Khoa học công nghệ
Hiệu quả chiếu sáng – Phần 1
Sep
Hiệu quả phát sáng là thước đo mức độ sáng của nguồn sáng tạo ra ánh sáng nhìn thấy được. Đây là tỷ số của thông lượng phát quang tới điện năng, đo bằng lumens trên mỗi watt trong SI. Tùy thuộc vào bối cảnh, điện có thể là nguồn thông lượng phát ra của nguồn, hoặc nó có thể là tổng công suất (năng lượng điện, năng lượng hóa học, hoặc các nguồn khác) mà nguồn này tiêu thụ. Ý nghĩa của thuật ngữ này phải được suy ra từ ngữ cảnh, và đôi khi không rõ ràng. Ý nghĩa trước đây đôi khi được gọi là hiệu quả về bức xạ của bức xạ và hiệu quả phát sáng sau của nguồn hoặc hiệu quả phát sáng tổng thể .
Không phải tất cả các bước sóng ánh sáng đều có thể nhìn thấy được, hoặc có hiệu quả tương đương kích thích thị lực của người, do độ nhạy quang phổ của mắt người; bức xạ trong phần tia cực tím và tia cực tím của quang phổ là vô ích đối với ánh sáng. Hiệu quả phát sáng của nguồn là sản phẩm của nó làm chuyển đổi năng lượng thành bức xạ điện từ và làm thế nào để phát hiện bức xạ phát ra từ mắt người.
Hiệu quả và Hiệu quả
Hiệu quả phát sáng có thể được bình thường hóa bởi hiệu quả phát sáng tối đa có thể cho một lượng không định lượng được gọi là hiệu quả phát sáng. Sự khác biệt giữa tính hiệu quả và hiệu quả không phải lúc nào cũng được duy trì cẩn thận trong các nguồn công bố, vì vậy không phải là điều hiếm thấy khi thấy “hiệu quả” thể hiện bằng lumens mỗi watt hoặc “hiệu quả” thể hiện dưới dạng phần trăm.
Hiệu quả chiếu sáng của bức xạ
Giải thích
Phản ứng của một con người điển hình đối với ánh sáng, như được tiêu chuẩn hóa bởi CIE năm 1924. Trục ngang là bước sóng trong nm
Các bước sóng của ánh sáng bên ngoài phổ khả kiến không hữu ích cho chiếu sáng vì chúng không thể nhìn thấy bằng mắt người. Hơn nữa, mắt đáp ứng nhiều hơn đối với một số bước sóng ánh sáng so với các bước sóng khác, thậm chí trong phổ nhìn thấy. Phản ứng này của mắt được thể hiện bằng chức năng độ sáng. Đây là một chức năng tiêu chuẩn đại diện cho phản ứng của một mắt “điển hình” trong điều kiện sáng (quang cảnh). Một cũng có thể xác định một đường cong tương tự cho các điều kiện mờ (tầm nhìn scotopic). Khi không được xác định, các điều kiện quang phổ nói chung được giả định.
Hiệu suất chiếu sáng của bức xạ đo được một phần của điện từ hữu ích cho ánh sáng. Nó thu được bằng cách chia thông lượng sáng bằng thông lượng bức xạ. Ánh sáng có bước sóng bên ngoài phổ nhìn thấy làm giảm hiệu quả phát sáng, bởi vì nó góp phần vào tia bức xạ trong khi tia sáng của ánh sáng như vậy bằng không. Các bước sóng gần đỉnh điểm phản ứng của mắt đóng góp mạnh hơn những bước sóng gần cạnh.
Hiệu quả phát xạ bức xạ của bức xạ có giá trị tối đa có thể là 683 lm / W, đối với trường hợp ánh sáng đơn sắc ở bước sóng 555 nm (màu xanh lá cây). Hiệu suất ánh sáng đồng vị của bức xạ đạt tới mức tối đa là 1700 lm / W đối với ánh sáng đơn sắc ở bước sóng 507 nm
| ype |
Luminous efficacy of radiation (lm/W) |
Luminous efficiency[note 1] |
|---|---|---|
| Typical tungsten light bulb at 2800 K | 15[7] | 2% |
| Class M star (Antares, Betelgeuse), 3000 K | 30 | 4% |
| Ideal black-body radiator at 4000 K | 54.7[8] | 8% |
| Class G star (Sun, Capella), 5800 K | 93[7] | 13.6% |
| Ideal black-body radiator at 7000 K | 95[8] | 14% |
| Ideal 5800 K black-body, truncated to 400–700 nm (ideal “white” source) [note 2] | 251[7][note 3][9] | 37% |
| 5800 K black-body truncated to ≥2% photopic sensitivity range[note 4] | 292[9][10] | 43% |
| 2800 K black-body truncated to ≥2% photopic sensitivity range[note 4] | 299[9][10] | 44% |
| 2800 K black-body truncated to ≥5% photopic sensitivity range[note 5] | 343[9][10] | 50% |
| 5800 K black-body truncated to ≥5% photopic sensitivity range[note 5] | 348[9][10] | 51% |
| Maximum for CRI=95 at 5800K (5800 K black-body truncated asymmetrically) | 310[9][10] | 45% |
| Maximum for CRI=95 at 2800 K (2800 K black-body truncated asymmetrically) | 370[9][10] | 54% |
| Ideal monochromatic 555 nm source | 683[11] | 100% |
Hiệu suất chiếu sáng
Bài chi tiết: Hiệu suất của tường
Nguồn sáng nhân tạo thường được đánh giá về hiệu quả phát sáng của nguồn, đôi khi còn được gọi là hiệu quả của tường. Đây là tỷ số giữa tổng lượng ánh sáng phát ra bởi thiết bị và tổng lượng điện đầu vào (điện, vv) mà nó tiêu thụ. Hiệu quả phát sáng của nguồn là thước đo hiệu quả của thiết bị với đầu ra điều chỉnh để tính đến đường cong đáp ứng quang phổ (chức năng độ sáng). Khi được thể hiện dưới dạng vô lượng (ví dụ, như là một phần của hiệu quả phát sáng tối đa có thể), giá trị này có thể được gọi là hiệu quả phát sáng của nguồn, hiệu suất phát quang chung hoặc hiệu quả chiếu sáng.
Sự khác biệt chính giữa hiệu quả phát sáng của bức xạ và hiệu quả phát sáng của nguồn là ở trạng thái đầu vào bị mất khi nhiệt hoặc bằng cách khác thoát ra khỏi nguồn như là một cái gì đó khác với bức xạ điện từ. Hiệu suất chiếu sáng của bức xạ là một thuộc tính của bức xạ phát ra từ một nguồn. Hiệu suất sáng của một nguồn là một thuộc tính của nguồn như một toàn thể.
Ví dụ
Bảng dưới đây liệt kê hiệu quả về độ sáng của nguồn và hiệu quả đối với các nguồn ánh sáng khác nhau. Lưu ý rằng tất cả các bóng đèn đòi hỏi chấn lưu điện / điện tử đều được ghi chú (xem điện áp) được liệt kê mà không mất mát cho điều đó, giảm tổng hiệu suất
