Svetlobni izkoristek

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Spekter sevanja črnega telasa. Energija zunaj območja vidne svetlobe (~380–750 nm) je prikazana s prekinjeno črto. Zunaj tega območja je svetlobni izkoristek zmanjšan.

Svetlôbni izkorístek (oznaki  \eta \, in  \rho \,) je merilo za učinkovitost sevanja svetlobnih naprav. Svetlobni izkoristek je razmerje med izsevanim svetlobnim tokom (merjen v lumnih) in močjo (merjeno v vatih) svetlobne naprave. Za moč lahko uporabimo skupni sevalni tok (moč sevanja v vatih) izvora ali pa skupno električno moč (prav tako v vatih), ki jo troši izvor. Oba pojma se uporabljata za malo različne namene in nimata enolično določene uporabe in pomena. Po prvem načinu imenujemo izračunano razmerje učinkovitost sevanja (luminous efficasy of radiation ali LER), po drugem pa učinkovitost izvora (luminous efficasy of a source ali LES).

Definicija svetlobnega izkoristka[uredi | uredi kodo]

Označimo z  \eta \, učinkovitost sevanja, potem je

 \eta=\frac{F}{P} \!\, ,

kjer je

  •  \eta \! svetlobni izkoristek (učinkovitost sevanja)
  •  F \! svetlobni tok, ki ga daje svetlobna naprava (v lumnih)
  •  P \! moč svetlobne naprave (moč v vatih, običajno se uporablja električna energija).

Vrednost, ki jo dobimo, ima enoto lumen/ W (lumen na vat) .

Svetlobni izkoristek pri sevanju črnega telesa kot funkcija temperature.

Svetlobni izkoristek kot učinkovitost izvora (označimo ga z  \rho \,) pa lahko izračunamo kot razmerje med skupnim izsevanim svetlobnim tokom (v vatih) in dovedeno močjo (prav tako v vatih):

 \rho = \frac{\Phi}{P} \!\, ,

kjer je

  •  \rho \! svetlobni izkoristek
  •  \Phi \! svetlobni tok, ki ga daje svetlobna naprava
  •  P \! moč svetlobne naprave (poraba, običajno električna energija).

Vrednost, ki jo dobimo, pa je v tem primeru brezrazsežna količina in jo običajno izražamo v procentih. Navadno se enote tako izberejo, da imamo največji možen izkoristek pri 683 lm/W, kar je 100 % izkoristek.

Dovzetnost normalnega človeškega očesa na svetlobo po standardu, ki ga je sprejela Mednarodna komisija za osvetljevanje (International Commission on Illumination ali CIE) v letu 1924.
Na abscisni osi je valovna dolžina v nm.

Svetlobni izkoristek in človeško oko[uredi | uredi kodo]

Valovne dolžine svetlobe zunaj vidnega dela spektra so za človeško oko nevidne in jih ne moremo uporabljati za osvetljevanje. Izvor ne oddaja svetlobe samo z eno valovno dolžino. Zaradi tega je svetlobni tok naprave enak. Oko različno reagira na različne valovne dolžine celo v okviru vidnega dela spektra. Svetlobni izkoristek meri samo del elektromagnetnega valovanja, ki je primeren za osvetljevanje

 \Phi = \int \Phi_\lambda \, \mathrm{d} \lambda \!\, ,

kjer je

Enota za merjenje svetlobnega izkoristka[uredi | uredi kodo]

V sistemu SI merimo svetlobni izkoristek v lumnih/ m2 (lumnih na kvadratni meter)

Zgledi[uredi | uredi kodo]

V naslednji razpredelnici so podani svetlobni izkoristki nekaterih virov.

vrsta svetila
 
tip
svetila
svetlobni izkoristek
(lm/W)
učinkovitost izvora
(%)[1]
gorenje sveča 0,3 [2] 0,04%
plinska svetilka 1–2 [3] 0,15–0,3%
žarnice na žarilno nitko 100–200 W volframova žarnica (220 V) 13,8[4]–15,2[5] 2,0–2,2%
100–200–500 W volframova steklena žarnica, halogenska (220 V) 16.7–17,6 [5]–19.8[5] 2,4–2,6–2,9%
5–40–100 W volframova žarnica (120 V) 5–12,6[6]–17.5[6] 0,7–1,8–2,6%
2,6 W volframova steklena, halogenska (5.2 V) 19,2 2,8%
volframova kvarčna halogenska (12–24 V) 24 3,5%
fotografske in projektorske žarnice 35 [7] 5,1%
svetleče diode bele svetleče diode (brez napajanja) 4,5–150 [8][9][10][11] 0,66–22,0%
4,1 W LED Edisonov navoj lamp (120 V) 58,5–82,9 [12] 8,6–12,1%
6,9 W LED z Edisonovim navojem (120 V) 55,1–81,9 [12] 8,1–12,0%
7 W LED parabolični reflektor prevlečen z aluminijem (120 V) 28,6 [13] 4,2%
8,7 W LED svetilka z Edisonovim navojem (120 V) 69,0–93,1 [12][14] 10,1–13,6%
obločne svetilke ksenonova obločna svetilka 30–50 [15] [16] 4.4–7.3%
živosrebrno-ksenonova obločna svetilka 50–55 [15] 7.3–8.0%
fluorescentna sijalka sijalna cev T12 z magnetnim balastom tube with magnetic ballast 60 [17] 9%
kompaktne fluorescentne sijalke 9–32 W 46–75 [18][19][5] 8–11,45% [20]
sijalna cev T8 z elektronskim balastom (balast je naprava, ki se uporablja v sijalkah z razelektritvijo, zagotavlja pogoje za vklop) 80–100 [17] 12–15%
sijalna cev T5 70–104,2 [21] 10–15,63%
žarnice na razelektrenje 1400 W sijalka z žveplom 100 [22] 15%
kovinsko-halogenska svetilka 65–115 [23] 9,5–17%
natrijeva svetilka z visokim pritiskom 85–150 [5] 12–22%
natrijeva plinska svetilka 100–200 [24][25][5] 15–29%
idealni viri črno telo pri 5800 K 251 37%
zelena svetloba pri 555 nm (največji možni izkoristek sevanja) 683,002 100%

Opombe in sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Določena tako, da je največje vrednost enaka 100 %.
  2. ^ 1 kandela*4π steradian/40 W
  3. ^ Westermaier, F. V. (1920). "Recent Developments in Gas Street Lighting". The American City (New York: Civic Press) 22 (5): 490. 
  4. ^ Bulbs: Gluehbirne.ch: Philips Standard Lamps (German)
  5. ^ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 Philips Product Catalog (German)
  6. ^ 6,0 6,1 Keefe, T.J. (2007). "The Nature of Light". Pridobljeno dne 2007-11-05. 
  7. ^ Klipstein, Donald L. (1996). "The Great Internet Light Bulb Book, Part I". Pridobljeno dne 2006-04-16. 
  8. ^ White LED Offers Broad Temp Range And Color Yield Electronicdesign (zahteva se piškotek) v nasprotnem primeru glej:Google Cache
  9. ^ "Nichia NSPWR70CSS-K1 specifications" (pdf). Nichia Corp. Pridobljeno dne April 26, 2009. 
  10. ^ Klipstein, Donald L. "The Brightest and Most Efficient LEDs and where to get them". Don Klipstein's Web Site. Pridobljeno dne 15-01-2008. 
  11. ^ "Cree XLamp XP-G LEDs Data Sheet".  Claims 132 lm/W.
  12. ^ 12,0 12,1 12,2 Toshiba E-CORE LED Lamp
  13. ^ GE 73716 7-Watt Energy Smart PAR20 LED Light Bulb
  14. ^ Toshiba to release 93 lm/W LED bulb Ledrevie
  15. ^ 15,0 15,1 "Technical Information on Lamps" (pdf). Optical Building Blocks. Pridobljeno dne 01-05-2010. 
  16. ^ OSRAM Sylvania Lamp and Ballast Catalog. 2007. 
  17. ^ 17,0 17,1 Federal Energy Management Program (december 2000). "How to buy an energy-efficient fluorescent tube lamp". U.S. Department of Energy.
  18. ^ "Low Mercury CFLs". Energy Federation Incorporated. Pridobljeno dne 23-12-2008. 
  19. ^ "Conventional CFLs". Energy Federation Incorporated. Pridobljeno dne 23-12-2008. 
  20. ^ "Global bulbs". 1000Bulbs.com accessdate=20-2-2010. |
  21. ^ Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts, Australia. "Energy Labelling—Lamps". Pridobljeno dne 14-08-2008. 
  22. ^ "1000-watt sulfur lamp now ready". IAEEL newsletter (1) (IAEEL). 1996. Arhivirano iz prvotnega spletišča dne 18. aug. 2003. 
  23. ^ "The Metal Halide Advantage". Venture Lighting. 2007. Pridobljeno dne 10-08-2008. 
  24. ^ "LED or Neon? A scientific comparison". 
  25. ^ "Zakaj je osvetlitev barvna? (plinsko vzbujevanje)". 

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]

[uredi]

Enote SI za merjenje svetlobe
količina oznaka enota SI okrajš. opombe
svetlobna energija Q_{\rm v}\, lumen-sekunda lm · s enoto včasih imenujemo talbot
svetlobni tok P \,, \mathit{F \,}, \mathit{\Phi}_\mathrm{v} \, lumen (= cd · sr) lm imenovan tudi svetlobna moč
svetilnost I_{\rm v}\, kandela (= lm / sr) cd osnovna enota SI
svetlost L_{\rm v}\, kandela na kvadratni meter cd / m2 staro ime zunaj sistema SI za enoto je nit
osvetljenost E_{\rm v}\, luks (= lm / m2) lx za osvetljenost površine
svetlobni izkoristek \eta\,, \rho\, lumen na vat lm / W razmerje med svetlobnim tokom in sevalnim tokom; znaša lahko do 683,002