. Измеряется в канделах разные светоисточники, к примеру, лампа накаливания со свечой, сверхъярким светодиодом, люминесцентной лампой и солнцем. Дополнение: примерная солнечная сила в канделах равна 2,8⋅10, что в переводе на ватты 3,83⋅1026

Кандела

Люмены и люксы

Люмен является единицей измерения, которая равна потоку солнечного света, который испускает источник, равный канделе и стерадиану. В люменах измеряется весь светопоток, однако при вычислении не учитывается сила линзы с отражателям, поэтому получающийся показатель — не прямой параметр оценки яркости с КПД источника.

Люкс — измерительная подъединица люмена по СИ. В отличие от люмена, люкс дает оценку светового потока, который падает на квадратный метр. Тот же дает понимание того, какой световой поток у светоисточника.

Обратите внимание! То есть люкс это характеристика, которая позволяет узнать КПД светильника на конкретной площади. Чтобы лучше понять их основное отличие, стоит рассмотреть рисунок. Он наглядно показывает, как при увеличении высоты расширяется освещение и как убывает яркость

Он наглядно показывает, как при увеличении высоты расширяется освещение и как убывает яркость

Чтобы лучше понять их основное отличие, стоит рассмотреть рисунок. Он наглядно показывает, как при увеличении высоты расширяется освещение и как убывает яркость.

Люмен и люкс в качестве измерительной единицы

Люмен и ватт

Как было изложено выше, люменом называют полноценное число света от светоисточника. Ватт — показатель того, какая мощность, тепловой поток, звуковая энергия и полная мощность электротока или излучения у прибора. Один ватт равен 100 люменам. Перевод самостоятельно можно осуществить по специальным формулам или с содействием калькуляторов. Нередко все необходимые показатели даны на самом приборе.

Стоит отметить, что самыми лучшими показателями обладают современные светодиоды. Они имеют высокую яркость, гармоничное спектровое распределение, долговечность, устойчивость к разного рода воздействиям. Интересно, если взять приборы с одинаковой освещенностью, то ими будет потребляться в десять раз меньше электрической энергии, чем лампами накаливания.

Обратите внимание! Учитывая реальный срок службы и сниженные эксплуатационные инвестиционные расходы, то покупка этих изделий будет экономически целесообразной. Перевод люмена в ватты. Перевод люмена в ватты

Перевод люмена в ватты

Кратные единицы

Чтобы было удобно, люменные единицы разбирают на части. Так, есть килолюмены, мегалюмены и гигалюмены. В одном килолюмене 1000 люмен, мегалюмене — 1000000, а гигалюмене — 1000000000. Также есть еще величины с приставками дека, гекто, тера,пета, экса, зетта и иотта.

Дольные единицы

К дольным величинам применяется тот же подход. Базовыми являются миллилюмены, микролюмены и нанолюмины, которые равны 10 в −3 степени, 10 в минус 6 степени и 10 в минус 9 степени. Также имеются приставки деци, санти, пико, фемто, атто, зепто и иокто. Стоит отметить, что дольные, как и кратные величины используются только в профессиональных условиях и при выполнении физических задач. В жизни не используются для расчетов меры освещенности и прочих параметров.

Коэффициент пульсации различных источников света

Высокий коэффициент пульсации освещенности (свыше 30%) характерен для осветительных установок, в которых применяются светильники с разрядными лампами и электромагнитными ПРА, подключенные к однофазной линии питания . Вопреки сложившемуся мнению, пульсации светового потока свойственны в том числе и лампам накаливания с К_п до 15% при подключении к одной фазе). Коэффициент пульсации освещенности на объектах со светодиодными источниками света зависят от схемотехнического решения их блоков питания (драйверов): если с целью удешевления конечного продукта на выходе схемы вместо постоянного тока выдаётся выпрямленный ток промышленной частоты, коэффициент пульсации может достигать порядка 30%. В связи с этим рекомендуется запрашивать у производителей или поставщиков светодиодных светильников техническую информацию по пульсациям светового потока для каждого конкретного продукта.  Также коэффициент пульсации освещенности возрастает при регулировании светового потока источников света с помощью диммеров, работающих по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ) на частоте до 300 Гц.

Один из способов снижения коэффициента пульсации в осветительных установках переменного тока – применение электронных ПРА с частотой питания от 400 Гц. При частоте питания свыше 5 кГц К_п составляет менее 1%. Данный способ эффективен для люминесцентных и компактных люминесцентных ламп, т.к. их применение с электронными ПРА стало практически повсеместным ввиду очевидных преимуществ и относительно невысокой стоимости решения. Частота питания современных ЭПРА для люминесцентных ламп – от 25 кГц. Ранее для снижения К_п в осветительных установках с многоламповыми люминесцентными светильниками применялись электромагнитные ПРА, работающие по схеме с расщеплённой фазой, обеспечивающей питание одной части ламп в светильнике отстающим током, другой – опережающим.

Разрядные лампы высокого давления  (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) применяются, как правило, в одноламповых светильниках, поэтому подключение по схеме с расщеплённой фазой для них является неактуальным. Применение РЛВД с электронными ПРА не приводит к существенному снижению К_п ввиду относительно низкой частоты выходного тока (порядка 135 Гц), ограниченной физическими особенностями работы горелок ламп.

Наиболее распространённый способ снижения К_п для РЛВД в осветительных установках с трёхфазными групповыми линиями – так называемая расфазировка – поочерёдное присоединение светильников к разным фазам сети. Максимальное снижение К_п достигается при установке в одной точке двух или трёх светильников, питаемых от разных фаз.

В таблице 1 приводятся значения К_п для основных типов источников света, установленных в одной точке при питании от одной, двух или трёх фаз.

Таблица 1. Значения коэффициента пульсаций для источников света, установленных в одной точке и подключенных к 1, 2 или 3 фазам

Данное планирование расфазировки является идеальным, но значительно чаще встречается применение одного светильника в точке с поочерёдным соединением соседних светильников в ряду к разным фазам сети, реже – поочерёдное соединение соседних рядов светильников к разным фазам.

Оценить эффективность применения расфазировки в цепях переменного тока промышленной частоты с целью снижения  коэффициента пульсации в осветительных установках общего освещения со светильниками с разрядными лампами и электромагнитными ПРА можно с помощью предлагаемого метода расчёта, основанного на требованиях, предъявляемых при измерении К_п и инженерном методе расчёта К_п по таблицам . Данный метод может применяться для расчёта К_п в осветительных установках с металлогалогенными лампами (например, серии HPI Plus), дуговыми ртутными лампами (ДРЛ) и люминесцентными лампами типа ЛБ или ЛД и их зарубежных аналогов – ламп цветности 640 и 765 соответственно.

Похожие записи:

Как проверить динистор, симистор или тиристор мультиметром Ремонт стиральной машины своими руками: обзор возможных поломок и способы их устранения Резисторы smd постоянные и подстроечные Приора и противотуманные фары. инструкция по установке Как сделать жучок для прослушки своими руками Рассмотрим как сделать градусник своими руками