Valoteho

Valoteho
$\eta$
Ulottuvuus	J. _ M -1. L -2. T3_ _
Yksiköt
SI	lm . Ti -1
Huomautuksia
skalaari

Valonlähteen valotehokkuus on lähteen lähettämän valovirran suhde sen kuluttamaan tehoon [1] . Kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä (SI) se mitataan lumeneina wattia kohden (lm/W). Se on valonlähteiden tehokkuuden ja taloudellisuuden indikaattori.

Valontuoton lauseke on muotoa:

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

missä on lähteen lähettämä valovirta ja sen käyttämä teho. ${\displaystyle \Phi _{v))$ $P$

Kun otetaan huomioon säteilyvuon suuruus , suhdetta voidaan esittää muodossa . Tässä tuotteessa ensimmäinen tekijä on säteilyn valotehokkuus ja toinen lähteen energiatehokkuus (COP) [2] . Tämän seurauksena valotehon alkuperäinen lauseke saa muotoa: $\Phi _{e}$ ${\frac {\Phi _{v}}{P}}$ ${\frac {\Phi _{v)){\Phi _{e))}\cdot {\frac {\Phi _{e)){P))$ $K$ ${\displaystyle \eta _{e))$

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

Siten valotehon arvo määräytyy kahden tekijän yhteisvaikutuksena. Yksi niistä on lähteen kuluttaman sähköenergian muuntamisen tehokkuus säteilyenergiaksi , jolle on tunnusomaista hyötysuhde, toinen on tämän säteilyn kyky herättää visuaalisia tuntemuksia ihmisessä, joka määräytyy valotehokkuuden suuruuden mukaan. säteilyä.

Yksivärisen säteilyn lähteet

Kun kyseessä on monokromaattinen säteily , jonka aallonpituus on SI:ssä, seuraava on totta: $\lambda$ $K(\lambda )$

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

missä on monokromaattisen säteilyn suhteellinen spektraalinen valotehokkuus päivänäön kannalta , jonka fyysinen merkitys on, että se edustaa keskimääräisen ihmissilmän suhteellista herkkyyttä monokromaattisen valon vaikutuksille, ja on spektrisen valotehokkuuden maksimiarvo monokromaattisesta säteilystä. Maksimi sijaitsee aallonpituudella 555 nm ja on yhtä suuri kuin yksikkö. $V(\lambda)$ $K_{m}$ $V(\lambda)$

Valon tehosta sanotun mukaisesti suoritetaan seuraava:

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

SI:ssä arvo määräytyy SI-perusvaloyksikön, candelan, valinnan mukaan , ja se on 683.002 lm/W [3] . Tästä seuraa, että suurin teoreettisesti mahdollinen valontuoton arvo saavutetaan aallonpituudella 555 nm arvoilla ja yhtä suuri kuin yksikkö, ja se on 683,002 lm/W. $K_{m}$ $V(\lambda)$ ${\displaystyle \eta _{e))$

Useimmissa tapauksissa käytetään pyöristettyä arvoa 683 lm/W, jos tarkkuus riittää mihin tahansa käytännön sovellukseen. Käytämme sitä edelleen yhtälöissä. $K_{m}$

Säteilylähteet yleisesti

Jos säteily kattaa rajallisen koon osan spektristä, lausekkeella on muotoa $K$

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

tai sitä vastaava:

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 )).

Tässä on arvon spektritiheys, joka määritellään arvon suhteeksi pientä spektriväliä kohden tämän intervallin ja tämän intervallin leveyden välillä: $\Phi _{e,\lambda }(\lambda )$ $\Phi _{e},$ $d\Phi _{e}(\lambda ),$ $\lambda$ $\lambda +d\lambda,$

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

Vastaavasti valoteholle suhde tulee todeksi:

\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}.

Esimerkkejä

Lähdetyyppi	Valoteho (lm/W)	Suhteellinen valoteho [4]
Hehkulamppu 100W	13,8 [5]	2,0 %
Hehkulamppu 200W	15.2 [6]	2,2 %
Halogeenilamppu 100W	16.7 [7]	2,4 %
Halogeenilamppu 200W	17.6 [6]	2,6 %
Halogeenilamppu 500W	19.8 [6]	2,9 %
Kremlin tähdet	22 [8]	3,2 %
Filmin projektiolamput	35 [9]	5,1 %
LEDit	10 - 300 [10] [11] [12] [13] [14]	1,5-40 %
Xenon kaarilamppu	30–50 [15] [16]	4,4–7,3 %
Loisteputkilamppu	40-104 [17]	6-15 %
rikkilamppu	100	14,6 %
Korkeapaineinen natriumpurkauslamppu	85-150 [6] [18]	12-22 %
Matalapaineinen natriumpurkauslamppu	100-200 [6] [18] [19]	15-29 %
Lupaavia näytteitä valkoisista LED-valoista tallennusparametreilla	249 [20] , 254 [21] , 276 [22]	36 %, 37 %
Teoreettinen maksimi 540 THz :n monokromaattiselle vihreän valon lähteelle (aallonpituus 555,016 nm )	683 (täsmälleen) [23]	99,9997 %
Teoreettinen maksimi 555 nm : n yksiväriselle vihreälle valonlähteelle	683.002	100 %

Vaikka Aurinko ei kuluta energiaa ulkopuolelta, vaan säteilee valoa vain sisäisten energialähteiden ansiosta, sille lasketaan silti joskus valontuoton arvo. Kun se on tässä tapauksessa määritelty Auringon lähettämän valovirran suhteeksi siinä vapautuvaan tehoon , saadaan arvo, joka on 93 lm/W [24] .

Katso myös

Säteilyn valotehokkuus

Muistiinpanot

↑ Valon teho. Arkistoitu 29. helmikuuta 2012 Wayback Machinessa - Encyclopedia of Physics -artikkeli
↑ Valaistustekniikan opas / Ed. Aizenberg Yu. B. - M .: Energoatomizdat, 1983. - 472 s.
↑ Katso lisätietoja Kandelan artikkelista .
↑ Valotehokkuuden suhde teoreettiseen maksimiarvoon, eli 683.002 lm/W.
↑ Polttimot: Gluehbirne.ch: Philips Standard Lamps (saksa) . Haettu 1. maaliskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 15. toukokuuta 2012. (määrätön)
↑ 1 2 3 4 5 Philips Product Catalog Arkistoitu 15. heinäkuuta 2011 Wayback Machinessa (saksa)
↑ Osram halogeeni (saksa) (PDF) (linkki ei saatavilla) . www.osram.de _ Käyttöpäivä: 28. tammikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 7. marraskuuta 2007.
↑ TSB: Kremlin tähdet // Suuri Neuvostoliiton Encyclopedia : [30 nidettä] / ch. toim. A. M. Prokhorov . - 3. painos - M . : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1969-1978.
↑ Klipstein, Donald L. The Great Internet Light Bulb Book, osa I (pääsemätön linkki) (1996). Haettu 16. huhtikuuta 2006. Arkistoitu alkuperäisestä 1. kesäkuuta 2012. (määrätön)
↑ Klipstein, Donald L. Kirkkaimmat ja tehokkaimmat LEDit ja mistä niitä saa . Don Klipsteinin verkkosivusto . Käyttöpäivä: 15. tammikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 17. helmikuuta 2012. (määrätön)
↑ Cree julkaisee uuden XLamp 7090 XR-E -sarjan Power LEDin, ensimmäisen 160 lumenin LEDin! (linkki ei saatavilla) . Käyttöpäivä: 1. maaliskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 17. helmikuuta 2012. (määrätön)
↑ Luxeon K2 TFFC:llä; Tekninen tiedote DS60 (PDF) (linkki ei saatavilla) . Philips Lumileds . Haettu 23. huhtikuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 17. tammikuuta 2009. (määrätön)
↑ Cree Breaks 200 lumen per watti tehokkuuseste (linkki ei saatavilla) . [Cree]. Haettu 8. helmikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 17. helmikuuta 2012. (määrätön)
↑ Cree rikkoi ensimmäisenä 300 lumenin wattia kohden . Käyttöpäivä: 26. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 26. tammikuuta 2015. (määrätön)
↑ Tekniset tiedot lamppuista (pdf). Optiset rakennuspalikat . Haettu 14. lokakuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 27. lokakuuta 2007. (määrätön) Huomaa, että ksenonlampuille annettu luku 150 lm/W näyttää olevan kirjoitusvirhe. Sivulla on muutakin hyödyllistä tietoa.
↑ OSRAM Sylvania lamppu- ja liitäntälaiteluettelo . – 2007.
↑ TSB: valoteho // Great Soviet Encyclopedia : [30 osana] / ch. toim. A. M. Prokhorov . - 3. painos - M . : Neuvostoliiton tietosanakirja, 1969-1978.
↑ 1 2 LED vai neon? Tieteellinen vertailu (downlink) . Haettu 1. maaliskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 9. huhtikuuta 2008. (määrätön)
↑ Miksi salama on värillinen? (kaasuviritykset) . Käyttöpäivä: 1. maaliskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 17. helmikuuta 2012. (määrätön)
↑ Narukawa Y. et ai. Valkoiset valodiodit erittäin korkealla valoteholla // J. Phys. D: Appl. Fysiikka. - 2010. - Vol. 43, nro 35 . - doi : 10.1088/0022-3727/43/35/354002 .
↑ Cree teki uuden T&K-suorituskyvyn ennätyksen 254 lumenin per wattiteho-LED :llä Arkistoitu 17. kesäkuuta 2012 Wayback Machine - Cree, Inc: ssä. Lehdistötiedote 12.4.2012
↑ Cree-uutiset: Cree teki uuden T&K-suorituskykyennätyksen 276 lumenin per wattiteho-LED:llä . Haettu 24. marraskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 18. tammikuuta 2014. (määrätön)
↑ Kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) kandelan määritelmän mukaan
↑ Auringon valoteho Arkistoitu 4. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa - Mukautettu prof. P. Marx Licht-lehdestä

Kevyet määrät
valoenergia Valon virtaus Kirkkaus Valon voima Kirkkaus valaistus Tilallinen valaistus valaistus valotus Tilallinen valotus Valon energian tilavuustiheys Integroitu kirkkaus Valon energian tilavuustiheys Valon voimakkuuden tilavuustiheys Vastaava kirkkaus