Ljuseffekt

Ljuseffekt
$\eta$
Dimensionera	J. _ M -1. L -2. T3 _
Enheter
SI	lm . Tis -1
Anteckningar
skalär

Ljuseffektiviteten hos en ljuskälla är förhållandet mellan ljusflödet som avges av källan och den effekt den förbrukar [1] . I International System of Units (SI) mäts det i lumen per watt (lm/W). Det är en indikator på ljuskällors effektivitet och ekonomi.

Uttrycket för ljuseffekt har formen:

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

var är ljusflödet som sänds ut av källan och är den effekt som förbrukas av den. ${\displaystyle \Phi _{v))$ $P$

Med hänsyn till storleken på strålningsflödet kan förhållandet representeras som . I denna produkt är den första av faktorerna strålningens ljuseffektivitet och den andra är källans energieffektivitet (COP) [2] . Som ett resultat tar det initiala uttrycket för ljuseffekt formen: $\Phi _{e}$ ${\frac {\Phi _{v}}{P}}$ ${\frac {\Phi _{v)){\Phi _{e))}\cdot {\frac {\Phi _{e)){P))$ $K$ ${\displaystyle \eta _{e))$

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

Således bestäms värdet på ljuseffekten av den kombinerade verkan av två faktorer. En av dem är effektiviteten av att omvandla den elektriska energin som förbrukas av källan till strålningsenergi, kännetecknad av effektivitetsvärdet, den andra är förmågan hos denna strålning att excitera visuella förnimmelser hos en person, bestäms av storleken på ljuseffektiviteten hos strålningen.

Källor för monokromatisk strålning

I fallet med monokromatisk strålning med en våglängd för i SI gäller följande: $\lambda$ $K(\lambda )$

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

var är den relativa spektrala ljuseffektiviteten för monokromatisk strålning för dagsseende, vars fysiska betydelse är att den representerar den relativa känsligheten hos det genomsnittliga mänskliga ögat för effekterna av monokromatiskt ljus på det, och är det maximala värdet av den spektrala ljuseffektiviteten av monokromatisk strålning. Maximum ligger vid en våglängd på 555 nm och är lika med enhet. $V(\lambda )$ $K_{m}$ $V(\lambda )$

I enlighet med vad som har sagts för ljuseffekten utförs följande:

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

I SI bestäms värdet av valet av den grundläggande SI-ljusenheten, candela , och är 683.002 lm/W [3] . Det följer att det maximala teoretiskt möjliga värdet för ljuseffekt uppnås vid en våglängd på 555 nm med värden på och lika med enhet, och är lika med 683.002 lm/W. $K_{m}$ $V(\lambda )$ ${\displaystyle \eta _{e))$

I de flesta fall, med en noggrannhet som är tillräcklig för alla praktiska tillämpningar, används ett avrundat värde på 683 lm/W. Vidare i ekvationerna kommer vi att använda det. $K_{m}$

Strålningskällor i allmänhet

Om strålningen upptar en del av spektrumet av en ändlig storlek, har uttrycket för formen $K$

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

eller motsvarande:

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 )).

Här är spektraldensiteten för värdet definierad som förhållandet mellan värdet per litet spektralintervall mellan och till bredden av detta intervall: $\Phi _{e,\lambda }(\lambda )$ $\Phi _{e},$ $d\Phi _{e}(\lambda ),$ $\lambda$ $\lambda +d\lambda ,$

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

Följaktligen, för ljuseffekten, blir förhållandet sant:

\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}.

Exempel

Källtyp	Ljuseffekt (lm/W)	Relativ ljuseffekt [4]
Glödlampa 100 W	13,8 [5]	2,0 %
Glödlampa 200 W	15,2 [6]	2,2 %
Halogenlampa 100 W	16,7 [7]	2,4 %
Halogenlampa 200 W	17,6 [6]	2,6 %
Halogenlampa 500 W	19,8 [6]	2,9 %
Kreml stjärnor	22 [8]	3,2 %
Filmprojektionslampor	35 [9]	5,1 %
lysdioder	10 - 300 [10] [11] [12] [13] [14]	1,5–40 %
Xenonbågslampa	30–50 [15] [16]	4,4–7,3 %
Lågenergilampa	40-104 [17]	6-15 %
svavellampa	100	14,6 %
Högtrycksnatriumurladdningslampa _	85-150 [6] [18]	12-22 %
Lågtrycksnatriumurladdningslampa _	100-200 [6] [18] [19]	15-29 %
Lovande prover av vita lysdioder med rekordparametrar	249 [20] , 254 [21] , 276 [22]	36 %, 37 %
Teoretiskt maximum för en 540 THz monokromatisk grön ljuskälla (våglängd 555.016 nm )	683 (exakt) [23]	99,9997 %
Teoretiskt maximum för en 555 nm monokromatisk grön ljuskälla	683.002	100 %

Även om solen inte förbrukar energi utifrån, utan avger ljus endast på grund av interna energikällor, tillskrivs den ändå ibland värdet av ljusutbytet. Efter att ha definierat det i detta fall som förhållandet mellan ljusflödet som sänds ut av solen och den kraft som frigörs i den , får man ett värde lika med 93 lm/W [24] .

Se även

Ljuseffektivitet av strålning

Anteckningar

↑ Ljuseffekt. Arkiverad 29 februari 2012 på Wayback Machine - Encyclopedia of Physics artikel
↑ Referensbok om belysningsteknik / Ed. Aizenberg Yu. B. - M . : Energoatomizdat, 1983. - 472 sid.
↑ Se Kandelas artikel för detaljer .
↑ Förhållande mellan ljusutbyte och teoretiskt maximalt värde, dvs 683.002 lm/W.
↑ Lampor: Gluehbirne.ch: Philips standardlampor (tyska) . Hämtad 1 mars 2009. Arkiverad från originalet 15 maj 2012. (obestämd)
↑ 1 2 3 4 5 Philips produktkatalog Arkiverad 15 juli 2011 på Wayback Machine (tyska)
↑ Osram halogen (tyska) (PDF) (inte tillgänglig länk) . www.osram.de _ Tillträdesdatum: 28 januari 2008. Arkiverad från originalet den 7 november 2007.
↑ TSB: Kreml-stjärnor // Great Soviet Encyclopedia : [i 30 volymer] / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M . : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
↑ Klipstein, Donald L. The Great Internet Light Bulb Book, del I (otillgänglig länk) (1996). Hämtad 16 april 2006. Arkiverad från originalet 1 juni 2012. (obestämd)
↑ Klipstein, Donald L. De ljusaste och mest effektiva lysdioderna och var man kan få tag i dem . Don Klipsteins webbplats . Datum för åtkomst: 15 januari 2008. Arkiverad från originalet den 17 februari 2012. (obestämd)
↑ Cree lanserar den nya XLamp 7090 XR-E Series Power LED, den första 160-lumen LED! (inte tillgänglig länk) . Datum för åtkomst: 1 mars 2009. Arkiverad från originalet den 17 februari 2012. (obestämd)
↑ Luxeon K2 med TFFC; Tekniskt datablad DS60 (PDF) (inte tillgänglig länk) . Philips Lumileds . Hämtad 23 april 2008. Arkiverad från originalet 17 januari 2009. (obestämd)
↑ Cree bryter 200 lumen per watt effektivitetsbarriär (länk ej tillgänglig) . [Cree]. Hämtad 8 februari 2010. Arkiverad från originalet 17 februari 2012. (obestämd)
↑ Cree först att bryta 300 lumen-per-watt-barriären . Tillträdesdatum: 26 januari 2015. Arkiverad från originalet 26 januari 2015. (obestämd)
↑ Teknisk information om lampor (pdf). Optiska byggstenar . Hämtad 14 oktober 2007. Arkiverad från originalet 27 oktober 2007. (obestämd) Observera att siffran 150 lm/W som anges för xenonlampor verkar vara ett stavfel. Sidan innehåller annan användbar information.
↑ OSRAM Sylvania lampa och ballastkatalog . – 2007.
↑ TSB: ljuseffekt // Great Soviet Encyclopedia : [i 30 volymer] / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M . : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
↑ 1 2 LED eller Neon? En jämförelse vetenskaplig (nedlänk) . Hämtad 1 mars 2009. Arkiverad från originalet 9 april 2008. (obestämd)
↑ Varför är blixten färgad? (gasexcitationer) . Datum för åtkomst: 1 mars 2009. Arkiverad från originalet den 17 februari 2012. (obestämd)
↑ Narukawa Y. et al. Vita lysdioder med superhög ljusutbyte // J. Phys. D:Appl. Fysik. - 2010. - Vol. 43, nr 35 . - doi : 10.1088/0022-3727/43/35/354002 .
↑ Cree sätter nytt R&D-prestandarekord med 254 Lumen-Per-Watt Power LED Arkiverad 17 juni 2012 på Wayback Machine - Cree, Inc. Pressmeddelande 12 april 2012
↑ Cree News: Cree sätter nytt R&D-prestandarekord med 276 Lumen-Per-Watt Power LED . Hämtad 24 november 2013. Arkiverad från originalet 18 januari 2014. (obestämd)
↑ Enligt definition av candela i International System of Units (SI)
↑ Ljuseffekt från solen Arkiverad 4 mars 2016 på Wayback Machine - Anpassad från publiceringen av prof. P. Marx från tidningen "Licht"

Lätta mängder
ljusenergi Ljusflöde Ljusstyrka Ljusets kraft Ljusstyrka belysning Rumslig belysning belysning ljusexponering Rumslig ljusexponering Volumetrisk densitet av ljusenergi Integrerad ljusstyrka Volumetrisk densitet av ljusenergi Volymdensitet av ljusintensitet Motsvarande ljusstyrka