LED燈具光通量詳解
在為場所設計照明系統時，有必要以一定的數值為指導，以統一計算程序。普通消費者需要相同的普世價值，才能在各類光源中導航。長期以來，對於白熾燈來說，這個值是消耗一瓦特的電能。但是這些設備正在退出舞台，因此需要找到其他東西。
什麼是光通量
事實上，為了計算照度，設計人員之前使用了另一個值——坎德拉（candela），它也直接對應於白熾燈消耗的瓦數。在上世紀下半葉初期的技術文獻中，可以看到“千燭燈”等表述。以坎德拉為單位的亮度是指在特定方向發射的光的功率（以瓦特為單位）。作為一種視覺聯想，這種亮度是由普通燃燒的石蠟或硬脂蠟燭提供的。由此得名。這種方法提供了亮度的可視化表示為蠟燭燃燒的數量。
重要的！ 用於計算坎德拉的瓦數與電功率無關 - 光源可能不是電的（同一根蠟燭）。
光通量的概念有一個定義——輻射能量的功率，通過光感來估算。或每單位時間發射的光子數。從數學上看，它看起來像這樣：如果一個力為 1 坎德拉的點源將通量輻射到等於一個球面度的立體角，那麼它會產生 1 流明 (lm) 的光通量。
球面度的概念需要澄清。要表示 1 sr 的立體角，需要取一個頂點位於半徑為 R 的球體中心的圓錐體，它在球體表面上切出一個等於 R 的區域2 .這種圓錐的開口角度約為 65 度。
如果一個 1 坎德拉的點光源在所有方向上均等地輻射，被放置在一個半徑為 1 m 的球體中，則在其內表面上將產生等於 1 勒克斯 (lx) 的照明。該值用於設置照明規範。因此，對於各種前提，根據 SNiP，必須滿足以下條件：
- 中學教室 - 500 勒克斯；
- 大學觀眾 - 400 勒克斯；
- 健身房 - 200 lx。
其他房間也有照明標準。
如果 1 lm 的光通量落在 1 平方米的面積上。表面，它會產生 1 勒克斯的照明。 因此流明和勒克斯之間的關係：1勒克斯=1流明/平方米。 例如，要在面積為 100 平方米的禮堂內提供足夠的照明，就需要 40000 流明的光通量。還應考慮到照度的減少與距光源距離的平方成正比，因此 燈懸掛的高度很重要。
工作原理
要了解使用所有這些量的便利性，有必要考慮 LED 的發射方向和相關概念。
發光二極管的設計使得它不會在所有方向上均勻地發射光——下半球被基板覆蓋，而透鏡的設計使得它不會在上半球提供均勻的輻射。結果，主光束集中在上方，向光錐周邊減弱。在一定的視角下，輝光的強度會降低一半，當達到更大的角度時，光就變得不可見了。第一個角度 (bac) 稱為半亮度角，第二個 (fah) 稱為全亮度角。
同樣的點也適用於帶有熒光粉的 LED。在那裡，輻射角受到襯底和 p-n 結的起始輻射的最大活動角的限制。必須理解，通過肉眼不可能準確地確定這些角度 - 需要特殊設備。但是您可以直觀地比較兩個 LED - 它具有更大的開角。
LED燈的光輸出
LED燈的光輸出不取決於晶體的加熱程度。幾乎所有的白色照明器都是基於帶有磷光體的 LED 製造的，因此光輸出取決於這種磷光體的質量，以及它的生產技術。同樣重要的是引髮晶體的光發射和這種輻射使磷光體在光譜的可見區域發光的能力。
戶外照明的光通量強度
要計算室外照明，必須從最低照度標準著手，該標準也可以在相關的 SNiP (SP) 中找到。因此，對於遊樂場，最低照度不應低於 10 勒克斯。
標准給出了照明的最小值，在計算中它們可以增加。
要獲得所需的燈具數量（N）以獲得所需的照明，您需要設置初始數據：
- 最小照度（E），lx；
- 領土面積（S），平方米；
- 照明不均勻係數 (z)，對於 LED 燈，它等於 1.2；
- 一個乘數，考慮到燈使用壽命結束時光通量的減弱 (k)，對於 LED 設備，它是 1.2；
- 一盞燈的光通量（F），lm；
- 附近物體的反射係數（n），對於瀝青，它可以取為 0.3。
這些數量由公式相關 N=E*S*z*k/(F*n)。
讓它照亮一個面積為 150 平方米的遊樂場。在每個燈發出 1500 lm 的光通量的情況下。將數值代入公式，我們得到 N=10*150*1.2*1.2/(1500*0.3)。 你得到 4.8 或 5 盞燈。這是最低數量，實際上您可以安裝更多。
您可以不根據可用燈具的光通量來設置自己，而是根據可以在該地區安裝的燈具數量來設置自己。在這種情況下，需要計算每盞燈的光通量。計算公式將採用以下形式 F=E*S*k*z/(N*n)。 如果最終結果不屬於標準系列 燈特性，必須四捨五入。
流明和瓦特的關係
在白熾燈佔據主導地位的幾十年中，世界各地的消費者已經習慣於將照明的亮度與消耗的電能聯繫起來。對於這些過時的設備，這是有道理的——向這個方向發展的技術早已走到了死胡同。照明的功率和強度的比例已經定下來並成為一種習慣。
用於 LED 照明 以瓦特為單位的功耗與以流明為單位的產生光通量之間沒有直接關係.更準確地說，它是，但只是目前。技術不會停滯不前，晶體的生產正在改進，光輸出增加的新熒光粉正在開發中。現在的比率明天將徹底過時。
燈光亮度表
目前，現代LED燈具的光通量與其消耗的功率之間的對應關係是這樣的：
| 光通量，lm | 250 | 400 | 650 | 1300 | 2100 |
| LED燈的功耗，W | 2-3 | 5-7 | 8-9 | 14-15 | 22-27 |
| 白熾燈的等效功率, W | 25 | 40 | 60 | 100 | 150 |
該表顯示了近似的四捨五入值，因為市場上的燈已經由不同的製造商使用不同的技術生產了幾年。對於“肉眼”的感知，這種傳播實際上是不明顯的。
總之，視頻：瓦特、流明和開爾文之間的區別和關係。
清楚地了解光輻射特性之間的關係後，您就可以獨立計算出一個房間或區域的照明。為此，您需要了解照明規範和 LED 燈的技術特性。